上篇的结尾，我们留下了一个问题：当产线从"一批一批"变成"不停机"，除病毒过滤这一关该怎么守？
本篇就来回答它。我们将逐一拆解连续流除病毒过滤的关键风险点——批次延长的病毒累积、死体积交叉污染、压力波动、微生物滋生、层析加样——并针对每一条给出解决思路。
在此之外，我们也将结合科百特 Viruclear 系列的产品特性与验证服务，提供一个可参考的落地样本。
连续工艺中除病毒过滤风险点及解决思路
与传统批次工艺相比，连续流工艺的长周期运行特征重塑了病毒清除的风险谱系。首先，运行时间的倍增放大了管路中微生物滋生繁殖的可能，由此引发的生物淤积会堵塞除病毒滤膜，对长时间使用后的载量和流速提出挑战。其次，抗体浓度、溶液组成等物料性质在漫长运行期间的动态漂移，会改变病毒与介质的相互作用，导致预设的载量与流速平衡偏离最佳除病毒窗口[8]。这些因素交织在一起，使得连续流工艺开发必须在不牺牲清除效率的前提下，统筹兼顾流速、载量与系统耐受性，并选用能在长时间动态条件下保持稳健截留的滤膜，复杂度远高于批次模式。因此，精准识别上述随运行时间演变的风险点，是构建连续流病毒安全防线的前提。
与传统批次工艺相比，连续流工艺的病毒清除验证需覆盖更广泛的条件，如缩小模型验证中需通过实验室规模的系统模拟生产状况，如动态浓度梯度、压力波动等；利用在线加毒实验来模拟在连续流过程中实时引入病毒评估截留率；长时间运行测试来验证滤膜在连续操作多天的稳定性[9]。
风险点 | 风险描述 | 解决思路 |
批次延长带来的病毒累积 | 在灌流培养模式下，培养周期显著长于传统的补料分批培养:
| 全周期跨度病毒滴度监测: 由于连续工艺中批次的定义可以不同，所以不同批次间病毒浓度可能不同。应根据生产中批次定义，制定合理的取样计划进行UPB检测，确保可以反应连续培养的不同阶段病毒含量情况。 除病毒滤器载量确定: 评估除病毒滤器在连续培养条件下对应批次的载量，确定除病毒滤器与批次处理量之间的关系，明确使用策略。 |
死体积导致的交叉污染 | 流体动力学死区: 连续工艺管路较长，且在某些单元操作(如缓冲罐暂存，层析缓冲液切换)期间，液体在管路中会经历非匀速流动甚至完全停顿。上游缓冲罐的存在虽然用于暂存或调样，但其出口管路(如管道弯头、阀门阀腔、取样口)易形成死角。 滞留与混合: 当液体流入下游后，死角内残留的部分液体会与后续新鲜料液发生缓慢混合，导致局部病毒与其他杂质浓度波动，影响后续除病毒步骤的病毒含量。 | 滞留时间评估: 建立工艺流体的动态模型，评估环境暂存液体的时间和温度对病毒稳定性的影响。确定在特定温度和滞留时间下，病毒是否会失活或降解，从而判断是否构成安全风险。 拆装与连接点风险评估: 针对需要人工拆装的滤器、接头等位点，评估操作过程中可能引入的污染风险。引入死体积最小化设计标准(如卫生级接头、零死角阀门)。同时注意缩小模型研究中需模拟死角。 |
工艺压力波动的冲击 | 压力波动情况复杂: 料液传递过程中的压力波动、系统暂停或重启，对除病毒过滤有潜在影响。 | 最差条件验证: 在除病毒验证中，研究超压、低压切换以及系统暂停等条件，对除病毒滤器进行挑战测试，证明其在这些波动条件下依然能维持规定的LRV(如24 logs)。 |
微生物滋生与堵塞风险 | 生物膜形成: 连续工艺中管路连接与取样检测操作较多，易引入微生物。同时在连续流系统中，微生物可能在管壁低流速的拐点或死角处附着，长时间后形成生物膜。 | 管路极简设计: 减少不必要的管路连接点和拐点，采用大半径弯管，确保所有位点流速足以防止颗粒沉降。 在线监测与拦截: 在高风险下游管段安装微生物传感器或实施高频次的在线/离线取样检测。 除菌载量测试: 对于除病毒滤前滤器载量的安全系数提出更高要求。 |
层析步骤的病毒加样策略 | 加毒点考量: 若将连续层析看成一个整体进行加毒挑战，可能导致病毒添加量过大。 | 分布式加毒策略: 与非连续工艺一致，进行单独层析步骤加病毒进行除病毒验证。 |
表1：连续工艺中除病毒风险点及解决思路
连续工艺中，除病毒过滤的实施方式可以分为两种情况。连续工艺中的除病毒过滤常采用双滤器并联配置，两路交替运行。一路在线过滤时，另一路待机；当在线滤器达到寿命终点，即切换至备用管路继续过滤，并同步更换已用完的滤器，从而保证除病毒步骤的连续性。另一种则是将连续流料液暂存于中间储罐，分批泵入除病毒滤器进行过滤，与批次除病毒过滤保持一致；在实际生产中，为避免连续制造场景下的工艺过度复杂化，除病毒过滤单元仍建议采用后者。虽然连续工艺中采用了批次除病毒过滤模式，但其批次界定却发生变化，需要参考ICH Q13指导原则中对连续工艺的批次定义，即连续生产批次的大小可基于输出物料量、输入物料量、或规定质量流速下的运行时间三者之一来界定；如有科学依据并符合 GMP，也可采用其他方法。
病毒清除验证实现的核心在于缩小模型的等效性论证与最差条件覆盖。缩小模型需保持膜材质、膜结构、流道几何等关键参数与生产规模一致，并覆盖连续工艺中所定义批次过程及边界的动态参数，包括蛋白浓度上下限、压力/通量的运行初期、稳态运行期和衰减期、最大单膜累积通量以及计划内或计划外的瞬时中断事件。因此连续工艺的病毒清除验证仍可采用批次除病毒过滤工艺的批次缩小模型，同时将连续工艺中影响病毒清除的操作参数纳入该缩小模型研究所覆盖的最差条件范围内，例如，源病毒在长培养期中产生的滴度波动、长时间连续运行下的膜寿命与通量衰减等因素，以此确保该模型的准确与合格。
基于此，科百特依托深厚的微孔滤膜研发与制造技术，推出了Viruclear™系列除病毒过滤及配套预过滤产品。该系列旨在覆盖主流生物制品的除病毒工艺，基于亲水改性聚醚砜（PES）和再生纤维素（RC）两种材质，为抗体、重组蛋白及血液制品等提供高效、可靠的病毒清除解决方案。
Viruclear™ VF系列是科百特推出的PES材质除病毒过滤器，凭借其高流速与稳健性能，以及膜本身优异的抗污染能力和低蛋白吸附特性，主要应用于哺乳动物细胞表达的抗体和重组蛋白类产品的下游纯化；其中Viruclear™ VF Plus X 更是可以应对聚体含量高、成分复杂等高挑战料液。
Viruclear™ RC系列则是专为血液制品和复杂料液的病毒清除需求而开发，天然亲水性膜材RC所固有的亲水特性和低蛋白吸附优势，使该系列在保障产品回收率方面表现卓越，尤其适合高价值、对收率敏感的血液制品。 目前已有超过15家客户用于2000–10000L发酵规模的多批次生产，10余个项目处于临床III期或上市后变更阶段。
验证方面，科百特拥有独立的实验机构，可提供完整的病毒清除验证服务。该机构拥有高标准的BSL-2+实验室，设有细胞实验室、病毒实验室、分子生物学实验室等多个功能单元，拥有经验证的国际主流各类检测仪器200余台（套）；服务项目涵盖IND/BLA申报全周期，支持层析（亲和、离子交换等）、除病毒过滤/纳滤、低pH或S/D灭活等多种工艺验证，并已取得CMA（检验检测机构资质认定证书）资质认定和CNAS（中国合格评定国家认可委员会）实验室现场评审认可，可同时支持运行多个独立的验证项目。依托超300个项目经验及国际顾问团队，结合符合GLP规范的质量体系，配备高滴度病毒库与NGS、qPCR等多元化检测手段，可高效完成UPB检测及In-line Spiking研究，承诺45-90天快速交付，全面保障申报合规性。
连续流工艺为生物制药带来了深刻变革，也对病毒安全管控提出了更高要求。唯有将风险识别从“批次终点”延伸至“动态全过程”，在工艺、工程与验证策略上协同革新，构建坚实的防御屏障，才能确保连续制造中的病毒安全。科百特亦将持续以材料创新为根基、以验证科学为支撑，为生物制药行业在连续制造时代的病毒安全保驾护航。
参考文献：
[8] Kleindienst B., Kosiol P., Manzke A., (2019) Continuous processing: challenges and opportunities of virus filtration, Pharmaceutical Technology, 43(1), 38-40.
[9] Lute S., Kozaili J., Johnson S., Kobayashi K., Strauss D., (2019) Development of small-scale models to understand the impact of continuous downstream bioprocessing on integrated virus filtration, Biotechnology progress, 36(3), e2962.
