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生物藥物工藝相關雜質檢測

閱讀:1002        發布時間:2022-7-19

生物藥物雜質可以分為外來污染物和與產品相關雜質兩大類,其中外來污染物包括微生物污染、熱原、細胞成分、培養基中的成分、來自生產過程中各步驟的物質以及來自純化步驟的物質等等。各種雜質和數量會影響最終藥品的安全性,在其開發過程中對雜質的鑒別、定量、定性和控制以及去除是非常重要的。

今天小編總結了部分相關雜質檢測,涉及抗體藥研發,細胞治療和mRNA疫苗等研究領域,敲黑板,做筆記嘍...

①雙鏈RNA(dsRNA)殘留檢測;
②宿主DNA殘留檢測;
③Protein A 檢測;
④BSA殘留檢測;
⑤CHO宿主蛋白(HCP)殘留檢測;
⑥E.coli大腸桿菌宿主蛋白(HCP)殘留檢測


dsRNA殘留
在基于酶反應制備mRNA疫苗的過程中,異常的體外轉錄反應(In vitro transcribed ,IVT)也可能會引入dsRNA污染物。相較于病毒來源的dsRNA,體外反應中生成的dsRNA污染的檢測和去除對于RNA疫苗更為重要。混入了dsRNA污染的IVT mRNA會引起強烈的I型干擾素介導的抗病毒反應,上調PKR和OAS等關鍵酶的表達,導致細胞翻譯水平的抑制和細胞內mRNA和核糖體RNA的降解。相應的,引入能高效去除dsRNA污染的FPLC純化過程,能在原代人DC細胞中1000倍提升IVT mRNA介導的蛋白表達。因此,mRNA疫苗生產過程中合適、有效的IVT mRNA純化對于DC細胞抗原蛋白的生產非常關鍵,并能避免不必要的自身免疫反應的激活。

均相時間分辨熒光(TR-FRET)技術使用雙抗夾心法檢測dsRNA,是替代ELISA和qPCR的一種快速,高靈敏的檢測方法。實驗全程無洗滌,實現均相二步法檢測。該技術凝聚了時間分辨(TRF)和熒光共振能量轉移(FRET)兩大技術核心,實現檢測背景低,高通量,高特異性,高靈敏度,除技術優勢外,還具有高性價比,現已受到國際和國內眾多mRNA研究客戶認可。




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宿主細胞DNA殘留
生物制品中的重組蛋白藥、抗體藥、疫苗等產品是用連續傳代的動物細胞株表達生產,雖然經過嚴格的純化工藝,但產品中仍有可能殘余宿主細胞DNA。病毒性疫苗中宿主細胞殘留DNA相關的風險主要是感染性和致癌性,如果存在逆轉錄病毒前病毒,其基因整合入受者基因組可能導致感染;如果存在病毒或傳代細胞基質中的致癌基因,則可能具有引發腫瘤的潛在風險。因此,建立合適的宿主細胞殘留DNA的檢測方法對監測生物制品的安全性和質量可控性至關重要。

LANCE技術用于分析檢測和定量緩沖溶液和細胞培養基中的DNA污染物,利用鑭系元素Eu和APC ULight分別作為熒光能量供體和受體,實現熒光定量檢測。該技術全程無需洗滌和包被,實驗背景低,檢測下限54.5 pg/mL,檢測范圍:54.5– 30,000 pg/mL。EC50: 50.1 ng/mL。




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Protein A殘留
Protein A親和層析在反復使用過程中會產生一定程度的脫落,殘留在產品中的Protein A會引起不良免疫應答反應,其和抗體的復合物在體內可激活攜帶Fc的白細胞和補體系統的免疫應答,產生氧化和過敏反應,一般采用離子交換層析可以去除。美國FDA建議產品中Protein A殘留應低于10-12ppm。

針對生物工藝中經親和柱分離純化后的藥物產品,該試劑盒可以快速簡便的測定其中是否含有Natural Protein A from S. aureus (Millipore),Recombinant Protein A from E. coli (Repligen),Recombinant Cys-Protein A from E. coli (GE),Recombinant alkaline-resistant Protein A variant from E. coli (MabSelectSure™)from GE 以及對應的含量。

Enzo ELISA檢測Protein A靈敏度可達9.01 pg/ml (<1 ppm)。3小時內完成檢測。可檢測多品牌來源的Protein A,價格遠低于同類產品。在國內已經擁有大量CDMO,藥物研發公司類型用戶。



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ADI-900-057 Protein A ELISA kit 96wells


BSA殘留
生產生物制劑經常需要進行細胞培養,牛血清白蛋白(BSA)被用作細胞和微生物培養中的一種營養物質。大量的牛血清白蛋白在生產過程中通過洗換、純化等步驟去除了大部分的BSA,但微量的BSA依然存在于生物制劑成品中。BSA作為異種蛋白進入人體后有可能引起嚴重過敏反應,影響生物制品的安全性。因此,嚴格控制制品中BSA的含量是生物制品生產的重點工作之一。除了疫苗之外,細胞治療、干細胞以及組織工程產品等生物制劑也會進行BSA殘留量的檢測,保證相關生物制品的安全性。《中國藥典》(三部)2020版對各種疫苗BSA的殘留量都進行了明確的規定,基本是不高于50 ng/ml。

Bethyl ELISA檢測BSA試劑盒采用經典酶聯免疫吸附技術,特異性高,檢測范圍為0.69–500 ng/ml。



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CHO宿主細胞蛋白(HCP)殘留
宿主細胞蛋白(HCP)是與過程相關的雜質,由用于生產生物藥物蛋白的宿主細胞表達。在純化過程中,大部分的HCP被去除(> 99%),但殘留的HCP量仍保留在分布的產品中,例如單克隆抗體(mAb)、抗體-藥物結合物(ADC)、治療性蛋白質、疫苗,以及其他基于蛋白質的生物制藥。諸如FDA和EMA之類的國家法規授權要求必須對生物藥品進行分析和純化,以將宿主細胞蛋白HCP降低到可接受的水平。如美國藥典推薦值:終產品的HCP水平1-100 ng/mg。中國藥典各論中,CHO細胞HCP應不高于蛋白質總量的0.05% 。

均相時間分辨熒光技術檢測宿主細胞蛋白殘留靈敏度比傳統ELISA高2-5倍的檢測方法。檢測下限可達0.8 ng/ml,檢測范圍6.25-400ng/ml,批間差異小,CV值小于10%。稀釋線性好,回收率高于98%等優勢。



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大腸桿菌宿主蛋白殘留
大腸桿菌是應用廣泛,成功的表達體系,因此大腸桿菌常被用于重組蛋白生產、基因治療、細胞治療以及近幾年非常火熱的mRNA疫苗生產等。中國藥典各論中,E.coli菌體HCP應不高于蛋白質總量的0.10% 。大腸桿菌發酵過程中產生的HCP受到菌株背景、細胞培養條件和重組藥物等因素影響,目前沒有一個通用試劑盒能夠覆蓋到到每個HCP檢測。

Biogenes大腸桿菌360-HCP ELISA通過不同的抗HCP抗體提供更高特異性和靈敏度,分為四種試劑盒類型(A型,C型,D型,E型),用于優化HCP檢測。區別為大腸桿菌抗原遺傳背景:BL21(DE3)和W3110和培養基:LB培養基和礦物培養基。

由于難以預測大腸桿菌中的HCP譜,我們建議首先測試所有四種試劑盒類型,然后根據ELISA關鍵參數(如稀釋線性,準確性和覆蓋率)選擇性能最佳的試劑盒。

 

Type Cell line Growth Mediu
Type A 2G BL21 (DE3) Mineral Medium
Type E W3110 Mineral Medium
Type D 2G BL21 (DE3) LB Medium
Type C W3110 LB Medium


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