ICH Q5A(R2) Viral Safety：Biologics CMC 系列（十）—病毒檢測、製程清除與 Platform Validation
一個 monoclonal antibody 製程的 master cell bank、working cell bank 與 unprocessed bulk 都完成了病毒檢測，而且結果全部為陰性。這是否代表產品的 viral safety 已經被證明？
答案是不一定。
病毒檢測只能告訴我們：在指定樣品、指定時間點、指定方法與偵測極限下，沒有發現目標病毒或可偵測的 adventitious agent。它不能證明所有病毒在任何時間都不存在，也不能取代對 raw materials、cell substrate、製程導入風險與病毒清除能力的評估。
這正是 ICH Q5A(R2) Viral Safety 的核心：病毒安全不是一張陰性檢驗報告，而是由彼此互補的控制共同形成的一條證據鏈。
ICH Q5A(R2) 於 2023 年 11 月 1 日完成 Step 4。FDA 在 2024 年 1 月發布 final guidance，歐盟版本則於 2024 年 6 月 14 日生效。這次修訂保留原有病毒安全原則，但加入新產品類型、next-generation sequencing（NGS）、platform validation 與 continuous manufacturing 等考量。
Viral safety 來自來源與原料控制、病毒檢測及製程清除能力的整合，而不是單一陰性結果。LuTra Studio
ICH Q5A(R2) Viral Safety 的核心：三層互補證據
Q5A(R2) 將病毒污染控制建立在三個互補面向：
選擇並檢測 cell lines 與 raw materials，降低不希望出現的 infectious viruses 進入製程的可能性。
評估製程移除或去活化 endogenous 與 adventitious viruses 的能力。
在適當生產階段檢測產品或中間物，確認沒有偵測到病毒污染。
這三層控制不能任意互相替代。
例如，cell bank testing 很完整，仍然不能排除污染在後續 raw material 添加或製造操作中被帶入；viral clearance study 顯示高 log reduction，也不能合理化使用來源不明或缺乏管控的原料；final product test 陰性，更不能補救製程本身沒有足夠的病毒移除或去活化能力。
成熟的 viral safety strategy 應該回答四個問題：
哪些病毒可能存在或被導入？
在哪個製程階段可能出現？
哪些控制可以預防、偵測、移除或去活化它們？
不同控制失效時，其他互補控制是否仍能保護病人？
先確認適用範圍：不是所有 biologics 都能套用同一個模板
Q5A(R2) 主要適用於由人類或動物來源 cell lines 生產的 biotechnology products，例如 cytokines、monoclonal antibodies，以及以 recombinant DNA 技術和體外細胞培養生產的 subunit vaccines。
修訂版也納入某些 genetically engineered viral vectors 與 viral vector-derived products，但前提是目標產品能承受病毒清除步驟，而不會因清除處理失去產品本身的品質或活性。這可能包括某些 AAV 製程、baculovirus-expressed VLP、recombinant protein vaccine 或 nanoparticle-based product。
相對地，含 self-replicating agents 的 inactivated viral vaccines 與 live attenuated viral vaccines，以及 cell therapies，並不在 Q5A(R2) 的正式適用範圍內；不過，對 cell therapy 所使用的 biological starting materials 或 raw materials，仍可在適當情況下參考其原則。
因此，不能因為產品被歸類為 gene therapy、vaccine 或 cell-derived product，就直接複製傳統 mAb 的 viral clearance package。第一步應該先界定：
產品本身是不是病毒或含有病毒成分？
產品與潛在污染病毒是否能被分析方法區分？
傳統 inactivation 或 removal step 是否會同時破壞產品？
產品、cell substrate、helper virus 與製程原料帶來哪些特有風險？
Q5A(R2) 哪些章節適用，哪些部分需要產品特定或區域性 guidance 補充？
此外，Q5A(R2) 中的 virus 不涵蓋 prion 等非傳統 transmissible agents。這些風險需要依其他適用要求另外處理。
從 cell substrate 與 raw materials 建立風險地圖
病毒風險評估不應從「要做哪些 assays」開始，而應先理解污染可能從哪裡進入。
Cell substrate 可能帶有 endogenous virus、retrovirus-like particles，或在建立、保存與操作期間受到 adventitious agent 污染。Human- or animal-derived raw materials，例如 serum、trypsin、albumin、growth factors 或其他生物來源成分，也可能帶入與物種、產地和製備方式相關的風險。即使改用 recombinant 或 chemically defined materials，也仍要評估宿主、製程與供應鏈。
一份可用的風險地圖通常會整理：
cell line 的物種、組織來源、建立歷史與基因改造方式
master cell bank、working cell bank 與 cells at the limit of in vitro cell age 的關係
原料的生物來源、地理來源、供應商控制與病毒降低處理
培養、harvest 與 purification 中的 open／closed operations
shared equipment、personnel flow 與 pre-clearance／post-clearance segregation
製程中可偵測病毒的樣品位置，以及具有移除或去活化能力的步驟
Q5D 著重 cell substrate 的建立與 characterization；Q5A(R2) 則進一步將 cell bank testing、原料控制、製程清除與產品檢測連結起來。兩者應被視為相互銜接，而不是兩份彼此獨立的 checklist。
先找出病毒可能從哪裡進入，再決定在哪裡預防、檢測與清除。LuTra Studio
Adventitious agent testing：NGS 不是按下按鈕就得到答案
傳統病毒檢測可能包含 in vitro assays、物種特定 assays、retrovirus tests、電子顯微鏡或其他依細胞基質與製程風險選擇的方法。Q5A(R2) 引入 NGS，並支持在適當驗證與科學論證下，用 NGS 取代或補充部分傳統試驗，包括某些 in vivo assays。
NGS 的優勢是可以在不預先指定單一病毒目標的情況下，搜尋大量核酸序列。然而，「偵測範圍廣」不等於「任何病毒都一定能被偵測」。結果會受到多個因素影響：
樣品選擇、取樣時間與病毒量
核酸萃取與 DNA／RNA library preparation
是否包含 nuclease treatment、enrichment 或 amplification
sequencing depth 與 spike-in controls
reference database 的完整性與更新
bioinformatics pipeline、判讀門檻與環境背景序列
陽性訊號的確認方式，以及是否代表具有感染性的病毒
因此，導入 NGS 時應先定義 intended use。依 Q5A(R2)，NGS 若作為 replacement method，應提供 method validation 與 matrix-specific verification；若作為 supplementary method，則應提供 method qualification 與 matrix-specific verification。用於 broad screening、取代特定 assay、調查異常訊號，或支援 cell substrate characterization，所需的 reference materials、sensitivity 與判讀規則也不完全相同。
陰性 NGS 結果也不能被解讀為「樣品中絕對沒有病毒」；陽性 sequence hit 則不必然代表存在 replication-competent infectious virus。兩者都需要放回樣品、製程與生物學背景中判斷。
Viral clearance validation：重點不是累積最多的 log reduction
Viral clearance study 的目的是用具有代表性的 scale-down model，評估製程步驟移除或去活化病毒的能力。它不是把病毒加進 commercial facility，也不是單純追求最高的總 log reduction value（LRV）。
一個可信的 study design 應說明：
為什麼選擇這些 model viruses，包括 enveloped／non-enveloped、DNA／RNA、大小、物理化學抗性，以及與潛在病毒風險的關聯
scale-down model 如何代表 commercial process
spike amount 是否足以量測清除能力，同時不會不合理地改變 process intermediate
operating parameters、load、residence time、pH、temperature 與 hold time 如何涵蓋正常範圍和適當 worst-case conditions
assay 的 sensitivity、cytotoxicity、interference 與 replicate strategy
sampling、mass balance、病毒穩定性與結果變異如何被處理
不同步驟的 LRV 也不能在任何情況下直接相加。若兩個步驟使用相同清除機制、受到相同 process variable 影響，或第一步後的殘餘病毒已低於可靠定量範圍，總清除能力的解讀就需要更謹慎。
通常更有說服力的是 orthogonal clearance：例如低 pH viral inactivation 與 virus-retentive filtration 使用不同機理，chromatography 則可能透過分配或吸附移除病毒。但每一步仍須以實際製程條件和產品基質證明其 robust performance；不能只因為步驟名稱相同，就假設它具有固定 LRV。
Viral clearance claim 必須連結 model virus、代表性 scale-down model、關鍵參數與方法能力。LuTra Studio
Platform validation 可以減少重複研究，但不能變成 blanket waiver
對擁有多個相似 monoclonal antibody 製程的平台而言，每個新產品都完整重做所有 virus clearance experiments，未必是最科學或最有效率的做法。Q5A(R2) 正式納入 prior knowledge 與 platform validation 的概念，允許在充分比較與風險論證下，使用既有平台資料支援新產品。
但 platform approach 的關鍵不是「同一家公司」或「都叫 mAb process」，而是資料是否具有可轉移性。至少要比較：
cell substrate 與病毒風險是否相同或可比較
unit operation 的原理、設備與 scale-down model
resin、membrane、buffer 與關鍵材料
process intermediate 的 protein concentration、impurity profile、pH、conductivity 與其他可能影響病毒清除的屬性
load density、flow rate、residence time、pressure、temperature 與 hold time
操作範圍是否被既有 platform study 覆蓋
新產品是否引入可能改變清除機制的特殊條件
若差異落在已證明的 design space 或 worst-case 範圍內，platform data 可能支持減少產品特定研究；若差異會影響病毒與 resin、membrane 或 solution environment 的交互作用，則可能需要 bridging 或新的 product-specific study。
Platform validation 的價值，是讓研究聚焦在真正新增的不確定性，而不是把 prior knowledge 當成免做實驗的理由。
Continuous manufacturing 改變的是邊界條件，不是病毒安全原則
Continuous manufacturing 不會取消病毒安全的三層控制，但可能改變 batch definition、residence time、pooling、diversion strategy 與製程擾動的評估方式。
在 batch process 中，研究常以一組明確 load 與 hold conditions 描述某個 unit operation；在 continuous process 中，還要理解 steady state、start-up、shutdown、process interruption 與其他 transient conditions。Viral clearance claim 需要與實際 material flow、residence-time distribution、surge capacity、monitoring 和 diversion decision 相連。
因此，continuous process 的 validation 應說明哪些運行狀態屬於可接受製程、哪些物料需要隔離或丟棄，以及 scale-down／small-scale model 如何代表這些狀態。重點仍是相同的：用可追溯證據證明製程在宣稱的操作範圍內，能持續提供足夠而穩健的病毒控制。
Case example：新 mAb 如何使用既有 platform viral clearance data？
假設公司已有三個 CHO-derived mAbs 使用相同 downstream platform：Protein A capture、low-pH hold、polishing chromatography 與 virus filtration。第四個 mAb 準備進入 late-stage development，團隊希望沿用既有 viral clearance data。
合理的評估順序可以是：
確認新產品的 CHO cell substrate、raw-material control 與已建立平台的病毒風險是否可比較。
建立逐步 comparability table，比較 equipment、resin／membrane、buffer、load、product concentration、impurities 與關鍵操作範圍。
對 low-pH step 確認 pH、temperature、hold time、mixing 與中和條件是否被平台 worst case 涵蓋。
對 chromatography 評估產品和 impurities 是否可能改變病毒分配、吸附或 breakthrough behavior。
對 virus filter 評估病毒大小排阻以外，product aggregation、fouling、pressure、flux 與 process interruption 的影響。
將差異分成 platform data 可直接涵蓋、需要 paper-based justification，以及需要 bridging experiment 三類。
在申報資料中同時呈現既有 platform evidence、新產品 comparability 與 residual uncertainty，而不是只引用一份舊報告。
如果新 mAb 的 protein concentration 大幅提高、buffer composition 改變，或 virus filtration 的 pressure／flux 超出平台研究範圍，最合理的結果可能不是完全沿用或全部重做，而是設計一個針對差異的 bridging study。
Platform data 是否可沿用，取決於風險、製程與產品基質的可比較性。LuTra Studio
CTD Module 3 應呈現一條可追溯的風險—控制—證據鏈
Viral safety 資料不應被放在單一章節後就失去與整體 control strategy 的連結。依產品與申報區域，相關內容通常分布於：
3.2.S.2.3 Control of Materials：cell substrate、media components、原料來源與控制
3.2.S.2.4 Controls of Critical Steps and Intermediates：病毒控制相關 process parameters、in-process tests 與 acceptance criteria
3.2.S.2.5 Process Validation and/or Evaluation：viral clearance validation、scale-down model 與 platform／bridging justification
3.2.S.2.6 Manufacturing Process Development：風險評估、步驟選擇、製程演變與 prior knowledge
3.2.S.3.2 Impurities：與宿主、製程或病毒相關的 impurities，視產品而定
3.2.A.2 Adventitious Agents Safety Evaluation：cell banks、unprocessed bulk testing、病毒檢測與整體 adventitious-agent safety summary
一份好的 dossier 不只是把 reports 列出來，而是讓 reviewer 能追蹤：已辨識的病毒風險，對應哪些 prevention、testing 與 clearance controls；每項 control 由哪些方法、validation 和 lifecycle commitments 支持；仍有哪些 residual risks，以及為什麼可以接受。
Lifecycle management：製程沒有變，病毒安全假設仍可能改變
下列變更都可能需要重新評估 viral safety：
新 cell bank、cell age range 或 cell substrate history
raw-material supplier、來源地、製備方式或病毒降低處理
media composition 或由 animal-derived 改為 recombinant material
resin、membrane、filter supplier 或 operating range
low-pH hold、temperature、mixing 或 neutralization condition
scale、equipment train、facility、single-use component 或 continuous operation strategy
新偵測技術、reference database 或對新興病毒風險的理解
並非每個變更都要求重做完整 clearance package，但每個變更都應觸發有紀錄的 impact assessment。應比較原始 validation assumptions、目前操作範圍與新條件，再決定是否需要文件性論證、method requalification、bridging study 或完整 revalidation。
Viral safety strategy 必須隨 cell bank、原料、製程與分析技術的變更持續更新。LuTra Studio
若你正在建立完整的 biologics control strategy，也可先回顧系列（九）的 container closure systems、CCIT 與 E&L 實務，再把產品無菌屏障與本篇的 viral safety controls 串成更完整的生命週期風險管理。
結語：Viral safety 是多層防禦，不是一個檢測項目
ICH Q5A(R2) 最重要的訊息，不是新增一份要完成的 assay list，而是要求團隊用 risk-based、互補且可追溯的方式，證明病毒污染風險已被合理控制。
一套成熟的 strategy 應該能說明：
cell substrate 與 raw materials 的病毒風險如何被降低
testing program 為什麼能在適當位置偵測相關病毒
製程哪些步驟能 robustly remove 或 inactivate viruses
NGS 的 intended use、方法能力與判讀邊界
platform data 為什麼可以沿用，以及哪些差異需要 bridging
continuous manufacturing 或 lifecycle changes 是否改變原始假設
CTD Module 3 如何把上述資料整合成一條一致的證據鏈
當 prevention、detection 與 clearance 三者彼此支持時，viral safety 才不只是「檢測陰性」，而是 biologics control strategy 中可被科學論證、持續維護的一部分。
LuTra Studio 協助 biotechnology companies 與開發團隊建立 phase-appropriate 的 Biologics CMC strategy，包括 viral risk assessment、adventitious-agent testing strategy、viral clearance study design、platform／bridging rationale、CTD Module 3 evidence mapping 與 lifecycle change assessment。
References
FDA. Q5A(R2) Viral Safety Evaluation—Final Guidance, January 2024
ICH. Q5D: Derivation and Characterisation of Cell Substrates
FDA. Q7A Good Manufacturing Practice Guidance—Viral Removal/Inactivation Steps
FDA. Scientific Public Workshop: NGS for Adventitious Agent Detection in Biologics, September 2026
法規狀態核對日期：2026 年 10 月 18 日（America/New_York）。本文為一般性科學與法規資訊，不構成特定產品的法律或申報建議。
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