生物制品宿主细胞残留DNA检测限定标准及方法浅析

近年来热度骤增的生物制品药物对诸多疾病疗效斐然,在药品市场中所占比重也是节节攀升。于是生物制品与之俱来的生物安全性问题被渐渐提上日程,其中宿主细胞残留DNA由于可能会传递肿瘤或病毒相关基因,存在潜在的危险性,各国药品监督管理机构对其残留量有着严格的限度控制。同时,各国药典也陆续提供数种关于宿主细胞残留DNA检测经典的方法,目前以实时定量聚合酶链式反应(PCR)方法为最优,因其专一性强、灵敏度高、快速且可实现高通量。本文介绍了一些国内与国外监管机构出台的关于生物制品宿主细胞残留DNA检测的限定规定,并对现有的常见检测方法进行描述、总结和比较。

qPCR在重组腺相关病毒产品大片段宿主细胞残留DNA检测中的应用

目的考察qPCR法检测重组腺相关病毒(recombinant adeno-associated virus,rAAV)基因治疗产品中大片段宿主细胞残留DNA(host cell residual DNA,HCD)的可行性。方法提取4种不同血清型rAAV核酸,采用qPCR法对宿主HEK293细胞基因组长末端重复序列(long terminal repeat sequence,LTR)中244和562 bp两个片段序列进行特异性定量,计算HCD在基因组中的占比。结果可在qPCR法定量限范围内检出4种不同血清型rAAV样品大片段HCD,占比为0.3%~5.4%,且随着检测片段长度增加,占比呈降低趋势。结论qPCR技术可用于rAAV产品中大片段HCD的检测。

首批HEK293细胞DNA含量测定国家标准品的制备

目的制备HEK293细胞DNA含量测定用国家标准品,以期为行业内HEK293细胞残余DNA的测定提供支持。方法使用Genomic-tip 500/G以及基因组DNA纯化试剂制备HEK293细胞DNA,以其为标准物质原料,采用紫外分光光度法和琼脂糖凝胶电泳法进行纯度和含量筛选,随后稀释至浓度约为100 ng/μL后,按160μL/支进行分装。组织5家不同实验室,采用紫外分光光度法进行协作标定,并评价其稳定性和适用性。结果制备的HEK293细胞DNA国家标准品经检测,A260/A280均在1.8~2.0之间,电泳图谱为单一条带,符合规定。该标准品经5家实验室协作标定,共得到78个有效数据,平均含量为104.8 ng/μL,相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)为4.2%,均数的95%可信区间为103.8~105.8 ng/μL,单次测定的95%参考值范围为96.0~113.6 ng/μL,平均可信限率为1.0%,推荐保存条件为-80℃。采用2个不同型号的荧光定量PCR仪进行适用性研究,该标准品在0.3~3000 pg/反应范围内适用性良好,扩增效率分别为101%和95%,标准曲线R^(2)分别为0.9992和0.9995。结论该批HEK293细胞DNA国家标准品各项指标均符合要求,可作为国家标准品用于荧光定量PCR检测,含量定为104.8 ng/μL,批号为270039-202301。

磁珠分离结合定量PCR法检测单克隆抗体产品中CHO细胞DNA残留量

目的 利用磁珠分离法结合定量PCR技术，建立单克隆抗体产品中CHO细胞DNA残留量的检测方法，并进行验证及初步应用。方法通过磁珠分离法提取样品中的残留DNA，再利用Taqman探针法对样品和标准DNA进行定量PCR测定，根据标准曲线对样品中的DNA残留量进行分析。对建立的方法进行种属特异性、准确性及精密性验证，并对5个厂家15批单克隆抗体类产品中的残留DNA进行测定。结果该方法检测CHO细胞DNA残留的最低准确定量浓度可达1×10^-3pg／μl，DNA含量在1×10^-3～10^2 pg／μl范围内曲线线性良好，标准曲线的相关系数为0.994；该方法能特异性地检测CHO细胞DNA，对其他种属的DNA无扩增反应；该方法检测不同DNA加标量样品的DNA回收率相近，均值均在90％以上，3次测定的相对标准偏差均小于20％，92.6％加标样品的DNA回收率在70％～130％之间；该方法检测15批单克隆抗体类产品的DNA残留量均小于100pg／剂量，符合《中国药典》三部（2010版）有关CHO细胞残余DNA的要求。结论磁珠分离法可解决残留DNA检测中样品前处理的技术难点，定量PCR法能够简便、快速、准确地对不同工艺的单克隆抗体产品中CHO细胞DNA残留进行定量测定。

CHO宿主细胞DNA残留检测试剂盒(PCR-Taqman探针法)的方法学验证

目的:中国仓鼠卵巢(Chinese hamster ovary,CHO)宿主细胞DNA残留检测(PCR-Taqman探针法)方法的验证。方法:利用磁珠分离法结合Taqman探针定量PCR技术,对自主研制的CHO宿主细胞DNA残留检测试剂盒进行线性与范围、准确度、精密度、专属性、定量限、参考品DNA标定等验证。特别针对残留定量限、蛋白浓度、pH值、缓冲体系等关键影响因素,以及生产工艺各中间品进行回收率考察,验证试剂盒对复杂样品的检测性能。选取采用不同工艺的多个重组蛋白产品,通过独立三方协作标定,开展试剂盒的适用性研究。结果:DNA标准曲线在3 fg·μL-1～300 pg·μL-1范围内,线性良好(R2> 0. 99);对5个浓度梯度检测的准确度偏差均<10%;定量限为0. 5 fg·μL-1;内部参考品DNA标定结果为10μg·m L-1;精密度良好(RSD≤15%);大鼠、小鼠、大肠杆菌、人类基因组DNA对检测无干扰。另外,对于样品中DNA含量在1pg·m L-1～10 ng·m L-1、pH值在4～9,采用磷酸缓冲体系、Tris缓冲体系、醋酸缓冲体系、柠檬酸缓冲体系等多种基质样品,以及生产工艺中间品的检测回收率均在70%～130%,RSD均<15%。3个独立实验室间协标检测数据RSD均<30%。结论:自主研发CHO宿主细胞DNA残留检测试剂盒(荧光探针法)特异性强、灵敏度高、准确度好,能够满足复杂基质条件下各种重组制品的宿主DNA残留检测要求。

重组人凝血因子Ⅷ产品中CHO细胞DNA残留量的检测

目的建立特异的重组人凝血因子Ⅷ产品中CHO细胞DNA残留量的检测方法,并进行验证及初步应用。方法采用磁珠分离法提取样品中残留的CHO细胞DNA,再利用Taqman探针法对样品和标准DNA进行Q-PCR检测,根据标准曲线进行DNA残留量分析。对建立的方法进行专属性、准确性、重复性及中间精密度验证,并对重组人凝血因子Ⅷ原液的CHO细胞DNA残留量进行检测。结果该方法 DNA浓度在0.003~300 pg/μL范围内,线性关系良好,R2为0.999,灵敏度可达0.003 pg/μL;对大肠埃希菌DNA无特异性扩增曲线,专属性良好;检测高、中、低浓度DNA加标量样品的回收率分别为82.68%、71.75%和72.67%,准确性良好;重复性检测的RSD为7.02%,中间精密度检测的RSD为9.31%,重复性及精密度良好。用该方法检测的3批重组人凝血因子Ⅷ原液的DNA残留量均远低于100 pg/剂量。结论成功建立了特异的CHO细胞DNA残留量的检测方法,该方法专属性好,准确性及精密度高,可作为CHO宿主细胞DNA残留量的常规检测方法。

康柏西普制品中CHO细胞DNA残留量的检测

目的建立特异的CHO细胞DNA残留量荧光定量PCR（Q-PCR）检测方法。方法采用DNeasy Tissue Kit提取CHO细胞基因组DNA,制备DNA标准品;确定Q-PCR反应体系及反应条件,绘制标准曲线,建立CHO细胞DNA残留量Q-PCR检测方法,并验证其专属性、准确性及精密性;用建立的方法对1003b02、1008b05、1012b09、1104b04、1108b13、1112b24批康柏西普原液的CHO细胞DNA残留量进行检测。结果建立的标准曲线Ct值与模板DNA浓度的对数值之间呈良好的线性关系,相关系数为0.99以上;检测HUVEC、HEK293细胞的DNA残留量均无特异性扩增曲线;检测高、中、低浓度的DNA标准品（105、103、101pg/ml）的平均回收率均在Q-PCR方法可接受的回收率范围（50%~200%）内,批间变异系数分别为9.3%、21.8%、26.8%;检测100pg/ml浓度的DNA标准品的平均回收率为111.6%,变异系数为20.4%;康柏西普原液的DNA残留量远低于100 pg/剂量。结论已成功建立特异的CHO细胞DNA残留量Q-PCR检测方法,该方法专属性好,准确性及精密性高,可作为CHO宿主细胞DNA残留量的常规检测方法。

长效重组人生长激素纯化液中CHO-K1细胞残留DNA实时荧光定量PCR检测方法的建立及验证

目的建立检测CHO-K1细胞表达长效重组人生长激素(Fc-recombinant human growth hormone,Fc-rhGH)纯化液中残留DNA的实时荧光定量PCR方法,并进行验证。方法提取CHO-K1细胞基因组DNA,特异性PCR扩增后,克隆至pMD18-T载体,构建重组质粒,以其为标准品,建立实时荧光定量PCR检测方法;并对方法进行灵敏度、线性、准确度、精密度、特异性及耐用性验证。结果建立的方法灵敏度可达2. 6×10~1 copies/μL。标准曲线的回归方程为y=-3. 487 x+30. 201,R^2=0. 999;检测样品中DNA回收率在73. 56%~101. 87%范围内,RSD均小于10%;该方法可特异性扩增CHO-K1细胞的基因组DNA,而Vero细胞、MDCK细胞、Wish细胞及大肠埃希菌等基因组DNA均未见明显的扩增;样品精密度测定Ct的RSD在0. 4%~2. 95%之间;于两种不同PCR仪器上检测标准品,扩增效率分别为98%、99%,相关系数R^2均为0. 999。结论成功建立了一种检测CHO-K1细胞表达Fc-rhGH纯化液的残留DNA的实时荧光定量PCR方法,该方法具有较好的灵敏度、线性、准确度、精密度、特异性和耐用性。

SARS-CoV-2灭活疫苗(Vero细胞)中宿主细胞DNA残留量荧光定量PCR检测方法的建立及验证

目的 建立严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory symptom coronavirus 2,SARS-CoV-2)灭活疫苗(Vero细胞)中宿主细胞DNA残留量荧光定量PCR检测方法,并进行验证,以期更好地控制产品安全性。方法 通过磁珠法对SARS-CoV-2灭活疫苗(Vero细胞)原液进行DNA提取,采用探针型PCR对宿主细胞DNA残留量进行定量分析。对建立的方法进行线性范围、重复性、中间精密度、定量限、专属性、耐用性、准确度验证,并使用该方法对5批SARS-CoV-2灭活疫苗(Vero细胞)进行宿主细胞DNA残留量检测。结果 DNA标准曲线在300~0.003 pg/μL范围内线性良好(R~2均≥0.99);重复性和中间精密度验证相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)均<20%;定量限为0.001 pg/μL;样品稀释液与纯化液稀释液对检测无干扰;样品于53、55、57℃条件下孵育60 min及55℃条件下孵育56、60、64 min的检测结果无明显差异;准确度验证回收率在79%~83%,RSD <5%。用该方法检测SARS-CoV-2灭活疫苗(Vero细胞)原液中DNA残留量适应性良好。结论 成功建立了SARS-CoV-2灭活疫苗(Vero细胞)中宿主细胞DNA残留量荧光定量PCR检测方法,该方法线性范围、重复性、中间精密度、定量限、专属性、耐用性和准确度均符合可接受标准,适用于SARS-CoV-2灭活疫苗(Vero细胞)中宿主细胞DNA残留量的检测及质量控制。

荧光定量PCR法测定重组人/门冬胰岛素原料中宿主DNA的残留量

目的:利用wako DNA提取试剂盒结合荧光定量聚合酶链式反应(PCR)技术,建立重组人/门冬胰岛素原料中宿主DNA残留量测定的方法并进行验证,用于对该产品进行质量控制。方法:通过wako DNA提取试剂盒提取重组人/门冬胰岛素原料中的宿主残留DNA,再利用SYBRGreen染料法对样品和标准DNA进行定量PCR测定,根据标准曲线对样品中的DNA残留量进行分析。对建立的方法进行引物特异性以及结果准确性和精密性验证,同时对本室留样的3批重组人胰岛素原料和3批重组门冬胰岛素原料中的残留DNA进行测定。结果:该方法检测酿酒酵母菌基因组DNA的最低准确定量质量浓度可达0.137 8 ng·mL^(-1),DNA质量浓度在0.137 8~137 800 ng·mL^(-1)范围内,其质量浓度的对数值与Ct值呈良好线性关系,标准曲线的相关系数(r)为0.994;DNA提取试剂盒提取不同量的加标样品回收率均在50%~200%范围内;该方法检测3批重组人胰岛素原料和3批重组门冬胰岛素原料中的DNA残留量均小于10 ng·剂量^(-1),符合进口药品注册标准中关于重组人/门冬胰岛素原料中宿主DNA残留量的要求。结论:wako DNA提取试剂盒能解决重组人/门冬胰岛素原料中样品前处理的技术难点,与定量PCR法结合能够简便、快速、准确地对重组人/门冬胰岛素原料中残留的DNA进行定量测定。

抗CD52单克隆抗体外源DNA残留量检测方法的建立及验证

目的建立检测抗CD52单克隆抗体原液中残余DNA的方法,并对该方法进行验证。方法利用CHO Host Cell DNA Extraction&Amplification Kit,采用qPCR法检测抗CD52单克隆抗体中宿主细胞残留DNA含量,并进行方法的专属性、线性、准确度、精密度和耐用性验证。结果该方法可以准确定量检测CHO细胞残留DNA含量。专属性验证试验中对照制剂无特异扩增曲线,而CHO细胞上清有明显的扩增曲线;5次试验中标准曲线相关系数R^2均≥0.98,表明该方法线性良好;准确度验证试验中所有试验的加标回收率均在70%~130%范围内;精密度验证试验中所有试验检测结果的相对标准偏差(RSD)均不大于30%;耐用性验证试验中,Proteinase K不同消化温度下检测结果的CV为0.85%,不同稀释倍数的供试品加标回收率在70%~130%范围内,不同稀释倍数外源DNA检测结果CV为4.71%。结论该方法专属性、准确度、精密度、线性和耐用性均符合要求,可采用该试剂盒qPCR法检测外源DNA残留量。

磁珠法结合实时定量PCR检测新型冠状病毒灭活疫苗中宿主细胞残留DNA的验证及应用

目的对磁珠法结合实时定量PCR(real-time quantitative PCR,qPCR)检测新型冠状病毒(简称新冠)灭活疫苗(Vero细胞)中宿主细胞残留DNA(residual cell DNA,rcDNA)进行验证及应用。方法利用磁珠与溶液中DNA的特异性结合来提取样品中rcDNA。将已知浓度的细胞DNA标准品系列稀释后,根据DNA标准品的循环阈值与浓度之间的线性关系,对未知样品中的rcDNA进行定量分析。对方法进行线性和范围、专属性、准确度、精密度验证,并使用该方法对新冠灭活疫苗(Vero细胞)生产过程样品进行rcDNA及其片段大小检测。结果标准品检测范围为0.0003~30 pg/μL,该方法的标准曲线决定系数(R;)>0.99,扩增效率为90%~110%。质控样品回收率为50%~150%,相对标准偏差(RSD)均小于30%。试验结果的各项参数均符合标准。结论磁珠法可解决rcDNA检测中样品前处理提取DNA的技术难点,qPCR能够简便、快速、准确地对新冠疫苗生产过程中的rcDNA进行定量测定。该方法适用于新冠疫苗中rcDNA的检测及疫苗生产过程和成品的质量控制,对其他采用同样细胞基质的病毒性疫苗质量控制也具有借鉴意义。

磁珠法结合定量PCR检测肠道病毒71型灭活疫苗中宿主细胞DNA残留量的验证及应用

目的对磁珠法结合定量PCR（quantitative PCR，qPCR）检测肠道病毒71型灭活疫苗（Vero细胞）（EV71疫苗）中宿主DNA残留量进行适用性验证及应用。方法利用微磁珠与蛋白溶液中DNA的特异性结合，来提取样品中残留的宿主细胞DNA。将已知浓度的细胞DNA对照系列稀释后，作为标准品DNA与提取的DNA同时进行qPCR扩增。根据标准品DNA的循环阈值与浓度之间的线性关系，对未知样品中残留DNA进行定量分析。结果标准品检测范围在0．03～3000．00Pg／反应。该方法的标准曲线决定系数≥O．980，扩增效率为90．O％～110．00。质控样品回收率为50％～150％，相对标准偏差均小于30％。实验结果的各项参数均在要求范围内。结论磁珠法可解决残留DNA检测中样品前处理的技术难点，qPCR能够简便、快速、准确地对EVTl疫苗生产过程中的DNA残留量进行定量测定。该法适用于EV71疫苗中DNA残留量的检测及疫苗生产过程和其成品的质量控制，对其他采用同样细胞基质的病毒性疫苗质量控制具有借鉴意义。

两种测定生物制品宿主细胞DNA残留量方法的建立

目的建立特异性强、检测限低、准确度高的生物制品中宿主细胞DNA残留量的检测方法。方法通过优化,提高磁珠分离法和化学沉淀法提取样品中残留DNA的准确度,再利用Taqman探针法对样品和标准DNA进行定量PCR(quantitative PCR,q PCR)检测,分析样品中DNA残留量。对建立的两种检测体系进行专属性、精密度、准确度、耐用性验证,并确定两种方法的检测限和定量限。结果建立的q PCR体系标准曲线的相关系数(R2)均高于0. 99,能特异性地检测CHO细胞DNA,对其他种属DNA无扩增反应。不同DNA加标量样品的DNA回收率相近,均值均在60. 0%~140. 0%,3次测定的相对标准偏差(RSD)均小于30%。不同的退火温度反应条件下,RSD不大于30%。基于磁珠分离法的qPCR检测体系能检测出DNA残留浓度为5 pg/m L的DNA样品,定量限可达10 pg/mL;基于化学沉淀法的qPCR检测体系能检测出DNA残留浓度为0. 125 pg/m L的DNA样品,定量限可达1. 5 pg/mL。结论建立并优化了两种准确测定生物制品宿主细胞DNA残留量的处理样品方法,其中化学沉淀法检测限和定量限较低,更适合低浓度生物制品的样品处理。