流程開發(fā)中的不確定性建模
在生物制藥制造中,培養(yǎng)物中的細(xì)胞、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和試劑之間的相互作用決定了產(chǎn)品質(zhì)量。流程開發(fā)人員面臨的巨大挑戰(zhàn)是對(duì)這些復(fù)雜的關(guān)系進(jìn)行建模,同時(shí)考慮到材料和其他輸入的變化。
東北大學(xué)機(jī)械與工業(yè)工程助理教授謝偉博士表示,他提出了一種稱為不確定性分析的技術(shù),該技術(shù)試圖解釋預(yù)測(cè)模型中的未知因素,可以產(chǎn)生更好的過(guò)程。
“不確定性分析,即研究因輸入變化而導(dǎo)致的輸出變化,可以加速集成生物制藥制造數(shù)字孿生的開發(fā),并促進(jìn)生物工藝創(chuàng)新,”謝說(shuō)。“由于生物制造涉及一個(gè)由數(shù)百個(gè)生物、物理和化學(xué)因素組成的生物系統(tǒng)系統(tǒng),這些因素在分子、細(xì)胞和系統(tǒng)水平上動(dòng)態(tài)地相互作用,并影響生產(chǎn)結(jié)果,因此不確定性分析在支持FDA的質(zhì)量要求方面發(fā)揮著基礎(chǔ)作用——按設(shè)計(jì)(QbD)。”
謝還指出,不確定性分析可以提供基于科學(xué)的理解,指導(dǎo)可靠的發(fā)現(xiàn)和制造工藝開發(fā),并確保產(chǎn)品質(zhì)量的一致性,特別是對(duì)于個(gè)性化藥物。
建模不確定性
然而迄今為止,業(yè)界對(duì)該方法的使用還很少。謝繼續(xù)說(shuō),造成這種情況的部分原因是,直到最近,所有可用技術(shù)的開發(fā)都沒有考慮到藥物生產(chǎn)。
“生物制藥行業(yè)目前缺乏良好的不確定性分析方法。不確定性分析建立在用于量化輸入輸出關(guān)系的過(guò)程模型的選擇之上,并受到其限制。”Xie告訴GEN。“現(xiàn)有的生物制造過(guò)程模型通常分為基于黑盒數(shù)據(jù)的模型和機(jī)械模型。純粹基于數(shù)據(jù)的模型無(wú)法表征輸入和輸出(例如CPP/CQA)的因果相互作用和相互依賴性。因此,它們的可解釋性較差,并且需要大量數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)來(lái)進(jìn)行工藝開發(fā)。
“另一方面,機(jī)械模型常常忽略過(guò)程固有的不確定性。這限制了它們?cè)陬A(yù)測(cè)可靠性和機(jī)制學(xué)習(xí)方面的表現(xiàn)。”
為了解決這個(gè)問(wèn)題,謝和同事開發(fā)了一種不確定性分析方法,將生物過(guò)程知識(shí)圖(KG)建模與基于Shapley值(SV)的預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)分析框架相結(jié)合。這個(gè)想法是讓制藥商了解不同成分在文化中如何、何時(shí)、何地相互作用。
“基本上,基于SV的預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)分析與KG混合模型結(jié)合構(gòu)建,該模型描述了端到端生物制造過(guò)程中的時(shí)空因果相互依賴性,為每個(gè)輸入的不確定性貢獻(xiàn)提供了可解釋且可靠的評(píng)估,或者通過(guò)應(yīng)用博弈論方法選擇一組輸入,”謝解釋道。
該系統(tǒng)(稱為KG-SV框架)表征了CPP/CQA的時(shí)空因果相互依賴性,據(jù)Xie介紹,它可以減少工藝開發(fā)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)的“設(shè)計(jì)空間”。
“我們的KG混合建模和可解釋的不確定性分析可以克服當(dāng)前方法的局限性并改進(jìn)行業(yè)實(shí)踐。它帶來(lái)的好處包括識(shí)別影響產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵輸入因素(培養(yǎng)基成分、酶和pH),并支持根本原因分析。
“它還提供了流程監(jiān)控和QC/QA測(cè)試方面的指導(dǎo),以促進(jìn)實(shí)時(shí)發(fā)布,并指導(dǎo)哪種類型的數(shù)據(jù)收集信息最豐富,從而加速靈活、集約化、可靠、自動(dòng)化生產(chǎn)流程的開發(fā)”。
Xie和西北大學(xué)的同事正在開發(fā)一種過(guò)程分析技術(shù)(PAT)軟件和在線培訓(xùn)平臺(tái),旨在說(shuō)明該方法的優(yōu)點(diǎn)。
免責(zé)聲明:本文由用戶上傳,與本網(wǎng)站立場(chǎng)無(wú)關(guān)。財(cái)經(jīng)信息僅供讀者參考,并不構(gòu)成投資建議。投資者據(jù)此操作,風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)。 如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除!
- 雙重免疫療法加化療被發(fā)現(xiàn)對(duì)特定亞組肺癌患者有益
- 研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出新設(shè)備來(lái)識(shí)別母乳喂養(yǎng)并發(fā)癥的生物標(biāo)志物
- 心電圖監(jiān)測(cè)研究發(fā)現(xiàn)過(guò)量飲酒后心律失常
- DAPK3 成為三陰性乳腺癌細(xì)胞遷移的新調(diào)節(jié)劑
- 專家提出益生元分類的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)
- 大腦的支持細(xì)胞通過(guò)產(chǎn)生有毒肽導(dǎo)致阿爾茨海默病
- 采用堆疊地質(zhì)實(shí)現(xiàn)更好的碳儲(chǔ)存采用堆疊地質(zhì)實(shí)現(xiàn)更好的碳儲(chǔ)存
- 附近的超新星可能促進(jìn)了地球上生命的多樣化
-
6月25-28日,由中國(guó)進(jìn)出境生物安全研究會(huì)、中國(guó)國(guó)際旅行衛(wèi)生保健協(xié)會(huì)主辦,中國(guó)青年創(chuàng)業(yè)就業(yè)基金會(huì)支持,中國(guó)出入...瀏覽全文>>
-
胃腸鏡檢查,聽起來(lái)可能有些令人不安,但實(shí)際上,它可能是生活中的救命稻草。對(duì)于一些人來(lái)說(shuō),定期進(jìn)行胃腸鏡...瀏覽全文>>
-
6月16日-20日,2025年優(yōu)秀博士后研究人員(紹興)研學(xué)活動(dòng)順利舉行。本次活動(dòng)匯聚了來(lái)自全國(guó)各地的百余名博士后,...瀏覽全文>>
-
近日,天津松果生物醫(yī)療科技有限公司自主研發(fā)的牛跟腱來(lái)源去端肽I型膠原蛋白原材料成功通過(guò)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局...瀏覽全文>>
-
在數(shù)字化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的浪潮奔涌之際,病理學(xué)正經(jīng)歷著前所未有的革新機(jī)遇。奧偉登(Evident)憑借百年光學(xué)技術(shù)積淀,以...瀏覽全文>>
-
6月6-8日,CHINAGUT 2025中國(guó)腸道大會(huì)在寧波國(guó)際會(huì)議中心隆重舉辦。大會(huì)由南京醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院、國(guó)家消化...瀏覽全文>>
-
在第28屆北京國(guó)際口腔展這一行業(yè)風(fēng)向標(biāo)級(jí)盛會(huì)上,北京易嶺生物科技有限公司(下面簡(jiǎn)稱易嶺生物)憑借重磅新品發(fā)...瀏覽全文>>
-
2025款上汽大眾ID 4 X在安徽阜陽(yáng)地區(qū)的售價(jià)會(huì)根據(jù)配置和選裝包有所不同。基礎(chǔ)版車型的廠商指導(dǎo)價(jià)大約在20萬(wàn)...瀏覽全文>>
-
嵐圖FREE,作為一款集豪華與智能于一體的新能源SUV,正以全新的姿態(tài)迎接每一位渴望高品質(zhì)出行的用戶?,F(xiàn)在,嵐...瀏覽全文>>
-
安徽阜陽(yáng)的大眾ARTEON 2022新款現(xiàn)已到店,最低售價(jià)從34 80萬(wàn)元起,無(wú)疑是近期購(gòu)車的最佳時(shí)機(jī)。這款車型以其...瀏覽全文>>