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标题: 生物制药工艺中除病毒过滤的现状和未来 [打印本页]

作者: guolvfenlitech6 时间: 3 天前
标题: 生物制药工艺中除病毒过滤的现状和未来

2026-08-10 环球过滤分离技术网 guolvfenlitech6

生物制药生产中的除病毒过滤环节至关重要，它涉及到确保生物制品的安全性和有效性。该过滤过程基于分子大小排阻机制，能够有效分离出病毒与生物制品。在常规情况下，除病毒过滤能够去除高达4个log10的病毒，同时保持较高的回收率。

1. 除病毒过滤的重要性

【 1.1 确保生物制品安全】

生物制品，如单克隆抗体和双特异性抗体，是由动物细胞系培养产生的重要治疗性药物。然而，在细胞培养和下游纯化过程中，这些制品极易受到病毒的污染，从而严重影响其安全性。为了保障生物制品的安全性，相关指导原则要求在下游纯化过程中必须采用至少两种正交方法来清除病毒。其中，除病毒纳滤法作为一种稳健的病毒去除策略，已得到广泛应用。它能够有效地去除脂包膜和非脂包膜病毒，包括较难处理的鼠细小病毒(MVM)。一步除病毒纳滤操作即可实现4个log降的病毒去除效果，同时保持生物制品结构的完整性。

【 1.2 除病毒过滤的常见问题】

然而，在下游工艺中使用病毒过滤器时，必须经过严格的完整性测试，包括病毒去除、泄漏、蛋白质传输以及生物安全等方面的验证。尽管遵循了这些验证程序，但在实际生产过程中仍可能面临病毒突破和产品损失的风险。

2. 除病毒纳滤的机理与影响因素

【 2.1 工作原理】

除病毒纳滤主要基于尺寸排阻机制进行。在过滤过程中，病毒被拦截在过滤器的病毒保留区域，而生物制品则能够顺利通过，保持95%以上的回收率。此外，病毒与过滤器之间的静电作用和疏水作用也对除病毒纳滤的效果产生显著影响。当溶液的pH值高于病毒的等电点时，病毒会带负电，反之则带正电。因此，通过调整缓冲液的pH值，可以促进病毒更有效地吸附在滤膜表面。同时，疏水相互作用也是病毒被吸附到过滤器表面的重要机制。在过滤过程中，病毒的疏水部分更倾向于与过滤器表面首先发生相互作用，这不仅能增强病毒与过滤器之间的吸附，还能提高除病毒效率。

因此，深入了解病毒、过滤器表面以及蛋白质之间的疏水相互作用，对于提高病毒去除率和促进蛋白质传质具有重要意义。

【 2.2 关键影响因素】

2.2.1 【滤膜孔隙形态】

除病毒纳滤膜的孔径分布（PSD）通常比超滤膜更小，这使得它能够更稳定地去除生物制品中的病毒。然而，病毒过滤器中的微小缺陷可能会在过滤过程中导致病毒突破。为了深入探究PSD对病毒去除效果的影响，前人运用了多种分析方法，如葡聚糖筛分、液-液压孔法（LLP）以及金纳米颗粒（GNP）保留试验，来研究商用病毒过滤器的PSD特性。这些研究通过测定PSD，评估了病毒在过滤过程中的保留行为，从而揭示了病毒去除的内在机制。

2.2.2 【料液的组成成分】

除病毒纳滤膜的病毒去除性能会受到料液中多种化学因素的影响，包括溶液的pH值、离子强度、蛋白质类型以及添加剂的存在。多项研究显示，在不同的pH和离子强度条件下，过滤器的LRV会有所不同，这进一步印证了料液化学组成对病毒去除效果的重要性。具体来说，在pH4.0且病毒与模型过滤器带相反电荷的情况下，较低的离子强度会显示出较高的LRV值；而在pH8.0时，由于病毒和膜过滤器都带负电，因此需要较高的离子强度才能达到较高的LRV值。此外，蛋白质的类型以及添加剂也会对病毒清除效果产生影响。

3. 未来展望及挑战

【 3.1 局限性与技术挑战】

尽管除病毒纳滤在生物制品下游工艺中扮演着重要角色，但目前仍面临一些挑战。商业化的除病毒过滤器在低通量操作和恒定通量模式下才能保持有效，这在一定程度上限制了病毒的过滤效率。此外，对于高浓度蛋白制剂的处理，既要确保病毒无突破，又要实现高通量和高收率，是一项巨大的技术难题。高蛋白浓度的溶液具有高粘度，过滤过程中容易产生蛋白污染和浓度极化效应，从而严重影响病毒的去除性能。同时，长期操作过程中可能出现的中间体或产物聚合作用，也会对产品质量造成不利影响。

【 3.2 未来发展】

因此，开发新一代的病毒过滤工艺，特别是针对高浓度蛋白制剂的除病毒纳滤膜，显得尤为重要。

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