江苏ELISA法宿主细胞蛋白（HCP）残留检测桥接验证

LC-MS/MS 作为成熟稳定的蛋白质组学分析技术，依托超高分辨率与准确度，在生物分析领域中占据关键地位。该技术不仅可对低含量宿主细胞残留蛋白（HCP）开展定性检测，还能通过构建专属蛋白质谱库准确鉴定 HCP 的具体种类，为深度解析残留蛋白组成提供重要支撑。不过该技术应用中面临的主要挑战，是如何优化 LC-MS 方法以契合 GMP 规范对产品放行检测的严苛要求。在质谱检测环节，引入表征明确的内标与外标蛋白，可准确分析 HCPs 的整体组成，并有效识别其中具有潜在风险的高风险蛋白。这一技术手段不仅为开发产品专属 HCP ELISA 检测方法提供有力数据支撑，还可助力工艺优化升级，加快推进生物制品从研发到获批上市的全流程进度。

美国药典（USP）1132 章节中，推荐的 HCP 抗体纯化方式有两种，分别是 Protein A/Protein G 亲和柱层析法与 HCP 抗原亲和柱层析法。这两种方法各有特点与不足，且均满足监管层面的要求。在实际应用场景中，针对不同产品，两种方法可能造成检测结果的差异。两种方法所获抗体的关键差异，在于 HCP 抗体有效含量的占比不同。其中，HCP 抗原亲和柱层析法的有效含量占比明显更高，但该方法存在部分 HCP 抗体流失的情况，这会使得针对特定样本的检测结果低于前者，因此企业在实际建立检测方法时，需开展充分评估。此外，HCP 抗原亲和柱层析法对纯化工艺的要求更为严格，若要确保抗体的批间一致性，需重点考察 HCP 抗原柱的制备工艺、柱子的使用寿命以及再次制备时的一致性等关键问题。

大肠杆菌具有遗传背景明确、便于培养与调控、蛋白表达量高、成本低廉且培养周期短等特点，是性价比高的蛋白表达系统。其中，K-12系列与B系列菌株是工业级生物工程中常用的大肠杆菌菌株。K-12菌株及其衍生的DH5α、Top10、JM109等菌株，可用于大规模生产质粒DNA，进而制备细胞基因治疗产品与病毒载体类疫苗；而源自B系列的菌株（如BL21），更适合高效转染表达载体及常规蛋白的表达，例如病毒蛋白、重组蛋白疫苗、细胞因子、酶类等产品。湖州申科生物依据这两种菌株的特性，分别研发了大肠杆菌表达菌HCP残留检测试剂盒与大肠杆菌克隆菌碱裂HCP残留检测试剂盒。

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。

宿主细胞蛋白（HCP）多与细胞关键功能相关，像细胞增殖、基因转录、蛋白合成修饰、细胞存活及凋亡等，工艺过程中会通过细胞分泌，或因细胞死亡、裂解而释放。生产环节中，主要有三方面因素影响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，部分基因的表达存在时间与条件差异；例如大肠杆菌约含4300个基因，不同工艺产物会经历独特的翻译后修饰，增加HCP的总数与生化复杂性。研究表明，大肠杆菌表达的蛋白存在数量差异，这可能是对环境条件的适应性反应，但85-90%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，常见的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，以及融合与非融合表达。③纯化步骤及产品自身特性：纯化过程中能去除99%以上的HCP，但仍有残留HCP保留在产品中，这些残留HCP可能与产品结合，随产品一同完成纯化。

法规推荐的抗体覆盖率评估方法主要分为两类：一类是传统 2D-WB 法，另一类是基于抗体亲和的免疫捕获类方法。传统 2D-WB 法存在诸多不足，如需对蛋白进行变性处理、样品需前处理（会破坏蛋白天然表位）、转膜效率较低、易出现非特异性反应等，因此难以准确反映真实的覆盖率水平。湖州申科自主研发了免疫磁珠捕获分离技术（immunomagnetic beads separation，IMBS），该技术借助免疫磁珠的半液态特性，能在悬浮状态下与 HCP 样本充分混匀并结合；整个过程中蛋白无需变性，且结合方式与 ELISA 检测条件相近，从而可获得更贴近真实情况的覆盖率结果。