基于质谱的HCP鉴定方法在抗体药物生产中的应用

    随着生物制药技术的快速发展,单克隆抗体(monoclonal antibody, mAb)已成为最具商业价值的治疗性生物药之一。然而,在其大规模生产过程中,宿主细胞蛋白(Host Cell Proteins, HCPs)作为过程相关杂质,是影响产品质量、安全性与一致性的关键因素。HCP主要来源于上游细胞培养所使用的表达系统(如CHO细胞),其在细胞裂解、纯化及灌装过程中可能部分残留至最终药品中。尽管大多数HCP在体内无功能活性,但某些蛋白(如蛋白酶、信号转导蛋白、免疫原性分子)即使微量存在,也可能引发不良免疫反应、降解产品活性成分或干扰功能检测。因此,监管机构均强调对HCP进行有效监测和控制,尤其在生物制品申报资料中要求提供HCP的定性与定量分析数据。检测手段如ELISA虽然在中后期质量控制中应用广泛,但在成分识别、覆盖广度及方法灵活性等方面存在天然局限。而基于质谱的HCP鉴定方法因其高通量、高分辨率的特点,正日益成为HCP研究和工艺开发的重要工具,助力生物药质量评价向更高维度迈进。

     

    一、ELISA方法的广泛应用与挑战

    ELISA(酶联免疫吸附测定)作为当前HCP检测的主流方法,具有灵敏度高、操作简便、可高通量筛查的优势,尤其适用于工艺放行和稳定性测试阶段。然而,其核心依赖抗HCP抗体作为检测基础,这也带来了几个关键限制:

    1、抗体覆盖范围有限:无法识别未被抗体捕获的HCP;

    2、不具备成分解析能力:仅提供总量信息,难以识别特定高风险HCP;

    3、开发周期长,物种适配性差:不同细胞系需定制抗体库,增加方法开发成本。

    在抗体药物的早期开发阶段,尤其是进行工艺比选、风险评估、残留追踪时,ELISA往往缺乏足够的分辨率与可追溯性。

     

    二、基于质谱的HCP鉴定方法:优势与应用价值

    1、蛋白组学视角,识别具体残留蛋白

    质谱(Mass Spectrometry, MS)结合液相色谱(LC-MS/MS)技术,能够从整体蛋白组的角度,对复杂生物样品中的HCP进行全面、系统、分子层面的识别和定量。相比ELISA只能检测抗体能识别的部分,质谱方法几乎不设上限地解析蛋白种类及其丰度分布,尤其适用于高风险蛋白监测。

     

    2、非依赖抗体,通用性更强

    质谱技术不依赖特异性抗体,而是基于质荷比(m/z)与保留时间等物理参数,实现对HCP肽段的准确鉴定。这种无偏见的检测方式适用于任意宿主系统(CHO、HEK293、E. coli等),提高了方法的可复用性和开发效率。

     

    3、结合工艺开发,实现精准调控

    通过比较不同工艺步骤或不同纯化策略下的HCP残留谱图,研究者可深入分析某些HCP的来源与变化趋势,从而对关键步骤(如Protein A洗脱、阴离子交换、超滤浓缩)进行数据驱动的优化调整。此外,质谱数据可辅助建立特征性HCP指标库,用于工艺一致性与残留趋势的长期监控。

     

    面对日益严格的生物药监管要求和日趋复杂的抗体分子结构,一般HCP检测手段已难以全面满足药物研发全生命周期的质量监控需求。基于质谱的HCP鉴定方法,凭借其高分辨率、高通量、无抗体依赖的独特优势,正在成为抗体药物生产中不可或缺的分析工具。未来,HCP的监控策略将从总量控制迈向成分精准管理,而基于质谱的HCP鉴定方法无疑将在这一转变中扮演核心角色。对于生物制药企业而言,拥抱先进的质谱平台,不仅有助于优化工艺、提升产品一致性,更是保障药品质量与申报成功率的重要保障。百泰派克生物科技将持续输出蛋白组学、质谱分析与生物药开发前沿洞察,为您的科研和产业应用保驾护航。

     

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