生物制品宿主細胞蛋白（HCP）殘留檢測常見問題分析

宿主細胞蛋白通常是與重要細胞功能相關的蛋白，如細胞增殖、基因轉(zhuǎn)錄、蛋白合成修飾、細胞存活、細胞凋亡等，在工藝過程中分泌或因細胞死亡或裂解而釋放。生產(chǎn)過程中，以下幾個因素會主要影響HCP的組成和豐度：①宿主細胞基因組調(diào)控及培養(yǎng)工藝：特定工藝下，潛在的HCP數(shù)量可能非常大，且非所有基因都表達，某些基因在不同的時間和條件下表達；如大腸桿菌約4300個基因，不同的工藝產(chǎn)物會經(jīng)歷獨特的翻譯后修飾，增加了HCP的總數(shù)和生化復雜性。有研究表明，如大腸桿菌表達的蛋白，其不同蛋白之間存在數(shù)量差異，這些差異可能是對環(huán)境條件的適應性反應，但大多數(shù) (85-90%) 有潛在免疫原性的宿主細胞蛋白在不同的發(fā)酵過程中都會出現(xiàn)。②產(chǎn)物表達方式：宿主細胞與外源基因、載體和輔助成分組成的體系可以穩(wěn)定、瞬時和誘導表達；如大腸桿菌常見的表達形式有胞內(nèi)表達、分泌表達、可溶性表達、不溶性的包涵體形式，以及融合和非融合表達。③純化步驟及產(chǎn)品本身的特性的影響：純化過程中大部分的HCP被去除(>99％)，殘留的HCP仍保留在產(chǎn)品中，可能與產(chǎn)品共結(jié)合，一起被純化。

湖州申科生物致力于提供符合嚴格法規(guī)要求的宿主細胞蛋白（HCP）ELISA檢測試劑盒。為確保產(chǎn)品滿足生物制品（如抗體藥、疫苗）申報（如IND/BLA）的監(jiān)管標準，申科構(gòu)建了全流程依規(guī)開發(fā)的質(zhì)量體系：整個開發(fā)過程嚴格遵循ISO 13485質(zhì)量標準，并滿足用戶審計要求。其開發(fā)流程明確包含三個關鍵階段：①HCP殘留定量檢測參考品開發(fā)：關鍵在于建立可靠的HCP抗原參考品，涵蓋抗原的表征、量值溯源與賦值、均一性和穩(wěn)定性考察等，確保檢測的準確性與代表性。②高質(zhì)量大批量抗體制備：通過優(yōu)化的HCP抗原動物免疫策略，結(jié)合嚴謹?shù)目贵w質(zhì)量標準（如建立標準、覆蓋率驗證）和穩(wěn)定的制備工藝，生產(chǎn)具有高特異性和廣覆蓋度的檢測抗體，保證檢測的特異性和靈敏度。③檢測體系開發(fā)及驗證：進行嚴謹?shù)臋z測體系開發(fā)與驗證工作，其驗證方案符合ICH指導原則及藥典關于分析方法驗證的標準要求。同時，嚴格執(zhí)行物料質(zhì)控，并在潔凈車間環(huán)境中進行生產(chǎn)，確保試劑盒方法的穩(wěn)健性、重現(xiàn)性與法規(guī)符合性。這一從抗原源頭到成品體系的標準化、合規(guī)化開發(fā)流程，是湖州申科HCP檢測產(chǎn)品品質(zhì)與可靠性的根本保障。

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）誘導獨特的翻譯后修飾（PTM），導致HCP總量與生化復雜性增加；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鍵。

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。

大腸埃希氏菌(Escherichia coli，E. coli)又稱大腸桿菌，其作為模式微生物被廣泛應用于生命科學研究中。隨著基因治療產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，大腸桿菌也被主要應用于質(zhì)粒DNA（pDNA）的生產(chǎn)。由于質(zhì)粒樣品的常見提取工藝中往往使用條件劇烈的堿溶液進行細胞裂解和蛋白質(zhì)變性，使得其中的HCPs與傳統(tǒng)物理破碎法獲得的HCPs有較大的差異，導致其在采用免疫學原理的檢測方法時，殘留檢測結(jié)果差別較大。湖州申科生物E.coli克隆菌堿裂HCP殘留檢測試劑盒用于大腸桿菌（又名大腸埃希菌）克隆菌株相關的HCPs檢測，如DH5α、Top10、JM109等。在抗體制備時采用堿裂工藝制備的HCPs免疫動物，獲得專門的抗體。適用于經(jīng)堿液裂解工藝處理后的宿主細胞蛋白HCPs定量檢測。

湖州申科生物依托高分辨質(zhì)譜技術(shù)推出宿主細胞蛋白定制化檢測服務組合，覆蓋生物制品殘留蛋白分析需求。該平臺提供四類服務：HCP蛋白檢測定制化服務；通過ELISA、雙向電泳（2D）及LC-MS/MS技術(shù)，支持常規(guī)生物制品檢測、高危及工藝相關蛋白數(shù)據(jù)庫構(gòu)建以及特殊生物制品分析；抗體覆蓋率服務采用自主研發(fā)的IMBS技術(shù)結(jié)合質(zhì)譜，準確評估ELISA試劑盒對工程細胞HCP的捕獲能力，并完成校準品表征；靶向HCP檢測專注于高風險殘留蛋白的方法開發(fā)；同時提供蛋白種屬鑒定服務，利用LC-MS技術(shù)溯源樣品中的物種特異性肽段。該服務體系通過多技術(shù)聯(lián)用與深度定制化策略，滿足從基礎篩查到工藝關鍵雜質(zhì)監(jiān)控的全維度需求。