赢得腺相关病毒（AAV）生产的成功
本文节选自《Finding Success in AAV Manufacturing》，详细内容，请参考原文。
基因治疗是一个年轻且仍在不断成长中的行业，供应商一直在努力满足对灵活制造能力的需求，以生产基因治疗临床试验和商业化所需的病毒载体。“制造业的创新是这些产品成功的关键驱动力，”Homology Medicines首席技术官Tim Kelly表示。这家临床阶段生物制药公司正在使用其专利技术平台解决罕见遗传性疾病，前者基于源自人造血干细胞的一系列创新的的腺相关病毒(AAV)载体，旨在用于无核酸酶的基因编辑(将纠正性基因插入人的DNA)或基因治疗(将纠正性基因转移到人体中特定的细胞)。2018年，该公司建立了自己的良好生产规范(GMP)生产工厂，用于其AAV载体的内部生产，开始为500 L生物反应器，2019年规模扩大到了2000 L生物反应器。BioPharm International采访了Kelly，谈到了AAV生产面临的挑战，以及他们在使用一次性使用技术的灵活工厂中所发现的好处。
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AAV生产
BioPharm：您认为目前AAV生产面临的最大挑战是什么?
Kelly(Homology)：不同于大分子或小分子的生产，AAV的生产面临着一系列不同而新颖的挑战。在Homology，其中一些挑战促使我们在早期做出决策，即发展我们自己的内部生产和工艺开发能力。这些挑战包括产能的实际可用性；物理和技术专长；以及与开发新技术相关的技术困难的广度和所需的学习曲线。是的，有越来越多的合同开发和制造组织(CDMO)可以提供帮助，但是我们相信拥有、控制和执行所有的开发和生产过程可允许我们加速、并更好地控制“陡峭”的学习曲线。我们确实有继续与外部伙伴合作，但拥有自己的内部能力使我们有机会完全控制自己的命运。
行业面临的另一个挑战是对基因治疗生产平台和技术的经验以及专业知识有限。组织不能仅仅依赖过去的系统和工作流，而是需要雇佣一个由经验丰富的技术操作专家组成的团队，他们愿意为构建一组新的专业知识做出贡献。在Homology，我们有意挑战“旧的思维方式”，并开发了一个适合我们需求的模型，涵盖了我们基因治疗和无核酸酶基因编辑项目的开发和临床前管线。我们很幸运，我们的团队中有一些人曾经负责过第一个FDA批准的一次性使用生物反应器的开发，他们把这些知识带到了我们的内部工艺开发和生产运营当中。这种独特的优势使我们能够在我们的双平台上利用这些经验和见解，并继续为新的治疗方法的开发提供信息。
我希望，随着更多的关注指向潜在的单次治疗，关键的学习将继续推动基因治疗生产的进步。事实上，可以预期AAV生产的学习曲线将比生物技术行业之前的学习曲线更快。
BioPharm：分析方法在AAV工艺开发和生产中的作用是什么?您能分享一下您所开发的最佳实践吗?
Kelly(Homology)：由于我们关注的是罕见遗传性疾病，因此有可能从早期开发阶段迅速过渡到注册试验，随后获得批准和商业化。由于这种对速度的需求，Homology早期投资于稳健的分析开发能力以及生成可靠数据的平台模型，这允许我们快速鉴别优化的机会，同时获得重要的工艺表征知识。事实上，我们早期的分析方法在开发过程中的每一步都提供了信息，它们对推动学习和理解AAV载体至关重要。
尽早开始并利用平台方法是我所能提供的、关于分析开发的两条最佳建议。预期监管机构将不断提高要求和期望，并明确计划，以尽早确定质量确认方法。此外，能够在所有的项目和平台上应用这些方法，将有助于加快早期阶段项目的开发时间表。
我们开发了43种分析方法，用于不同产品的产量、纯度以及更广泛的表征工作。我们的分析开发团队使用这些方法来检测我们的结构并检查是否有任何差异。分析开发能力和执行对于驱动质量、一致性和学习是至关重要的。
内部生产 vs. 外包生产
BioPharm：您能解释一下您在决定进行AAV内部生产时所考虑的利弊吗?
Kelly(Homology)：在考虑建立内部AAV生产的决定时，我们充分意识到建立内部工艺开发和生产的相关费用，潜在的挑战是说服董事会和其他人，使其相信早期投资是最佳战略。在考虑这一决定时，我们把基因治疗行业作为一个整体来看，而事实是这个行业正在蓬勃发展。虽然这项技术还处于起步阶段，但基于AAV疗法的临床试验已经超过200项。这对我们意味着什么?很明显，我们想要确保对时间表的控制，并提高对这项新技术的掌控，而不必担心产能和利益的竞争。我们寻找一个可以与我们的研究和工艺开发实验室在同一屋檐下运作的空间。我们选择将公司总部设在马萨诸塞州的贝德福德（Bedford），那里有更广阔的空间。从设计到运营，我们用了12个月的时间，在公司总部旁边建造了占地25,000平方英尺的内部GMP生产设施。这的确是一笔巨大的投资，尤其是当我们还是一家临床前公司的时候，但它已被证明是一项关键的战略资产，特别是在大流行期间，这对那些依赖外部资源、正经历重大产能限制的公司产生了重大影响。在这一点上，我们很难想象这样一种情况，如果我们没有运行我们自己的载体生产能力，并在我们已经建立的内部设施中开发我们自己的前进道路，我们该如何支持我们所有基因治疗和基因编辑项目。
此外，很明显，我们公司的巨大价值来源是学习、掌握和利用内部载体产能的能力。这些能力使我们能够开发、学习并优化支持最适合我们技术的整合式系统的方法和工艺。例如，从2019年开始，我们就已经开始使用HEK293无血清悬浮培养平台，并达到了2,000L生物反应器规模。如果不是内部完成的，这个项目将可能需要很多年才能完成。
BioPharm：成功建设和启用你们的GMP工厂的关键是什么?
Kelly(Homology)：成功最重要的关键因素是建立一个强大且经验丰富的团队，他们渴望快速学习，并完全符合我们“同一个Homology团队”的理念。在建设和运营我们的GMP工厂时，我们从行业和我们自己的内部经验中吸取了经验，从而制定了“Homology最佳实践”。通过建立这些，我们能够避免在生产基因药物时养成“不良习惯”。”另一个成功的关键是我们自己的数据随时可用，因为数据驱动的决策是至关重要的，而且往往是时间敏感性的。我们也看到了投资于我们团队的直接价值。我们明白，生产与我们的研发工作一样重要，我们的技术运营团队也随着我们对功能的重视而不断增长。我们建立了一个核心的员工团队，他们都是创新的思考者和团队成员，并拥有成熟的技术和运营经验。
在开始生产AAV时，重要的是要确定最合适的工艺。在评估了各种系统后，我们看到了使用HEK293细胞转染系统的几个优点，其已证明了性能，是一个更快、更简单和一致的系统。在一项“头对头”的研究中,我们的数据显示,使用我们的载体-HEK293系统，可获得相比杆状病毒工艺，更出色的体外感染性和体内效力。有了这个系统，我们使用Homology的商业化生产平台工艺，进行了2000 L生物反应器规模的生产，证明了我们的HEK293平台明确且线性的可规模放大性能。尽管与一般行业的假设不一致，即其认为这种生产系统可能不那么稳健或不容易放大，但我们数据驱动的分析证明，这是对我们的基因治疗和基因编辑项目最有利的系统。
BioPharm：除了自己的内部生产之外，您认为CDMO合作伙伴的好处是什么?你认为对于外包合作伙伴来说，主要的要求是什么?
Kelly(Homology)：正如我们之前所计划的，拥有双重来源是有利的。我们知道，与CDMO建立强有力的伙伴关系是非常重要的，以补充我们内部的工作，并随着Homology的成长而进行调整。选择一个能够适应公司不断变化的需求、并能够在文化上保持一致的CDMO对于合作的持续成功至关重要。我们的选择过程是一个漫长的过程，着眼于及时供应，以满足我们的项目的需求，并评估他们的优势，以建立一个长期的关系。随着时间的推移，公司之间的信任和相互尊重变得越来越有价值。我们在推进我们的项目，包括世界上第一个苯丙酮尿基因治疗的临床试验，pheNIX，并在准备其潜在的商业化。
灵活工厂
BioPharm：您认为使用一次性使用系统和灵活的工厂设计的好处是什么?
Kelly(Homology):我再怎么强调我们的一次性使用生物反应器系统的好处也不过分，它既服务于我们的基因治疗，也服务于基因编辑项目，真正让我们以一种高效的方式加速时间表。我们的一次性使用容器和系统是清洁的、无菌的且完全封闭的环境，可获得快速且灵活的生产工艺，因为我们不需要停机清洗或做其它事情，而其它传统系统通常需要这些操作。
BioPharm：有哪些关键技术使你们能够创建一个灵活的工厂?
Kelly(Homology):我们为Homology设计了一个合适规模的工厂，并在未来有能力根据需要进行扩展。我们的一次性使用技术允许实现快速的周转时间，我们有半自动化系统来平衡稳健性和灵活性需求。对我们来说，快速整合所学知识的速度和能力是我们内部能力扩展战略的重中之重。
总的来说，我们已经建立了一个高质量、可复制、商业化规模的生产平台。我们已经开发了一个全面的“即插即用”系统，我们可以根据需要在我们的基因治疗和基因编辑项目中切换衣壳和转基因。这个平台现在包含了超过450个独特的结构，现在接近600个悬浮批次。不必为每一种新产品重新发明“轮子”，可以提高效率，并可能通过减少产品开发和潜在的商业化时间线，使患者受益。
原文：J. Markarian, "Finding Success inAAV Manufacturing," BioPharm International 34 (3) 2021.
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