차바이오그룹 뉴스룸

미국 텍사스에 있는 CGT CDMO 전문기업 마티카 바이오테크놀로지(이하 마티카 바이오)가 공개한 백서(White Paper)를 기반으로 세포∙유전자치료제 CDMO의 구조와 기능을 알아보는 [CGT CDMO의 이해] 칼럼을 8편 연재합니다.

4편에서는 균일한 품질의 바이럴 벡터(Viral Vector)를 효율적으로 생산하기 위해 시행하는 공정 분석과 모니터링에 대해 알아보겠습니다.

공정 충실도 보장(Ensuring Process Fidelity)

공정 분석은 바이럴 벡터 생산의 주요 공정 변수가 적합한 수치로 유지되는지 실시간으로 모니터링하고 제어해 일관된 품질의 바이럴 벡터를 생산할 수 있도록 한다. 이는 생산공정의 리스크를 최소화하고, 공정 성능을 최적화해 생산 효율을 높이는데 도움을 준다.

공정 분석 항목의 예

• 세포 수와 생존 가능성 분석(Cell count and viability analysis)
• 포도당, 젖산염, 암모니아, 글루타민 등의 대사산물 분석(Metabolite analysis such as glucose, lactate, ammonia, and glutamine)
• 감염성 역가 측정(Infectious titer determination)
• 숙주세포 단백질 분석(Host cell protein analysis)
• 벡터 게놈 분석(Vector genome analysis)
• 치료 단백질 분석(Therapeutic protein analysis)

공정 분석을 하는 것은 간단하지 않다.

첫째, 제품 품질은 제조 공정이 확립되기 전까지는 거의 알 수 없다. 특정 프로세스에서 주요 변수가 확립될 때까지는 테스트 및 검증 프로토콜을 구현하기가 어렵다.

둘째, 공정 분석은 아직 초기 단계의 기술이다. 실제 제조 과정에서는 즉각적인 피드백을 얻기 어려울 수 있다. 공정 분석을 위해 시료를 채취하려면 제조 공정을 중단해야 하는 경우가 발생하고, 이때 오염 물질이 유입될 위험도 있다. 시료를 채취해서 분석을 진행하는 동안 이미 제조 공정이 상당부분 진행돼 분석 결과를 적용하지 못할 수도 있다.

완전 폐쇄형 제조시스템에는 공정 분석과 모니터링에 필요한 센서와 모니터링 시스템이 통합되어 있다. 그래서 분석에 필요한 시료를 채취하기 위해 작업자가 공정에 개입하거나 공정을 중단할 필요가 없다. 공정 분석에 필요한 데이터는 실시간으로 수집되고, 모니터링 시스템의 입력 값에 따라 프로세스가 자동으로 조정된다.

결과적으로 공정 분석을 위한 시료 채취에 들어가는 시간이 줄어들고, 오염 가능성이 낮아져 공정 효율성이 향상되고, 제품 품질을 균등하게 유지할 수 있다.

완전 폐쇄형 제조시스템(100% Fully Closed Manufacturing Platform)

완전 폐쇄형 제조시스템과 싱글유즈시스템(Single use system)을 사용하면 무균 상태를 유지해 오염 위험을 최소화하고 작업자 안전과 제품 무결성을 보장할 수 있다. 특히 제조 프로세스 자동화로 생산 시간을 단축하고 효율성을 높일 수 있다.

완전 폐쇄형 제조시스템에는 일반적으로 다음과 같은 사항들이 포함된다.

• 폐쇄형 세포배양기(Closed bioreactors) 배양하는 세포와 외부 환경과의 접촉을 막는 멸균된 세포배양기
• 폐쇄형 배지 및 시약 전달 시스템(Closed media and reagent delivery systems) 무균으로 물질을 전달할 수 있는 튜브와 커넥터가 통합된 멸균 및 일회용백이나 용기의 사용 포함
• 폐쇄형 샘플링 및 모니터링 시스템(Closed sampling and monitoring systems) 무균 샘플링을 가능하게 하는 멸균 커넥터 또는 샘플링 포트와 용존산소량(DO), 수소이온농도(pH) 등 공정변수를 측정할 수 있는 센서
• 폐쇄형 수확 및 정제 시스템(Closed harvest and purification systems) 폐쇄형 여과 시스템, 원심 분리기 등 매체 분리 기술
• 폐쇄형 제제 및 충전 마감 시스템(Closed formulation and fill-finish systems) 통합 밀봉 메커니즘을 갖춘 멸균, 일회용 및 폐쇄형 충진 장비 포함
• 폐쇄형 폐기물 관리 시스템(Closed waste management systems)
• 통합 제어 및 자동화 시스템(Integrated control and automation systems)
• 일회용 장비(Single-use components) 즉시 사용 가능하도록 준비된 필터, 튜브, 세포배양기 등 멸균된 일회용 장비

CGT CDMO의 이해 칼럼 3편 다시 보기
→ [CGT CDMO의 이해 ③] 프로세스 확장: 임상적 요구 예측