随着生物医药技术的飞速发展，生物药在疾病治疗领域发挥着越来越重要的作用。然而，在生产过程中，宿主细胞蛋白（HCP）残留问题常常困扰着生物药的质量控制和安全性评估。本文将为您提供一份全面的宿主蛋白残留检测方法选择指南，帮助您在生物药研发和生产过程中做出最佳的决策。
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宿主蛋白残留的危害
宿主细胞蛋白残留是指在生物药生产过程中，未能完全去除的宿主细胞蛋白。这些蛋白一旦在药物中残留，可能会引发免疫反应，降低药效，导致不良反应甚至安全性问题。因此，对宿主蛋白残留进行严格的质量控制至关重要。
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宿主蛋白残留检测方法概述
在一些情况下，HCPs可以与产品结合并共同纯化。需要进行工艺表征和验证，以确定哪些工艺步骤可以去除HCPs，并证明这些步骤去除HCPs的稳健性。HCP水平应在下面几个阶段分别进行测定:1)用于毒理学评估的临床前批次，2)临床开发期间的所有批次，3)最终制造过程的样品。
目前，宿主蛋白残留检测方法主要包括免疫学方法和非免疫学方法。免疫学方法主要依赖特异性抗体识别和检测宿主细胞蛋白，常见的免疫学方法包括蛋白质印迹、酶联免疫吸附试验等。非免疫学方法则主要利用蛋白质质谱、液质联用等技术进行检测。
免疫分析方法依赖于尽可能广泛地识别进入下游纯化过程的HCPs群体的抗体；因此，采用多克隆抗体设计的ELISA夹心法是HCP监测和定量的主要方法。这种检测方式具有高灵敏度、高特异性、高通量、自动化潜力、 快速定量和低成本等优势，是目前任何其他检测技术所无法比拟的。覆盖率分析提供了有关HCP抗体检测某些特定HCP的能力的信息，但不提供有关特定HCP种类与相应抗体之间的定量关系的信息。因此，我们强烈建议用2D分析等正交方法验证 ELISA获得的数据。
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宿主蛋白残留检测方法选择指南
在选择宿主蛋白残留检测方法时，需考虑以下因素：
灵敏度：对于低浓度宿主蛋白的检测，需要选择高灵敏度的检测方法。
特异性：在选择检测方法时，应考虑其对宿主细胞蛋白和其他蛋白质的识别能力。具有高特异性的检测方法能够更准确地反映宿主蛋白残留情况。
样本处理：考虑样本处理过程中是否会造成样品损失或污染，以及处理时间等因素。
成本：根据预算和资源情况，选择适合的检测方法。
适用范围：根据药物类型、生产工艺和质量控制需求等因素，选择适合的检测方法。
数据分析：考虑数据处理和分析的难易程度。
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案例分析
大肠杆菌不同模拟HCP样品中HCP的测定
E.coli|360-HCP ELISA已经在大量模拟大肠杆菌HCP 样本的基础上得到了广泛的测试。所有样品均来自大肠杆菌细胞的模拟发酵，与某些生物制剂的生产过程相对应。对于每个HCP样品，首先用Branford法测定蛋白含量。此外，每个样品使用五种不同的大肠杆菌HCP ELISA试剂盒进行分析:四种增强型通用E.coli|360-HCP试剂盒A至D和一种常用的、市售的试剂盒(Figure 4)。蛋白质回收率以样品Branford值的百分比计算。
每个样品的回收率在很大程度上取决于所使用的ELISA试剂盒 (Figure 4)。对于sample 1，使用B型试剂盒估计回收率为80%。对于sample 2，使用A型试剂盒确定了最佳回收率，使用B型试剂盒和C型试剂盒分别可获得63%和64%的回收率。使用D型试剂盒，估计回收率仅为6%。对于样品5，仅使用D型试剂盒测定了足够的回收率，使用其他3种试剂盒测定的回收率低于30%。市售友商试剂盒显示所有样品的回收率低于30%。回收率高于100%都是overestimation。
CHO不同模拟发酵和工艺过程HCP样品的测定
基于大量模拟CHO-HCP样本，CHO|360-HCP ELISA试剂盒已被广泛测试。所有样品均来源于CHO细胞的模拟发酵，与某些生物制剂的生产过程相对应。对于每个HCP样品，首先用Bradford法测定蛋白质量。此外，每个样品使用五种不同的CHO-HCP测定法进行分析:BioGenes通用CHO|360-HCP ELISA A-D型和常用的市售通用CHO-HCP试剂盒(Figure 3)。蛋白质回收率以样品确定的Bradford值的百分比计算。
每个样品的回收率在很大程度上取决于所使用的测定法(Figure 3)。Sample 4 (x)使用Type D型估计回收率>90%，Type A-C的回收率要低得多，市售其他试剂盒的回收率仅为20%。在大多数情况下，使用我们的四种通用CHOI360-HCP ELISA (A-D型)中的一种来估计最佳回收率。回收率高于100%是基于各自ELISA的overestimation。
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总结与展望
根据上述数据，得出结论：没有适用于所有样品的“一种检测方法”。增强型E.coli|360-HCP 和CHOI360-HCP ELISA提供四种不同的抗体类型，科学家可以快速轻松地为特定工艺选择最合适的抗体，这种“可行性测试”确实大大提高了大多数样品的HCP回收率。
本文详细介绍了宿主蛋白残留检测方法的选择指南，并结合案例分析进行了说明。在实际应用中，我们需要综合考虑各种因素来选择适合的检测方法。随着生物医药技术的不断发展，新的检测方法和仪器不断涌现，为宿主蛋白残留检测提供了更多选择。未来，我们将继续关注新技术的发展和应用，为生物药的质量控制和安全性评估提供更准确、更高效的方法。
来源于优宁维药物研发官网
