浙江BHK宿主細(xì)胞蛋白（HCP）殘留檢測

中國倉鼠卵巢細(xì)胞（Chinese Hamster Ovary，CHO）是抗體、重組蛋白、疫苗等生物制品生產(chǎn)中普遍使用的動物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)。在使用CHO宿主生產(chǎn)過程中，不可避免的會引入宿主細(xì)胞蛋白（HCP）雜質(zhì)，即使較低殘留水平下，HCPs也會存在免疫原性，降低產(chǎn)品蛋白穩(wěn)定性等的風(fēng)險。因此需對生物制品中殘留的HCP進(jìn)行定量分析，以保證純化工藝的一致性和終產(chǎn)品的安全性。SHENTEK^®CHO HCP檢測試劑盒實現(xiàn)關(guān)鍵試劑全國產(chǎn)化，采用CHO 細(xì)胞（K1&S）補料分批培養(yǎng)工藝制備HCPs 免疫綿羊，獲得專門的抗體，用于CHO細(xì)胞系表達(dá)的生物制品(單抗，重組蛋白，疫苗等)中宿主細(xì)胞蛋白的殘留檢測。本試劑盒操作步驟少、快速、檢測專一性強、性能穩(wěn)定可靠。

湖州申科生物致力于開發(fā)接近實際工藝的商業(yè)化宿主細(xì)胞蛋白（HCP）殘留檢測試劑盒，通過不同工藝的HCP差異化分析，針對性輸出不同細(xì)分工藝領(lǐng)域的HCP檢測試劑盒。實驗數(shù)據(jù)表明：針對CHO-S與CHO-K1兩種宿主細(xì)胞，二者共享2458種共同HCP（占比79.7%），但分別存在392種與236種特異HCP，凸顯工藝差異導(dǎo)致的殘留蛋白特異性。進(jìn)一步對比B3表達(dá)菌與K2克隆菌，二者雖共享1489種相同蛋白（占比88%和85%），但仍分別檢出208種和258種獨有蛋白，差異率達(dá)12%-15%。這些發(fā)現(xiàn)直接驗證不同工藝路線與克隆選擇會影響HCP殘留譜的組成。因此，湖州申科提出"工藝定制化檢測"策略——通過準(zhǔn)確識別共性及特異HCP，針對性開發(fā)細(xì)分試劑盒產(chǎn)品。

LC-MS技術(shù)作為生物制品宿主細(xì)胞蛋白殘留檢測新趨勢，需考慮以下幾點：①穩(wěn)定性：需要HCPs LC-MS檢測流程進(jìn)行驗證，全流程都需要有嚴(yán)格的QC控制，確保檢測結(jié)果的一致性和穩(wěn)定性。②可重復(fù)性：不同類型生物制品中HCPs提取效率不同，不同人員操作存在差異，需要在上機前通過不同方法評估HCPs的提取效率，避免人為因素造成結(jié)果重復(fù)性差。③準(zhǔn)確度：方法開發(fā)與驗證階段，通過設(shè)立內(nèi)標(biāo)與定量算法，根據(jù)內(nèi)標(biāo)響應(yīng)回算得到HCPs的含量，確保定量結(jié)果的準(zhǔn)確性。④抗干擾能力：高豐度蛋白和特殊基質(zhì)會對質(zhì)譜檢測產(chǎn)生影響，需要通過前處理手段對高豐度蛋白或特殊的基質(zhì)進(jìn)行去除，以減少其對HCPs肽段在質(zhì)譜檢測時的影響。⑤真實性：樣品中除HCPs以外的物質(zhì)在質(zhì)譜分析中同樣會產(chǎn)生質(zhì)譜信號，需要去除復(fù)雜的背景噪音避免假陽性和假陰性的出現(xiàn)，建立合理標(biāo)準(zhǔn)的生信分析流程。分析流程建立過程中同樣需要建立嚴(yán)格的質(zhì)控QC標(biāo)準(zhǔn)，并通過后期不同方法進(jìn)行驗證，確定其標(biāo)準(zhǔn)的真實性。

宿主細(xì)胞蛋白通常是與重要細(xì)胞功能相關(guān)的蛋白，如細(xì)胞增殖、基因轉(zhuǎn)錄、蛋白合成修飾、細(xì)胞存活、細(xì)胞凋亡等，在工藝過程中分泌或因細(xì)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(xì)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(dá)，某些基因在不同的時間和條件下表達(dá)；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(fù)雜性。有研究表明，如大腸桿菌表達(dá)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(yīng)性反應(yīng)，但大多數(shù) (85-90%) 有潛在免疫原性的宿主細(xì)胞蛋白在不同的發(fā)酵過程中都會出現(xiàn)。②產(chǎn)物表達(dá)方式：宿主細(xì)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(dǎo)表達(dá)；如大腸桿菌常見的表達(dá)形式有胞內(nèi)表達(dá)、分泌表達(dá)、可溶性表達(dá)、不溶性的包涵體形式，以及融合和非融合表達(dá)。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。

湖州申科生物通過自主可控的供應(yīng)鏈體系與嚴(yán)格驗證的技術(shù)性能，確保HCP檢測試劑盒的長期穩(wěn)定供應(yīng)與優(yōu)異的分析能力。一方面，公司實現(xiàn)了關(guān)鍵物料的自研自產(chǎn)：校準(zhǔn)品采用凍干工藝大規(guī)模制備，可穩(wěn)定保存10年以上；抗體通過大動物免疫獲得，產(chǎn)量可滿足≥10,000盒試劑盒的生產(chǎn)需求，保障同批次抗體持續(xù)供應(yīng)超過10年；試劑盒經(jīng)多批次驗證顯示良好的批內(nèi)與批間一致性。另一方面，所有產(chǎn)品參考ICH Q2（R2）和ICH M10法規(guī)要求完成驗證：以E.coli HCP產(chǎn)品為例，其線性范圍（243-1 ng/mL）的R2>0.999，各濃度點回收率偏差≤5%；準(zhǔn)確度達(dá)81.2%-111.6%，中間精密度CV值5.7%-12.4%；LLOQ低至1.5 ng/mL，且對多種宿主細(xì)胞（如CHO、HEK293等）的交叉反應(yīng)均低于檢測限。同時，通過二維電泳（檢出826個蛋白點）與質(zhì)譜法（鑒定2204個蛋白點）雙重表征校準(zhǔn)品，并采用IMBS-2D（>70%）與IMBS-MS（84.7%）正交技術(shù)驗證抗體覆蓋率，從源頭確保檢測結(jié)果的全面性與可靠性。

宿主細(xì)胞蛋白殘留檢測抗體覆蓋率評估：法規(guī)推薦的方法有兩大類：一類是傳統(tǒng)2D-WB法，另一類是基于抗體親和的免疫捕獲類方法。傳統(tǒng)2D-WB法存在需要蛋白變性，樣品需要前處理（破壞蛋白天然表位）；轉(zhuǎn)膜效率低；易產(chǎn)生非特異性等缺陷，難以反映真實的覆蓋率水平。湖州申科自主開發(fā)了免疫磁珠捕獲分離技術(shù)（immunomagnetic beads separation，IMBS)，利用免疫磁珠的半液態(tài)性質(zhì)，可以在懸浮的條件下與HCP樣本充分混勻結(jié)合，整個過程蛋白無需變性，結(jié)合方式與ELISA檢測條件相似，可以獲得更真實的覆蓋率結(jié)果。