Уничтожение вирусов в лаборатории

Обновлено: 23.04.2024

Уровни безопасности

Лаборатории, в которых изучают вирусы и бактерии, должны соответствовать определенным стандартам BSL (biosafety level — уровень биобезопасности). Всего существует четыре таких уровня, которые в зависимости от страны могут иметь какие-либо незначительные косметические вариации. Но научное сообщество в разных странах следует этим стандартам, потому что в противном случае ученые не смогут работать над международными проектами, предоставлять свои услуги и продукты на международный рынок.

Самый низкий уровень безопасности BSL-1 не предполагает какой-либо серьезной защиты помещения и персонала. В таких лабораториях изучаются патогены, которые не вызывают заболеваний у здоровых людей. Подобные помещения не нуждаются в дополнительной изоляции, а от персонала требуют разве что мыть руки до и после работы. Ничего интересного.

Следующие два уровня биобезопасности уже повеселее. Там частенько используют боксы биобезопасности с HEPA-фильтрами, из которых патогены не могут вырваться наружу. В лабораториях BSL-2 и BSL-3 появляются как потенциально опасные, так и смертельные образцы — от вирусов, вызывающих гепатит и иммунодефицит человека, до таких экзотических, как вирусы Западного Нила или желтой лихорадки.

Согласно инструкции американских Центров по контролю и профилактике распространения заболеваний (CDC), рутинное вирусное тестирование образцов на коронавирус SARS-CoV-2 может проводиться в лабораториях уровня BSL-2. А вот выделение вируса в клеточной культуре требует уже BSL-3.

Лаборатория в Ухани имеет наивысший уровень биобезопасности — BSL-4, который предполагает работу с легко переносимыми по воздуху патогенами, вызывающими тяжелые и смертельные заболевания. В таких лабораториях изучают вирус Эбола или оспу. На входе в них есть воздушные шлюзы, все лабораторные отходы (в том числе отфильтрованный воздух и воду) обеззараживают, на выходе присутствует химический душ для дезактивации.

Уханьская лаборатория далеко не единственная в мире занимается изучением суперопасных патогенов. Такого рода защищенные лаборатории строят с семидесятых годов прошлого века. Они есть в Японии, Чехии, Венгрии, Великобритании, Италии, США, России и других странах. Часть этих лабораторий частные, частью управляет государство. Многими заведует армия.

Зачем они все это делают?

Действительно, зачем ученые регулярно копошатся в своих боксах биобезопасности, то и дело дергая бога за бороду? Зачем в таких лабораториях хранят коллекции самых опасных штаммов вирусов? Если вкратце, то для безопасности.

В 1980 году ВОЗ объявила о победе над вирусом натуральной оспы. Но в России и США с тех пор сохранилась обширная коллекция штаммов вируса-возбудителя. В начале прошлого десятилетия эти коллекции призывали уничтожить, чтобы окончательно стереть воспоминания об этой страшной болезни.

Но в 2014 году Исполнительный комитет ВОЗ решил, что коллекцию следует сохранить в целях безопасности, чтобы продолжить разработку вакцин и противооспенных препаратов. А это невозможно сделать, если ни в одной лаборатории мира не останется возбудителя этой болезни. Японские представители тогда подчеркивали, что никто не может гарантировать того факта, что вирус натуральной оспы не скрывается в неофициальных частных коллекциях и однажды не попадет в руки биотеррористов.

Проколы случаются?

Никто и никогда не может застраховаться от проколов. История демонстрирует это и на примере биолабораторий. Относительно недавно darriuss рассказывал о вспышке сибирской язвы в Свердловске в 1979 году, которая могла быть связана с местной биологической лабораторией.

А в 1978 году в Великобритании жертвой вырвавшейся на свободу оспы стала медицинский фотограф Джанет Паркер. Она же и оказалась последней официальной жертвой этой болезни. Женщина случайно подверглась воздействию вируса оспы в Медицинской школе Университета Бирмингема, где работала. Джанет подцепила Variola major — наиболее опасный тип оспы.

Оказалось, что на этаж ниже телефонной комнаты, где Паркер часто заказывала фотоматериалы, изучали оспу. Расследование показало, что несколько сотрудников той лаборатории не прошли специальную подготовку, а оборудование не соответствовало требованиям закона, помещения нарушали стандарты ВОЗ. К тому же оба помещения были связаны вентиляционной шахтой, через которую, скорее всего, и произошло заражение. Руководитель той лаборатории Генри Бедсон окончания расследования и смерти Джанет не дождался: он перерезал себе горло на заднем дворе.

Случайности не случайны?

Вскоре после того, как новый коронавирус дебютировал в новостях, появились и предположения о его искусственном происхождении. Некоторые верили (и продолжают верить) в искусственно созданное биологическое оружие. Правда, вирусологи по всему миру (и коммунисты, и капиталисты) отвергают такую возможность. Секвенирование генома показывает, что вирус пришел из дикой природы — скорее всего, от летучих мышей.

Впрочем, патогенные микроорганизмы могут вполне естественным путем мутировать и в лаборатории. Иногда в таких заведениях изучают возможность передачи вирусов от одних животных к другим. Уханьская лаборатория, кроме прочего, изучала коронавирусы летучих мышей. В этом нет ничего удивительного, так как один из них уже был причиной эпидемии в 2003 году. Эта работа проводилась полностью законно, и за ее ходом можно было следить по публикациям в международных научных журналах.

Никаких доказательств того, что естественный природный вирус был специально или случайно выпущен из лаборатории, нет. Но уханьская лаборатория, которая так удобно расположилась неподалеку от мокрого рынка, который назвали источником заразы, стала предметом международной политики. И президент США, и Госдеп уже заявляли о том, что подозревают лабораторное происхождение вируса. Но никаких доказательств они не предоставили. Офис директора национальной разведки США недавно опроверг слухи о том, что SARS-CoV-2 был задуман как биологическое оружие.

Благодаря The Washington Post стало известно, что в 2018 году уханьскую лабораторию посещали американские научные дипломаты. Они высказывали свою обеспокоенность проблемами с безопасностью и исследованием коронавирусов летучих мышей.

Ученые со всего мира становятся на защиту Уханьского института вирусологии и главы лаборатории Ши Чжэнли. Часть из них — это те, кто консультировал китайскую сторону при создании лаборатории. Другая часть — те, кто работал совместно с китайскими коллегами над международными проектами.

Как рассказывает директор лаборатории, с 30 декабря 2019 года более 120 ученых регулярно работали с первыми образцами вируса, поступившими из больницы, пытаясь выяснить его происхождение и уязвимость перед известными лекарствами.

Впрочем, пока точное происхождение коронавируса SARS-CoV-2 неизвестно. Многочисленные исследования показывают, что он имел животное происхождение. Политики обмениваются колкостями: Белый дом обвиняет Пекин в сокрытии информации и отсутствии прозрачности, Пекин обвиняет Штаты в попытке найти крайнего и переложить вину за неудачный ответ США на пандемию.

К перепалке уже подключились Австралия и страны Евросоюза. Они никого не обвиняют, но хотят беспристрастного расследования источников появления нового коронавируса и путей его распространения по всему миру. Такую резолюцию поддержали государства — члены ВОЗ во вторник на Всемирной ассамблее здравоохранения.

Когда шок от эпидемии, обрушившей многие экономики мира, прошел, самое время искать виноватых. Это ли не демонстрация того, что мир уже привык к эпидемии?

Миллиарды бактерий и вирусов окружают каждого человека. Многие из них вполне безобидны, и если у человека выработан хороший иммунитет, они не могут вызывать заболевания. Другие крайне агрессивны, могут повлечь за собой возникновение аллергии, раздражения, заболеваний. Поэтому врачи говорят, что необходимо соблюдать правила гигиены - проводить уборки, бороться с засорениями комнат и т.п.

К сожалению, простая уборка не может на 100% избавить человека от негативного влияния бактерий и вирусов. Эффективным подходом к гигиене считается дезинфекция - процесс уничтожения вредных микроорганизмов, который проводится целенаправленно.

Вирусы - это сложные структуры, так как избавиться от бактерий намного проще. Штаммы вирусов быстро адаптируются к новым условиям, “эволюционируют” в устойчивые виды. Поэтому не каждый способ дезинфекции способен защитить от всех напастей.

Виды дезинфекций против вирусов и бактерий

текущая;
профилактическая;
заключительная.

Текущее обеззараживание - это очистка помещений от выявленного источника заражения. В больницах очистка палат проводится ежедневно, что позволяет удержать распространение инфекции.

Профилактический процесс проводится регулярно, он снижает риски распространения микроорганизмов. Это влажная уборка, мытье рук, стирка.

Заключительная дезинфекция проводится после текущего обеззараживания. Она проходит в помещениях, где раньше находился больной человек, так как микроорганизмы могут оставаться на поверхностях, с которыми он контактировал, и являться источником инфекции.

Методы уничтожения вирусов или бактерий

Конкретный способ обеззараживания следует выбирать индивидуально с учетом сложившихся обстоятельств.

Механический способ - это избавление от предметов, на которых находится вирус (одежда больного, почва и т.д.).
Физический способ - ошпаривание кипятком, применение УФ-ламп или автоклавов. Популярен в медицине.
Биологический - в среду запускаются "полезные" бактерии, которые в процессе своей жизнедеятельности убивают вредных “собратьев”. Данный способ требует тщательного изучения среды для выявления места микроогранизмов в пищевой цепочке. Способ применяется в очистных сооружениях.
Химический - самый распространенный способ очистки. Используются специальные вещества, которые приводят к неминуемой гибели вредных вирусов и бактерий.

Химическая обработка зарекомендовала себя в качестве универсального и эффективного варианта. Чаще всего при борьбе с микробами применяются хлорсодержащие, спиртосодержащие препараты, химия на основе активного кислорода, ПАВ, гуанидов, а также фенольные ядохимикаты и альдегидные.

Препараты на основе хлора

Издавна хлоросодержашие средства используются для эффективной очистки поверхностей. Их разрушающая сила эффективно уничтожает многие виды бактерий, но не всегда может бороться с вирусами. Недостаток препаратов – явный вред для людей и окружающей среды.

Средства на основе активного кислорода - это перекись водорода, перманганат калия.

ПАВ – хорошие средства для уборки помещений, при этом вреда для здоровья и поверхностей не наблюдается. К сожалению, они уничтожают только некоторые виды бактерий.

Растворы с третичными аминами хорошо справляются с микроорганизмами, почти не токсичны для людей.

Спиртосодержащие вещества активно применяются для очистки поверхностей и их обеззараживания. Но они взрывоопасны, что является их главным недостатком, это влечет за собой неудобство в использовании.

Глутарал, бианол, лизоформин - альдегидные средства, которые убивают большинство микробов, но они очень токсичны. Гуанидовые дезинфектанты образовывают защитную пленку, при этом отличаются долгосрочным эффектом. Фенольные средства также удерживают продолжительный эффект, но они более токсичны.

Если вам требуется дезинфекция, но спецоборудования или дезвеществ в вашем арсенале нет - обратитесь за помощью в компанию "Здоровье нации" (г. Ханты-Мансийск). В работе мы используем только нетоксичные методы, которые эффективно избавляют от бактерий и вирусов.

1) при хранении плотного вирусного материала (кусочки органов или тканей) часто используют глицерин (50%-ный раствор на физиологическом растворе), который обладает бактериостатическим действием и в то же время защищает вирусы. В этом случае вирус можно хранить при 4°С несколько месяцев;

2) чаще всего вирусы хранят в холодильниках, обеспечивающих температуру минус 20, минус 30, минус 70 °С. При этой температуре некоторые вирусы без добавки защитных веществ сравнительно быстро теряют инфекционность. Известно, что чем меньше белка в вируссодержащей взвеси, тем меньше стабильность вирусов, поэтому очищенные вирусы быстро теряют свою биологическую активность. Хорошее защитное действие при замораживании и хранении вирусов оказывает добавка одного из следующих компонентов: инактивированной сыворотки крови, обезжиренного молока (от 10 до 30 %), желатина (0,5–1,5 %), ДМСО (10 %) и др. При быстром замораживании вируса до минус 196 °С (жидкий азот) с последующим хранением при этой температуре титр вируса в течение нескольких месяцев не снижается. Вирусы, чувствительные к низким значениям рН, следует замораживать в жидкостях, не содержащих однозамещенных фосфатов (NaH₂PO₄ или КН₂РО₄), которые обладают кислой реакцией и имеют более низкую точку замерзания, чем двузамещенные фосфаты (Na₉HPO₄ или К₂НРО₄) с щелочной реакцией.

Скорость оттаивания вируса существенно не влияет на его активность. Размораживать вирусы можно как при комнатной температуре, так и в водяной бане при температуре 37 °С. Во избежание частого замораживания и оттаивания одного и того же вируссодержащего материала необходимо хранить его маленькими порциями, достаточными для одноразового титрования или использования, например для реакции нейтрализации;

3) лиофилизация, т. е. высушивание в замороженном состоянии в условиях вакуума, – очень хороший способ консервирования вирусов. Для лиофилизации необходимы соответствующая аппаратура, определенный (в зависимости от вида вируса) наполнитель и тщательное выполнение процедуры сушки. На стойкость лиофилизированного вируса влияет не только выбор соответствующего наполнителя, но и состав газа в ампуле (уже 0,5 % кислорода вызывают быструю гибель вируса, в то время как влажность в границах 2–3 % существенно не влияет) и температура хранения лиофилизата – не выше 4 °С. Лиофилизацию лучше проводить в учреждениях, хорошо знакомых с этой методикой. В лиофилизированном виде вирусы могут храниться несколько лет.

Вирусологическая лаборатория должна иметь следующую документацию:

– журнал вирусологических исследований (экспертиз, сельхозучета, формы № 13-вет);

– журнал учета зараженных животных;

– журнал учета выделенных вирусов и их уничтожения;

– журнал учета движения производственных или музейных штаммов и другие книги учета согласно утвержденной инструкции.

Задания:

1. Ознакомиться с вирусологической лабораторией и ее основным оборудованием.

Постоянно людей окружают миллионы различных бактерий и вирусов, как дома, так и на улице. Большинство из них являются вполне безобидными, и при условии хорошего иммунитета, не способны вызвать какое - то заболевание. Другая часть - крайне агрессивная, что, в конечном счете, приводит к раздражениям, аллергии и заболеваниям.

Именно поэтому все врачи в один голос говорят о том, что люди должны тщательно следить за своей гигиеной и состоянием окружающих помещений - регулярно проводить уборки, не допускать захламления и засорения комнат и т.д.

Но обычные уборки не в состоянии дать 100%-ый результат и полностью избавить Вас от негативного влияния микробактерий. Более эффективным подходом считается дезинфекция - нацеленный процесс уничтожения патогенных микроорганизмов и их переносчиков с разных поверхностей.

В любых вариантах борьбы с микроорганизмами стоит учитывать, что вирусы - это более сложные структуры по сравнению с бактериями. Они могут быстро адаптироваться к окружающим условиям и “эволюционировать” в новые виды. Все это приводит к тому, что далеко не каждый способ обеззараживания может быть панацеей от всех бед.

Классификация дезинфекций

Чаще всего специалисты классифицируют такой процесс как обеззараживание по тому, в какой период времени она проводится. Так, выделяют 3 основных типа:

профилактическая;
текущая;
заключительная.

Профилактическое очищение, как правило, проводится на регулярной основе, и помогает снизить риск распространения вирусов и их влияния на организмы людей. В частности, к такой дезинфекции можно отнести мытье рук, стирку, уборку и т.д.

Текущий процесс уничтожения микробов связан с очищением помещений, в которых уже имеется источник заражения. Например, чаще всего такие меры предпринимаются в больницах, где проводится ежедневная очистка палат с больными. Это позволяет удерживать вредоносные микробактерии “в узде” и не давать им распространяться.

Заключительная дезинфекция очень похожа на текущую, и является ее логичным продолжением. Под нее попадают помещения, в которых ранее находился больной человек. Несмотря на то, что он выздоровел, всевозможные микроорганизмы могут еще оставаться на поверхностях и продолжать свою жизнедеятельность. Дабы заражения не повторились, необходимо проводить заключительное очищение.

Методы, позволяющие избавиться от вирусов или бактерий

Все три типа обеззараживания можно проводить различными способами. Как правило, конкретный метод необходимо подбирать индивидуально, учитывая сложившиеся обстоятельства. Чаще всего можно встретить такие четыре:

механический;
физический;
биологический;
химический.

Механический способ связан с простым избавлением от вещей или предметов, которые заражены вирусом. Часто такими предметами выступает одежда больного. Другим характерным случаем является удаление слоя почвы, который ранее был подвержен заражению.

Физический способ часто применяется дома или в больницах. К нему относится использование кипятка (например, обеззараживание соски для младенца), УФ-ламп или автоклавов (очистка медицинских инструментов или одежды врачей). Каждый из подходов отличается по своей эффективности и способен справится только с определенными видами микробов.

Биологический способ связан с использованием аналогичных бактерий, которые могут уничтожить своих вредных “братьев”. Этот подход требует детального изучения микробов для выявления их места в пищевой цепочке. Метод чаще всего используется на очистных сооружениях, например, для сточных вод.

Химический подход является наиболее распространенным. В таком случае применяются специальные вещества, которые активно влияют на микробактериями и приводят к их неминуемой гибели.

Виды химических методов борьбы с вредными микроорганизмами

Так как химические варианты очистки зарекомендовали себя в качестве наиболее популярного, универсального и эффективного варианта, стоит детальнее рассмотреть конкретные способы.

Чаще всего применяются такие препараты для борьбы с микробами:

хлорсодержащие;
на основе активного кислорода;
на основе ПАВ;
химикаты с содержанием третичных аминов;
спиртосодержащие;
альдегидные препараты;
на основе гуанидов;
фенольные химикаты.

Этот список не полный, но даже некоторые из этих препаратов не находятся в открытом доступе для всех желающих.

Препараты на основе хлора применялись издавна для очистки поверхностей - всем известная “хлорка” с едким запахом. Разрушающая сила хлора позволяет эффективно бороться с распространенными видами бактерий, но не показывает таких же результатов с агрессивными вирусами. Главный недостаток - вредность для человека и окружающей среды, что делает невозможным их применять повсеместно.

Безопасными, и в то же время довольно эффективными против некоторых микробов, являются средства на основе активного кислорода. К ним относится перекись водорода и перманганат калия, которые часто используются для обработки ран и предотвращения загнивания.

Средства с третичными аминами появились относительно недавно. Благодаря специальному химическому составу такие вещества успешно справляются с микроорганизмами, и при этом практически не токсичны для людей.

Спиртосодержащие средства - аналоги обычного спирта. Как известно, этот препарат активно применяется для очистки разных поверхностей и полного обеззараживания. Главный недостаток - взрывоопасность, что предъявляет особые требования к безопасности при использовании.

К альдегидным химикатам относятся глутарал, лизоформин и бианол. Эти препараты отлично справляются с большинством микробов, но при этом способны навредить человеку из-за повышенной токсичности - при использовании нельзя забывать о мерах безопасности.

Главное преимущество гуанидовых дезинфектантов - это способность образовывать защитную пленку при низкой токсичности вещества. Это означает, что при использовании таких препаратов можно добиться долгосрочного эффекта.

Фенольные средства также могут поддерживать продолжительный эффект, но не получили должной популярности из-за повышенной токсичности для человека.

Качественная и безопасная дезинфекция от компании СЭС Услуги

Если Вам нужна дезинфекция помещений или отдельных поверхностей, но специального оборудования или веществ нет, то можете обратиться за помощью в компанию СЭС Услуги (Санкт-Петербург). Мы предоставляем профессиональные услуги всем желающим и в своей работе используем только эффективные и нетоксичные методы очистки от бактерий или вирусов.

Благодаря нам Вы сможете значительно снизить риск распространения вредных микроорганизмов, а значит и обезопасить свою повседневную жизнь. Для получения консультации обращайтесь по контактным номерам СЭС Услуги .

Повышение вирусной безопасности биотерапевтической продукции

Пожалуйста, расскажите о вашей задаче. Узнать больше Позвонить специалисту Запросить информацию Запросить цены

Что такое инактивация вирусов?

Разрушение и денатурация вирусов

Инактивация вирусов — первый из двух стандартных этапов повышения безопасности биотерапевтической продукции. Во время инактивации все вирусы в частично очищенной терапевтической суспензии либо намеренно уничтожаются, либо лишаются своих патогенных свойств в течение короткого времени. Для необратимого разрушения и денатурации вируса обычно необходимо изменить окружающую его среду.

Обычно для необратимого разрушения и денатурации структуры вируса в окружающую его среду вносятся изменения — с помощью химических, физических или даже энергетических методов. Удаление вирусов — отдельный процесс, дополняющий инактивацию. Вывод или отделение вируса от белка (белков) или производимого продукта способствует дальнейшему повышению вирусной безопасности.

Почему необходима инактивация вирусов?

Многие биотерапевтические продукты содержат вирусы или подвергаются вирусному загрязнению в ходе производства или обработки. Для нейтрализации патогенности, устранения вирусной нагрузки (количества вируса) и исключения вреда для пациента эти препараты подвергают специальной очистке, включающей два этапа — инактивацию и удаление вирусов. Обычно применение этих процессов по отдельности недостаточно эффективно. Существуют различные методы инактивации и удаления, учитывающие специфические характеристики вируса и вид биотерапевтического продукта. Для расширения спектра уничтожаемых вирусов во многих процессах биотерапевтической обработки применяется сочетание взаимодополняющих методов.

Методы инактивации вирусов

Учет размера, вида и лабильности биотерапевтического средства

Инактивация
Существует несколько методов вирусной инактивации. Наиболее распространенные из них:

методы с применением низкого уровня pH — особенно часто применяются к таким биотерапевтическим продуктам, как моноклональные антитела (mAbs)
методы с применением растворителя или ПАВ — обычно используются для полисахаридов

Реже используются такие методы инактивации вирусов, как пастеризация, обработка сухим теплом и применение парообразного теплоносителя (например, для продуктов на основе крови или сыворотки).

Удаление вирусов
Осаждение, хроматография и нанофильтрация широко освещены в литературе.

Выбор метода инактивации и удаления вирусов зависит от размера, вида и лабильности биотерапевтического продукта, метода (методов) очистки при производстве, происхождения и титра вирусов. Наряду с вирусной безопасностью важными показателями качества, которые необходимо контролировать в ходе всего процесса, являются структура и действие лекарственного вещества. Эффективность любого метода инактивации (с применением низкого уровня pH или ПАВ) обеспечивается точным контролем одновременно нескольких критических параметров процесса. Такой контроль необходим для всестороннего понимания процесса и его воздействия на лекарственное вещество. Современные рабочие станции химического синтеза поддерживают картирование процессов, стабильную работу в рамках заданных параметров, а также моделирование для переноса и масштабирования метода.

Метод вирусной инактивации с применением низкого уровня pH

На процесс инактивации вирусов с применением низкого уровня pH влияют такие характеристики, как pH, длительность, температура, содержание белка и растворителя или буфера. Необратимая денатурация и эффективное уничтожение многих вирусов возможны при уровне pH 5,0–5,5. В зависимости от объема вирусов, которые подвергаются инактивации и очистке, этого диапазона может оказаться достаточно. Однако для эффективной инактивации ряда вирусов в оболочке необходим уровень pH в диапазоне 3,5–4.

Для инактивации вирусов в иммуноглобулиновых продуктах типа mAb чаще всего применяется метод с низким уровнем pH, так как он достаточно прост, компактен и, в отличие от ПАВ или растворителей, практически не требует участия оператора и дополнительных шагов по удалению. Однако подходящие и оптимальные условия инактивации зависят от самой молекулы и требуемого спектра удаления вирусов. По этой причине для установления и проверки проектного поля или рабочих границ эффективной вирусной инактивации необходимы исследования молекул. Эти границы и результат процесса инактивации вирусов обычно определяются полным или частичным набором переменных — критическими параметрами процесса. Они влияют на исход вирусной инактивации и, следовательно, на качество лекарственного вещества. Выявление и учет этих факторов положительно скажется на качественных и количественных характеристиках продукта.

Обычно для исследований по вирусной инактивации с применением низкого уровня pH используется раствор иммуноглобулина заданного объема и концентрации, который помещается в емкость — например, лабораторный стакан с магнитной мешалкой. Чаще всего в качестве материала исследования выступают иммуноглобулины, у которых начальный pH близок к физиологическим условиям. Задача исследователей — определить параметры добавления реагентов. Для этого проводится ручное титрование с бюреткой или пипеткой с периодической регистрацией значений pH. После выдерживания в условиях низкого уровня pH с соблюдением других параметров в течение времени, рекомендованного для инактивации целевых вирусов, лекарственное вещество или раствор иммуноглобулина подвергают обратному титрованию. Уровень pH при этом изменяется от низкого до физиологического или слабо-щелочного. Это конечный этап вирусной инактивации с помощью выдерживания при низком уровне pH. Однако в ходе такого исследования с применением титрования при низком уровне pH для анализа в лаборатории и регистрации различных качественных характеристик (например, оценки агрегации или дезамидирования методом эксклюзионной хроматографии по размеру) требуется отбор проб. Хотя опытные ученые выполняют все процедуры с нужной точностью, инактивация вирусов — кропотливый ручной процесс, сопряженный с естественными изменениями и отклонениями, которые затрудняют получение воспроизводимых результатов.

Хотя главной целью изучения вирусной инактивации при низком уровне pH на последующих этапах биотехнологического процесса является определение объема добавляемых реагентов и длительности выдерживания, не менее важно определение кинетики процесса и влияния его комбинированных параметров. В конечном итоге эти характеристики необходимы для разработки надежного и оптимального процесса инактивации. Тем не менее в ходе такой разработки ученые часто не отслеживают температуру — она остается неконтролируемым параметром.

Причиной может быть использование для вирусной инактивации выдерживанием экспериментальных или даже коммерческих систем промышленного типа либо передаточных емкостей, которые регистрируют температуру, но не регулируют ее. Еще один параметр, который часто не учитывается исследователями инактивации при низком уровне pH, которые проводят опыты на ручных платформах с магнитными мешалками, — репрезентативность масштаба, в частности репрезентативность перемешивания. Без сбора данных о такой простой процедуре невозможно подтвердить правильность и стабильность заданных условий исследования.

Характеристика процесса инактивации вирусов при низком уровне pH

Вирусная инактивация с применением низкого уровня pH на последующих этапах обработки создает риск агрегации в продукте с моноклональными антителами. В презентации Хирен Д. Ардешна (Hiren D. Ardeshna) из компании GlaxoSmithKline представлена многофакторная экспериментальная схема, которая позволяет исследовать влияние четырех параметров процесса:

конечная точка низкого уровня pH
время выдерживания при низком уровне pH
длительность титрования с низким уровнем pH
длительность титрования с нейтрализацией

Обработка растворителем/ПАВ для инактивации вирусов

Методы с растворителем или ПАВ чаще всего используются для инактивации вирусов в оболочке. Применяемые реагенты оказывают незначительное влияние на лабильность терапевтических белков или антител, тогда как некоторые методы с применением низкого pH могут вызывать денатурацию или дезамидирование. Многие требования к вирусной инактивации с растворителем или ПАВ аналогичны требованиям к методам с низким уровнем pH — в первую очередь необходимо определить объем добавляемого реагента (в данном случае растворителя или ПАВ) и длительность процесса. Как и в случае с инактивацией при низком pH, конкретные условия зависят от вида иммуноглобулина или лекарственного вещества. По этой причине для установления и проверки проектного поля или рабочих границ эффективной вирусной инактивации с растворителем или ПАВ необходимы исследования молекул. Эти границы и результат процесса инактивации аналогично определяются критическими параметрами процесса. К ним относятся температура, содержание белка, содержание растворителя или ПАВ, время выдерживания в условиях инактивации, а также перемешивание и эффективность гомогенизации растворителя или ПАВ. Выявление и учет этих факторов положительно скажется на качественных и количественных характеристиках продукта.

Хотя в исследованиях вирусной инактивации с применением ПАВ не требуется такого же титрования реагента, как в методах с низким уровнем pH, оценка проектного поля с критически важными переменными остается обязательным условием. Как и в случае с низким pH, определение характеристик инактивации вирусов растворителем или ПАВ обычно полностью осуществляется вручную. Дозирование реагентов и управление экспериментом также зависят от точности действий квалифицированных специалистов, которые одновременно выполняют несколько критически важных заданий. По этой причине исследования вирусной инактивации с применением растворителя или ПАВ также сопряжены с естественными изменениями, отклонениями и трудностями обеспечения воспроизводимости.

При использовании методов инактивации с растворителем или ПАВ по существу необходимо учесть еще один аспект, не свойственный для методов с низким уровнем pH. Все добавленные растворители или ПАВ в обязательном порядке должны быть удалены из лекарственного вещества или раствора иммуноглобулина. Их вывод подтверждается с помощью подходящего метода анализа. Обычно для удаления растворителя или ПАВ используется хроматография или замена буфера путем тангенциальной поточной фильтрации. Цель вывода добавленных реагентов или ПАВ в некотором смысле аналогична цели обратного pH-титрования от низкого pH для инактивации до физиологических или слабо-щелочных показателей. В масштабе буферные или хроматографические методы чаще всего имеют вид непрерывных или полунепрерывных типовых операций, в рамках которых материал направляется из емкости для выдержки через колонку или другую подходящую мембрану для замены растворителя или буфера. При этом при разработке процесса этап инактивации вирусов растворителем или ПАВ чаще всего отделен от последующего очищения или удаления. Такая практика может усложнять обеспечение непрерывности данных или информации.

Вирусная инактивация вакцин

Вирусной инактивации подвергаются различные вакцины, включая токсоидные, на основе рекомбинантного белка, субъединичные и полисахаридные вакцины и даже некоторые вакцины с вирусоподобными частицами. Как указывалось ранее, при выборе метода учитывается характер биотерапевтического продукта и спектр вирусов, которые необходимо эффективно вывести.

Как правило, для обработки живых ослабленных вакцин с вирусными частицами (где биотерапевтический продукт представляет собой вирусную частицу) рекомендуется использовать альтернативные методы или процедуры, предотвращающие внешнее вирусное заражение. Специальные методики для таких продуктов могут включать один или несколько процессов нанофильтрации или хроматографии. Эти этапы необходимы для эффективного уменьшения внешней вирусной нагрузки соответствующих сырьевых материалов. Инактивированные или разрушенные вирусы иногда подвергаются дальнейшей обработке низким уровнем pH или растворителем/ПАВ, так как желаемый иммуностимулирующий эффект продукта может сохраняться и после денатурации или других изменений.

Вирусная инактивация олигонуклеотидных продуктов или молекулярных действующих веществ не считается необходимой. Главная причина заключается в том, что свойства реагентов, условия реакции и методы обработки создают неблагоприятную для вирусов среду. В настоящее время для очистки, концентрирования и составления рецептур многих разрабатываемых и производимых олигонуклеотидных продуктов используются различные методы хроматографического выделения или замена буфера путем тангенциальной поточной фильтрации.

Технология инактивации вирусов

Точные эксперименты с большим объемом данных

С учетом потребностей в непрерывности информации и ведении электронных записей рабочие станции химического синтеза повышают эффективность процессов инактивации вирусов не только с точки зрения планирования и проведения экспериментов, но и благодаря сбору данных и обеспечению их целостности. Независимая процессно-аналитическая технология (PAT) объединяет множество задач и рабочих процессов, включая вирусную инактивацию с заменой буфера, и способствует более точному моделированию крупномасштабных процедур.

Посмотрите онлайн-демонстрацию оборудования в любое удобное время.

Читайте также: