DE10152159A1

DE10152159A1 - Verfahren zur proteinschonenden Reinigung von kontaminierten biologischen Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE10152159A1
Application number: DE10152159A
Authority: DE
Inventors: Thomas Lengsfeld; Andre Braun; Esther Oliveros-Braun
Original assignee: Aventis Behring GmbH
Current assignee: CSL Behring GmbH
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2003-05-15
Also published as: CA2409338A1; US20030129079A1; EP1308172A1; KR20030034011A; JP2003225289A

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Protein schonenden Reinigung und/oder Sterilisation von kontaminierten biologischen Flüssigkeiten beschrieben, bei dem die biologische Flüssigkeit mit einer UV-Strahlung einer Wellenlänge von 260 bis 300 nm eine ausreichend lange Zeit bestrahlt wird.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur proteinschonenden Reinigung und/oder Sterilisation von kontaminierten biologischen Flüssigkeiten durch die Einwirkung von UV-Strahlung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die in vitro Reinigung und/oder Sterilisation von aus Blut gewonnenen Produkten, wie Serum, Plasma, Blutgerinnungsfaktoren, aber auch auf andere Therapeutika, wie Vakzine oder aus Zellkulturen gewonnene Arzneimittel.
Die Reinigung und Sterilisation von biologischen Flüssigkeiten ist eine in der modernen Arzneimittelherstellung immer wichtiger werdende Aufgabe, weil diese durch Viren, wie z. B. HIV, Bakterien, Pilze, Hefen, Prionen und andere Mikroorganismen verunreinigt sein können, die auch bei gentechnologisch hergestellten Arzneimitteln in therapeutischen Proteinlösungen angetroffen werden und Ursache von lebensbedrohenden Erkrankungen sein können. Diese Verunreinigungen sind teilweise nur sehr schwer nachweisbar und in einigen Fällen bestehen noch nicht einmal brauchbare Detektionsverfahren.
Es gibt deshalb bereits zahlreiche Untersuchungen mit dem Ziel, die bekannten und unbekannten Pathogene in Seren oder anderen biologischen Flüssigkeiten zu eliminieren. Dabei kommt es darauf an, Verfahren zu finden, die die Pathogene zerstören oder inaktivieren, ohne dabei gleichzeitig therapeutisch wertvolle Proteine zu schädigen. Aus der internationalen Patentanmeldung WO 97/33629 ist bereits ein Verfahren zur Reinigung und Sterilisation von verunreinigten biologischen Flüssigkeiten und Seren bekannt, bei dem diese einer UV-Strahlung einer Wellenlänge von 250 nm oder kürzer eine ausreichend lange Zeit ausgesetzt werden. Die Auswahl dieser Wellenfänge des UV-Lichts beruhte auf der Erkenntnis, dass DNA- und RNA-haltige Lösungen ein Absorptionsmaximum zwischen 240 bis 260 nm aufweisen. Deshalb kann bei dieser Wellenlänge gezielt die DNA oder RNA von pathogenen Mikroorganismen geschädigt werden. Proteine und proteinhaltige Lösungen weisen dagegen eine Absorptionsmaximum von 270 bis 290 nm auf, so dass sie durch UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 250 nm (+/-10 nm) nicht geschädigt werden sollten.
UV-Strahlung wird im allgemeinen in vier verschiedene Bereiche eingeteilt, nämlich A, B, C und Vakuum-UV-Strahlung, wobei die Vakuum-UV-Strahlung die kürzesten Wellenlängen besitzt. Eine zur Inaktivierung von Mikroorganismen geeignete UVC- Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 254 nm wird zum Beispiel von einem Quecksilber-Niederdruck-Strahler ausgesendet. UV-Strahlung dieser Wellenlänge zerstört Nukleinsäurebindungen und inaktiviert damit das genetische Material von Mikroorganismen.
Allerdings zerstört UV-Strahlung dieses Wellenlängenbereichs (UVC) auch viele wertvolle Proteine, Aminosäuren, Enzyme und andere wichtige Bestandteile von biologischen Flüssigkeiten. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, wird deshalb in der internationalen Anmeldung WO 97/33629 vorgeschlagen, durch Auswahl geeigneter Filter und fotometrischer Gitter die auf die biologische Flüssigkeit einwirkende UV-Strahlung auf einen engen Spektralbereich zu begrenzen und keine UV-Wellenlängen zu verwenden, die von den therapeutisch wertvollen Proteinen absorbiert werden. Trotzdem lässt sich nach dem dort beschriebenen Verfahren eine Schädigung der Proteine nicht vollständig vermeiden, da die verwendete UV-Strahlung auch Anteile infraroter Strahlung enthält, die zu einer Erhitzung der biologischen Flüssigkeit bei längerer Einwirkung führt. Außerdem kann durch bestimmte UVC-Strahler Ozon gebildet werden, das in Kontakt mit dem Substrat oxidationsempfindliche Proteine zerstören kann.
Es wurde nun überraschenderweise ein Verfahren zur proteinschonenden Reinigung und/oder Sterilisation von kontaminierten biologischen Flüssigkeiten gefunden, bei dem die biologische Flüssigkeit einer UV-Strahlung einer Wellenlänge von 260 bis 300 nm, vorzugsweise einer Wellenlänge von 282 +/- 15 nm, ausgesetzt wird. Entgegen der bisherigen Auffassung, dass eine UV-Strahlung mit einer Wellenlänge, die im Absorptionsmaximum der meisten Proteine liegt, ein besonders hohes Schädigungspotential haben sollte, wurde überraschenderweise gefunden, dass UV-Strahlung im Bereich von 282 +/- 15 nm nur eine geringfügige Schädigung der Proteine, dafür aber eine vollständige Inaktivierung der pathogenen Mikroorganismen bewirkt.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderliche UV-Strahlung einer Wellenlänge von 282 +/- 15 nm kann aus dem Licht einer Xenon-, Deuterium- oder Quecksilberstrahlungsquelle herausgefiltert oder mit einem Ionenlaser generiert werden. Besonders geeignet ist ein XeBr-Excimer-Laser, insbesondere aber ein XeBr-Excimer-Laser, der eine UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 282 +/- 15 nm ausstrahlt.
Zur Durchführung des Verfahrens werden die verunreinigten biologischen Flüssigkeiten der UV-Strahlung der Wellenlänge 282 +/- 15 nm in einem geschlossenen Gefäß unter einem inerten Schutzgas ausgesetzt. Die Bestrahlung der biologischen Flüssigkeit kann ansatzweise oder vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt werden, indem die zu dekontaminierende biologische Flüssigkeit an einer der vorstehend genannten UV-Strahlungsquellen vorbeigeleitet wird, wobei sich die Strahlungsquelle auch in der Flüssigkeit (z. B. Tauchlampe) befinden kann. Die Dauer der UV-Bestrahlung hängt von der Gestaltung des Gefäßes ab. Wichtige Parameter sind dabei der Strahlungseintrag der Strahlungsquelle, die Schichtdicke der biologischen Flüssigkeit, die Absorptionsfähigkeit der Flüssigkeit für UV- Strahlung und die Bestrahlungszeit. Im allgemeinen beträgt letztere mehrere Sekunden bis Minuten.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich bei der Dekontaminierung biologischer Flüssigkeiten sehr bewährt und insbesondere bei der Inaktivierung von umhüllten und nicht-umhüllten Viren gute Erfolge gezeigt. Insbesondere Parvoviren, Reoviren, HI-Viren, EMC-Viren und Hepatitis-A- und -B-Viren konnten vollkommen desaktiviert werden.
Eine Kombination der Behandlung kontaminierter biologischer Flüssigkeiten mit anderen bekannten viruciden Verfahren, zum Beispiel dem Solvent/Detergent- Verfahren kann die Sicherheit von biologischen Flüssigkeiten, Vakzinen und aus Blut hergestellten Therapeutika noch weiter erhöhen.
Fig. 1 zeigt einen Vergleich der Inaktivierung von Reoviren, PEV-Viren (porcinus enteritis virus) und CPV-Viren (caninus parvovirus) sowohl durch UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 254 nm als auch durch UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 282 nm in einem Faktor VIII-Präparat. Daraus ist zu erkennen, dass bei einer Wellenlänge von 282 +/- 15 nm unter sonst gleichen Bedingungen ein erheblich höherer Grad an Inaktivierung der genannten Viren erreicht werden kann.

Claims

1. Verfahren zur proteinschonenden Reinigung und/oder Sterilisation von kontaminierten, biologischen Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass die biologische Flüssigkeit mit einer UV-Strahlung einer Wellenlänge von 260 bis 300 nm eine ausreichend lange Zeit bestrahlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als biologische Flüssigkeit Plasma, Serum, Blut, Vakzine oder Proteinlösungen eingesetzt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Strahlung eine Wellenlänge von 282 +/- 15 nm aufweist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das ultraviolette Licht von einer Excimer-, Deuterium-, Ionen- oder Quecksilberstrahlungsquelle ausgesendet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Excimer-Strahlungsquelle mit einer UV-Strahlung einer Wellenlänge von 280 +/- 15 nm einsetzt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die biologische Flüssigkeit mit der UV-Strahlung ansatzweise bestrahlt wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die biologische Flüssigkeit mit der UV-Strahlung kontinuierlich während des Durchflusses durch einen für UV-Strahlung durchlässigen Hohlkörper bestrahlt wird.