广东生物制品宿主细胞蛋白（HCP）残留检测试剂盒开发要求

美国药典 USP 通则 <1132.1>《质谱法测定生物药中残留宿主细胞蛋白》（Residual Host Cell Protein Measurement in Biopharmaceuticals by Mass Spectrometry），主要内容是介绍 LC-MS 技术在宿主细胞残留蛋白检测中的应用。该通则围绕样品制备、质谱测试条件建立、数据分析、质谱方法验证等维度，详细说明质谱技术应用于 HCPs 检测的优势及需注意的事项。作为先进的分析技术平台，质谱技术在 HCPs 分析中的应用，无论是单独使用，还是与 ELISA 及其他分析方法联合使用，都能帮助生产企业在产品全生命周期中更清晰地理解并建立 HCPs 检测方法，进而保障产品质量稳定。

依据美国药典 1132 章节规定，HCPs 校准品需具备代表性，能够覆盖实际产品生产工艺中的 HCPs。结合 HCP 免疫检测方法的使用目的与预期风险管理需求，为满足工艺开发、验证需求，同时应对下游工艺可能出现的异常失效或工艺变更情况，建议选用上游发酵工艺末端（如澄清处理后的工艺点）的样本作为 HCPs 来源。实际制备时，可采用空细胞或空载细胞，在模拟实际工艺的预设条件下采集样本，再通过二维电泳、高分辨率质谱等蛋白质组学技术，对模拟工艺与实际工艺下 HCPs 的代表性开展表征分析。越靠近下游工艺，HCPs 的蛋白种类越少，虽更接近成品（DS）中的 HCPs，但这类样本可能无法满足工艺开发与验证需求，也难以覆盖工艺潜在风险，因此通常不推荐使用，或只作为上游工艺 HCPs 免疫检测方法的辅助材料。

宿主细胞蛋白（HCP）的来源中，常伴随核酸、胞膜脂类及培养基中的氨基酸等非HCP成分，这些成分会干扰总蛋白检测的准确性，因此在检测前需开展纯化前处理，同时对总蛋白检测方法实施方法学确认。HCP本身属于多蛋白混合物，不同总蛋白定量方法的检测结果会存在一定差异，这也是造成HCP免疫检测方法结果不一致的原因之一。若不同HCP蛋白定量方法的检测结果差异较大，通常需同时采用2种及以上经确认的方法进行检测，随后取平均值。总蛋白检测方法的定量限通常只能达到μg/mL级别，而HCP检测试剂盒的产品校准品浓度则处于ng/mL级别。将HCP高浓度原液稀释至低浓度产品校准品的过程中会产生稀释误差，因此需对产品校准品重新进行标定赋值。编辑分享用多种方法确认检测结果时，如何选择合适的方法组合？总蛋白检测定量限与HCP校准品浓度差异大的原因是什么？有哪些方法可以降低非HCP成分对检测的干扰？

LC-MS技术作为生物制品宿主细胞蛋白（HCP）残留检测的新趋势，应用时需重点考虑以下五方面：①稳定性：需对HCPs的LC-MS检测流程开展验证，全流程需实施严格QC管控，以保障检测结果的一致性与稳定性。②可重复性：不同类型生物制品中HCPs的提取效率存在差异，且不同人员操作会产生偏差，因此需在上机前通过多种方法评估HCPs提取效率，规避人为因素导致的结果重复性不佳问题。③准确度：在方法开发与验证阶段，需设置内标并确定定量算法，通过内标响应回算得出HCPs含量，以此保证定量结果的准确性。④抗干扰能力：高丰度蛋白与特殊基质会干扰质谱检测，需借助前处理手段去除高丰度蛋白或特殊基质，从而降低其对HCPs肽段质谱检测的影响。⑤真实性：样品中除HCPs外的其他物质在质谱分析中也会产生质谱信号，需去除复杂背景噪音以避免假阳性与假阴性情况，同时建立规范的生信分析流程。在分析流程搭建过程中，同样需制定严格的QC标准，并通过后续多种方法验证，明确该标准的真实性。

宿主细胞蛋白残留检测中，抗体覆盖率评估实验的操作难度较高，需在实验方法建立阶段对关键步骤开展充分验证，以确保实验方法具备稳健性。湖州申科研发的磁珠捕获式 IMBS 技术（immunomagnetic beads separation，免疫磁珠分离），在开发过程中已对关键步骤进行充分验证，相关验证结果已通过专业评审，具体验证内容（部分）如下：① 方法优化：围绕磁珠与抗体的偶联比例、洗涤液体积、洗涤次数、洗脱次数等关键参数开展优化验证，确保方法稳健性；② 过程质控：二维电泳存在实验步骤繁琐、时间跨度大、中间环节难把控等问题，因此在等电聚焦实验环节引入荧光标记多肽，可快速判定等电聚焦效果；同时在 SDS-PAGE 电泳两侧增设 40 ng 银染质控样品，用于控制银染显色过程；③ 方法重复性：针对 2D 分析与 LC-MS 分析开展重复性验证，其中 2D 分析方法的重复性可达 80% 以上，LC-MS 分析方法的重复性可达 90% 以上；④ 上样量优化：针对 2D 分析与 LC-MS 分析实施上样量验证，规避上样量差异对检测结果的影响；⑤ 假阳性排查：排查样品与阴性抗体间是否存在非特异性结合，确认 IMBS 实验设定的步骤与参数是否会导致假阳性结果。

宿主细胞蛋白（HCP）多与细胞关键功能相关，例如细胞增殖、基因转录、蛋白合成修饰、细胞存活及凋亡等，在生产工艺中会因细胞分泌、死亡或裂解而释放。生产过程里，有三大因素主要影响 HCP 的组成与丰度：①宿主细胞基因组调控及培养工艺：特定工艺下，潜在 HCP 数量可能极多，且并非所有基因都会表达，部分基因的表达具有时间和条件特异性；像大肠杆菌约含 4300 个基因，不同工艺产物会经历独特的翻译后修饰，这增加了 HCP 的总数与生化复杂性。研究显示，大肠杆菌表达的蛋白间存在数量差异，这种差异可能是对环境条件的适应性反应，但 85-90% 具有潜在免疫原性的 HCP 在不同发酵过程中均会出现。②产物表达方式：宿主细胞与外源基因、载体及辅助成分构成的体系，可实现稳定、瞬时及诱导表达；以大肠杆菌为例，常见表达形式包括胞内表达、分泌表达、可溶性表达、不溶性包涵体形式，还有融合与非融合表达。③纯化步骤及产品自身特性的影响：纯化过程中能去除 99% 以上的 HCP，但仍有少量残留 HCP 留在产品中，这些残留 HCP 可能与产品结合，随产品一同被纯化。