ELISA法宿主細胞蛋白（HCP）殘留檢測常見問題分析

在宿主細胞蛋白（HCP）殘留檢測的分析方法中， ELISA方法是廣泛應用的，并作為QC日常放行檢測的主要手段。ELISA方法相對簡單、精度良好，方便設定控制范圍和建立技術(shù)規(guī)范，適用于產(chǎn)品開發(fā)和過程控制；但ELISA方法檢測依靠抗原抗體特異性結(jié)合，因此用存在于生物制品中的HCPs作為免疫原生產(chǎn)出的抗體質(zhì)量至關(guān)重要。無論是商品化ELISA試劑盒，還是自制的多克隆抗體，如果抗體的特異性和適用性不夠高，都有可能帶來HCPs漏檢的風險，從而對生物制品質(zhì)量安全帶來風險。除此之外，ELISA檢測HCPs使用多克隆抗體，無法針對性的提供高風險HCPs殘留蛋白真實存在情況。

按照美國藥典1132章節(jié)的要求，HCPs校準品需滿足代表性要求，即能覆蓋實際工藝產(chǎn)品生產(chǎn)中的HCPs。從HCP免疫檢測方法使用目的和預期風險管理要求考慮，滿足工藝開發(fā)和驗證，同時為了應對下游工藝中潛在的異常工藝失效，或工藝變更需求，建議采用上游發(fā)酵工藝末端，如澄清處理后工藝點的樣本作為HCPs的來源。在實際制備中，可采用空細胞或空載細胞在模擬實際工藝的預定條件進行采集，通過二維電泳或高分辨率質(zhì)譜等蛋白質(zhì)組學方法進行模擬工藝和實際工藝下HCPs的代表性表征分析。越靠近下游HCPs蛋白種類越少，也越接近DS中HCPs，但是其可能無法滿足工藝開發(fā)和驗證需求，也無法保證工藝的潛在風險，往往不推薦使用，或只作為上游工藝HCPs免疫檢測法的輔助使用。

宿主細胞蛋白通常是與重要細胞功能相關(guān)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。

影響宿主細胞蛋白（HCP）殘留檢測結(jié)果的因素之一是方法選擇。酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA法）和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法（LC-MS法）是目前HCP檢測的兩大常用方法。文獻統(tǒng)計顯示，目前對于總HCP定量，ELISA仍是主流方法；MS法作為對特定蛋白（例如，高風險蛋白）的鑒定和定量，已成為重要的互補手段。此外檢測過程中使用的試劑和耗材的質(zhì)量直接影響檢測結(jié)果的準確性。低質(zhì)量的試劑可能導致假陽性或假陰性結(jié)果。例如，抗體的特異性和親和力不足，可能導致ELISA檢測中的交叉反應；抗原代表性不強或是抗體覆蓋率低，可能會導致漏檢；稀釋液抗干擾能力弱，可能影響檢測準確性。案例研究表明，采用定制化方法替代原有商業(yè)化試劑盒后，抗原代表性和抗體覆蓋率明顯提高，HCP檢測值整體升高。

為什么定制化試劑盒是宿主細胞蛋白殘留檢測的優(yōu)先選擇？原因之一是來源特定工藝下抗原及校準品更具代表性。不同生物制品的上游生產(chǎn)工藝，包括培養(yǎng)基，培養(yǎng)條件，收獲時機等差異，均會導致產(chǎn)生的HCPs的蛋白種類、豐度以及蛋白翻譯修飾不同，因此進入到下游純化工藝的HCP類型也隨之發(fā)生變化，尤其是與藥物主成分共純化的HCPs會成為優(yōu)勢蛋白而存在于藥物原液或制劑中。HCP定制化ELISA檢測試劑盒通常選取實際生產(chǎn)工藝中上游發(fā)酵后的樣品進行抗原及校準品的制備，所制備的校準品可以較為充分地反映實際生產(chǎn)工藝中的HCP，減少因抗原校準品種類不足導致的漏檢以及定量不準確的風險。

為了更好地控制工藝和保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，各國監(jiān)管機構(gòu)均要求提供使用的宿主細胞蛋白殘留檢測ELISA試劑盒的抗體覆蓋率數(shù)據(jù)。一般需進行覆蓋率分析的場景一般有以下幾種情況：①臨床II期后，若是繼續(xù)使用商品化試劑盒，則需要評估試劑盒抗體覆蓋率是否可以繼續(xù)用于質(zhì)量監(jiān)控；②臨床III期及以后階段，產(chǎn)品研究者開發(fā)了平臺化或工藝專屬型的HCP監(jiān)測方法，該類試劑盒在使用前要評估覆蓋率水平與商業(yè)化覆蓋水平的差異；③申報時沒有提交覆蓋率數(shù)據(jù)，監(jiān)管機構(gòu)可能會對企業(yè)提出發(fā)補的要求；④產(chǎn)品上市后發(fā)生了包括生產(chǎn)場地變更，工藝變更，HCP分析方法變更等因素的變更，研究者則需要評估變更前后抗體覆蓋率水平的差異，以及該差異對藥品質(zhì)量與安全帶來的影響。