JP7412839B2 - バイオプロセス精製システムにおける方法 - Google Patents

Description

本発明は、バイオリアクタシステムからの目的生成物の精製のためのバイオプロセス精製システムを制御する方法に関する。

（細胞培養システム内の）バイオリアクタ内で生成される原材料の品質は、バイオリアクタからハーベストを精製するときに、信頼性のある、ロバストで、経済的な製造手順を達成するために重要である。

現在、バイオリアクタからの原材料の品質は、オンライン技術（例えば、ラマン分光法）を用いて、またはオフラインサンプルを分析することにより、測定される可能性があり、バイオリアクタ内で生成される細胞培養の質は最適化され得る。

しかし、細胞培養プロセスは、（例えば、キャプチャステップの前、間、または後に）下流プロセスにおいて適切な結果が達成されることを示すことなく、最適化される場合がある。

したがって、細胞培養プロセスを最適化して、リアルタイムで目的生成物の所望の成果を達成するプロセスを導入する必要がある。

国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１７／０８４４９５ 国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１７／０８４４７８

本開示の目的は、当該技術における、前段で確認された欠点および不利な点のうちの１つまたは複数を、個々にもしくは任意の組合せで緩和し、軽減し、または排除しようとする、方法、ならびに本方法およびコンピュータプログラムを実行するように構成されているデバイスを提供することである。

本目的は、目標組成を含むハーベストを供給するように構成されているバイオリアクタと、該バイオリアクタの下流にあるかつハーベストの精製のために構成されており、所望の特性を有する目的生成物を生成する精製装置とを含むバイオプロセス精製システムを最適化する方法により達成される。本方法は、ａ）下流プロセスにおいて目的生成物の特性を示す少なくとも１つの品質属性を検出するステップと、ｂ）下流プロセスにおいて測定される該少なくとも１つの品質属性とバイオリアクタ内の細胞培養プロセスを制御するパラメータとの間の相関を確認するステップと、ｃ）細胞培養プロセスを制御して、該確認された相関に基づいて所望の特性を達成するステップとを含み、それにより標的特性が所定の範囲内にある。

利点は、目的生成物の品質が改善されることである。

当業者は、詳細な説明から、さらなる目的および利点を得ることができる。

バイオリアクタからのハーベスト流体から目的生成物を精製するように設計されているバイオプロセス精製システムの概観の図である。 バイオプロセス精製システムにおいて上流／下流プロセスを制御するコンセプトの図である。 バイオプロセス精製システムにおいて目的生成物の特性を制御するプロセスの図である。 トレンド分析に使用されるデータの図である。 トレンド分析に使用される装填体積データの図である。 バイオプロセス精製システムの例示的実施形態の図である。

バイオプロセス精製システムが、目的生成物を精製する下流精製プロセス（下流プロセスとも呼ばれる）が後に続く細胞培養バイオリアクタ内で目的生成物を発現することができる細胞を成長させることにより、（タンパク質、細胞培養／発酵からの生体分子、天然抽出物などの）目的生成物の生成および精製のために設計されている。本発明の実施形態では、下流精製プロセスは、精製された目的生成物をもたらすことができる任意の適切なプロセスであってもよく、該プロセスは１つまたは複数のステップを含み得る。下流精製プロセスにおいて１つの一般的に用いられるステップがクロマトグラフィである。詳細には、本発明は、長期間、精製された目的生成物を生成し、供給するようになされているバイオプロセス精製システムに関し、そこで目的生成物はバイオリアクタからハーベストとして採取され、下流精製プロセスにより精製され、一方、細胞培養は維持される。この種の細胞培養は、本明細書において、「連続細胞培養プロセス」と呼ばれ、そのような細胞培養の例には、灌流細胞培養およびケモスタット細胞培養が含まれる。

図１では、分離プロセスを用いて目的生成物を精製するように構成されている、一実施形態によるバイオプロセス精製システムの概観が示されている。該バイオプロセス精製システムは、細胞培養１１、保持１２、キャプチャ１３、ウィルス不活性化１４、ポリッシュ１５、および送達１６に関連するいくつかのステップを含む。

本発明の開示されている実施形態では、細胞培養ステップ１１は、長期間に亘る栄養物の連続添加と生成物および廃棄物の連続除去とを含む連続細胞培養プロセスであり得る（ハーベスト）。該プロセスは、または、例えば交互接線濾過（ＡＴＦ： Ａｌｔｅｒｎａｔｅ Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）デバイスを使用することにより、細胞をバイオリアクタ内に保持して、灌流中で行われ得る。あるいは、バイオリアクタが細胞保持なしで行われる。すなわちケモスタットである。細胞培養ステップは、生細胞密度（ＶＣＤ： ｖｉａｂｌｅ ｃｅｌｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）のプロセス制御を、しかし栄養物および代謝産物のプロセス制御も、含み得る。以下により詳細に記載されているように、該ＶＣＤ、生産性、および生成物品質は、培養に給送される細胞培地の成分を適応させることにより、またはある成分を培養に直接添加することにより、制御され得る。

いくつかの実施形態では、目的生成物を含有するハーベストは、例えば濾過、遠心分離、または別の技術により、ハーベストを下流精製プロセスへ給送する前に、浄化され得る。

保持ステップ１２は、例えばキャプチャステップ１３の前にフィルタがインラインである場合、プロセスのニーズに応じた随意のステップである。該ステップは、重量に対するプロセス制御を含んでいてもよく、プロセスの次のステップは、所定の体積値が達せられたときに、またはあるいは一定期間の後にもしくは所定の質量が達せられたときに、開始する。保持ステップは、灌流細胞培養からある体積の濾過供給物を収集するために用いられ得る。

開示されている実施形態では、下流精製プロセスは３つのステップ、キャプチャ１３とウィルス不活性化１４とポリッシュ１５とを含む。該キャプチャステップ１３は、（以下により詳細に説明される）連続クロマトグラフィプロセスまたは半連続クロマトグラフィプロセスを含み得る。該半連続クロマトグラフィは、目的生成物を含有する、直接のまたは保持ステップ１２を介した、細胞培養ステップ１１からのハーベストのバッチにより経時的に供給される反復バッチクロマトグラフィステップを含む。フィルタが、キャプチャステップの前に、インラインで設けられ得る。連続クロマトグラフィは、目的生成物を含有する、直接のまたは保持ステップ１２を介した、細胞培養ステップ１１からのハーベストの連続給送により、（参照により本明細書に援用される同時係属出願の国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１７／０８４４９５および国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１７／０８４４７８においてより詳細に説明される）周期的向流クロマトグラフィとして行われ得る。キャプチャステップは複数のバッチ溶出を含み、例えばインラインＵＶセンサを使用するプロセス制御が供給物濃度および樹脂能力の変化に対処する。所定量の値（例えば、体積、質量、または時間）が達せられると、次のステップが開始する。

ウィルス不活性化ステップ１４では、ウィルス不活性化の様々な選択肢がプロセスのニーズに応じて利用可能である。１つの選択肢が、滞留量タンク内で、３０～６０分間、低ｐＨで、バッチモードを使用することである。該ステップは、体積、時間、温度、およびｐＨのプロセス制御を含み得る。所定の時間が達せられると、次のステップが開始する。

ポリッシュステップ１５は、関連バッチステップ、もしくは連続装填ステップを用いた連続クロマトグラフィ、またはそれらの組合せを用いた、ストレートスループロセッシング（ＳＴＰ： ｓｔｒａｉｇｈｔ ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）であってもよい。流量は生成細胞により必要とされる灌流量に調節され、それは該流量が先行ステップにより決定されることを意味する。該ステップは、ＵＶ、流量、および体積のプロセス制御を含んでいてもよく、所定の体積および量が達せられると、あるいは中断に達すると、次のステップが開始する。

送達ステップ１６は、限外濾過ステップの前に、ウィルス除去ステップ、例えばウィルスフィルタ、を含み得る。該送達ステップは、ポリッシュステップからの処理済みハーベストのバッチ追加のための濃縮ステップとして用いられ得る。送達ステップ１６は生成物の連続送達またはバッチ送達を含んでいてもよく、廃棄物の連続除去またはバッチ除去を含み得る。ステップは、ｐＨ、伝導性、吸収度、体積、および圧力のプロセス制御を含んでいてもよく、所定の環境内の所定の生成物濃度が達せられると、送達が達成される。

自動化層１７が、プロセスにおける次のステップのための決定点に対処するのに使用される。様々なタイプのセンサ（図示せず）、インラインセンサおよびオフラインセンサの両方がプロセスフロー内に組み込まれ、決定点に対処するのに使用され得ると考えられるデータを自動化層１７に提供するために使用され得る様々なパラメータを監視する。センサに測定流量（ｍｅａｓｕｒｅ ｆｌｏｗ）、ＶＣＤ、重量、圧力、ＵＶ、体積、ｐＨ、伝導性、吸収度等が含まれるが、それらだけに限定されない。

ＵＶ吸収度が、精製されているハーベストの組成を検出するために監視され得ると考えられるパラメータの例であることが留意されるべきである。しかし、ＩＲ、蛍光発光、ｘ線等の他の周波数レンジ内で動作する他のパラメータが使用されてもよい。

バイオプロセス精製システムにおいて生成される目的生成物の生成物品質は、プロセス実行中の目的生成物に関連する情報、または生成された目的生成物自体を得ることにより改善され得る。生成物品質に関する属性が測定されなければならず、質量分析（ＭＳ： Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、光散乱（Ｌｉｇｈｔ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）、サイズ排除クロマトグラフィ（ＳＥＣ： Ｓｉｚｅ Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）、ラマン分光法（Ｒａｍａｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）等の様々な分析法が用いられ得る。

細胞培養システムは、目的生成物を含有するハーベストを生成するバイオリアクタを含み、細胞培養プロセスは、目的生成物の生成物品質を最適化するように制御され得る。バイオリアクタ内で制御され得るパラメータの例が、温度、通気、攪拌等である。

図２は、バイオプロセス精製システムにおける上流／下流プロセスを制御するコンセプトを示す。該バイオプロセス精製システムの該図は簡略化されており、３つのステップ：細胞培養２０、分離２１、およびバッチ化（ｂａｔｃｈｉｆｙ）２２を含む。（本例では「医薬品有効成分」（ＡＰＩ： ａｃｔｉｖｅ ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ）により例示されている）目的生成物はバッチ化ステップ後に送達される。

細胞培養ステップ２０は、例えば目的生成物および廃棄物の連続ハーベストを用いる細胞灌流プロセスへの栄養物の連続添加を含む、前述されているような連続細胞培養プロセスである。目的生成物および廃棄物は、下流精製プロセスの１つまたは複数のステップを含み得る分離ステップ２１内へ給送されるハーベストであると考えられる。該分離ステップは、ハーベスト中で目的生成物を廃棄物から少なくとも部分的に分離するプロセスを含み、目的生成物は、目的生成物がＡＰＩとしての送達の準備ができているように対処される最終的なバッチ化ステップ２２へ転送される。

分離ステップ後、質量分析計（ＭＳ）もしくは分光分析を用いて、あるパラメータ、または品質属性、例えば目的生成物中の不純物の組成または目的生成物のフラグメントもしくは凝集体の量、が測定され得る。この情報は上流プロセスの制御２３のに使用され得る。例えば、分離後に大量の劣化した目的生成物が検出された場合、これは、細胞培養ステップにおけるパラメータを変更することにより無効にされる可能性があり、例えばバイオリアクタ内への培地の流量の増大により、分離ステップ２１内へ導入される目的生成物分子の劣化を防止する。あるいは、以下により詳細に記載されているように、細胞培養における栄養物の給送またはプロセスパラメータが、測定された品質属性に基づいて調整され得る。

同じコンセプトが、下流プロセスの制御２４のに使用され得る。分離ステップ２１内へ給送されているハーベスト中の目的生成物の濃度は、各カラムに装填する時間および溶出後の目的生成物のピーク量を測定することにより決定され得る。この情報は、分離ステップ内へ給送されているハーベスト中の目的生成物の濃度に基づいて溶出を調整するのに使用され得る。

図５は、所望の標的特性を確実にするのに用いられるリアルタイムのトレンド分析を示す。曲線５０は、選択された標的特性、例えば不純物、濃度、ウィルス等、の所望の分布を示す。所定の範囲５１が、選択された標的特性５０に基づいて選択される。目的生成物の特性を継続的に監視することができるように、連続クロマトグラフィプロセスを用いる場合にバッチが連続フローから作り出されるプロセスが提案され、各バッチが評価され、品質制御されて、各バッチが目的生成物の仕様を達成することを確実にする。半連続クロマトグラフィプロセスのために、バッチが作り出される。

点鎖曲線５２は第１のバッチの選択された標的特性の測定値を示す。該第１のバッチは、所定の範囲の範囲内にあると判断される。点曲線５３は第２のバッチの選択された標的特性の測定値を示す。該第２のバッチは、所定の範囲の範囲内にあると判断される。鎖線５４は第３のバッチの選択された標的特性の測定値を示す。該第３のバッチは、所定の範囲の範囲内にないと判断され、したがって廃棄するために転送される。

図３は、所望の特性を有する目的生成物を含むハーベストにおける精製のために構成されている下流精製プロセスを含むバイオプロセス精製システムを制御する方法を示す。バイオリアクタが細胞培養プロセスにより制御され、下流精製プロセスｍへハーベストを供給する。バイオリアクタが、半連続クロマトグラフィプロセスにおける１つまたは複数のクロマトグラフィバッチに亘ってハーベストを供給するように構成されていることが留意されるべきである。

ステップ３０において本方法が開始し、３つの主要ステップ：下流プロセスにおいて目的生成物の特性を示す少なくとも１つの品質属性を検出するステップ３２と、下流プロセスにおいて少なくとも１つの測定された品質属性と細胞培養プロセスを制御するパラメータとの間の相関を確認するステップ３３と、細胞培養プロセスを制御して、該確認された相関に基づいて目的生成物の所望の特性を達成するステップ３４とを含み、それにより標的特性が所定の範囲内にある。

随意に、少なくとも１つの品質属性を定めるステップ３１が、３つの主要ステップが開始される前に実施される。一態様によれば、少なくとも１つの品質属性は、バイオリアクタの下流に配置されておりかつ品質属性に関連する示度を得る少なくとも１つのセンサからの示度を分析することにより定められる。質量分析（ＭＳ）、光散乱、サイズ排除クロマトグラフィ（ＳＥＣ）、ラマン分光法等の様々なタイプの分析法が、これらの示度を得るのに用いられ得る。

３４における細胞培養プロセスの制御は、上流プロセスを制御することを含み、一態様によれば、該上流プロセスの該制御は、下流プロセス内へ給送されているハーベスト中の目的生成物の濃度を制御することを含む。さらに、上流プロセスの制御は、細胞培養プロセスを制御して、下流プロセス内へ給送されているハーベストの組成を調整することをさらに含む。

図３に関連して記載されている方法は、反復バッチプロセスのために構成されている半連続クロマトグラフィプロセス、または連続精製のための循環動作において少なくとも２つのカラムを用いて動作するように構成されている連続クロマトグラフィプロセスのどちらかのクロマトグラフィプロセスを含む下流プロセスを含むバイオプロセス精製システムにおいて実施され得る。精製は、図１および図４に関連して開示されている所望の特性を有する目的生成物を含むハーベストにおいて実施される。

バイオプロセス精製システムは、目的生成物の特性を示す少なくとも１つの品質属性を検出し、下流プロセスの測定された品質属性と細胞培養プロセスパラメータとの間の相関を確認し、バイオプロセス精製システムを制御して、該確認された相関に基づいて所望の特性を達成するように構成されており、それにより標的特性は所定の範囲内にある。

いくつかの実施形態によれば、バイオプロセス精製システムは、下流プロセス内へ給送されているハーベスト中の目的生成物の濃度を制御するようにさらに構成されている。いくつかの実施形態によれば、バイオプロセス精製システムは細胞培養プロセスを制御して、下流プロセス内へ給送されているハーベストの組成を調整するようにさらに構成されている。

いくつかの実施形態によれば、連続細胞培養プロセスおよびバイオプロセス精製システムは、温度および／または通気および／または攪拌を制御するようにさらに構成されている。

いくつかの実施形態によれば、バイオプロセス精製システムは、バイオリアクタの下流に配置されており、品質属性に関連する示度を得る少なくとも１つのセンサからの示度を分析するようにさらに構成されている。いくつかの実施形態によれば、バイオプロセスシステムは、少なくとも１つのセンサからの示度を分析するときに、群：質量分析（ＭＳ）；光散乱；サイズ排除クロマトグラフィ（ＳＥＣ）；ラマン分光法のいずれかからの分析法を用いるようにさらに構成されている。

前述されている方法は、バイオプロセス精製システムを制御するコンピュータプログラムで実施され得る。該コンピュータプログラムは、少なくとも１つのプロセッサで実行されると、該少なくとも１つのプロセッサに、図３に関連して記載されている様々な変形形態による本方法を実施させる命令を含む。バイオプロセス精製システムを制御するコンピュータプログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に格納されていてもよく、それにより担持されていてもよい。

以下に、所望の特性を有する目的生成物を生成するバイオプロセス精製システムを制御する方法に関連する、特定の実施形態が開示されており、該バイオプロセス精製システムは、連続細胞培養プロセスの形の少なくとも１つの上流プロセスと、連続クロマトグラフィプロセスまたは半連続クロマトグラフィプロセス等であり得る下流プロセスとを含む。少なくとも１つの上流プロセスは、目的生成物を含む供給物（またはハーベスト）を生成する連続細胞培養プロセスを含む。連続クロマトグラフィプロセスは、少なくとも２つのカラムを用いて動作するように構成されており、循環動作における連続精製のために構成されており、該連続精製は供給物において実施されて、目的生成物を供給物の他の成分から分離する。半連続クロマトグラフィプロセスは、バイオリアクタ内の灌流タイプの細胞培養であり得る連続細胞培養プロセスからハーベストを精製するために反復バッチモードで動作するように構成されており、本方法は、
ａ）目的生成物の少なくとも部分的な精製の後、目的生成物の特性を示す少なくとも１つの品質属性を、かつ／または供給物からの目的生成物の除去後、該供給物の特性を示す少なくとも１つの品質属性（例えば不純物量）を、検出するステップと、
ｂ）検出された少なくとも１つの品質属性に応答して、少なくとも１つの上流プロセスを制御して、前記所望の特性を有する目的生成物を生成するステップと
を含む。

細胞培養条件と関連し得る全情報が、ｐＨ調整、または炭素源、ビタミン、微量元素等の追加もしくは低減などのシステム制御型の測定を一巡して元に戻る（ｌｏｏｐ ｂａｃｋ）のに使用され得る。詳細には、細胞培養シミュレーションモデルが、所定の行動からどんな生産物が期待されるかを予測するのに使用され得る。

４つのカラムＡ～Ｄを有する連続クロマトグラフィプロセスを使用する実施形態が、図４に例示されており、それは、実行時間（ｘ軸）に亘る各カラムＡ～Ｄ内へのハーベストの装填体積（ｙ軸）を示すグラフである。実線４４_ＡはカラムＡの測定された装填体積であり、曲線は約６０分毎のステップにおいて調整される量である。カラムＢ（鎖線４４_Ｂ）、カラムＣ（二点鎖線４４_Ｃ）、およびカラムＤ（点線４４_Ｄ）にも同じことが当てはまる。

様々な境界条件（線４５～４９）がグラフに示されており、それは、逸脱挙動を示す傾向を確認するのに使用され得る。例えば、装填体積が（４５で示されている）期待レベルより２０％超高い場合、システム内の適正な機能を維持するために、迅速な行動が必要とされる。これはカラムＡに関して示されており、それは第１のサイクル後に（４９で示されている）＋２０％レベルを超過している。これは、カラム内へ供給されるハーベスト中の目的生成物の濃度が低過ぎることを示している可能性がある。しかし、これは、第１のサイクル中のカラムＡのみに関して示されており、スタートアッププロセスの結果である可能性がある。

カラムＡの第１のサイクルから離れて、全曲線４４_Ａ～４４_Ｄは、一定下降挙動である同じ挙動を示し、７～８サイクル後、（４６で示されている）下方警告レベルを通過し、これはハーベスト中の目的生成物の濃度が上昇していることを示す。適正な機能を確実にするために、行動が必要とされる可能性がある。

図６は、ＡＩ／ＭＬ（人工知能／機械学習）機能性と、細胞培養システム２０と、キャプチャステップ２１と、バッチ化ステップ２２とを随意に含む、自動化層６１を備えたバイオプロセス精製システム６０の例示的実施形態を示す。該細胞培養システム２０は、バイオリアクタ（ＢＲ）と、ミキサ（Ｍ）と、制御装置（ＣＵ）と、随意にＡＩ／ＭＬ機能性とを含む。該制御装置は、給送原材料（ＦＭ）と給送補給物（ｆｅｅｄ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ）（ＦＳ）とを選択し、ミキサおよびバイオリアクタを制御するように構成されている。矢印６２～６５で示されているように、細胞培養システムの下流プロセスからの品質属性が、自動化層６１により測定され、監視され、測定された品質属性と細胞培養システム２０を制御するパラメータとの間の相関を確認するために処理される。

多くの制御選択肢が、連続細胞培養プロセスに影響を及ぼすために利用可能である。下流の品質属性とバイオリアクタの制御パラメータとの間の適切な相関を見出すことができるように、インライン／アトライン法が用いられ、それにより、どの制御パラメータが目的生成物の特定の品質属性に悪影響を及ぼすか既知であると仮定すると、任意のタイプのフィードバック制御を可能にするデータが時間間隔をあけて供給される。

バイオプロセス精製システムにおいてパラメータを測定する適切なセンサ／機器の例が：
－ 情報解釈のために（非常に）先端のモデルと組み合わせられている分光器。リアクタ制御システムのフィードバック機能と統合されていること。
－ 分析される分子を、リアクタ制御システムのフィードバック機能と統合されている分析システムへ搬送し得るアトライン分析プローブ。
－ 実際にインラインで分析され得る（またはパラメータ設定の一部である）パラメータから、生成物の可能性のある品質プロファイルを判断し得る、先端「ソフトセンシング」モデル。これらのモデルは、プロセス開発中の広範囲のオフライン分析作業から出て構築され、相関に関する情報が自動化層内にまたは分離データベース６８内に格納される。

データベース６８は、より早いプロセス実行からデータを集約するために使用されてもよく、自動化層６１内のＡＩ／ＭＬは、学習しかつデータベース６８内の過去データに基づいてより効率的に行動を取るように構成されている。

バイオプロセス精製システム内で生成物を生成する新しいプロセスの生成物の開発の間、大量のデータが収集され、該データは分析されて、生成物の重要な品質属性を確認することおよびこれらの品質属性と細胞培養プロセスにおける制御パラメータとの間の相関を確認することを必要とする。

品質属性および相関は、制御パラメータが生成物の品質属性にどのように悪影響を及ぼすかを理解するために、限りなくバイオリアクタＢＲに給送して、その後、許容可能な品質を有する生成物をプロセスが内部で生成すると考えられる操作窓を確認することにより、確認され得る。該操作窓は、当然、品質要件の変更を補償するために調節され得る。

様々な生成物品質属性、それらがどのように測定されるか、および影響をもたらすのに使用される制御パラメータが以下に開示されている。

生成物品質属性の第１の例が「代替的糖鎖付加パターン」である。それは、液体クロマトグラフィ－質量分析（ＬＣ－ＭＳ）、ＭＳ－ＭＳ－アトライン、ラマン分光法－インラインを使用して測定され得る。影響をもたらすのに使用される制御パラメータは、制御代謝産物濃度、制御物理的環境、または補給物成分である。

制御代謝産物濃度が、
・ 低グルコース濃度（例えば、＜１ｍＭ）
・ 低グルタミン濃度（例えば、＜１ｍＭ）
・ アンモニア濃度
を含み得る。

制御物理的環境が、
・ 溶存酸素（ＤＯ）の範囲
・ ｐＨ範囲
・ ｐＣＯ２の範囲（＞１００ｍｍＨｇ）
・ プロセス温度（３０℃～３２℃）
・ 剪断応力
を含み得る。

補給物成分が、
・ マンガン補給物
・ 酪酸ナトリウム
・ ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）
・ グリセロール
・ Ｎ－アセチルマンノサミン
を含み得る。

生成物品質属性の第２の例が「荷電種」（イソ型）である。それは、陽イオン交換（ＣＩＥＸ）、高圧ＬＣ（ＨＰＬＣ）、ＭＳ、およびビアコア（Ｂｉａｃｏｒｅ）を使用して測定され得る。影響をもたらすのに使用される制御パラメータが、温度、鉄濃度、ｐＨ、灌流量、またはグルコース濃度である。

生成物品質属性の第３の例が「凝集体」（高分子種）である。それは、サイズ排除クロマトグラフィ（ＳＥＣ）、インライン（アトライン）光散乱、およびビアコア－アトラインを使用して測定され得る。影響をもたらすのに使用される制御パラメータが、攪拌、温度、灌流量、または通気である。

生成物品質属性の第４の例が「フラグメント」（－低分子種）である。それは、ＳＥＣ、ＭＳ、およびビアコアを使用して測定され得る（流液中のプロテアーゼレベルを測定する）。影響をもたらすのに使用される制御パラメータが、可能であればキャプチャ前の供給物における攪拌、温度、（細胞融解を回避する）細胞生存能力、またはプロテアーゼ阻害剤である。該プロテアーゼ阻害剤の例がＥＴＤＡ（エチレンジアミン四酢酸）、金属イオンである。

測定する興味を引く可能性があると考えられる他の可能性のある生成物品質属性が：ＭＳにより測定される付加物（化学薬品添加）；ＭＳまたはＨＰＬＣにより測定されるアミノ酸置換；ペプチドマッピング（タンパク質分解酵素開裂）により測定されるカルバミル化（イソシアン酸と反応するアミン）；高分解能イオン交換（ＩＥＸ）により測定されるアミド分解（アスパラギンがアスパラギン酸に変換される）；等電点電気泳動法（Ｉｓｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｏｃｕｓｉｎｇ）；ドデシル硫酸ナトリウム－ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ－ＰＡＧＥ）により測定される不正確なジスルフィド形成；逆相ＨＰＬＣ（ＲＰ－ＨＰＬＣ）；（三硫化物の）ＭＳ；Ｎ末端修飾、例えばＭＳにより測定されるアセチル化；酸化、例えばＭＳにより測定されるＭｅｔ酸化；例えばＭＳにより測定されるＴｈｒのリン酸化；および酵素結合免疫吸着検査法（ＥＬＩＳＡ）、２次元ＰＡＧＥ（２Ｄ ＰＡＧＥ）、ＳＤＳ－ＰＡＧＥにより測定される遺伝性コプロポルフィリン症（ＨＣＰ）である。

１１ 細胞培養ステップ
１２ 保持ステップ
１３ キャプチャステップ
１４ ウィルス不活性化ステップ
１５ ポリッシュステップ
１６ 送達ステップ
１７、６１ 自動化層
２０ 細胞培養ステップ、細胞培養システム
２１ 分離ステップ、キャプチャステップ
２２ バッチ化ステップ
２３ 上流プロセスを制御する
２４ 下流プロセスを制御する
３０、３１、３２、３３、３４ ステップ
４４_Ａ 実線
４４_Ｂ 鎖線
４４_Ｃ 二点鎖線
４４_Ｄ 点線
４５、４６、４７、４８、４９ 線
５０ 曲線、選択された標的特性
５１ 所定の範囲
５２ 点鎖曲線
５３ 点曲線
５４ 鎖線
６０ バイオプロセス精製システム
６２、６３、６４、６５ 矢印
６８ 分離データベース
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ カラム
ＢＲ バイオリアクタ
ＣＵ 制御装置
ＤＯ 溶存酸素
ＦＭ 給送原材料
ＦＳ 給送補給物
ｍ 下流精製プロセス
Ｍ ミキサ

Claims (14)

1. 目的生成物を発現することができる細胞を含むバイオリアクタ内での連続細胞培養プロセス、および前記連続細胞培養プロセスの下流に配置されておりかつ前記連続細胞培養プロセスからのハーベスト流体の精製のために構成されており、前記流体から前記目的生成物を精製する下流精製プロセスを含むバイオプロセス精製システムを制御する方法であって、
   ａ）前記連続細胞培養プロセスからハーベスト流体を抽出するステップと、
   ｂ）前記下流精製プロセスにおいて、前記ハーベスト流体から前記目的生成物を少なくとも部分的に精製するステップと、
   ｃ）前記少なくとも部分的に精製された目的生成物の特性を示す少なくとも１つの品質属性を検出するステップ（３２）と、
   ｄ）前記下流精製プロセスにおいて測定される前記少なくとも１つの品質属性と前記バイオリアクタ内の前記連続細胞培養プロセスを制御するパラメータとの間の相関を確認するステップ（３３）と、
   ｅ）前記連続細胞培養プロセスを制御して、前記確認された相関に基づいて所望の前記特性を達成するステップ（３４）
   を含み、
   それにより前記特性が所定の範囲内にあり、
   前記連続細胞培養プロセスは灌流タイプのプロセスであり、ステップｅ）は、温度および／または通気量および／または攪拌を制御するステップをさらに含む、方法。
2. ステップｅ）は、前記下流精製プロセス内へ給送されている前記ハーベスト中の前記目的生成物の濃度を制御するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. ステップｅ）は、前記細胞培養プロセスを制御して、前記下流精製プロセス内へ給送されている前記ハーベストの組成を調整するステップをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記下流精製プロセスは、
   ｉ）重量に対するプロセス制御を含む保持ステップ（１２）であって、所定の体積値が達せられたときに、またはあるいは一定期間の後にもしくは所定の質量が達せられたときに、以下のステップｉｉ）が開始する、ステップと、
   ｉｉ）連続クロマトグラフィプロセスまたは半連続クロマトグラフィプロセスを含むキャプチャステップ（１３）と、
   ｉｉｉ）体積、時間、温度、およびｐＨのプロセス制御を含むウィルス不活性化ステップ（１４）と、
   ｉｖ）関連バッチステップ、もしくは連続装填ステップを用いた連続クロマトグラフィ、またはそれらの組合せを用いた、ストレートスループロセッシング（ＳＴＰ）を含むポリッシュステップ（１５）と、
   ｖ）ｐＨ、伝導性、吸収度、体積、および圧力のプロセス制御を含む送達ステップ（１６）とを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. ステップｃ）は、前記連続細胞培養プロセスの下流に配置されている少なくとも１つのセンサからの示度を分析して、前記品質属性に関連する示度を得るステップをさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 少なくとも１つのセンサからの示度を分析する前記ステップは、群：質量分析（ＭＳ）、光散乱、サイズ排除クロマトグラフィ（ＳＥＣ）、ラマン分光法のいずれかからの分析法を用いるステップを含む、請求項５に記載の方法。
7. 目標組成物を含むハーベストを供給するように構成されている連続細胞培養プロセスを維持するために配置されているバイオリアクタと、前記バイオリアクタの下流に配置されておりかつ前記ハーベストの精製のために構成されており、所望の特性を有する少なくとも部分的に精製された目的生成物を生成する下流精製プロセスとを含むバイオプロセス精製システムであって、
   － 下流精製プロセスにおいて、前記目的生成物の特性を示す少なくとも１つの品質属性を検出し、
   － 前記下流精製プロセスにおいて測定される前記少なくとも１つの品質属性と、前記バイオリアクタ内の前記連続細胞培養プロセスを制御するパラメータとの間の相関を確認し、
   － 前記連続細胞培養プロセスを制御して、前記確認された相関に基づいて所望の前記特性を達成する
   ように構成されており、
   それにより前記特性は所定の範囲内にあり、
   前記バイオリアクタは灌流タイプのバイオリアクタであり、前記バイオプロセス精製システムは、温度および／または通気量および／または攪拌を制御するようにさらに構成されている、バイオプロセス精製システム。
8. 前記バイオプロセス精製システムは、前記下流精製プロセス内へ給送されている前記ハーベスト中の前記目的生成物の濃度を制御するようにさらに構成されている、請求項７に記載のバイオプロセス精製システム。
9. 前記バイオプロセス精製システムは、前記連続細胞培養プロセスを制御して、前記下流精製プロセス内へ給送されている前記ハーベストの組成を調整するようにさらに構成されている、請求項７または８に記載のバイオプロセス精製システム。
10. 前記下流精製プロセスは、
    ｉ）重量に対するプロセス制御を含む保持ステップ（１２）であって、所定の体積値が達せられたときに、またはあるいは一定期間の後にもしくは所定の質量が達せられたときに、以下のステップｉｉ）が開始する、ステップと、
    ｉｉ）連続クロマトグラフィプロセスまたは半連続クロマトグラフィプロセスを含むキャプチャステップ（１３）と、
    ｉｉｉ）体積、時間、温度、およびｐＨのプロセス制御を含むウィルス不活性化ステップ（１４）と、
    ｉｖ）関連バッチステップ、もしくは連続装填ステップを用いた連続クロマトグラフィ、またはそれらの組合せを用いた、ストレートスループロセッシング（ＳＴＰ）を含むポリッシュステップ（１５）と、
    ｖ）ｐＨ、伝導性、吸収度、体積、および圧力のプロセス制御を含む送達ステップ（１６）とを含む、請求項７から９のいずれか一項に記載のバイオプロセス精製システム。
11. 前記バイオプロセス精製システムは、前記バイオリアクタの下流に配置されている少なくとも１つのセンサからの示度を分析して、前記品質属性に関連する示度を得るようにさらに構成されている、請求項７から１０のいずれか一項に記載のバイオプロセス精製システム。
12. 前記バイオプロセスシステムは、前記少なくとも１つのセンサからの示度を分析するときに、群：質量分析（ＭＳ）、光散乱、サイズ排除クロマトグラフィ（ＳＥＣ）、ラマン分光法のいずれかからの分析法を用いるようにさらに構成されている、請求項１１に記載のバイオプロセス精製システム。
13. 少なくとも１つのプロセッサで実行されると、前記少なくとも１つのプロセッサに、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法を実施させる命令を含む、バイオプロセス精製システムを最適化するコンピュータプログラム。
14. 請求項１３に記載のバイオプロセス精製システムを最適化するコンピュータプログラムを担持するコンピュータ可読記憶媒体。

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