(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-08
(45)【発行日】2024-03-18
(54)【発明の名称】抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システムおよび無菌連結方法
(51)【国際特許分類】
C12M 1/00 20060101AFI20240311BHJP
C12M 3/00 20060101ALI20240311BHJP
【FI】
C12M1/00 A
C12M3/00 Z
(21)【出願番号】P 2022555669
(86)(22)【出願日】2021-03-08
(86)【国際出願番号】 KR2021002836
(87)【国際公開番号】W WO2021194127
(87)【国際公開日】2021-09-30
【審査請求日】2022-09-13
(31)【優先権主張番号】10-2020-0035265
(32)【優先日】2020-03-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】522364309
【氏名又は名称】プレスティージ バイオロジクス カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】パク、チュ ヤン
(72)【発明者】
【氏名】シン、チャ ウォン
(72)【発明者】
【氏名】オ、テ ヤン
【審査官】長谷川 強
(56)【参考文献】
【文献】Merck KGaA [online],Mobius 3L Single-use Bioreactor, INTERNET ARCHIVE: WAYBACK MACHINE,公開日:2014年9月27日, [検索日:2018年10月21日],< https://web.archive.org/web/20181021032345/http://www.merckmillipore.com:80/JP/en/product/Mobius-3L-Single-use-Bioreactor,MM_NF-C84539>
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C12M 1/00
C12M 3/00
JSTPlus/JMEDPlus/JST7580(JDreamIII)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
培地準備タンク(media preparation tank)から培地を移送されて、培地を貯蔵するステンレススチール材質の培地貯蔵タンク(media hold tank);前記培地貯蔵タンクから培地を移送され、細胞分裂を通じて細胞個体数を増やす、撹拌装置を具備するSU(Single-Use)使い捨てバッグのバイオリアクター(bioreactor);および前記培地貯蔵タンクから排出された培地ストリームがバイオリアクターに流入するように設けられる培地移送ライン;を含み、
前記培地移送ラインは、培地貯蔵タンクの一端に設けられた排出ラインの末端に形成される締結部;一端が前記締結部を通じて排出ラインと連結され、他端が前記バイオリアクターと連結されるSU(Sigle-Use)使い捨てチューブ;および前記チューブ上に設けられ、スチーム滅菌工程によるチューブの膨張および収縮を防止するベントフィルター(vent filter);を含
み、
前記排出ラインおよび前記SU使い捨てチューブは、それぞれ所定の角度で傾いた状態で相互連結される、
抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システム。
【請求項2】
前記締結部から分岐して形成され、ピンチクランプ(pinch clamp)を具備するスチームトラップチューブ(steam trap tube);をさらに含む、請求項1に記載の抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システム。
【請求項3】
前記排出ライン、SU使い捨てチューブおよびスチームトラップチューブ(steam trap tube)は、「Y」字状に形成される、請求項
2に記載の抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システム。
【請求項4】
前記SU使い捨てチューブは、締結部とあらかじめ連結されたチューブおよびバイオリアクターに設けられたチューブをウェルディング(welding)して形成されたものである、請求項1に記載の抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システム。
【請求項5】
前記無菌連結システムは、アバゴボマブ(abagovomab)、アブシキシマブ(abciximab)、アダリムマブ(adalimumab)、アデカツムマブ(adecatumumab)、アレムツズマブ(alemtuzumab)、アルツモマブ(altumomab)、アルツモマブペンテテート(altumomab pentetate)、アナツモマブ(anatumomab)、アナツモマブマフェナトクス(anatumomab mafenatox)、アルシツモマブ(arcitumomab)、アトリズマブ(atlizumab)、バシリキシマブ(basiliximab)、ベクツモマブ(bectumomab)、ベリムマブ(belimumab)、ベンラリズマブ(benralizumab)、ベバシズマブ(bevacizumab)、ブレンツキシマブ(brentuximab)、カナキヌマブ(canakinumab)、カプロマブ(capromab)、カプロマブペンデチド(capromab pendetide)、カツマキソマブ(catumaxomab)、セルトリズマブ(certolizumab)、クリバツズマブテトラキセタン(clivatuzumab tetraxetan)、ダクリズマブ(daclizumab)、デノスマブ(denosumab)、エクリズマブ(eculizumab)、エドレコロマブ(edrecolomab)、エファリズマブ(efalizumab)、エタラシズマブ(etaracizumab)、エルツマキソマブ(ertumaxomab)、ファノレソマブ(fanolesomab)、フォントリズマブ(fontolizumab)、ゲムツズマブ(gemtuzumab)、ギレンツキシマブ(girentuximab)、ゴリムマブ(golimumab)、イブリツモマブ(ibritumomab)、イゴボマブ(igovomab)、インフリキシマブ(infliximab)、イピリムマブ(ipilimumab)、ラベツズマブ(labetuzumab)、メポリズマブ(mepolizumab)、ムロモナブ(muromonab)、ムロモナブ(muromonab)-CD3、ナタリズマブ(natalizumab)、ネシツムマブ(necitumumab)、ニモツズマブ(nimotuzumab)、オファツムマブ(ofatumumab)、オマリズマブ(omalizumab)、オレゴボマブ(oregovomab)、パリビズマブ(palivizumab)、パニツムマブ(panitumumab)、ラニビズマブ(ranibizumab)、リツキシマブ(rituximab)、サツモマブ(satumomab)、スレソマブ(sulesomab)、イブリツモマブチウキセタン(ibritumomab tiuxetan)、トシリズマブ(tocilizumab)、トシツモマブ(tositumomab)、トラスツズマブ(trastuzumab)、ウステキヌマブ(ustekinumab)、ビジリズマブ(visilizumab)、ボツムマブ(votumumab)、ザルツムマブ(zalutumumab)、ブロダルマブ(brodalumab)、アンルキンズマブ(anrukinzumab)、バピネウズマブ(bapineuzumab)、ダロツズマブ(dalotuzumab)、デムシズマブ(demcizumab)、ガニツマブ(ganitumab)、イノツズマブ(inotuzumab)、マブリリムマブ(mavrilimumab)、モキセツモマブパスドトクス(moxetumomab pasudotox)、リロツムマブ(rilotumumab)、シファリムマブ(sifalimumab)、タネズマブ(tanezumab)、トラロキヌマブ(tralokinumab)、トレメリムマブ(tremelimumab)、ウレルマブ(urelumab)
、アレファセプト(alefacept)、アフリベルセプト(aflibercept)、ラキシバクマブ(Raxibacumab)
、エタネルセプト(etanercept)
、リロナセプト(rilonacept)、ロミプロスチム(romiplostim)
、およびアバタセプト(abatacept
)からなる群から選ばれる1種以上の抗体医薬品の培養工程の培地供給に適用される、請求項1に記載の抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システム。
【請求項6】
請求項1に記載のシステム内における無菌連結方法であって、
(a)前記培地貯蔵タンクからバイオリアクターに培地が移送された後、既使用のSU使い捨てチューブを除去する段階;
(b)締結部に新しい使い捨てチューブをあらかじめ連結した後、培地貯蔵タンク、排出ラインおよび前記使い捨てチューブを洗浄(cleaning in place)し、COA(clean and oil free air)を利用して乾燥した後、高温スチーム(steam)で滅菌する段階;および
(c)前記滅菌後、前記使い捨てチューブと新しく準備したSU(Single-Use)使い捨てバッグのバイオリアクター(bioreactor)に設けられたチューブをウェルディング(welding)工程を通じて無菌的に連結する段階;を含む、
抗体医薬品製造工程のためのハイブリッドシステム内無菌連結方法。
【請求項7】
請求項1に記載のシステム内における無菌連結方法であって、
(a)前記培地貯蔵タンクからバイオリアクターに培地が移送された後、既使用のSU使い捨てチューブを除去する段階;
(b)一端にダイヤフラム弁(diaphragm valve)が設けられ、他端にベントフィルター(vent filter)が設けられた新しい使い捨てチューブを準備し、これを洗浄(cleaning in place)し、COA(clean and oil free air)を利用して乾燥した後、高温スチーム(steam)で滅菌する段階;および
(c)前記滅菌後、前記使い捨てチューブのダイヤフラム弁が位置する側の端部は、締結部を通じて培地貯蔵タンクの排出ラインと連結し、ベントフィルターが設けられた側の端部は、新しく準備したSU(Single-Use)使い捨てバッグのバイオリアクター(bioreactor)に設けられたチューブとウェルディング(welding)工程を通じて無菌的に連結する段階;を含む、
抗体医薬品製造工程のためのハイブリッドシステム内無菌連結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システムおよび無菌連結方法に関する。
【背景技術】
【0002】
バイオ医薬品は、大きく、バイオ新薬、改良バイオ医薬品(バイオベター)、バイオシミラーに区分され、化学的合成医薬品と比較して、副作用が少なく、研究開発時に前臨床要求資料が少なく、製品効能と安全性の予測が容易であり、相対的に臨床成功確率が高いので、全世界的に積極的な技術開発が行われている。
【0003】
バイオ医薬品の製造過程は、初期候補物質および細胞株開発、培養工程(upstream processing,USP)、精製工程(downstream processing,DSP)、および製剤化工程の段階で構成され、特にバイオシミラー(biosimilar)製品生産の場合、培養工程(USP)および精製工程(DSP)での工程最適化(processing optimization)は、価格競争力に直結しているので、低費用、高純度および高収率でバイオシミラーを製造する工程最適化に対する関心が一層高まっている状況である。
【0004】
これらのうち、培養工程は、細胞株を解凍した後、初期1リットル未満のフラスコ段階から最終15,000リットル以上の生産バイオリアクター段階まで約6週間細胞分裂を通じて細胞の個体数を持続的に増やす過程に該当し、この際、使用される培養方法としては、回分式培養(batch culture)、流加式培養(fed-batch culture)、連続式培養(continuous culture)、かん流式培養(perfusion culture)などがある。
【0005】
一方、精製工程は、多様なクロマトグラフおよびフィルターの操作使用を通じて細胞および細胞残屑が混在する培養液から医薬品に使用されるタンパク質を高純度、高効率で抽出する過程であり、この過程でクロマトグラフおよびフィルター使用を通じてカラム精製、ウイルス除去、限外/透析ろ過などの工程が行われる。
【0006】
一方、上記のような培養および精製工程で使用される構成および装置は、材質の観点から、ステンレススチール(Stainless Steel,SS)と使い捨てバッグまたはチューブを使用するシングルユース(Sigle-Use,SU)に区分され、これらのうち、ステンレススチール材質の装置構成を含むSS工程システムは、相対的に大きいスケール(large scale)の具現が容易であり、運転費用(operation cost)が安く、自動化(automation)が容易であるという利点があるが、初期設置費用が高くかかり、汚染に脆弱であり、バイオリアクター(bioreactor、生物反応器)の大規模スケール化による精製工程においてのボトルネック現象(downstream bottleneck phenomenon)が発生しやすい。
【0007】
最近になって導入され始めたSU工程システムは、装置構成として、0.1から2,000リットルの間の体積を有する使い捨てバッグまたはチューブを利用して、SS工程システムに比べて相対的に低い初期設置費用、汚染時に当該部分だけを切り換えることができるので、相対的に汚染に強いという利点があるが、スケールアップ(scale up)に制限点があり、バッグの頻繁な切り換えによって持続的に発生する運転費用、装備の切り換え過程で多くの労働力が投入される点などが短所として指摘される。
【0008】
近年、バイオファーマ(biopharma)分野では、臨床試験、商業用医薬品の受託生産(Contract Manufacturing Organization,CMO)を提供する企業が増えていて、ひいては、細胞株開発から工程開発、スケールアップ、商業生産までワンストップで提供するサービスの改善も行われている。
【0009】
一方、目的タンパク質を生産するための培養工程では、細胞培養、微生物培養のための栄養物質混合物である培地が使用され、培地準備タンクから培地貯蔵タンクに移送された培地は、さらにバイオリアクターに移送される。この際、培地を供給する培地貯蔵タンク(media hold tank)は、ステンレススチール(SS)材質からなり、培地を供給されるバイオリアクター(bioreactor)は、シングルユース(Sigle-Use,SU)使い捨てバッグ材質からなってもよいが、このようなハイブリッドシステムにおいて、培地貯蔵タンクとバイオリアクター間の連結は、完全な無菌性を確保した状態で連結されるべきであり、無菌性が確保されない場合、培地汚染または汚染源の流入によって目的とする抗体医薬品の生産が難しくなることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、上記のような問題点に着目して、SS材質の培地貯蔵タンクとSU使い捨てバッグのバイオリアクターが採用されたハイブリッドシステム内で、培地貯蔵タンクとバイオリアクター間の完全な無菌連結を確保できるように、SU使い捨てチューブ連結時にウェルディング工程を通じて相互連結することによって、培地貯蔵タンクとバイオリアクター間の完全な無菌連結を確保することができ、SSシステムおよびSUシステムそれぞれの利点を同時に得ることができ、排出ライン、SU使い捨てチューブおよびスチームトラップチューブ(steam trap tube)が「Y」字状に形成されることによって、培地移送ライン内流れ性を向上させて、培地移送ライン内に凝縮水(condensate)等の不純物が残留するのを防止することができ、これによって、培地汚染が事前に遮断されるようにした抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システムおよび無菌連結方法を提供しようとする。
【0011】
なお、本発明が解決しようとする技術的課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されていない他の課題は、下記の記載から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解され得る。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本明細書では、培地準備タンク(media preparation tank)から培地を移送されて、培地を貯蔵するステンレススチール材質の培地貯蔵タンク(media hold tank);前記培地貯蔵タンクから培地を移送され、細胞分裂を通じて細胞個体数を増やす、撹拌装置を具備するSU(Single-Use)使い捨てバッグのバイオリアクター(bioreactor);および前記培地貯蔵タンクから排出された培地ストリームがバイオリアクターに流入するように設けられる培地移送ライン;を含み、前記培地移送ラインは、培地貯蔵タンクの一端に設けられた排出ラインの末端に形成される締結部;一端が前記締結部を通じて排出ラインと連結され、他端が前記バイオリアクターと連結されるSU(Sigle-Use)使い捨てチューブ;および前記チューブ上に設けられ、スチーム滅菌工程によるチューブの膨張および収縮を防止するベントフィルター(vent filter);を含む、抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システムを提供する。
【0013】
また、本明細書において、前記排出ラインおよび前記SU使い捨てチューブは、それぞれ所定の角度で傾いた状態で相互連結される、抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システムを提供する。
【0014】
また、本明細書において、前記締結部から分岐して形成され、ピンチクランプ(pinch clamp)を具備するスチームトラップチューブ(steam trap tube);をさらに含む、抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システムを提供する。
【0015】
また、本明細書において、前記排出ライン、SU使い捨てチューブおよびスチームトラップチューブ(steam trap tube)は、「Y」字状に形成される、抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システムを提供する。
【0016】
また、本明細書において、前記SU使い捨てチューブは、締結部とあらかじめ連結されたチューブおよびバイオリアクターに設けられたチューブをウェルディング(welding)して形成されたものである、抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システムを提供する。
【0017】
また、本明細書において、前記無菌連結システムは、アバゴボマブ(abagovomab)、アブシキシマブ(abciximab)、アダリムマブ(adalimumab)、アデカツムマブ(adecatumumab)、アレムツズマブ(alemtuzumab)、アルツモマブ(altumomab)、アルツモマブペンテテート(altumomab pentetate)、アナツモマブ(anatumomab)、アナツモマブマフェナトクス(anatumomab mafenatox)、アルシツモマブ(arcitumomab)、アトリズマブ(atlizumab)、バシリキシマブ(basiliximab)、ベクツモマブ(bectumomab)、ベリムマブ(belimumab)、ベンラリズマブ(benralizumab)、ベバシズマブ(bevacizumab)、ブレンツキシマブ(brentuximab)、カナキヌマブ(canakinumab)、カプロマブ(capromab)、カプロマブペンデチド(capromab pendetide)、カツマキソマブ(catumaxomab)、セルトリズマブ(certolizumab)、クリバツズマブテトラキセタン(clivatuzumab tetraxetan)、ダクリズマブ(daclizumab)、デノスマブ(denosumab)、エクリズマブ(eculizumab)、エドレコロマブ(edrecolomab)、エファリズマブ(efalizumab)、エタラシズマブ(etaracizumab)、エルツマキソマブ(ertumaxomab)、ファノレソマブ(fanolesomab)、フォントリズマブ(fontolizumab)、ゲムツズマブ(gemtuzumab)、ギレンツキシマブ(girentuximab)、ゴリムマブ(golimumab)、イブリツモマブ(ibritumomab)、イゴボマブ(igovomab)、インフリキシマブ(infliximab)、イピリムマブ(ipilimumab)、ラベツズマブ(labetuzumab)、メポリズマブ(mepolizumab)、ムロモナブ(muromonab)、ムロモナブ(muromonab)-CD3、ナタリズマブ(natalizumab)、ネシツムマブ(necitumumab)、ニモツズマブ(nimotuzumab)、オファツムマブ(ofatumumab)、オマリズマブ(omalizumab)、オレゴボマブ(oregovomab)、パリビズマブ(palivizumab)、パニツムマブ(panitumumab)、ラニビズマブ(ranibizumab)、リツキシマブ(rituximab)、サツモマブ(satumomab)、スレソマブ(sulesomab)、イブリツモマブチウキセタン(ibritumomab tiuxetan)、トシリズマブ(tocilizumab)、トシツモマブ(tositumomab)、トラスツズマブ(trastuzumab)、ウステキヌマブ(ustekinumab)、ビジリズマブ(visilizumab)、ボツムマブ(votumumab)、ザルツムマブ(zalutumumab)、ブロダルマブ(brodalumab)、アンルキンズマブ(anrukinzumab)、バピネウズマブ(bapineuzumab)、ダロツズマブ(dalotuzumab)、デムシズマブ(demcizumab)、ガニツマブ(ganitumab)、イノツズマブ(inotuzumab)、マブリリムマブ(mavrilimumab)、モキセツモマブパスドトクス(moxetumomab pasudotox)、リロツムマブ(rilotumumab)、シファリムマブ(sifalimumab)、タネズマブ(tanezumab)、トラロキヌマブ(tralokinumab)、トレメリムマブ(tremelimumab)、ウレルマブ(urelumab)、レビフ(Rebif)、ベカプレルミン(becaplermin)、アルテプラーゼ(alteplase)、ラロニダーゼ(laronidase)、アレファセプト(alefacept)、アフリベルセプト(aflibercept)、ラキシバクマブ(Raxibacumab)、ダルベポエチンアルファ(darbepoetin alfa)、ベカプレルミン濃縮物(Becaplermin Concentrate)、インターフェロンベータ(interferon beta)-1b、ボツリヌス毒素タイプ(Botulinum Toxin Type)A、ラスブリカーゼ(rasburicase)、アスパラギナーゼ(asparaginase)、エポエチンアルファ(epoetin alfa)、エタネルセプト(etanercept)、アガルシダーゼベータ(agalsidase beta)、インターフェロンアルファコン(interferon alfacon)-1、インターフェロンアルファ(interferon alfa)-2a、アナキンラ(anakinra)、ボツリヌス毒素タイプ(Botulinum Toxin Type)B、ペグフィルグラスチム(pegfilgrastim)、オプレルベキン(oprelvekin)、フィルグラスチム(filgrastim)、デニロイキンジフチトクス(denileukin diftitox)、ペグインターフェロンアルファ(peginterferon alfa)-2a、アルデスロイキン(aldesleukin)、ドルナーゼアルファ(dornase alfa)、インターフェロンベータ(interferon beta)-1a、レテプラーゼ(reteplase)、インターフェロンアルファ(interferon alfa)-2、テネクテプラーゼ(tenecteplase)、ドロトレコギンアルファ(drotrecogin alfa)、リロナセプト(rilonacept)、ロミプロスチム(romiplostim)、メトキシポリエチレングリコール(methoxypolyethylene glycol)-エポエチンベータ(epoetin beta)、C1エステラーゼ(esterase)阻害剤、イデュルスルファーゼ(idursulfase)、アルグルコシダーゼアルファ(alglucosidase alfa)、アバタセプト(abatacept)、ガルスルファーゼ(galsulfase)、パリフェルミン(palifermin)およびインターフェロンガンマ(interferon gamma)-1bからなる群から選ばれる1種以上の抗体医薬品の培養工程の培地供給に適用される、抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システムを提供する。
【0018】
また、本明細書において、前記システム内無菌連結方法であって、(a)前記培地貯蔵タンクからバイオリアクターに培地が移送された後、既使用のSU使い捨てチューブを除去する段階;(b)締結部に新しい使い捨てチューブをあらかじめ連結した後、培地貯蔵タンク、排出ラインおよび前記使い捨てチューブを洗浄(cleaning in place)し、COA(clean and oil free air)を利用して乾燥した後、高温スチーム(steam)で滅菌する段階;および(c)前記滅菌後、前記使い捨てチューブと新しく準備したSU(Single-Use)使い捨てバッグのバイオリアクター(bioreactor)に設けられたチューブをウェルディング(welding)工程を通じて無菌的に連結する段階;を含む、抗体医薬品製造工程のためのハイブリッドシステム内無菌連結方法を提供する。
【0019】
また、本明細書において、前記システム内無菌連結方法であって、(a)前記培地貯蔵タンクからバイオリアクターに培地が移送された後、既使用のSU使い捨てチューブを除去する段階;(b)一端にダイヤフラム弁(diaphragm valve)が設けられ、他端にベントフィルター(vent filter)が設けられた新しい使い捨てチューブを準備し、これを洗浄(cleaning in place)し、COA(clean and oil free air)を利用して乾燥した後、高温スチーム(steam)で滅菌する段階;および(c)前記滅菌後、前記使い捨てチューブのダイヤフラム弁が位置する側の端部は、締結部を通じて培地貯蔵タンクの排出ラインと連結し、ベントフィルターが設けられた側の端部は、新しく準備したSU(Single-Use)使い捨てバッグのバイオリアクター(bioreactor)に設けられたチューブとウェルディング(welding)工程を通じて無菌的に連結する段階;を含む、抗体医薬品製造工程のためのハイブリッドシステム内無菌連結方法を提供する。
【発明の効果】
【0020】
本発明による無菌連結システムおよび無菌連結方法によれば、SS材質の培地貯蔵タンクとSU使い捨てバッグのバイオリアクターが採用されたハイブリッドシステム内で、SU使い捨てチューブ連結時にウェルディング工程を通じて相互連結することによって、培地貯蔵タンクとバイオリアクター間の完全な無菌連結を確保することができ、SSシステムおよびSUシステムそれぞれの利点を同時に得ることができる。
【0021】
また、本発明による無菌連結システムは、排出ライン、SU使い捨てチューブおよびスチームトラップチューブ(steam trap tube)が「Y」字状に形成されることによって、培地移送ライン内流れ性を向上させて、培地移送ライン内に凝縮水(condensate)等の不純物が残留するのを防止することができ、これによって、培地汚染が事前に遮断される。
【0022】
ひいては、本発明による無菌連結システムおよび無菌連結方法は、従来のSUシステムの単独使用による複雑なパイピング(piping)を除外することができ、従来のSSシステムの単独使用に比べて汚染に強いという利点があり、工程の経済性と効率性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【
図1】本発明の一実施形態によってSS材質の培地貯蔵タンクとSU使い捨てバッグのバイオリアクター間のウェルディング工程を通じて完全な無菌性が確保された連結が行われた無菌連結システムを概略的に示す図である。
【
図2】本発明の一実施形態による無菌連結システムの締結部を詳細に示す図である。
【
図3】本発明の一実施形態による無菌連結システムの締結部内ダイヤフラム弁の駆動を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
本明細書において使用される用語は、ただ例示的な実施形態を説明するために使用されるものであり、発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」、「具備する」または「有する」等の用語は、実施された特徴、段階、構成要素またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や段階、構成要素、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものと理解すべきである。
【0025】
また、本発明において、各層または要素が各層または要素の「上に」または「の上に」形成されるものと言及される場合には、各層または要素が直接各層または要素の上に形成されることを意味したり、他の層または要素が各層間、対象体、基材上にさらに形成されることができることを意味する。
【0026】
発明は、多様な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるところ、特定の実施形態を例示し、下記で詳細に説明しようとする。しかしながら、これは、発明を特定の開示形態に対して限定しようとするものではなく、発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解すべきである。
【0027】
以下、本発明の具体的な実施形態による抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システムおよび無菌連結方法についてより詳細に説明する。
【0028】
抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システム
本発明の一実施形態による抗体医薬品製造工程のためのハイブリッド無菌連結システムは、培地準備タンク(media preparation tank)から培地を移送されて、培地を貯蔵するステンレススチール材質の培地貯蔵タンク(media hold tank);前記培地貯蔵タンクから培地を移送され、細胞分裂を通じて細胞個体数を増やす、撹拌装置を具備するSU(Single-Use)使い捨てバッグのバイオリアクター(bioreactor);および前記培地貯蔵タンクから排出された培地ストリームがバイオリアクターに流入するように設けられる培地移送ライン;を含み、前記培地移送ラインは、培地貯蔵タンクの一端に設けられた排出ラインの末端に形成される締結部;一端が前記締結部を通じて排出ラインと連結され、他端が前記バイオリアクターと連結されるSU(Sigle-Use)使い捨てチューブ;および前記チューブ上に設けられ、スチーム滅菌工程によるチューブの膨張および収縮を防止するベントフィルター(vent filter);を含んでもよい。
【0029】
より詳細に説明すると、抗体医薬品製造工程は、初期候補物質および細胞株開発、培養工程(USP)、精製工程(DSP)、および製剤化工程の段階で構成される。
【0030】
これらのうち、培養工程(USP)は、細胞株を解凍した後、初期1リットル未満のフラスコ段階から最終15,000リットル以上の生産バイオリアクター段階まで約6週間細胞分裂を通じて細胞の個体数を持続的に増やす過程に該当する。
【0031】
本発明の一実施形態による、培養ユニット(cultivation unit)は、培養工程のための装置構成の集合として、培地をあらかじめ準備する培地準備タンク(media preparation tank)と、培地準備タンクから培地を移送されて、培地を貯蔵する培地貯蔵タンク(media hold tank)と、解凍した細胞および培地(culture media)を含むフィーディングストリーム(feeding stream)をバイオリアクターに流入させる供給ラインと、フィーディングストリームから解凍した細胞および培地を移送され、細胞分裂を通じて細胞個体数を増やす、撹拌装置を具備する一つ以上のバイオリアクターと、前記バイオリアクターで培養された細胞を含む培養液が流出ストリーム(effluent stream)に排出される排出ラインと、を含んでもよい。
【0032】
一方、前記培養および精製工程で使用される構成および装置は、材質の観点から、ステンレススチール(Stainless Steel,SS)と使い捨てバッグまたはチューブを使用するシングルユース(Sigle-Use,SU)に区分され、これらのうち、ステンレススチール材質の装置構成を含むSS工程システムは、相対的に大きいスケール(large scale)の具現が容易であり、運転費用(operation cost)が安く、自動化(automation)が容易であるという利点があるが、初期設置費用が高くかかり、汚染に脆弱であり、バイオリアクター(bioreactor、生物反応器)の大規模スケール化による精製工程のボトルネック現象(downstream bottleneck phenomenon)が発生しやすい。
【0033】
最近になって導入され始めたSU工程システムは、装置構成として、0.1から2,000リットルの間の体積を有する使い捨てバッグまたはチューブを利用して、SS工程システムに比べて相対的に低い初期設置費用、汚染時に当該部分だけを切り換えることができるので、相対的に汚染に強いという利点があるが、スケールアップ(scale up)に制限点があり、バッグの頻繁な切り換えによって持続的に発生する運転費用、装備の切り換え過程で多くの労働力が投入される点などが短所として指摘される。
【0034】
本発明者らは、SSシステムとSUシステムそれぞれの利点を同時に得ることができるように、培養工程(USP)において、培地を供給する培地貯蔵タンク(media hold tank)は、ステンレススチール(SS)材質からなり、培地を供給されるバイオリアクター(bioreactor)は、シングルユース(Sigle-Use,SU)使い捨てバッグ材質からなるハイブリッドシステム内で、培地貯蔵タンクとバイオリアクター間の完全な無菌連結を確保できるように、SU使い捨てチューブ連結時にウェルディング工程を通じて相互連結することによって、培地貯蔵タンクとバイオリアクター間の完全な無菌連結を確保することができ、SSシステムおよびSUシステムそれぞれの利点を同時に得ることができ、また、培地移送ラインが排出ライン、締結部、SU使い捨てチューブ、ベントフィルターおよびスチームトラップチューブを含み、かつ、前記排出ライン、SU使い捨てチューブおよびスチームトラップチューブが「Y」字状に形成されるようにすることによって、培地移送ライン内に凝縮水(condensate)等の不純物が残留するのを防止することができ、これによって、培地汚染が事前に遮断されるという点を確認して、本発明を完成するに至った。
【0035】
具体的に、本発明の一実施形態によれば、培地移送ラインが、培地貯蔵タンクの一端に設けられた排出ラインの末端に形成される締結部;一端が前記締結部を通じて排出ラインと連結され、他端が前記バイオリアクターと連結されるSU(Sigle-Use)使い捨てチューブ;および前記チューブ上に設けられ、スチーム滅菌工程によるチューブの膨張および収縮を防止するベントフィルター(vent filter);を含んでもよいし、前記排出ラインおよび前記SU使い捨てチューブは、それぞれ所定の角度で傾いた状態で相互連結されるものであってもよい。
【0036】
一例として、前記排出ラインおよびSU使い捨てチューブは、それぞれ地面を基準として鋭角を形成するように傾いた状態であり、締結部を通じて相互「V」字状を成して連結されるものであってもよい。
【0037】
一方、本発明の一実施形態によるハイブリッド無菌連結システムは、締結部から分岐して形成され、ピンチクランプ(pinch clamp)を具備するスチームトラップチューブ(steam trap tube);をさらに含んでもよいし、この際、前記排出ライン、SU使い捨てチューブおよびスチームトラップチューブ(steam trap tube)は、「Y」字状に形成されるものであってもよい。
【0038】
一方、前記締結部は、ステンレススチール材質の排出ラインとSU使い捨てチューブを効果的に連結するために設けられるものであり、必要に応じて、フランジ(Flange)、トライクランプ(Tri-Clamp)、キャップ(Cap)およびダイヤフラム弁(diaphragm valves)の中から選ばれる1種以上の装置構成を含むものであってもよい。これらのうち、フランジ(Flange)は、回転を通じて開閉を調節する装置構成であり、トライクランプ(Tri-Clamp)は、締結のための装置構成であり、キャップ(Cap)は、チューブの密閉のための構成であり、ダイヤフラム弁(diaphragm valves)は、ライン開閉および流量調節のために設けられる構成でありうる(
図2~
図3参照)。
【0039】
一方、ベントフィルターは、スチーム滅菌工程によるチューブの膨張および収縮を防止するための構成であり、一例として0.2μmのpore sizeのカプセルベントフィルター(Capsule vent filter)でありうる。スチームトラップチューブは、スチーム凝縮水の円滑な排出のために設けられるものであり、ピンチクランプは、滅菌工程が終わった後に除去されることもできる。
【0040】
より詳細に説明すると、前記排出ラインおよびSU使い捨てチューブは、それぞれ地面を基準として鋭角を形成するように傾いた状態であり、締結部を通じて相互「V」字状を成して連結され、ひいては、締結部から分岐して形成され、ピンチクランプ(pinch clamp)を具備するスチームトラップチューブ(steam trap tube);をさらに含む場合、「Y」字状に形成される。
【0041】
上記のように、排出ラインおよびSU使い捨てチューブが地面を基準として鋭角を形成するように傾いた場合、Gravityと所定の角度による滑りのため、従来の「T」字形状の一般的装置構成に比べて培地移送ライン内流体の流れ性が向上することになり、これによって、排出ラインおよび/またはSU使い捨てチューブを含む培地移送ライン内に凝縮水(condensate)等の不純物が残留するのを防止することができ、これによって、培地汚染が事前に遮断される。
【0042】
一方、本発明の一実施形態によるSU使い捨てチューブは、締結部とあらかじめ連結されたチューブおよびバイオリアクターに設けられたチューブがウェルディング(welding)工程により連結されたものであってもよい。
【0043】
例えば、培地貯蔵タンクおよびバイオリアクターの両方がSS材質であるSS工程システムの場合、複雑なパイピングがないが、汚染に脆弱であり、工程柔軟性が落ちる問題点があり、培地貯蔵タンクおよびバイオリアクターの両方がSU材質であるSU工程システムの場合、汚染に強いが、複雑なパイピング(piping)とスケールアップが難しく、高い運転費用が問題になる。
【0044】
他方で、本発明の一実施形態によってSS材質の培地貯蔵タンクとSU使い捨てバッグのバイオリアクターが採用されたハイブリッドシステムの場合、上述したSS工程システムとSU工程システムの利点を同時に得ることができるが、SU使い捨てバッグのバイオリアクターを切り換える過程で、ライン開放(Open)が必然的に発生する問題点がある。
【0045】
他方で、本発明によれば、SU使い捨てバッグのバイオリアクターを切り換える過程で滅菌工程に引き続いて、ウェルディング(welding)工程を通じてSU使い捨てチューブ間の接合が行われるので、完全な無菌性が確保された接合が可能であり、これによって、ライン開放による培地汚染を完全に遮断することができる。
【0046】
一方、前記ウェルディング工程は、ウェルダーを利用して行われ、当該技術分野における一般的な方法および条件で行われるものであってもよく、特に限定されるものではない。
【0047】
一方、本発明の一実施形態による、前記無菌連結システムは、アバゴボマブ(abagovomab)、アブシキシマブ(abciximab)、アダリムマブ(adalimumab)、アデカツムマブ(adecatumumab)、アレムツズマブ(alemtuzumab)、アルツモマブ(altumomab)、アルツモマブペンテテート(altumomab pentetate)、アナツモマブ(anatumomab)、アナツモマブマフェナトクス(anatumomab mafenatox)、アルシツモマブ(arcitumomab)、アトリズマブ(atlizumab)、バシリキシマブ(basiliximab)、ベクツモマブ(bectumomab)、ベリムマブ(belimumab)、ベンラリズマブ(benralizumab)、ベバシズマブ(bevacizumab)、ブレンツキシマブ(brentuximab)、カナキヌマブ(canakinumab)、カプロマブ(capromab)、カプロマブペンデチド(capromab pendetide)、カツマキソマブ(catumaxomab)、セルトリズマブ(certolizumab)、クリバツズマブテトラキセタン(clivatuzumab tetraxetan)、ダクリズマブ(daclizumab)、デノスマブ(denosumab)、エクリズマブ(eculizumab)、エドレコロマブ(edrecolomab)、エファリズマブ(efalizumab)、エタラシズマブ(etaracizumab)、エルツマキソマブ(ertumaxomab)、ファノレソマブ(fanolesomab)、フォントリズマブ(fontolizumab)、ゲムツズマブ(gemtuzumab)、ギレンツキシマブ(girentuximab)、ゴリムマブ(golimumab)、イブリツモマブ(ibritumomab)、イゴボマブ(igovomab)、インフリキシマブ(infliximab)、イピリムマブ(ipilimumab)、ラベツズマブ(labetuzumab)、メポリズマブ(mepolizumab)、ムロモナブ(muromonab)、ムロモナブ(muromonab)-CD3、ナタリズマブ(natalizumab)、ネシツムマブ(necitumumab)、ニモツズマブ(nimotuzumab)、オファツムマブ(ofatumumab)、オマリズマブ(omalizumab)、オレゴボマブ(oregovomab)、パリビズマブ(palivizumab)、パニツムマブ(panitumumab)、ラニビズマブ(ranibizumab)、リツキシマブ(rituximab)、サツモマブ(satumomab)、スレソマブ(sulesomab)、イブリツモマブチウキセタン(ibritumomab tiuxetan)、トシリズマブ(tocilizumab)、トシツモマブ(tositumomab)、トラスツズマブ(trastuzumab)、ウステキヌマブ(ustekinumab)、ビジリズマブ(visilizumab)、ボツムマブ(votumumab)、ザルツムマブ(zalutumumab)、ブロダルマブ(brodalumab)、アンルキンズマブ(anrukinzumab)、バピネウズマブ(bapineuzumab)、ダロツズマブ(dalotuzumab)、デムシズマブ(demcizumab)、ガニツマブ(ganitumab)、イノツズマブ(inotuzumab)、マブリリムマブ(mavrilimumab)、モキセツモマブパスドトクス(moxetumomab pasudotox)、リロツムマブ(rilotumumab)、シファリムマブ(sifalimumab)、タネズマブ(tanezumab)、トラロキヌマブ(tralokinumab)、トレメリムマブ(tremelimumab)、ウレルマブ(urelumab)、レビフ(Rebif)、ベカプレルミン(becaplermin)、アルテプラーゼ(alteplase)、ラロニダーゼ(laronidase)、アレファセプト(alefacept)、アフリベルセプト(aflibercept)、ラキシバクマブ(Raxibacumab)、ダルベポエチンアルファ(darbepoetin alfa)、ベカプレルミン濃縮物(Becaplermin Concentrate)、インターフェロンベータ(interferon beta)-1b、ボツリヌス毒素タイプ(Botulinum Toxin Type)A、ラスブリカーゼ(rasburicase)、アスパラギナーゼ(asparaginase)、エポエチンアルファ(epoetin alfa)、エタネルセプト(etanercept)、アガルシダーゼベータ(agalsidase beta)、インターフェロンアルファコン(interferon alfacon)-1、インターフェロンアルファ(interferon alfa)-2a、アナキンラ(anakinra)、ボツリヌス毒素タイプ(Botulinum Toxin Type)B、ペグフィルグラスチム(pegfilgrastim)、オプレルベキン(oprelvekin)、フィルグラスチム(filgrastim)、デニロイキンジフチトクス(denileukin diftitox)、ペグインターフェロンアルファ(peginterferon alfa)-2a、アルデスロイキン(aldesleukin)、ドルナーゼアルファ(dornase alfa)、インターフェロンベータ(interferon beta)-1a、レテプラーゼ(reteplase)、インターフェロンアルファ(interferon alfa)-2、テネクテプラーゼ(tenecteplase)、ドロトレコギンアルファ(drotrecogin alfa)、リロナセプト(rilonacept)、ロミプロスチム(romiplostim)、メトキシポリエチレングリコール(methoxypolyethylene glycol)-エポエチンベータ(epoetin beta)、C1エステラーゼ(esterase)阻害剤、イデュルスルファーゼ(idursulfase)、アルグルコシダーゼアルファ(alglucosidase alfa)、アバタセプト(abatacept)、ガルスルファーゼ(galsulfase)、パリフェルミン(palifermin)およびインターフェロンガンマ(interferon gamma)-1bからなる群から選ばれる1種以上の抗体医薬品の培養工程の培地供給に適用されるものであってもよく、バイオ新薬、改良バイオ医薬品(バイオベター)およびバイオシミラーのような抗体医薬品製造工程の全般に多様に活用されることができる。
【0048】
抗体医薬品製造工程のためのハイブリッドシステム内無菌連結方法
一方、本発明の一実施形態による、前記システム内無菌連結方法は、(a)前記培地貯蔵タンクからバイオリアクターに培地が移送された後、既使用のSU使い捨てチューブを除去する段階;(b)締結部に新しい使い捨てチューブをあらかじめ連結した後、培地貯蔵タンク、排出ラインおよび使い捨てチューブを洗浄(cleaning in place)し、COA(clean and oil free air)を利用して乾燥した後、高温スチーム(steam)で滅菌する段階;および(c)前記滅菌後、前記使い捨てチューブと新しく準備したSU(Single-Use)使い捨てバッグのバイオリアクター(bioreactor)に設けられたチューブをウェルディング(welding)工程を通じて無菌的に連結する段階;を含んで行われ得る。
【0049】
また、本発明の他の一実施形態による、前記システム内無菌連結方法は、(a)前記培地貯蔵タンクからバイオリアクターに培地が移送された後、既使用のSU使い捨てチューブを除去する段階;(b)一端にダイヤフラム弁(diaphragm valve)が設けられ、他端にベントフィルター(vent filter)が設けられた新しい使い捨てチューブを準備し、これを洗浄(cleaning in place)し、COA(clean and oil free air)を利用して乾燥した後、高温スチーム(steam)で滅菌する段階;および(c)前記滅菌後、前記使い捨てチューブのダイヤフラム弁が位置する側の端部は、締結部を通じて培地貯蔵タンクの排出ラインと連結し、ベントフィルターが設けられた側の端部は、新しく準備したSU(Single-Use)使い捨てバッグのバイオリアクター(bioreactor)に設けられたチューブとウェルディング(welding)工程を通じて無菌的に連結する段階;を含んで行われ得る。
【0050】
一方、完全な無菌性が確保された連結のために、前記(c)段階で、ダイヤフラム弁が位置する側の端部が締結部を通じて培地貯蔵タンクの排出ラインと連結された後、接合部を滅菌する工程をさらに行うこともできる。
【0051】
以上で説明した、本発明の無菌連結システムおよび無菌連結方法によれば、SS材質の培地貯蔵タンクとSU使い捨てバッグのバイオリアクターが採用されたハイブリッドシステム内で、SU使い捨てチューブ連結時ウェルディング工程を通じて相互連結することによって、培地貯蔵タンクとバイオリアクター間の完全な無菌連結を確保することができ、SSシステムおよびSUシステムそれぞれの利点を同時に得ることができる。
【0052】
また、本発明による無菌連結システムは、排出ライン、SU使い捨てチューブおよびスチームトラップチューブ(steam trap tube)が「Y」字状に形成されることによって、培地移送ライン内流れ性を向上させて、培地移送ライン内に凝縮水(condensate)等の不純物が残留するのを防止することができ、これによって、培地汚染が事前に遮断される。
【0053】
ひいては、本発明による無菌連結システムおよび無菌連結方法は、従来のSUシステムの単独使用による複雑なパイピング(piping)を除外することができ、従来のSSシステムに比べて汚染に強いという利点があり、工程の経済性と効率性を確保することができる。
【0054】
以上、本発明の特定の実施形態が説明され、図示されたが、本発明は、記載された実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想および範囲を逸脱することなく、多様に修正および変形できることは、この技術の分野における通常の知識を有する者に自明であろう。したがって、そのような修正例または変形例は、本発明の技術的思想や観点から個別的に理解するのではなく、変形された実施形態は、本発明の特許請求範囲に属すると言える。