核心要点
- 孤儿药研发面临患者群体有限和数据稀缺的挑战，尽管有《孤儿药法案》等监管激励措施。
- 常见的CMC问题包括低估早期阶段CMC工作、分析盲点及控制策略不足，导致成本高昂的延误。
- 主动管理变更、可扩展性及供应链风险对保持研发 momentum 和监管合规至关重要。
- 战略协作与卓越运营是转化研发流程、确保罕见病疗法高效交付的关键。
本文概述了阻碍孤儿药研发的常见CMC问题，这些问题会窃取研发 momentum 并造成成本高昂的曲折。
（图片来源：HYUNGKEUN -stock.adobe.com）
全球约有3亿人受7000多种罕见病影响（1）。其中绝大多数疾病尚无获批疗法。在美国，孤儿药定义为患者群体少于20万人的药物，其他国家也有类似门槛（2）。尽管未满足的医疗需求巨大，但这些疾病的罕见性为孤儿药研发创造了高风险环境，存在固有限制：患者群体有限、批次规模小以及研发数据稀缺。
监管支持与障碍
为激活充满挑战的孤儿药研发环境，监管激励措施（如美国的《孤儿药法案》）推动了一批灵活的新赞助商入场。这些规模较小的赞助商常缺乏内部生产或监管基础设施，必须在满足严格质量与安全监管标准的同时，应对孤儿药研发的固有挑战。
尽管FDA的突破性疗法认定和欧洲药品管理局（EMA）的PRIME认定等加速通道可加快审评，但并未降低对产品质量、安全性和生产工艺稳健性的基本要求。监管机构要求赞助商遵守国际人用药品注册技术协调会（ICH）关于药品研发（3）、质量风险管理（4）和原料药开发（5）的指南。
CMC挑战
通过严谨的化学、制造和控制（CMC）确保药物质量、安全性和纯度，是将科学发现转化为实际疗法的关键。然而在孤儿药领域，CMC并非易事。定义罕见疾病的同一因素——稀缺性与紧迫性——会引发独特的技术和操作挑战，轻易破坏项目 momentum。
在此环境中，赞助商和患者往往无法承受倒退步骤带来的时间和资源损失。成功需要采取零容错策略，优化每一项资源、每一批次和每一分钟。本文通过匿名案例，揭示如何应对七类常见CMC问题，为保持研发 momentum 和避免成本高昂的失误提供指导。
问题一：低估早期阶段CMC工作
非优化工艺和临时配方虽可加速首次人体试验里程碑，但可能导致代价高昂的补救工作。使用非优化工艺、最少表征和临时配方的赞助商，可能损害产品的长期可用性和可扩展性。
案例一：某基因治疗赞助商在早期试验中使用研究级质粒DNA和非GMP级腺相关病毒（AAV）载体，导致缺乏可比性数据。监管机构质疑临床数据的完整性，迫使赞助商重复毒理学研究，造成重大延误。
案例二：某小分子药物赞助商因早期溶液配方在稳定性测试中出现再结晶而吸取教训。赞助商未预先进行多晶型筛选或辅料相容性研究，结果新配方引入杂质需大量桥接工作，进一步延迟项目。
解决方案：以终为始规划
成功项目必须从预见后期和商业化需求的CMC策略开始。对基因治疗而言，这意味着从起步就采用可扩展至药品生产质量管理规范（GMP）标准的生产工艺。正如FDA关于人类基因治疗CMC信息的指南所述（6），起始材料质量是关键问题。忽视此前瞻性会导致早期和关键试验数据间的重大脱节，迫使赞助商重复毒理学研究或重新评估产品完整性。
问题二：分析盲点
患者安全和疗效依赖于稳健的质量控制。若用于评估产品的分析方法存在缺陷、不完整或验证不足，将引发重大后续问题。
案例一：某细胞和基因治疗项目因关键效价测定缺乏重现性遭遇重大问题。赞助商未建立适当参考标准，导致关键可比性测试中测定失败，监管机构要求开发新方法并补充临床数据。
案例二：某小分子项目面临重大挑战，因其基于紫外（UV）的高效液相色谱（HPLC）方法未能检出长期储存条件下形成的特定降解物。问题发现时，多个临床批次已使用非稳定性指示方法放行，引发对产品完整性的严重质疑。
解决方案：构建稳健分析框架
前期投资构建稳健分析框架可预防后续问题。对复杂疗法而言，这更为关键。关于基因和细胞治疗生产的期刊文章指出（7），此类产品的复杂性会导致质量控制测定挑战。分析方法必须足够稳健，确保产品在保质期内的质量并检出降解物。
问题三：控制策略走捷径
通用或论证不足的规格无法建立对产品质量的信心。尽管孤儿药项目批次较少，仍需证明具备充足控制策略以确保安全性和有效性。失败风险会导致重大监管障碍，因监管机构将产品规格视为质量基石。
案例一：某生物制品项目套用其他产品类型的通用规格。监管机构质疑其假设，指出产品降解途径存在根本差异。此疏漏迫使赞助商进行额外表征，造成数月延误。
案例二：在小分子领域，某未表征杂质接近监管阈值，但赞助商未进行毒理学评估。FDA要求全面评估，项目进度因等待所需数据而停滞。
解决方案：建立科学合理的策略
控制策略必须是产品特异的、基于风险的，并有充分科学依据支持。工艺知识不足常是问题根源，正如ICH Q11所述（5）。从起步就建立明确定义的控制策略，使监管机构能基于产品自身特性进行评估，避免成本高昂的延误。
问题四：变更缺乏全局视野
变更（即使是积极改进）也需谨慎管理。若缺乏稳健的可比性数据支持，看似微小的配方、工艺或场地变更可能引发意外后果并招致监管质疑。
案例一：某生物制品项目中，为提高产量而变更的纯化工艺意外影响产品糖基化模式。因变更未经彻底研究且测定缺乏敏感性，监管机构要求赞助商生成新临床桥接数据，推迟药物获批。
案例二：赞助商引入新晶型以改善可制造性，但未充分表征其对溶出度或生物利用度的影响。由于缺乏体外-体内相关性支持变更，监管机构要求补充药代动力学数据，造成重大延误。
解决方案：主动管理产品生命周期
变更不可避免，但必须通过前瞻性方法和明确定义的可比性方案管理，以维持研发 momentum。预判并规划这些变更可防止意外，使项目保持正轨。欧洲监管机构（如EMA）为生物制品质量文件提供具体指导（8）。
问题五：规模化的意外问题
扩大生产是研发的激动时刻，但最大限度减少问题需深入理解新设备和不同工艺动态对产品的影响。缺乏此前瞻性，从实验室到临床或商业规模的过渡成本可能远超预期。
案例一：某病毒载体项目在扩大规模时，色谱树脂变更意外改变了空/满衣壳比例。因赞助商缺乏足够敏感的放行测定，直到临床材料效价测试失败才发现问题。
案例二：某小分子项目在扩大规模结晶过程中杂质谱发生不良变化。混合速度和热梯度增加引入新应力点，新杂质需毒理学重新评估和重复验证。
解决方案：从源头设计可扩展性
最大限度减少扩大规模问题需深入理解新设备和工艺动态对产品的影响。工艺验证的生命周期方法是行业确立原则，详见美国注射剂协会（PDA）技术报告和EMA指南（9,10）。
问题六：脆弱的供应链
对许多孤儿药项目而言，关键原料或中间体的单一供应商是供应链薄弱环节。此依赖在早期研发或可管理，但当项目向监管审批推进时会成为严重故障点。
案例一：某基因治疗项目中，赞助商的单一质粒供应商失去GMP认证，导致载体生产中断。因无合格备用供应商，赞助商需重新验证新供应链，面临六个月延误。
案例二：某小分子项目遭遇类似问题，其特种中间体供应商停产。赞助商未制定备用计划，导致监管申报无法推进，直至新原料源重新验证合格。
解决方案：降低单一来源风险
赞助商必须在研发早期识别并降低此类风险，尽可能建立双重采购并认证备用供应商。这种战略前瞻性为应对此类意外中断提供了关键韧性。
问题七：文件缺失
即使有卓越的科学突破，不一致的文件也会引发质疑。文件可视为监管产品陈述；不一致、缺失或模糊之处会削弱最稳健的科学依据，侵蚀监管信心并阻碍项目。关于药物主文件的指导强调需清晰完整的文件，因监管机构用此评估生产工艺（11）。
案例一：某新药申请因审评员发现批记录与工艺描述不一致而延迟。此案例中，杂质限度未充分论证，辅料来源历史模糊。
案例二：追溯药物每个组分至源头对患者安全不可或缺。然而，某生物制品许可申请因关键临床批次原料不完整可追溯性而被拒收。
解决方案：掌握监管叙事
全程与监管机构沟通可帮助赞助商从起步就优先处理文件工作，确保每个细节讲述连贯故事以建立监管信心。严谨维护的文件轨迹与产品质量同等重要；缺失它，监管审评可能停滞。FDA关于生物技术产品CMC信息的指南列出了确保顺利审评所需的具体数据类型（11）。
从罕见成功迈向治疗罕见疾病
孤儿药成功获批值得庆祝，但常被视为罕见事件。行业的真正目标是超越个别成功，建立可靠可重复的罕见病疗法交付流程。本文概述的常见CMC问题不仅是技术问题，更是窃取 momentum 并造成成本高昂曲折的障碍。通过主动应对这些问题，赞助商可转化研发流程；与具备全程孤儿药研发经验的合作伙伴进行战略协作是其中关键环节。最终，对卓越运营的聚焦确保突破性疗法不会因可预防的失误而夭折，将漫长等待的患者与创新疗法连接起来。
参考文献
- 《柳叶刀全球健康》. 2024年罕见病图景. 2024;12(3).
- FDA. 21 CFR第316部分.
- ICH. Q8(R2)《药品研发》(2009).
- ICH. Q9《质量风险管理》(2005).
- ICH. Q11《原料药开发与生产》(2012).
- FDA.《人类基因治疗IND的CMC信息：行业指南》(2020).
- Kumar M.等. 基因和细胞疗法的CMC挑战. 《分子治疗-方法与临床发展》. 2020;17:523–530.
- EMA.《生物试验用药品质量文件》(2022).
- PDA. 《技术报告60-2：工艺验证生命周期》(2021).
- EMA.《成品工艺验证》(2016).
- FDA.《生物技术产品的CMC信息与设施描述》(2023).
作者简介：希布雷尼古斯·特雷费（Hibreniguss Terefe）担任Ardena公司萨默塞特产品研发总监。
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