挖到宝了！抗体药物研发及生产流程所需质控产品大解读！

抗体药物是以细胞工程技术和基因工程技术为主体的抗体工程技术制备的药物，具有特异性高、性质均一、可针对特定靶点定向制备等优点，目前被广泛用在抗肿瘤领域和自身免疫类领域的疾病治疗中。基于抗体的生物疗法是制药市场增长最快的细分市场之一，因其具有高选择性和理想的药理学特性，且同小分子药相比，研发周期短、开发成功率高。根据Frost & Sullivan的统计预测，到2030年全球抗体药物市场规模预计增至4,431亿美元，中国的抗体药物市场规模预计达5108亿，CAGR近20%。

抗体类药物可以分为：单克隆抗体、双特异性抗体、抗体偶联药物（ADC）、Fc融合蛋白、抗体片段和多克隆抗体等。目前全球及中国抗体药物市场均以单克隆抗体为主，未来将向多特异性抗体发展，ADC药物的市场规模国内外也都在迅速增长。

抗体药物从早期研发、到成功上市需要经历多个阶段，每个阶段都存在极其复杂的不确定性，需要对其中多个关键点进行严格的质量控制，从而确保最终产品的安全性和有效性。

图1.抗体药研发及生产流程中翌圣质控产品推荐

相较于传统化学药物，以基因治疗、细胞治疗或组织工程为基础的新型生物治疗业已成为前沿性治疗药物。这些药物大多以细胞为载体制备或构建，因此，在此过程中，对于细胞种子库、病毒培养和收获、临床治疗用途的细胞等生物制品中生产制备过程易受到支原体污染。

支原体是一种比较常见但通常难以去除的污染类型，对于涉及细胞培养的生物制品工艺过程，法规要求“必须确保无支原体污染”。目前国内外药典推荐的支原体检测方法主要是基于培养法、NAT(核酸扩增法)法、细胞培养指示法。

翌圣生物MycAway®支原体qPCR检测试剂盒（探针法）(2G)是基于NAT法的一种快速定性检测生产原料、细胞库、病毒种子、病毒或细胞收获液、治疗用细胞中潜在支原体污染的产品。该试剂盒基于定量PCR技术，使用Taqman荧光探针定性检测待测样本中支原体DNA，可覆盖183种支原体DNA序列；并且严格按照EP 2.6.7和JP G3支原体检测相关指南和要求进行验证，具备灵敏度高、特异性好、安全性好等特点。该试剂盒还能够与MolPure®磁珠法残留DNA样本前处理试剂盒搭配使用，通过手动提取或者使用自动化核酸提取仪自动提取样本核酸，再由qPCR收集探针的荧光信号，从而对检测结果进行判定。

图2.翌圣生物NAT法支原体qPCR检测实验流程

去除宿主细胞杂质是抗体药物在内的生物制药产品生产中的关键步骤，其中宿主细胞残留DNA由于可能存在的免疫原性、感染性以及致瘤性等安全问题成为关键质控指标。在此情况下，建立合适的检测方法监测生产工艺，控制宿主细胞残留核酸限度，以确保产品的安全性和质量已经成为监管机构和行业内关注的重点。

此外，《中华人民共和国药典》2020年版第三部规定，外源性DNA残留检测采用DNA探针杂交法、荧光染色法和定量PCR法。目前市场上对宿主细胞残留DNA检测，主要采用荧光探针qPCR方法，qPCR法具有的灵敏度、序列特异性和准确性，可为生物制药工业在工艺研究和成品质量控制方面提供可靠的检测手段，现也已成为各生物制品厂家检测方法。

翌圣生物自主研发的CHO宿主细胞残留DNA的qPCR法检测试剂盒，可快速高效检测生物药中宿主DNA残留量。

图3. CHO DNA (3G)标曲范围3fg/μL~300pg/μL，扩增效率为99.29%，各浓度检测值CV<15%

除需对DNA的残留量进行控制外，DNA残留片段大小分布也是确定其相关风险因素的重要指标。有研究表明，一个功能基因至少在200bp以上，因此大于200bp可能会有一定的致病性，且残留DNA片段越大，生物制品的风险等级越高。

美国FDA在《Chemistry, Manufacturing, and Control (CMC) Information for Human Gene Therapy Investigational New Drug Applications (INDs)》的行业指南中建议将非致瘤性连续细胞的残留DNA量限制在10 ng/剂以下，DNA大小限制在约200bp以下。

2022年5月，国家药品监督管理局药品评审中心（CDE）发布的体内基因治疗产品要学研究与评价技术指导原则（试行）中也明确指出需对DNA残留量和残留片段大小进行控制，建议尽量将DNA残留片段的大小控制在200bp以下。

目前，行业内对于残留宿主细胞DNA片段分析，主要是利用毛细管电泳的方法。研究者们开发了一种基于毛细管凝胶电泳与敏感激光诱导荧光（CGE-LIF）检测残留DNA分子大小的方法，可以检测生物制品中残留DNA的大小，实验表明，大多数宿主细胞残留DNA片段大小为50～2 000bp。除了毛细管电泳法外，实时荧光定量PCR（qPCR）法也被用于进行生物制品中生产用细胞相关的DNA片段分布的分析。且qPCR法相比于CGE-LIF操作更简单，耗时更短。

针对上述情况，翌圣生物自主研发了CHO残留DNA片段分析试剂盒，采用荧光探针qPCR法原理，设计了四种不同的扩增片段（94bp、115bp、252bp、505bp），用于定量检测样本中CHO宿主细胞残留DNA片段的大小分布情况。

图4. 宿主细胞中残留DNA片段分析检测流程图

生物制品中HCP残留含量通常被认为是产品的关键质量属性(CQA)，是工艺稳健性监测的重要评价指标，也是产品的重要质控指标。各国法规都有涉及HCP的论述，要求必须对生物药品进行分析和纯化，以将宿主细胞蛋白HCP降低到可接受的水平。

《中国药典》三部（2020版）规定：针对CHO细胞，HCP残留需要<0.05%（相当于小于500ppm）；针对E.coli，HCP残留需要<0.01%。

美国药典USP<1132>章节规定：用一种灵敏度较高的方法检测药品中的HCP，其含量应该低于检测限（通常小于100ppm，即1mg总蛋白中HCP含量应小于100ng，也即<0.01%）。

酶联免疫吸附法（ELISA）是目前HCP检测常用的方法，在2020版《中国药典》通则3412/3413/3414中提到的宿主蛋白残留检测方法均为ELISA法。

翌圣生物科技（上海）股份有限公司自主研发了包括CHO宿主细胞在内的多款HCP蛋白残留量检测试剂盒。试剂盒均采用双抗夹心酶联免疫检测（ELISA）的实验原理，以及生物素-链霉亲和素放大系统，能够高灵敏的检测样本中HCP残留量。试剂盒可以用于生物制品纯化工艺过程的优化、中间工艺过程的杂质控制以及终产品的放行检测。

图5. 翌圣CHO HCP ELISA试剂盒产品特点

金黄色葡萄球菌细胞壁中的A蛋白（Staphylococal ProteinA，SPA）又称Protein A，是一种金黄色葡萄球菌细胞壁蛋白质，42kDa，能特异性地与人和哺乳动物抗体（主要是IgG）的Fc区结合，通常在大规模抗体制备中用于纯化IgG。在抗体药生产中，下游亲和层析过程中Protein A会不可避免的与目标抗体蛋白一起被洗脱下来，从而在最终纯化步骤中产生Protein A残留。这种杂质会严重影响产品质量、药效以及安全性。因此，国内外法规对残留Protein A检测以及残留量标准均有相关文件出台。

《中华人民共和国药典》2020年版第三部《人用重组单克隆抗体制品总论》3.2.4 工艺相关杂质中提出“采用适宜的方法对供试品宿主蛋白质、宿主细胞和载体DNA、蛋白A及其他工艺相关杂质进行检测”。

USP<130> PROTEIN A QUALITY ATTRIBUTES中提到希望厂家能够在纯化工艺中将脱落的protein A清除，生产工艺也需要进行相应验证。

关于Protein A检测方法和残留限度，2020年版中国药典三部《尼妥珠单抗注射液》3.1.3.3 蛋白质A残留量中提出“用酶联免疫吸附法（通则3429）测定，蛋白质A残留量应不高于蛋白质总量的0.001%”。

目前，基于ELISA的残留检测基本上已被应用于工艺研发和验证过程中以确保在蛋白A亲和层析之后的过程步骤中能够有效去除残留蛋白A。翌圣自主研发的Protein A ELISA Kit正是采用ELISA方法，通过试剂盒中的标准品对样品中的残留protein A进行定量检测。

图6. 翌圣生物ELISA法检测Protein A残留量的实验过程