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残留宿主细胞 DNA·HCP 检测标准:数值的出处与检测方法核查项目

残留宿主细胞 DNA 的“10 ng/dose”和“约 200 bp”是在哪份文件中、以何种范围被建议的,以及宿主细胞蛋白(HCP)为何没有统一的数值限度,本文以原文为依据进行了整理。同时列出了选择 qPCR·ELISA 检测方法时需要确认的项目。

质量控制与生物安全检测 · 撰写 2026.10.09 · 最近审阅 2026.10.09
关键确认事项 3 项
  1. 10 ng/dose 和约 200 bp 是建议值,适用范围因文件而异
  2. HCP 没有统一的数值限度,按产品逐一确定
  3. 检测方法应确认宿主特异性、定量限、提取回收率和抗体覆盖率

为什么要检测

用细胞生产的生物药中可能残留来自生产细胞的 DNA 和蛋白质。ICH Q6B 将宿主细胞蛋白(HCP,host cell protein)和宿主细胞 DNA 归类为源自细胞基质的工艺相关杂质(process-related impurity) [1][9]。对残留DNA进行控制是因为其潜在的致瘤性和感染性 [2][3],对 HCP 进行控制是因为它可能影响产品的质量、有效性和安全性 [8][9]。

残留DNA:数值的出处

文件表述要点适用对象
WHO TRS 978 附件 3(2013)说明此前的建议(TRS 878)的上限为注射给药每 1 次给药剂量 10 ng,并规定应同时考虑 DNA 片段大小和灭活工艺用动物细胞基质生产的生物制品
FDA 指南(2010)连续的非致瘤性细胞(例如低代次 Vero):注射给药低于 10 ng/dose,口服疫苗低于 100 µg/dose用于预防传染病的病毒疫苗
FDA 指南(2020)连续的非致瘤性细胞的残留DNA低于 10 ng/dose,大小低于约 200 bp基因治疗产品临床试验申请(IND)
FDA 考虑要点(1997)尽可能不超过 100 pg/dose单克隆抗体

参考来源:[2][3][4][5]

  • 上述数值均为建议(recommendation),并非适用于所有产品的单一规定。WHO 规定,各产品的可接受限度应在考虑细胞基质的特性、用途以及工艺对 DNA 的大小、数量和活性的影响的基础上,与监管机构协商确定 [2]。
  • “约 200 bp”是 FDA 指南作为功能基因的大小提出的数值 [3][4]。
  • 如果使用致瘤性细胞(例如 HEK293),可能需要更严格的限制 [3][4]。
  • WHO 指出,某些难以纯化的活病毒疫苗可能超过 10 ng/dose,这属于例外情况,是需要与监管机构协商的事项 [2]。

HCP:没有统一的数值限度

HCP 相关指南未给出数值限度,可接受水平根据剂量、给药途径等临床条件按产品逐一确定 [9][10]。欧洲药品管理局(EMA)的问答文件指出,HCP 检测通常纳入原料药质量标准,上限应定为已在临床上确认合理性的数值 [8]。HCP 检测方法的具体内容见欧洲药典 2.6.34 和美国药典 <1132> [8][9][10]。

检测方法

  • 残留DNA:定量 PCR(qPCR)应用最为广泛 [7][11]。美国药典 <509> 针对 CHO 和大肠杆菌来源的重组药品,提供了 qPCR 测定方法及其之前的提取步骤 [6][7]。
  • HCP:可一次测定多种 HCP 的酶联免疫吸附测定法(ELISA)是标准检测方法 [9][12]。由于 ELISA 抗体并不能识别所有 HCP,因此将可鉴定和定量单个 HCP 的液相色谱-质谱联用(LC-MS)作为正交(orthogonal,原理不同的互补)检测方法一并使用 [9][12]。

选择检测方法和试剂盒时的确认要点

  • 宿主特异性:确认检测是否与生产细胞(CHO、大肠杆菌、HEK293、Vero 等)相匹配,是否不与其他物种的 DNA 发生反应 [6][11]。
  • 灵敏度和定量限(LOQ):确认其是否充分低于按 1 次给药剂量计的目标限度。FDA 1997年的文件建议灵敏度达到 10 pg 水平 [5]。
  • 提取回收率:由于是从蛋白质含量高的样品中提取 DNA 后再测定,因此用加标(spike)回收率确认提取效率 [7][11]。
  • 抗体覆盖率(coverage):必须评估 ELISA 抗体对该工艺的 HCP 的识别范围有多广 [8][9][10]。
  • 通用型与工艺特异性检测:通用型(generic)市售试剂盒在开发早期被广泛使用。覆盖率不足时,则开发平台型或工艺特异性(process-specific)ELISA,监管机构通常期望在进入 3 期临床之前完成 [9][10]。

参考来源

  1. ICH — Q6B Specifications: Test Procedures and Acceptance Criteria for Biotechnological/Biological Products (Step 4, 1999-03-10)
  2. WHO — Recommendations for the evaluation of animal cell cultures as substrates for the manufacture of biological medicinal products and for the characterization of cell banks, TRS 978 Annex 3 (2013)
  3. FDA (CBER) — Guidance for Industry: Characterization and Qualification of Cell Substrates and Other Biological Materials Used in the Production of Viral Vaccines for Infectious Disease Indications (2010-02)
  4. FDA (CBER) — Chemistry, Manufacturing, and Control (CMC) Information for Human Gene Therapy Investigational New Drug Applications (INDs), Guidance for Industry (2020-01)
  5. FDA (CBER) — Points to Consider in the Manufacture and Testing of Monoclonal Antibody Products for Human Use (1997-02-28)
  6. USP — General Chapter <509> Residual DNA Testing, USP-NF 公开预览 (引用年份 2019)
  7. Bioprocess Online — USP Chapter Covers Residual DNA Testing Practices For CHO And E. coli, USP 所属作者(S. Khedkar, B. De Carvalho) 供稿 (2024-12-03)
  8. EMA — Questions and answers for biological medicinal products: Host cell proteins testing (HCP 条目 2026-07-20 更新,页面 2026-09-25 更新)
  9. Pilely K 等 — Monitoring process-related impurities in biologics: host cell protein analysis, Analytical and Bioanalytical Chemistry 414(2):747–758 (2022)
  10. BioProcess International (CASSS CMC Strategy Forum 报告, Shahrokh Z 等) — Science, Risks, and Regulations: Current Perspectives on Host Cell Protein Analysis and Control (2016-09-15)
  11. Zheng W 等 — Development and Validation of Quantitative Real-Time PCR for the Detection of Residual CHO Host Cell DNA and Optimization of Sample Pretreatment Method in Biopharmaceutical Products, Biological Procedures Online 21:17 (2019)
  12. Zhu-Shimoni J 等 — Host cell protein testing by ELISAs and the use of orthogonal methods, Biotechnology and Bioengineering 111(12):2367–2379 (2014)
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