重組蛋白、抗體、疫苗、基因治療等生物制品大多來自轉基因宿主細胞 (細菌、酵母、動物細胞或人源細胞)的復雜表達/生產系統,不同宿主的殘留DNA(rDNA)不同,且存在不同片段大小和組成的復雜陣列,因此風險須根據具體情況評估。
目前關于rDNA的風險研究,主要包括傳染性 (通過病毒,如HIV),致癌性 (通過癌基因,如Ras),免疫原性 (通過來自細菌的富含CpG的序列)以及誘變 (通過轉座子,反轉錄轉座子和DNA重組)等,尤其是來自含有致癌或病毒基因的連續生產細胞系。
雖然動物實驗已顯示外源DNA會誘導腫瘤或傳染風險,但沒有直接證據表明在人體存在同樣風險。因此,藥品監管機構一般允許生物制品中存在10 ng/劑量以下的殘留DNA。此外,根據雜質來源、工藝以及產品類型不同,也會對HCD限度做不同要求。
表1 《中國藥典》關于生物制品的宿主細胞殘留DNA限度要求
| 工程細胞 | 產品名稱 | 檢定階段 | HCD限度 |
| E.coli | 注射用人干擾素(α1b) | 原液 | 10ng/劑 |
| 假單胞菌 | 人干擾素α2b噴霧劑 | 原液 | 10ng/劑 |
| 畢赤酵母 | 人表皮生長因子凝膠 | 原液 | 10ng/劑 |
| 釀酒酵母 | 重組乙型肝炎疫苗 | 原液 | 10ng/劑 |
| 漢遜酵母 | 重組乙型肝炎疫苗 | 原液 | 10ng/劑 |
| NS0細胞 | 尼妥珠單抗注射液 | 原液 | 100ng/劑 |
| Vero細胞 | Sabin株脊髓灰質炎滅 | 成品 | 50ng/劑 |
| Vero細胞 | 雙價腎綜合征出血熱滅火疫苗 | 原液 | 100ng/劑 |
| Vero細胞 | 凍干人用狂犬病疫苗 | 原液 | 3ng/劑 |
| CHO | 重組乙型肝炎疫苗 | 原液 | 10ng/劑 |
宿主細胞殘留DNA檢測目的與方法
理想的定量檢測方法其靈敏度應能檢測到約10pg/劑量的殘留DNA。雜交法、基于DNA結合蛋白的免疫色譜法(閾值法)和定量PCR方法因靈敏度均可達到檢測要求,都屬于經典方法。
表2 宿主細胞殘留DNA檢測方法
| 方法 | 定性/定量 | 藥典收錄 |
檢出限(pg/sample) |
最小檢測片段 | 特點 |
| 熒光探針qPCR法 | 定量 | USP/EP/ChP | 1 | 50 | 靈敏度、特異性高、高通量,成本高 |
| 熒光染色法 | 定量 | USP/ChP | 50 | 100 | 缺乏序列特異性,成本低 |
| 免疫閾值法 | 定量 | USP/EP | 3 | 100 | 非特異序列免疫檢測 |
| DNA探針雜交法 | 半定量 | USP/ChP | 6 | 50 | 32P標記的探針半衰期短、放射等問題 |
《美國藥典》和《歐洲藥典》將高靈敏度、高特異性的qPCR法和非序列特異性的DNA結合蛋白法作為殘留DNA檢測的推薦方法;《中國藥典》則收錄了特異性高的定量PCR法和半定量的DNA探針雜交法以及非序列特異性的熒光染色法。然而,非特異性的DNA檢測結果不能區分究竟是生產過程污染、檢測造成的假陽性污染還是工藝缺陷引起的DNA殘余,存在檢測局限性。
影響殘留核酸qPCR檢測的因素
對qPCR檢測方法來說,以下因素對其檢測結果準確性和方法靈敏度存在較大影響:
- qPCR引物探針的序列特異性
為保證方法高靈敏度和檢出率,用于qPCR檢測的特異序列必須是存在于高度保守區域內的穩定序列,并且需要散布在基因組上,保證不會因工藝導致的殘留偏好而引起漏檢。
- 參考品DNA量值溯源及質量保證
參考品DNA的量值準確與否,直接關系到樣品檢測結果的準確性,因此需制定完善的參考品量值溯源程序,確保結果準確可靠。參考品DNA的質量要求可從條帶大小、完整性、純度、濃度等方面做全面評估,細胞來源的參考品應考察支原體污染,質粒參考品應考察質粒宿主E.coli基因組DNA殘留情況等,盡量排除干擾確保結果準確可靠。
- 前處理過程雜質干擾的去除
樣品的前處理操作步驟對DNA檢測結果的準確度影響較大,通常采用加樣回收試驗來進行驗證并確定可接受的偏離限度,內標回收率在50-150%的范圍內都可以接受。樣品提取步驟較為復雜,需要特別注意,操作不當不但可能影響回收率還可能引入環境污染。
- qPCR實驗室能力驗證
為滿足檢測要求,應對實驗室硬件和軟件能力進行確認。實驗室設計應按實驗流程分區操作,每個操作區域配置相應設施、設備及耗材,建立實驗室質量管理體系,考核實驗人員的操作能力及數據分析解讀能力等。
湖州申科自主開發一系列宿主細胞殘留 DNA、RNA 和片段大小的熒光探針 qPCR 定量檢測試劑盒,以及 特定細胞系定制化試劑盒的開發、生產和測試,可滿足不同宿主及靶標的檢測需求。核心產品在FDA備案了DMF,多項發明專利應用于藥品法規的技術通則,成功支持多家客戶進行中、美、歐的IND及BLA申報。作為專業領域的國內領先企業,湖州申科憑借數十種專業產品、數百批專用試劑的生產經驗,持續幫助生物醫藥行業用戶打造穩定、可靠的供應鏈。
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