抗体医薬基礎知識・精製

ウイルスクリアランスとは？抗体医薬の精製でウイルス安全性を示す試験

Proglenth 編集部公開 2026-06-10約9分で読めます

抗体医薬の多くはCHO細胞などの動物細胞でつくられます。そのため、内在性ウイルス様粒子や外来性ウイルスの混入リスクをゼロにはできません。最終製品を検査して「ウイルスがいない」ことを示すだけでは足りず、製造工程そのものにウイルスを取り除く力が備わっていることを、データで裏づける必要があります。この「工程がどれだけウイルスを除去・不活化できるか」を定量的に評価する試験が、ウイルスクリアランスです。

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基準工程マップ｜抗体医薬／モノクローナル抗体・精製（ダウンストリーム）この工程を、工程マップで見る

ウイルス安全性の確保は、原材料の管理、製造工程の除去・不活化能力の評価、適切な段階での製品試験という三つのアプローチを組み合わせて成り立っています。このうち「工程の除去・不活化能力の評価」を担うのがウイルスクリアランス試験であり、抗体精製では低pH不活化、ウイルスろ過、各種クロマトグラフィーといった複数のステップが、それぞれ異なる仕組みでウイルスを減らします。

とはいえ、実生産設備でウイルスを扱うわけにはいきません。そこで工程を縮小再現した「スケールダウンモデル」に既知量のウイルスを意図的に添加（スパイク）し、各工程でどれだけ低減したかを対数で測ります。規制ガイドライン ICH Q5A(R2) が示すのは、「除去」と「不活化」という異なる仕組みを区別しつつ、工程全体でウイルスをどれだけ減らせるかを積み上げて安全性を示す、という考え方です。この試験が答えるのは、「もし混入していたとしても、この工程は最終製品に到達させない」と言えるのか、という問いにほかなりません。

ウイルスクリアランスとは

ウイルスクリアランスは、製造工程がウイルスを除去または不活化する能力を評価する試験を指します。国内の規制ガイドラインでも「ウイルス粒子の除去又はウイルス感染性の不活性化」と定義されており、特定の単一工程の名前ではなく、複数の精製ステップが持つ能力の総体を評価する考え方です。

抗体医薬の多くは、CHO細胞をはじめとする動物細胞でつくられます。これらの細胞株は内在性レトロウイルス様粒子を持つことがあり、また培地原料・操作・環境を介して外来性ウイルスが迷入する可能性もゼロではありません。そこで、精製工程の各ステップがウイルスをどれだけ減らせるかを意図的に調べ、その積み上げで最終製品の安全性を裏づける——これがウイルスクリアランス試験です。評価対象には、レトロウイルス様粒子のようなエンベロープウイルスだけでなく、極めて頑健な非エンベロープの小型ウイルス（パルボウイルス）も含めるのが一般的です。

なぜウイルス安全性の証明が必要なのか

理由はシンプルで、患者に投与する薬にウイルスが残っていれば重大な健康被害につながりうるからです。動物・ヒト細胞を用いて製造される生物製剤では、ウイルス安全性の証明がすべての製品で規制上の必須要件になっています。

ここで重要なのは、最終製品を直接検査して「ウイルスがいない」と示すだけでは不十分だという点です。ウイルス検査は、低濃度のウイルスを検出するときの感度に統計的な限界があります。検体に偶然含まれなかっただけで「陰性」と出ることもあり、検出限界以下のウイルスが残存していないと断言はできません。だからこそ、製品を直接試験するだけでなく、精製工程そのものにウイルスを不活化・除去する力があることを併せて示すことが求められます。安全性は「検査でいないことを確認する」だけでなく「工程が除去できることを示す」ことで、二重に担保されます。

POINT

製品を検査してウイルスが「いない」と示すアプローチには、検出感度の限界があります。だから最終製品の試験だけに頼らず、精製工程そのもののウイルス除去・不活化能力を評価する——この二段構えが、ウイルス安全性の基本的な考え方です。製品試験の実装はウイルス安全性試験の役割になります。

抗体医薬の工程ではどこにあるか

ウイルスクリアランスは、精製（ダウンストリーム）の各工程にまたがって評価されます。抗体精製の代表的な流れは、プロテインAによる捕捉、低pHでの保持（不活化）、イオン交換クロマトグラフィー（陽イオン交換／陰イオン交換）、ウイルスろ過、UF/DF（限外ろ過・透析ろ過）と続きます。これらの一つひとつがウイルスをどれだけ減らせるかを評価し、工程全体としての総合的な除去能力を見積もります。工程の全体像は抗体医薬の工程フローで確認できます。

なかでも、ウイルス安全性に直接寄与する代表的な専用ステップが二つあります。一つは低pH保持で、プロテインA 溶出後の酸性条件（おおむねpH 3.5前後）を一定時間維持することで、エンベロープを持つウイルスを不活化します。もう一つはウイルスろ過で、サイズ排除の原理で小型ウイルスまで物理的に取り除きます。これら専用工程に加え、クロマトグラフィー各ステップも荷電や疎水性の違いでウイルスを分離し、副次的なクリアランスに寄与します。

なお、低pH不活化はプロテインA捕捉と一体で運用されることが多く、捕捉条件と樹脂選定がそのまま不活化条件にも影響します。捕捉工程の設計思想は Protein A精製の運転条件と、精製レジン選定の考え方が前提になります。

ウイルスの「除去」と「不活化」

ウイルスを減らす手段は、大きく「除去」と「不活化」の二つに分かれます。両者はメカニズムが異なり、ガイドラインでも各工程についてどちらに当たるかを推定し、記載することが求められています。

除去は、ウイルス粒子そのものを物理的に取り除くことです。クロマトグラフィーでの分離や、サイズの違いを利用するウイルスろ過がこれにあたります。ウイルスろ過は粒子の大きさに基づいて分けるため、孔径の設計が決定的です。直径100 nm前後のレトロウイルスを対象とする工程に比べ、直径18〜26 nm程度のパルボウイルスを除去するには、それ専用に設計された緻密なウイルス除去フィルターが必要になります。フィルター手前の凝集物や微粒子はろ過寿命と完全性に影響するため、プレフィルターでフラックスを安定させ、目詰まり（ファウリング）を抑える運用が一般的です。

不活化 は、ウイルスの感染性を失わせることです。低pH保持や有機溶媒／界面活性剤（S/D）処理は、エンベロープを持つウイルスの不活化に特に有効とされます。不活化は時間に依存するため、処理時間を変えてサンプリングし、不活化の進み方（不活化曲線）を確認することが望ましいとされています。一方で、エンベロープを持たないパルボウイルスは化学的・物理的処理に頑健で、不活化よりサイズ排除による除去が有効です。

	除去	不活化
仕組み	ウイルス粒子を物理的に取り除く	ウイルスの感染性を失わせる
代表的な工程	クロマトグラフィー、ウイルスろ過	低pH保持、有機溶媒／界面活性剤処理
効きやすい相手	サイズで分けられる粒子（小型ウイルスを含む）	エンベロープを持つウイルス
主な制御因子	孔径、フラックス、フィルター完全性、滞留時間	pH、保持時間、温度、界面活性剤濃度

望ましいのは、作用機序の異なる工程を組み合わせることです。ガイドラインでも、相互に補完しあう2つ以上のクリアランス工程を設け、そのうち1つは非エンベロープウイルスを効果的に除去できるもの（典型的にはウイルスろ過）にすることが推奨されています。低pH不活化（エンベロープ向け）とウイルスろ過（非エンベロープ向け）の組み合わせは、この相補性を満たす代表的な構成です。

クリアランスをどう示すか — LRVとスパイク試験

クリアランスの能力は、各工程の前後でウイルス感染価がどれだけ減ったかを対数（log10）で表して示します。これをクリアランス指数（LRV：log reduction value）と呼びます。LRVは工程前のウイルス総量を工程後の総量で割った比の常用対数であり、各工程のLRVを足し合わせて工程全体の総合的なクリアランス能力を見積もります。たとえば低pH不活化で4 log10、ウイルスろ過で4 log10 が得られれば、両工程で合計8 log10 という見積もりになります。

試験は、製造の各段階で得られる工程中間体に既知量のウイルスを意図的に添加（スパイク）し、その後の工程でどれだけ減るかを測る形で行います。実際の製造設備で病原性ウイルスを扱うわけにはいかないため、実生産工程を忠実に再現した「スケールダウンモデル」を組み、その小スケールで試験します。滞留時間・pH・伝導度・タンパク質負荷量・流速・カラム床高などの主要パラメータを実工程と一致させることが前提で、このモデルが実工程をどれだけ正確に反映しているかが、データの信頼性を直接左右します。

POINT：クリアランス指数の目安

4 log10 以上の低減は、有効なクリアランス工程として扱いやすい目安になります（4 log10 はウイルス量が1万分の1以下になることを表します）。ただし、必要な低減量や指数の加算の扱いは、対象ウイルス、工程の機序、試験条件、既存の知識を踏まえて評価されるもので、一律に「4 log10 必要」と決まっているわけではありません。なお、対数で表す以上、残存ウイルスが数学的にゼロになることはない、という限界も併せて理解しておきたい点です。

見積もりを誤りやすい要因

ウイルスクリアランス試験は、設計や実施を誤ると、工程の除去能力を実際より高く（あるいは低く）見積もってしまいます。誤りにつながりやすい代表的な要因を挙げます。

第一に、スケールダウンモデルと実工程のズレです。滞留時間・pH・ろ過条件・負荷量などが実生産を正確に反映していなければ、得られたデータは工程の実力を表しません。第二に、アッセイ由来の見かけ上のクリアランスです。長時間に及ぶ保持工程やろ過工程では、工程による除去だけでなく、時間経過でウイルス自体の感染性が落ちる（細胞毒性や干渉も含む）ことがあります。これを工程の除去能力と取り違えると、クリアランスを過大評価してしまいます。第三に、似た仕組みの工程の指数を単純に足すことです。同一・類似の機序による低減を無批判に加算すると、総合能力を過大評価する恐れがあります。原則として1 log10 未満の小さな低減は加算しません。

第四に、スパイクウイルス標品の品質です。凝集したウイルス粒子を含む標品は、本来より高いろ過除去を示すことがあり、ろ過工程の実力を過大評価する原因になります。これらを避けるには、工程を理解したうえで、どの条件が結果を左右するかを把握しておくことが必要です。規格の数値が範囲内に収まっていることと、工程が本当に制御できていることは、必ずしも同じではありません。

規制の考え方（ICH Q5A(R2)）

ウイルス安全性の評価は、ICH（医薬品規制調和国際会議）の合意に基づくガイドライン Q5A(R2) が国際的な枠組みになっています。日本でも厚生労働省の通知として国内に適用されており、ヒト・動物細胞由来のバイオ医薬品が対象です。このガイドラインは、ウイルス汚染を防ぐために3つの相補的なアプローチを示しています。すなわち、原材料（細胞基材・原料）を選び試験すること、製造工程の不活化・除去能力を評価すること、適切な段階で製品のウイルス否定試験を行うこと——この3つを組み合わせる考え方です。

2023〜2024年に発効した改訂版（R2）では、いくつかの重要な追加がありました。適用範囲に遺伝子治療用製品が加わり、ウイルス検出の手法として次世代シーケンシング（NGS）が位置づけられました。さらに、すでに確立・特性解析された工程について、他製品で得たクリアランスデータを新規の類似製品に適用できる「既に得られている知識（prior knowledge）」の考え方が明文化されています。これにより、十分な裏づけがあれば製品ごとの試験を一部省略できる道が開かれました。連続生産（CM）に関する考慮事項も新たに加えられています。

ただし、prior knowledge を適用するには、クリアランスの機序や工程パラメータを十分に理解していること、対象ウイルスや工程設計が十分に類似していることなど、満たすべき条件が定められています。安易な流用は認められず、妥当性をデータで示すことが前提です。なお、HCPや残存DNAといった工程由来不純物の管理が、ウイルス安全性の評価と並行して品質全体を支える点も押さえておきたいところです。

まとめ

ウイルスクリアランスは、抗体医薬の精製工程が持つウイルスの除去・不活化能力を評価し、製品のウイルス安全性を裏づける試験です。製品を直接検査するだけでは検出感度に限界があるため、工程そのものに除去能力があることを、スケールダウンモデルとスパイク試験で示します。除去（ウイルスろ過・クロマト）と不活化（低pH・S/D処理）という異なる仕組みの工程を組み合わせ、LRVを積み上げて総合的な安全性を担保するのが基本設計です。この考え方は ICH Q5A(R2) という国際的なガイドラインに支えられており、抗体を「つくる」工程ではなく、つくった抗体を「安全に届ける」ための土台になります。