HEK293宿主細胞蛋白（HCP）殘留檢測常見問題分析

美國藥典<1132>章節(jié) 和歐洲藥典<2.6.34>章節(jié)建議對于即將進入商業(yè)化生產(chǎn)的（臨床III期及以后）或生產(chǎn)工藝穩(wěn)定的生物制品采用定制化ELISA試劑盒進行宿主細胞蛋白（HCP）殘留檢測，原因可能是：①確保檢測方法可以充分覆蓋實際工藝產(chǎn)生的HCPs，避免漏檢關(guān)鍵雜質(zhì)；②支持更準確的免疫原性和安全性評估；③提供真實的工藝表征數(shù)據(jù)，而非推測數(shù)據(jù)；④滿足商業(yè)化生產(chǎn)質(zhì)量控制的方法一致性。此外，對目前市場上常見的HCP ELISA商業(yè)化試劑盒進行了測試，并與HCP ELISA定制化試劑盒進行對比，實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同商業(yè)化試劑盒檢測同一樣品的檢測值差異大，且準確性均低于定制化試劑盒，表明定制化試劑盒更能滿足產(chǎn)品質(zhì)量控制所需。

對于HCP抗體的純化方法，目前美國藥典1132章節(jié)推薦有兩種方式，包括protein A或protein G親和柱層析法和HCP抗原親和柱層析法。兩種方法各有優(yōu)缺點，均符合監(jiān)管的要求。在實際使用過程中，這對不同產(chǎn)品可能會導(dǎo)致檢測結(jié)果的差異。兩者方法得到的抗體主要區(qū)別是HCP抗體有效含量的占比。HCP抗原親和柱層析法顯然占比高，但是也存在某些HCP抗體丟失的情況，這也會導(dǎo)致針對某些樣本的檢測結(jié)果比前者偏低，需要企業(yè)在實際方法建立時進行充分的評估。HCP抗原親和柱層析法對純化工藝要求更高，為保證抗體批間一致性，需要重點考察HCP抗原柱制備工藝、柱子的使用壽命、再制備的一致性等問題。

宿主細胞蛋白（HCP）作為生物制品中來源于細胞基質(zhì)的殘留雜質(zhì)，具有明顯的異質(zhì)性特征。其復(fù)雜性體現(xiàn)在三個方面：①理化特性差異：HCP涵蓋胞內(nèi)及分泌蛋白，涉及關(guān)鍵生理功能，具有涵蓋區(qū)間大的等電點（pI 3-11）、分子量范圍（5-250kDa）及疏水性；②上游工藝影響：不同發(fā)酵工藝（如細胞株、培養(yǎng)條件）誘導(dǎo)獨特的翻譯后修飾（PTM），導(dǎo)致HCP總量與生化復(fù)雜性增加；③下游工藝與產(chǎn)物特性干擾：抗體、細胞因子等重組蛋白或病毒類藥物的純化工藝會選擇性殘留特定HCP，且產(chǎn)物形式（如大腸桿菌的包涵體/可溶性表達）直接影響HCP殘留譜。針對特定生產(chǎn)工藝開發(fā)定制化檢測方案是準確監(jiān)控宿主細胞蛋白殘留的關(guān)鍵。

宿主細胞蛋白殘留檢測抗體覆蓋率評估實驗操作復(fù)雜，需要在建立實驗方法階段對關(guān)鍵步驟進行充分的驗證，以證明實驗方法的穩(wěn)健性。湖州申科開發(fā)的基于磁珠捕獲的IMBS方法（immunomagnetic beads separation），在開發(fā)過程中對關(guān)鍵步驟進行了充分驗證,相關(guān)結(jié)果經(jīng)過專業(yè)評審，驗證的內(nèi)容如下（部分）：①方法優(yōu)化：針對磁珠與抗體的偶聯(lián)比例、洗滌液體積、洗滌次數(shù)、洗脫次數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)進行優(yōu)化驗證，以保證方法的穩(wěn)健性；②過程質(zhì)控：二維電泳存在實驗步驟多，時間跨度長，中間步驟難以控制等缺陷，因此在等電聚焦實驗部分設(shè)計了熒光標記多肽，可快速判斷等電聚焦效果。在SDS-PAGE電泳的兩側(cè)增加40 ng銀染質(zhì)控，用于銀染顯色的控制；③方法重復(fù)性：針對2D分析以及LC-MS分析進行重復(fù)性確認，其中2D分析方法重復(fù)性可達到80%以上，LC-MS分析方法可到90%以上；④上樣量優(yōu)化：針對2D分析以及LC-MS分析進行上樣量確認，消除上樣量差異對檢測結(jié)果帶來的影響；⑤假陽性：排除樣品與陰性抗體之間是否存在非特異性結(jié)合，確定IMBS實驗所設(shè)定的步驟、參數(shù)是否有假陽性結(jié)果存在。

LC-MS/MS 作為一種成熟可靠的蛋白質(zhì)組分析技術(shù)，憑借其超高的分辨率與準確度在生物分析領(lǐng)域占據(jù)重要地位。該技術(shù)不僅能實現(xiàn)對低含量宿主細胞殘留蛋白（HCP）的定性檢測，還可通過建立專屬蛋白質(zhì)譜庫準確鑒定 HCP 的具體種類，為深入解析殘留蛋白組成提供關(guān)鍵支撐。不過，其應(yīng)用過程中面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于，如何優(yōu)化 LC-MS 方法以滿足 GMP 規(guī)范中對產(chǎn)品放行檢測的嚴格要求。在質(zhì)譜檢測環(huán)節(jié)，通過引入表征清晰的內(nèi)標與外標蛋白，能夠準確分析 HCPs 的整體組成，并有效鑒別其中具有潛在風險的高風險蛋白。這一技術(shù)手段不僅為開發(fā)產(chǎn)品專屬的 HCP ELISA 檢測方法提供有力數(shù)據(jù)支持，還能助力工藝優(yōu)化升級，加速推動生物制品從研發(fā)到獲批上市的全流程進程。

HCP是由宿主細胞（通常是哺乳動物細胞或微生物）產(chǎn)生的蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)具有潛在的風險，可能會影響藥物的安全性和有效性。因此，HCP殘留量是生物藥物中一個關(guān)鍵質(zhì)量屬性，要求在藥物的開發(fā)和生產(chǎn)階段對HCP的存在進行嚴格的監(jiān)控、管理和記錄。隨著生產(chǎn)流程，生物制品的純度在逐漸提高，HCPs總量和種類卻在持續(xù)降低，這使得對HCP的分析和監(jiān)測工作變得更加具有挑戰(zhàn)性。在這種情況下，開發(fā)高效的HCP富集材料和技術(shù)變得尤為關(guān)鍵。低豐度宿主殘留蛋白富集試劑盒，專為生物制品（如單抗、融合蛋白等）中HCP的富集和去除高豐度蛋白而設(shè)計，利用磁珠法構(gòu)建了一個多樣化且復(fù)雜的親和配體庫，旨在高效地識別并結(jié)合目標蛋白。其設(shè)計不僅針對傳統(tǒng)的單一蛋白，還能適用于融合蛋白、單克隆抗體等多種生物樣本類型，展現(xiàn)了較強的適用性和靈活性。