利用NGS與CLC Genomics Workbench 檢測生物製劑病毒安全性
生物製劑（Biological Products）如疫苗、單株抗體、基因治療產品等藥物在腫瘤、感染性疾病和難治疾病治療中發揮著關鍵作用。然而，相對於小分子化學藥物，生物製劑面臨外源病毒污染的風險。
於2024年，兩部重要法規的更新：（一）ICH Q5A（R2）「人類或動物細胞出衍生之生物技術產品的病毒安全性評估指南」和歐洲藥典（by European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare）兩個重要法規的更新，象徵著全球生物製劑領域鼓勵將次世代定序技術（Next-generation sequencing, NGS）應用於外源病毒污染的檢測，因為相對於傳統的細胞培養和聚合酶連鎖反應（polymerase chain reation, PCR）方法，NGS更具有低檢測週期及高敏感度的技術優勢。NGS整體的優勢彙整如下表：
表一、次世代定序技術應用於生物製劑外源病毒污染之優勢
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優勢 |
說明 |
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檢測未知病毒 |
無需設計特異性探針（probe），可以檢測未知病毒。 |
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高靈敏度 |
可以檢測豐度較低的病毒是否存在 |
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短檢測週期 |
相對於動物實驗，NGS檢測可控制在兩週左右 |
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無需動物試驗 |
符合全球倡議減少動物實驗的趨勢 |
多中心研究結果
今年三月來自七個單位的科學家（包含FDA、GSK、PathoQuest、Sanofi、Biogen、Eurofins和MilliporeSigma）評估了NGS檢測不同物理化學和基因組特徵病毒的靈敏度和廣度1。
該研究運用WHO推薦的五種病毒，分別為Epstein-Barr virus（EBV）、feline leukemia virus（FeLV）、human respiratory syncytial virus（RSV）、mammalian orthoreovirus type 1（Reo1）以及porcine circovirus type 1（PCV1）等，建構了6個濃度梯度（1-5x 101 ~ 106 genome copies/mL），混合加入到1-5 x 109 genome copies/mL的Adenovirus 5（Ad5），並利用各單位自行建立的實驗方法和分析流程進行病毒檢測。結果顯示，所有參與的單位都能於濃度為10⁴ genome copies/mL的濃度梯度（SL-4），將五種病毒檢測出，結果如下表。
另一方面，定序資料的分析策略對於結果的解讀至關重要。該研究的其中一個單位採用了CLC Genomics Workbench軟體進行資料分析。此外，也有國際藥廠也透過CLC Genomics Workbench軟體建置了一套檢測生物製劑病毒的定序資料分析流程（如下圖）。該分析流程可以完成宿主DNA剔除、病毒物種鑑定、定序深度（read depth）、覆蓋度（coverage）和比對讀長數（mapped reads）的統計分析。
CLC Genomics Workbench將序列資料或分析結果圖形化的能力，讓使用者能更直觀的理解整體的數據，例如比對到病毒的讀長數、唯一的讀長數、基因體的覆蓋率，以及各區間的定序深度。（如下圖）。
CLC不僅有多種面向的序列資料分析功能，同時提供了符合優良規範（GxP）要求的內容，如：資料完整性檢查、歷史紀錄、審計追蹤日誌、使用者身份驗證、角色管理、清空回收站權限等。
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https://digitalinsights.qiagen.com/products-overview/discovery-insights-portfolio/analysis-and-visualization/qiagen-clc-workbench-premium/
除了成熟的生物資訊分析功能外，QIAGEN還針對生物製品生產過程中常見的132種病毒殘留，設計了基於雜交捕獲技術的Panel – QIAseq xHYB Adventitious Agent Panel（如下圖）。該實驗僅需少量的初始核酸量（i.e. 10 ng），且建庫流程還開創性的結合了QIAGEN的rRNA去除（rRNA depletion）“黑科技”，讓相關試劑與整個rRNA去除反應高度的融入反轉錄步驟中，無需額外的純化步驟。藉此顯著降低來自於宿主的核酸干擾，減少定序成本的同時降低了資料分析難度，並提高偵測的精準度。
註：Panel詳細的偵測病原體或基因列表，請洽QIAGEN官網Product頁面（https://www.qiagen.com/us/search/products? query=xHYB）。
參考文獻：