上海Hi-5宿主細(xì)胞蛋白（HCP）殘留檢測(cè)常見問題分析

湖州申科生物CHO-K1 HCP 殘留檢測(cè)試劑盒（一步酶聯(lián)免疫吸附法）基于固相酶聯(lián)免疫吸附分析法，適用于基于CHO-K1細(xì)胞生產(chǎn)的生物制品中宿主殘留蛋白的定量檢測(cè)。該分析方法通過在預(yù)包被抗CHO-K1HCPs綿羊多抗的酶標(biāo)板中加入校準(zhǔn)品或待測(cè)樣品、HRP標(biāo)記的抗CHO-K1HCPs綿羊多抗進(jìn)行共孵育。洗滌后，加入TMB底物進(jìn)行顯色反應(yīng)，再使用終止液終止酶催化反應(yīng)。利用酶標(biāo)儀在450nm波長(zhǎng)下測(cè)讀吸光度，其吸光度與校準(zhǔn)品或待測(cè)樣品中的HCPs濃度成正相關(guān)，通過校準(zhǔn)品擬合的劑量-反應(yīng)曲線即可計(jì)算得出待測(cè)樣品中HCPs的濃度。本試劑盒對(duì)待測(cè)樣品無需進(jìn)行特殊處理，只需通過合適的稀釋比例進(jìn)行適用性驗(yàn)證即可直接使用。本試劑盒操作步驟少，快速，檢測(cè)專一性強(qiáng)，性能穩(wěn)定可靠。

影響宿主細(xì)胞蛋白（HCP）殘留檢測(cè)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(cè)的兩大常用方法。文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)顯示，目前對(duì)于總HCP定量，ELISA仍是主流方法；MS法作為對(duì)特定蛋白（例如，高風(fēng)險(xiǎn)蛋白）的鑒定和定量，已成為重要的互補(bǔ)手段。此外檢測(cè)過程中使用的試劑和耗材的質(zhì)量直接影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。低質(zhì)量的試劑可能導(dǎo)致假陽(yáng)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(dǎo)致ELISA檢測(cè)中的交叉反應(yīng)；抗原代表性不強(qiáng)或是抗體覆蓋率低，可能會(huì)導(dǎo)致漏檢；稀釋液抗干擾能力弱，可能影響檢測(cè)準(zhǔn)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(cè)值整體升高。

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(gè)因素會(huì)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(shí)間和條件下表達(dá)；如大腸桿菌約4300個(gè)基因，不同的工藝產(chǎn)物會(huì)經(jīng)歷獨(dú)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(duì)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(huì)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(shí)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。

畢赤酵母（Pichia pastoris）是第二代酵母表達(dá)系統(tǒng)中的代表性菌株，是美國(guó)FDA認(rèn)定的GRAS（Generally Recognized As Safe）微生物，具有表達(dá)水平高，產(chǎn)物活性好，培養(yǎng)成本低，易擴(kuò)大為工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。在生物制藥領(lǐng)域，酶制劑、胰島素、表皮生長(zhǎng)因子、膠原蛋白等多種生物制劑已經(jīng)通過畢赤酵母系統(tǒng)進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。與其他產(chǎn)品雜質(zhì)一樣，畢赤酵母宿主殘留蛋白（HCP）可能對(duì)生物制品的安全性和有效性產(chǎn)生不利影響，因此在生產(chǎn)監(jiān)測(cè)、產(chǎn)品放行等過程中需要對(duì)其進(jìn)行定量研究并進(jìn)行嚴(yán)格控制。SHENTEK^®畢赤酵母HCP殘留檢測(cè)試劑盒（一步酶聯(lián)免疫吸附法）是湖州申科生物自主研發(fā)、具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵試劑全國(guó)產(chǎn)化的畢赤酵母HCP通用檢測(cè)試劑盒。本試劑盒適用于基于GS115、X33等在內(nèi)的畢赤酵母菌株生產(chǎn)的生物制品中宿主殘留蛋白的定量檢測(cè)，操作步驟少、快速，檢測(cè)專一性強(qiáng)，性能穩(wěn)定可靠。

針對(duì)宿主細(xì)胞蛋白殘留檢測(cè)，工藝特異型檢測(cè)試劑盒（upstream-process）專為特定生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，其關(guān)鍵在于使用產(chǎn)物的實(shí)際宿主細(xì)胞進(jìn)行開發(fā)與驗(yàn)證，模擬真實(shí)生產(chǎn)流程獲取廣譜HCP抗原，并要求抗血清具備高度覆蓋率以適應(yīng)工藝變動(dòng)，確保對(duì)特定生產(chǎn)流程殘留的高度準(zhǔn)確監(jiān)控。平臺(tái)型檢測(cè)試劑盒（platform）則由生產(chǎn)商針對(duì)其特定表達(dá)宿主細(xì)胞和相近工藝自行開發(fā)，其優(yōu)勢(shì)在于可使用相同的參考標(biāo)準(zhǔn)品和試劑統(tǒng)一監(jiān)測(cè)在該宿主上生產(chǎn)的不同產(chǎn)品，適用于上游工藝足夠相似的產(chǎn)品線。通用型檢測(cè)試劑盒（commercial）則作為市售廣譜方案，適用于相似宿主細(xì)胞的常規(guī)檢測(cè)，但因其制備過程可能無法完全模擬目標(biāo)產(chǎn)物的實(shí)際生產(chǎn)，必須嚴(yán)格評(píng)估多克隆抗體對(duì)特定產(chǎn)品HCP的覆蓋率，以保證檢測(cè)可靠性。三類試劑盒覆蓋從深度定制到通用篩查的不同需求。

按照美國(guó)藥典1132章節(jié)的要求，HCPs校準(zhǔn)品需滿足代表性要求，即能覆蓋實(shí)際工藝產(chǎn)品生產(chǎn)中的HCPs。從HCP免疫檢測(cè)方法使用目的和預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)管理要求考慮，滿足工藝開發(fā)和驗(yàn)證，同時(shí)為了應(yīng)對(duì)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(diǎn)的樣本作為HCPs的來源。在實(shí)際制備中，可采用空細(xì)胞或空載細(xì)胞在模擬實(shí)際工藝的預(yù)定條件進(jìn)行采集，通過二維電泳或高分辨率質(zhì)譜等蛋白質(zhì)組學(xué)方法進(jìn)行模擬工藝和實(shí)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(yàn)證需求，也無法保證工藝的潛在風(fēng)險(xiǎn)，往往不推薦使用，或只作為上游工藝HCPs免疫檢測(cè)法的輔助使用。