在临床试验期间会逐步完善生物制药的药学研究，该时期内发生药学变更在所难免。本质上，临床试验期间的药学变更也是生物制药药学信息不断充实、完善和修订的过程。^[1]

一、临床试验期间细胞株变更的原理和类型

在临床试验期间可能会发生细胞株的变更。通常有两种情况会导致细胞株的变更：

a. 初始细胞株的产品质量风险：比如可能会在临床试验期间发现会有基因剪辑或突变的发生，抗性筛选导致的稳定性及合规性问题，也可能是缺乏单克隆性的保证；
b. 初始细胞株不适合商业化：可能原因包括表达量不足，细胞株稳定性不足，与商业化生产平台不兼容，也可能是专利问题等；

针对上述不同情况，那细胞株的变更类型可分为：
1. 新一轮的单克隆筛选；
2. 启用同一宿主细胞系的不同克隆；
3. 开发一个新的宿主细胞系；

无论发生哪种类型的细胞株变更，一般都认为是工艺变更中最大风险的变更，行业内关于细胞株的变更通常都会持谨慎态度。

二、细胞株变更的可比性策略考虑点

尽管细胞株变更发生在临床试验期间，但依然要考虑科学合理的可比性策略，以避免增加临床受试者的安全性风险，并能够支持后续的临床试验开展，为最终的生物制药上市提供充分的数据支持。

对于临床期间的细胞株变更，其可比性策略应考虑：^[2]
1. 宿主细胞系和单克隆细胞的选择；
2. 物理化学性质的可比性检测，包括体外生物学活性的检测；
3. 非临床PK、PD和免疫原性评估；
4. 临床试验的评估；

在具体的细胞株变更可比性策略中包含哪些元素，通常会使用风险评估的方法来确定，比如失败模式与效应分析。

▶宿主细胞系和单克隆细胞的选择

宿主细胞系和单克隆细胞会带来翻译后修饰问题，会导致产品质量属性的变异，因此在选择时需要考虑这两个风险。比如曾有报道，不同的宿主细胞系表达的抗体具有不同的糖型图谱。

图1：两种宿主细胞系表达产品的糖型对比（CE-LIF）^[1]

同时需要考虑的是，工艺开发/工艺优化是否有能力降低这些风险，以促进可比性的结论。

▶物理化学性质的可比性检测

基于产品质量属性对临床安全性和有效性的影响可确定关键质量属性（CQAs）。物理化学性质的可比性检测可用于评估细胞株变更是否会对产品的CQA产生影响。

通常应考虑产品放行和表征检测所需检测项，包括体外生物学活性的检测。

表1：物理化学性质的可比性检测可包含项

此外，还应考虑评估对降解机制的影响，比如进行压力条件或加速稳定性的研究。^[1]

三、细胞株变更的案例研究

案例研究1

该案例是发生在临床II期前的细胞株变更，由GS-NS0变更为GS-CHO-K1SV。这是一个IgG4类型的抗体产品，其作用机制并不依赖于ADCC或CDC等效应功能。该变更的驱动力是减少非人源糖型比例。

基于既往知识和平台经验，评估由GS-NS0变更为GS-CHO-K1SV会带来的影响：
A：糖型的改变；
B：电荷异质性的差异；

对两种细胞株表达的抗体产品的糖型进行了对比检测：

表2：两种细胞株表达抗体的糖型差异对比

对电荷异质性进行CEX-HPLC分析，也发现一些差异，对CEX的组分进行LC-MS分析发现差异主要包括重链N端谷氨酰胺环化、重链C端的赖氨酸不完全切除，甘氨酸缺失/酰胺化和脱糖变体。

图2：CEX-HPLC分析电荷变体差异^[1]

物理化学性质检测中，除了糖型和电荷变体的差异外，并没有检测到结构完整性、产品相关杂质和工艺相关杂质的变化。此外，也未检测活性上的明显变化，包括结合活性和生物学活性。

非临床的PK、PD和免疫原性的评估中也未发现明显的差异。后续的临床II期实验将评估临床效果的差异。

基于上述所有评估，该抗体产品的细胞株变更对产品安全性和有效性的影响风险很低，可接受。

案例研究2

该案例同样发生在临床II期前，细胞株由DHFR-CHO-DG44变更为GS-CHO-K1SV。该产品为IgG1类型的抗体，作用机制中包含ADCC和CDC活性。该变更的驱动力是为了符合平台策略。

基于既往知识和平台经验，由DHFR-CHO-DG44变更为GS-CHO-K1SV，主要会带来糖型的变化，其中核心岩藻糖和β-半乳糖的比例变化还可能会分别影响ADCC和CDC活性，因此该变更可能会对产品的安全性和有效性带来一定风险。

物理化学性质的可比性检测也侧重于对核心岩藻糖和β-半乳糖的检测，以及两者变化对ADCC活性和CDC活性的影响。

图3：核心岩藻糖和β-半乳糖的检测以及ADCC和CDC活性的变化

此外，对结构完整性、产品相关杂质和工艺相关杂质的检测中未发现明显的变化。非临床的PK、PD和免疫原性的评估中也未发现明显的差异。后续的临床II期实验将评估临床效果的差异。

基于上述所有评估，该抗体产品的细胞株变更对产品安全性和有效性的影响风险较低，可接受。临床批次的生产继续进行。

四、其他临床试验期间细胞株变更案例

一些成功的临床试验期间细胞株变更的案例，比如：

1. Soliris (eculizumab) 单克隆抗体：在开发的早期阶段细胞系的变化：细胞株LEX98显示出比早期工艺中使用的原始HAL1细胞株更高的表达量，因此被选中。主要临床研究是使用LEX98细胞系来源的材料进行的。^[3]

2. Zevalin (ibritumomab tiuxetan)偶联放射性分子的单克隆抗体：在最初的临床前和临床试验中，最初的鼠杂交瘤细胞被CHO细胞系所取代。产生ibritumomab的CHO克隆由圣地亚哥的IDEC Pharmaceuticals Corp.构建并建立了MCB，并将其用于II期和IE期临床试验，也用于预期的商业产品。^[4]

3. Yervoy (ipilimumab) 单克隆抗体：选择产生抗CTLA-4抗体的杂交瘤克隆，并将其产物用于I期临床研究（工艺A）。对于II期及以后的临床研究，开发了一种重组CHO细胞系，该细胞表达了由杂交瘤产生的相同抗体序列。^[5]

五、临床试验期间细胞株变更的风险提示

尽管大家看到不少临床试验期间细胞株变更成功的案例，但是要始终记得，细胞株变更依然是风险最大的工艺变更。这些成功的案例也仅仅是其中的一小部分。很多没有成功的案例会选择不公开报告，一些公司也因为细胞株变更后的临床不良反应而最终终止了临床试验^[6]。因此，关于任何时期的细胞株变更都要进行严苛的收益/风险分析，最好还是抱有谨慎态度。

参考文献：
[1] Bryan J. Harmon Establishment of a Comparability Strategy to Support a Cell Line Change During Clinical Development of a Monoclonal Antibody 
[2] ICHQ5E COMPARABILITY OF BIOTECHNOLOGICAL/BIOLOGICAL PRODUCTS SUBJECT TO CHANGES IN THEIR MANUFACTURING PROCESS 2004年
[3] EMA European Public Assessment Report (EPAR): Soliris (Eculizumab) (June 2007);www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/EPAR_-_Scientific_Discussion/human/000791/WC500054212.pdf
[4] EMA European Public Assessment Report (EPAR): Zevalin (Ibritumomab Tiuxetan) (November 2006); www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/EPAR_-_Scientific_Discussion/human/000547/WC500049466.pdf
[5] EMA European Public Assessment Report (EPAR): Yervoy (Ipilimumab) (May 2011); www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/EPAR_-_Public_assessment_report/human/002213/WC500109302.pdf
[6] John¬Geigert, The Challenge of CMC Regulatory Compliance for Biopharmaceuticals, Third Edition. Springer 2019年

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