浙江定制化宿主细胞蛋白（HCP）残留检测常见问题分析

宿主细胞蛋白（HCP）是生物制品中源自细胞基质的残留杂质，异质性特征明显。其复杂性主要体现在三方面：①理化特性差异：包含胞内与分泌蛋白（涉及关键生理功能），等电点（pI 3-11）、分子量（5-250kDa）及疏水性的区间跨度大；②上游工艺影响：不同发酵工艺（如细胞株选择、培养条件控制）会诱导独特的翻译后修饰（PTM），进而增加 HCP 的总量与生化复杂性；③下游工艺与产物特性干扰：抗体、细胞因子等重组蛋白或病毒类药物的纯化工艺，会选择性残留特定 HCP；同时，产物形式（如大肠杆菌的包涵体 / 可溶性表达）也会直接影响 HCP 的残留谱。针对特定生产工艺开发定制化检测方案，是准确监控 HCP 残留的关键所在。

由于 HCPs 属于复杂的多分析物，为制备覆盖率尽可能高的抗体（以覆盖工艺特有的高风险 HCPs），需采用可靠的免疫策略。获得符合性能要求的抗体后，需借助经过验证的 2D 或 LC-MS 方法对抗体覆盖率进行表征，确保抗体可充分覆盖各实际工艺下产生的 HCPs。在拥有代表性抗原与优良性能抗体的基础上，开展 ELISA 检测体系开发，涵盖原辅料筛选与制备研究、各组分工艺及反应体系研究、稳定性研究等重要内容。检测体系开发完成后，需依据 ICH 及药典要求开展分析方法验证评估，确保体系的线性、范围、检测限、定量限、准确度、精密度、专属性及耐用性均满足法规要求。

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。

样品质量是影响宿主细胞蛋白（HCP）残留检测结果的因素之一。HCP 检测覆盖生物制品生产全流程，包含收获、纯化、制备等多个环节，不同样品基质会导致 HCP 检测结果存在明显差异。以含佐剂的疫苗为例，佐剂会产生干扰，导致成品中难以检测 HCP，因此通常在吸附工艺前的原液阶段开展检测。此外，样品的收集、处理及保存方式也对检测结果有重要影响。处理方式不当可能造成蛋白降解或变性，进而影响检测结果。比如将历史批样品用作内部质控品时，需结合其稳定性数据，合理设定保存条件与保存期限，以此保障检测方法的准确性和稳定性。

湖州申科运用免疫磁珠分离技术（IMBS），搭配 2D 电泳或 LC-MS 技术评估抗体覆盖率。IMBS 的主要流程涵盖：多克隆抗体与磁珠的偶联反应、磁珠未结合位点的封闭处理、HCP 样本与结合抗体的磁珠共同孵育反应。该过程中，HCP 抗体会结合可识别的 HCP，未被识别的 HCP 则通过后续洗涤步骤去除，随后借助低 pH 等洗脱条件，收集抗体捕获的 HCP。此方法具备 AAE（抗体亲和提取，Antibody Affinity Extraction）免疫层析柱分离的全部优势，同时免疫磁珠可在悬浮状态下与 HCP 样品充分混匀并结合，HCP 结合效果更优；且依托磁珠吸附，能减少 HCP 与填料的非特异性吸附，进一步提升实验准确性。

湖州申科生物依据不同宿主的实际生产工艺，借助高质量免疫原与HCP多抗的标准化制备流程，制备出高效价、高覆盖率的抗体，进而开发出SHENTEK^®HCP检测试剂盒：适配大肠杆菌表达菌（BL21）生产工艺及克隆菌碱裂法提取质粒工艺，以及适配CHO、MDCK、HEK293、Sf9、VERO、毕赤酵母等不同宿主，可用于中间品、原液及终产品的HCP定量监测。为保障ELISA法对HCP定量检测的准确性，需对HCP抗体覆盖率开展验证。湖州申科的抗体覆盖率平台，采用2D Clean-up试剂盒去除蛋白样品中的干扰物（如洗涤剂、盐、脂质、酚类、核酸等离子污染物），同时设置2D质控标准品实施严格质控，并以阴性抗体作为对照开展平行试验，以此提升结果准确度。