Ползователи:
ГЕНОТЕРАПИЯ



Оценка средового риска

The science and practice of current environmental risk assessment for gene therapy: a review
Frank Liu
Cytotherapy Available online 25 April 2024 https://doi.org/10.1016/j.jcyt.2024.04.067

Gene therapy is a fast-growing field showing great potential to treat genetic diseases and cancer. With accelerating gene therapy development and approval, their environment risk assessment (ERA) becomes increasingly important. An ERA is an assessment of the risks to human health and the environment upon exposure to a medicinal product as the result of its release during clinical development or after entering the market. Because ERA is an important component of regulatory submission, drug developers must perform a robust assessment to ensure the safety of unintended persons, animal, plants, microorganisms and environment at large. Global regulations on gene therapy ERA continue to evolve. Gene therapy ERAs are carried out according to general principles as provided in regulatory guidelines for application of clinical trials and marketing authorizations. The current review intends to summarize regulations and content requirements on gene therapy ERA in European Union, the USA and Japan. The approved gene therapy products by EMA and US Food and Drug Administration are analyzed for the critical aspects of their ERAs to provide the current status and practice of gene therapy ERAs by drug developers. For this purpose, the main contents of these gene therapy ERAs are summarized. Critical safety factors of gene therapy ERAs are described. With more experience and knowledge to be accumulated, gene therapy ERAs are expected to be less challenging with commonly used viral vectors.
Генотерапия - это метод лечения заболеваний с помощью введения генетического материала для модификации или манипулирования экспрессией генного продукта или изменения биологических свойств живых клеток с терапевтической целью. Она набирает популярность с 2004 года. Клиническое применение распространяется на различные области, такие как рак, наследственные генетические заболевания и регенеративная медицина. Механизмы их действия включают (i) замену гена, вызывающего заболевание, здоровой копией гена, (ii) инактивацию гена, вызывающего заболевание, который не функционирует должным образом, или (iii) введение нового или модифицированного гена в организм для лечения заболевания. В соответствии с нормативными документами США и Европейского союза (ЕС) существует пять видов генотерапии: плазмиды ДНК, вирусные векторы, генно-инженерные микроорганизмы, технология редактирования генов человека и клеточная генотерапия, полученная от пациента [1]. Согласно правилам, генотерапия должна представлять собой биологический продукт, содержащий «рекомбинантную нуклеиновую кислоту(ы)» или «генетический материал» и вызывающий желаемый первичный эффект - добавление, манипуляцию или модификацию экспрессии генов у человека - через механизм своего действия. Известным примером негенной терапии является химически синтезированная нуклеиновая кислота, поскольку она не является биологическим продуктом по своей природе.
Генотерапия хорошо регулируется во всем мире [1]. В США она регулируется наряду с клеточной терапией как клеточная и генотерапия (CGT) и регулируется Центром оценки и исследования биологических препаратов Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA). В частности, ответственность за CGT лежит на Управлении по тканям и передовым методам лечения. В ЕС он регулируется как лекарственный препарат для усовершенствованной терапии (ATMP). Валидация и научная оценка для утверждения продукта находится в ведении двух комитетов, включая Комитет по перспективным методам лечения и Комитет по лекарственным средствам для использования человеком. Срок утверждения генотерапии обычно составляет менее 1 года. В США срок одобрения стандартной заявки на получение биологической лицензии (BLA) может составлять до 10 месяцев с момента получения, в то время как в ЕС этот срок может составлять до 277 дней. Однако для одобрения генотерапии существуют ускоренные механизмы. В США FDA разработало программы Breakthrough Therapy и Fast Track [2], а в ЕС - адаптивное лицензирование, а затем и схему PRIority Medicines (PRIME) [3].
Генетические материалы несут информацию об организмах и являются наследственными субстанциями в клетках. Поскольку генотерапия предполагает перенос генетических материалов в человеческие клетки пациентов, оценка ее безопасности имеет специфические особенности, отличные от оценки безопасности химических или биотехнологических препаратов. Помимо оценки безопасности пациентов, дополнительного внимания требует риск для окружающей среды, чтобы обеспечить безопасность, связанную с риском передачи генетических материалов непреднамеренным людям, животным или окружающей среде [4]. В течение жизненного цикла генотерапии воздействие на непреднамеренных лиц (например, членов семей предполагаемых пациентов и медицинских работников) или попадание в окружающую среду может происходить на разных этапах и в разных условиях. Профессиональное воздействие генотерапии на производстве и в медицинских учреждениях может привести к таким рискам для здоровья, как инфекция или приобретенный иммунитет. Необходимо предотвратить выброс в окружающую среду в результате производственного процесса. Ввиду ограниченности нормативных руководств по оценке рисков и локализации коммерческого производства продуктов CGT, промышленность разработала саморегулируемое руководство по их производству [5]. Медицинские учреждения представляют собой еще один важный этап для надежного контроля воздействия на окружающую среду. Несоблюдение мер по локализации генотерапии в медикаментозном контуре, включая поставку, прием, хранение, обработку, введение и утилизацию, может представлять риск для безопасности медицинских работников, приводя к выбросу в окружающую среду. Примерами могут служить случайное рассеивание или распространение генотерапии при обращении и введении, утилизация неиспользованной или отработанной генотерапии, а также рассеивание выделений пациентов. Было разработано большое количество руководств по управлению генной терапией для обеспечения безопасности медицинских работников и предотвращения распространения инфекции в окружающей среде в медицинских учреждениях [6]. Подобно принципу предосторожности, применяемому в отношении негенной терапии [7], особые меры предосторожности должны быть приняты в отношении экологической оценки (ЭО) генотерапии, как показано в Европейском отчете об общественной оценке.
ERA оценка генотерапии имеет первостепенное значение не только из-за нормативных требований к клиническим испытаниям и разрешению на продажу, но и из-за необходимости минимизации экологического риска. Это комплексная оценка, состоящая из оценки опасности (возникновение и последствия), величины опасности и вероятности ее возникновения на основе доклинических, клинических и качественных данных. Она должна выявить и оценить потенциальные неблагоприятные последствия, которые могут быть прямыми или косвенными, немедленными или отсроченными для непредусмотренных лиц и окружающей среды в целом. Глобальные нормативные требования к генотерапии в свете ERA сложны и не гармонизированы на разных рынках. Целью данной статьи является обзор нормативных актов и требований к содержанию ERA генотерапии в ЕС, США и Японии. Сравниваются нормативные требования и процессы в этих регионах. Критические элементы ERA одобренных к 2023 году генотерапий обобщены из Европейских публичных оценочных отчетах EMA и документов по химии, производству и контролю FDA США для понимания практики ERA разработчиками лекарств и принятия регулятором. Критические аспекты безопасности в отношении ERA оценки генотерапии описаны на основе глобальных нормативных актов и опыта автора в подготовке ERA генотерапии для поддержки регуляторных заявок.
Section snippets
Gene Therapy Landscape and Their ERA Status


Разработчики генотерапии сталкиваются с множеством проблем, связанных с регулированием разработки, клинических испытаний и маркетинговых приложений. В ЕС (например, генетически модифицированные организмы, или ГМО), США (например, генотерапия) и Японии (например, живые модифицированные организмы) используются разные термины. Регуляторные категории в этих регионах различны (например, ATMP в ЕС, регенеративная медицина в Японии и лекарственный препарат для генной терапии в США). Генотерапия определяется по-разному в ЕС и США...
Global Regulation on Gene Therapy ERA


По сравнению с химической или белковой терапией, генотерапия представляет особый экологический риск. Среди 21 одобренного препарата для генной терапии в ЕС и США 20 основаны на вирусных векторах. Единственным исключением является Casgevy, для которого экспрессия гемоглобина осуществляется путем генного редактирования стволовых клеток на основе технологии CRISPR/cas9 [17]. Это самая первая генотерапия с редактированием генов, когда-либо одобренная в мире. Для генотерапии с использованием вирусных векторов необходимо обеспечить экологическую безопасность.
Gene Therapy ERA Content Requirement


Общей темой ERA оценки генотерапии в глобальных нормативных документах является идентификация и характеристика потенциальной опасности, последствия и величина потенциальной опасности, вероятность возникновения потенциальной опасности и итоговое определение общего риска для окружающей среды. При ERA оценке генотерапии используются как качественные, так и количественные методы, поэтому они основаны на концепции веса доказательств [33]. Хотя необходимость мер по управлению рисками определяется на основе...
The Critical Safety Aspects for Gene Therapy ERAs


Как видно из рис. 2, рис. 3, рис. 4, ERA генотерапия включает в себя критические потенциальные неблагоприятные эффекты. Основные потенциальные неблагоприятные эффекты рассмотрены на основании литературных данных, аннотаций ERA генных терапий, одобренных EMA и US FDA, а также опыта автора в подготовке ERA генных терапий.
Conclusions


С момента одобрения первой генотерапии в 2004 году, благодаря накопленному опыту и знаниям в области использования подходящих вирусов в качестве транспортных средств для доставки трансгенов ex vivo или in vivo, развитие генотерапии ускорилось. В последнее время было одобрено все больше продуктов генотерапии, так как 63% продуктов генотерапии, одобренных EMA и US FDA, были одобрены после 2020 года. В силу инфекционной природы вирусов, попадание вирусных векторов в окружающую среду может непреднамеренно привести к риску. Поэтому...
References


  • G Tajima et al. Impact of genetically modified organism requirements on gene therapy development in the EU, Japan, and the US Mol Ther Methods Clin Dev (2022)
  • F Kauffmann et al. Clinical trials with GMO-containing vaccines in Europe: status and regulatory framework Vaccine (2019)
  • I Linkov et al. Weight-of-evidence evaluation in environmental risk assessment: review of qualitative and quantitative approaches Sci Total Environ (2009)
  • RB Moss et al. Repeated adeno-associated virus serotype 2 aerosol-mediated cystic fibrosis transmembrane regulator gene transfer to the lungs of patients with cystic fibrosis: a multicenter, double-blind, placebo-controlled trial Chest (2004)
  • T. Fleischmann Assessing the environmental fate of rAAV in activated sludge and water: implications for environmental risk assessments and GMO regulatory frameworks J Environ Manage (2023)
  • HC Verdera et al. AAV vector immunogenicity in humans: a long journey to successful gene transfer Mol Ther (2020)
  • JL Shirley et al. Immune responses to viral gene therapy vectors Mol Ther (2020)
  • S Kronenberg et al. Comparative assessment of immune complex-mediated hypersensitivity reactions with biotherapeutics in the non-human primate: critical parameters, safety and lessons for future studies Regul Toxicol Pharmacol (2017)
  • C Iglesias-Lopez et al. Regulatory framework for advanced therapy medicinal products in Europe and United States Front Pharmacol (2003)
  • US Food and Drug Administration. Fast track, breakthrough therapy, accelerated approval, priority...