随着单克隆抗体、双抗和ADC等创新生物药快速发展，产品质量控制已成为决定研发效率和商业化成功的关键环节。在生物药生产过程中，宿主细胞蛋白（HCP）是最重要的工艺相关杂质之一。尽管经过多步纯化，大部分HCP能够被去除，但极低水平残留的活性蛋白仍可能影响药物稳定性、安全性和有效性。长期以来，行业主要依赖ELISA检测总体HCP水平，但这种方法只能告诉我们“有多少HCP”，却无法回答“到底是谁造成了风险”。 

近期发表的一项研究提出了一种基于nanoLC-DIA-MS的全新蛋白质组学工作流程，实现了亚ppm级别的HCP检测与定量，并将分析结果直接与工艺开发、产品质量和制剂稳定性关联起来。该研究展示了HCP分析从传统质量控制工具向主动风险管理平台的转变，为新一代生物药开发提供了重要思路。  这篇研究论文的英文原文标题为“Application of a novel LC–MS-based proteomic workflow for host cell protein monitoring and risk control in biotherapeutics”。 这篇论文2026年3月上线发表在了华人抗体协会旗下期刊《Antibody Therapeutics》(牛津大学出版社出版，影响因子4.8)。此文系中检院与企业的合作成果，两位共同通讯作者分别为：Xinxin Li (李鑫鑫博士，先声再明执行总监)和 Chuanfei Yu（于传飞博士/研究员，国家药品监督管理科学重点实验室，国家卫生健康委员会生物技术产品质量与标准化研究重点实验室，国家药品监督管理局生物制品质量研究与评价重点实验室，中国食品药品检定研究院）。顺便说一下，中国食品药品检定研究院不久前已经更名为中国药品检定研究院（简称仍然为中检院）。

另外，值得一提的是：该文发表后旋即引起了业界关注，迄今已经有多个微信公众号翻译介绍了这篇论文。

此文的英文全文可点击链接免费下载：https://doi.org/10.1093/abt/tbag013 。

HCP为什么如此关键? 宿主细胞蛋白来源于CHO等表达宿主细胞。部分残留蛋白虽然含量极低，却具有酶活性或者生物学功能，可能导致抗体降解、聚集增加、辅料失效甚至免疫原性风险。例如脂肪酶、酯酶能够降解聚山梨酯80，而氧化还原酶则可能影响抗体二硫键结构。监管机构一直要求企业建立科学的HCP监测和控制策略。 

然而，ELISA只能反映总量水平，不同HCP的风险差异却可能相差数百倍。随着行业逐渐向质量源于设计（QbD）和风险导向开发转型，对单个HCP进行识别、追踪和风险评估已成为趋势。 

构建亚ppm级HCP检测平台  研究团队结合天然酶解、纳升级液相色谱、数据非依赖采集（DIA）质谱以及DIA-NN智能分析软件，建立了一套高灵敏度检测流程。与需要复杂光谱库构建的方法相比，该平台采用无光谱库策略即可完成鉴定和定量，大大提高了实际应用便利性。 

通过6种标准蛋白掺入实验，研究人员系统评价了检测性能。结果显示，所有标准蛋白均可在亚ppm水平被可靠识别，检测下限最低达到0.12 ppm，并在3至4个数量级浓度范围内保持优异线性关系和重现性。这意味着研究人员能够在大量治疗性抗体背景下，准确发现极低丰度杂质。 

更重要的是，该研究首次系统评估了天然酶解条件下不同蛋白的消化效率。虽然不同蛋白的绝对回收率存在差异，但重复性良好，从而保证了相对定量结果的可靠性。这为天然酶解技术的大规模应用提供了重要依据。 

从工艺监测到过程洞察  为了验证平台价值，研究人员将其应用于两个不同生产规模的单抗项目，分别包含100 L和500 L工艺批次，并覆盖Protein A、深层过滤、离子交换、纳滤和原液等多个纯化节点。 

分析结果表明，随着纯化推进，HCP总体负荷持续下降，但500 L放大批次在多个阶段表现出更高HCP水平，尤其在中间深层过滤步骤增加明显。这说明生产放大不仅影响杂质总量，也可能改变HCP组成结构。 

相比传统ELISA只能提供一个总量数字，该平台能够追踪数百种甚至上千种HCP的动态变化。研究人员发现两个批次最终共有134种共同HCP，同时放大批次出现更多特有蛋白。这样的信息对于工艺一致性评价、技术转移和放大生产具有重要意义。 

揭开抗体质量波动背后的真相  研究最具代表性的案例来自一个异常质量事件。开发过程中，研究人员发现某单抗在非还原CE-SDS分析中出现纯度先下降后恢复的现象。传统分析方法虽然能够观察到结果，却无法解释产生原因。 

借助DIA质谱平台，团队发现硫氧还蛋白（Trx）及硫氧还蛋白还原酶（TrxR）在早期纯化阶段存在明显残留。这两类蛋白具有催化二硫键还原能力，能够暂时破坏抗体结构稳定性。 

为了验证推测，研究人员建立体外硫氧还蛋白体系进行模拟实验。结果成功重现了产品纯度变化趋势，证实痕量氧化还原活性HCP能够驱动抗体二硫键的还原与再氧化循环，并可能增加错误配对和高分子聚集风险。 

这一发现充分体现了高分辨率HCP监测的价值。过去企业往往在发现质量异常后进行大范围排查，而现在则能够快速锁定根因蛋白，实现精准问题诊断和控制。 

制剂稳定性风险提前预警  除工艺开发外，该平台在制剂研究阶段同样展现出重要价值。 

在最终原液分析中，研究人员检测到一种高风险HCP——脂蛋白脂肪酶（LPL）。虽然其含量极低，但该酶具有降解聚山梨酯80的能力。聚山梨酯80是抗体制剂中最常见的表面活性剂，对维持稳定性至关重要。 

加速稳定性研究显示，含有LPL的早期批次PS80含量在6个月后明显下降。与此同时，经过工艺优化并有效清除LPL的新批次则表现出显著改善的稳定性。这一结果建立了“特定HCP残留”与“制剂失稳”之间的直接联系。 

对于生物制药企业而言，这种能力具有巨大意义。过去许多稳定性问题往往在数月甚至数年后才逐步显现，而质谱驱动的HCP分析可帮助研发团队提前识别潜在风险因素，将被动调查转变为主动预防。 

推动质量控制理念升级  这项研究的意义不仅在于建立了一套高灵敏度分析方法，更重要的是提出了新的质量管理理念。HCP不应被简单视为一个总量指标，而应被理解为一个由大量功能性蛋白组成的风险网络。真正影响产品质量的往往不是总含量最高的蛋白，而是少数具有特殊活性的高风险杂质。 

通过将蛋白质组学数据与工艺表征、质量属性和稳定性结果相结合，企业能够建立更加科学的风险评估体系，实现从经验驱动向数据驱动转型。对于单抗、双抗、融合蛋白乃至ADC等复杂生物药而言，这种策略将越来越重要。 

展望未来  随着高分辨率质谱、人工智能算法和生物信息学技术不断发展，MS平台有望成为ELISA的重要补充，甚至在部分场景中逐步承担更核心角色。未来HCP分析不仅能够实现全面鉴定和定量，还将进一步支持工艺优化、异常调查、可比性研究以及监管申报。 

从发现关键杂质，到解析作用机制，再到指导工艺改进和风险控制，这项研究展示了生物药质量科学的新方向。它让我们看到，生物药开发正在进入“分子级质量管理”时代。对于整个行业而言，能够看见每一个潜在风险分子，并理解其对产品的真实影响，将成为打造高质量创新生物药的重要竞争力。 

参考文献

Xiaojuan Yu, Jianhui Cheng, Qianchuan Lv, Feiyu Wang, Jianzhong Hu, Xinxin Li, and Chuanfei Yu. "Application of a novel LC–MS-based proteomic workflow for host cell protein monitoring and risk control in biotherapeutics." Antibody Therapeutics 9, no. 2 (2026): 159-167. DOI: https://doi.org/10.1093/abt/tbag013

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