毕赤酵母宿主细胞蛋白（HCP）残留检测常见问题分析

大肠埃希氏菌(Escherichia coli，E. coli )又称大肠杆菌，其作为模式微生物被广泛应用于生命科学研究中。大肠杆菌是表达药用异源蛋白的常用微生物，在被批准的药用蛋白中，大约30%的产品以大肠杆菌作为表达宿主菌。与其他表达平台一样，尽管下游复杂的纯化步骤已经去除了大量的杂质，但终产品中仍会存在HCP残留风险，必须对其进行质量控制，使其符合放行标准。湖州申科生物E.coli表达菌HCP残留检测试剂盒用于大肠杆菌表达菌株BL21来源的宿主细胞蛋白定量检测，适用于重组蛋白类产品的工艺中间品和原液类样品，如白细胞介素（IL）、干扰素（rhIFN）、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（rhGM-CSF）、肿瘤坏死因子（rhTNF）、促生长因子（EGF/FGF/PDGF）等。试剂盒检测步骤少，快速，专一性强，性能稳定可靠。

昆虫细胞杆状病毒表达系统（IC-BEVS）是以杆状病毒作为外源基因载体，以昆虫细胞作为宿主进行外源蛋白生产的真核表达系统。BVES具有易于规模化生产、培养成本低、生物安全性高等优势，近年来陆续被研究用于生产重组蛋白、rAAV载体、亚单位疫苗（如病毒样颗粒（VLP）疫苗）等， 在生物制品重组蛋白表达领域已有普遍运用。Sf9来源于草地夜蛾细胞系（Spodoptera frugiperda cell line，Sf），是目前较常用的昆虫细胞系之一。SHENTEK® Sf9 HCP残留蛋白检测试剂盒（一步酶联免疫吸附法），可定量检测使用Sf9细胞系生产的生物制品中宿主细胞蛋白的残留检测。试剂盒抗体覆盖率为70.4%-96.0%（IMBS-2D）和91.2% (IMBS-MS，Unique Peptide ≥2）。

大肠杆菌具有遗传性状清晰，易于培养和控制，表达水平高，成本低，周期短等特点，是优先的经济实惠的蛋白表达系统，K-12系列和B系列菌株是工业规模上常用于生物工程的E.coli细菌株。K-12菌种、所衍生出的DH5α、Top10、JM109等菌株，可用于大量生产质粒DNA并进一步制备细胞基因治疗产品和病毒载体类疫苗。源于B系的菌株，如BL21，更适用于高效转染表达载体和常规蛋白的表达，如：病毒蛋白、重组蛋白疫苗、细胞因子、酶类等产品。湖州申科生物针对这两种菌株的特点，分别开发了E.coli表达菌HCP残留检测试剂盒和E.coli克隆菌碱裂HCP残留检测试剂盒。

湖州申科生物参考USP通则<1132.1>阐述的内容，依托公司深耕生物制品质量控制领域十余年经验，针对LC-MS检测HCPs方法进行了评价与优化。同时通过对LC-MS检测HCPs整体流程建立完整的质控，建立起一套抗干扰能力强、稳定性好、准确度高、结果真实可靠的LC-MS检测HCPs标准方法。检测技术平台分成样品制备、质谱检测、数据生信分析及质谱结果方法验证四部分，已使用LC-MS平台进行了293T、不同工艺E.coli、CHO、Vero、MDCK、Sf9等不同工程细胞HCPs抗体覆盖率的检测分析。

LC-MS技术作为生物制品宿主细胞蛋白残留检测新趋势，需考虑以下几点：①稳定性：需要HCPs LC-MS检测流程进行验证，全流程都需要有严格的QC控制，确保检测结果的一致性和稳定性。②可重复性：不同类型生物制品中HCPs提取效率不同，不同人员操作存在差异，需要在上机前通过不同方法评估HCPs的提取效率，避免人为因素造成结果重复性差。③准确度：方法开发与验证阶段，通过设立内标与定量算法，根据内标响应回算得到HCPs的含量，确保定量结果的准确性。④抗干扰能力：高丰度蛋白和特殊基质会对质谱检测产生影响，需要通过前处理手段对高丰度蛋白或特殊的基质进行去除，以减少其对HCPs肽段在质谱检测时的影响。⑤真实性：样品中除HCPs以外的物质在质谱分析中同样会产生质谱信号，需要去除复杂的背景噪音避免假阳性和假阴性的出现，建立合理标准的生信分析流程。分析流程建立过程中同样需要建立严格的质控QC标准，并通过后期不同方法进行验证，确定其标准的真实性。

湖州申科生物致力于开发接近实际工艺的商业化宿主细胞蛋白（HCP）残留检测试剂盒，通过不同工艺的HCP差异化分析，针对性输出不同细分工艺领域的HCP检测试剂盒。实验数据表明：针对CHO-S与CHO-K1两种宿主细胞，二者共享2458种共同HCP（占比79.7%），但分别存在392种与236种特异HCP，凸显工艺差异导致的残留蛋白特异性。进一步对比B3表达菌与K2克隆菌，二者虽共享1489种相同蛋白（占比88%和85%），但仍分别检出208种和258种独有蛋白，差异率达12%-15%。这些发现直接验证不同工艺路线与克隆选择会影响HCP残留谱的组成。因此，湖州申科提出"工艺定制化检测"策略——通过准确识别共性及特异HCP，针对性开发细分试剂盒产品。