GMM(转基因微生物)发酵来源的食品原料安全性评价,通常包括:生产菌株的分类学鉴定、全基因组表征、插入遗传物质评估、毒力基因与耐药基因分析、非预期代谢物分析,以及终原料的毒理学与潜在致敏性评估等等。对于GMM发酵来源的蛋白类原料,下游纯化工艺通常也需经验证,将活的生产微生物、残留宿主细胞DNA、宿主细胞蛋白、培养基污染物及发酵杂质控制至可接受水平,尤其是容易忽略的宿主细胞蛋白(HCP)。
宿主细胞蛋白(Host cell proteins,HCP)是重组蛋白制备过程中宿主产生的工艺相关杂质。在生物制药领域,HCP的存在可能带来潜在安全风险,例如免疫原性、药效降低以及长期副作用,因此即便微量的HCP也需要严格管控。在食品领域,针对GMM发酵生产的蛋白类原料,通常结合蛋白类原料的性质、生产菌株特性、纯化工艺、预期食用暴露量或终产品组成等,进行适当表征,为整体安全性评价提供支撑。
在GRAS申报卷宗中,不同GMM发酵来源的蛋白类原料关于HCP的侧重点不尽相同。【ZMUni中贸合规中心】结合已获FDA无异议回函的部分GRN案例,梳理申报方围绕HCP组分构成、纯化工艺影响、潜在致敏性评估等方面的论述思路,为GMM发酵来源的蛋白类原料申报中相关论述提供参照。

阐明HCP的主要类别
GRN 1171申报物质为非动物源21型胶原蛋白多肽(Non-Animal Type 21 Collagen Polypeptide)。申报方采用SWATH-LC-MS/MS对HCP开展分析,三批次非连续成品共鉴定出98种HCP,以样品总蛋白为基准,总含量为0.28%~0.52%。
FDA要求申报方对检出HCP的种类予以说明。申报方表示,这些HCP包含多种维持细胞稳态所需的蛋白,例如核糖体亚基、转录因子以及其他细胞质蛋白。

关注纯化工艺的影响
GRN 1183申报物质为法夫驹形氏酵母表达、含有莫内林的应乐果甜味蛋白(serendipity berry sweet protein containing monellin expressed in Komagataella phaffii, SBSP,别名Monellin preparation produced by Komagataella phaffii P-MON-040 expressing a gene encoding for a modified monellin)。主要生产工艺包括发酵、离心、膜微滤、膜超滤、喷雾干燥等。在该案例中,FDA要求申报方说明生产工艺是否会造成部分共同纯化的HCP富集。
申报方汇总LC-MS/MS检出的27种蛋白平均含量:目标蛋白莫内林(monellin)平均占产品总蛋白84%,除莫内林以外,所有HCP中单种平均含量最高仅2.4%,仅5种HCP含量>1%,剩余21种均<1%,申报方据此认为,检测结果未显示生产工艺导致某一HCP存在显著富集。

论证残留HCP的安全性
GRN 1247申报物质为乳酸克鲁维酵母表达的β-乳球蛋白(β-lactoglobulin produced by Kluyveromyces lactis)。在回函中,FDA要求申报方论述2%~7%的残留蛋白不会对安全性造成影响。
申报方表示2%~7%的少量残留蛋白主要为K. lactis内源宿主细胞蛋白以及发酵来源多肽,这类蛋白表征充分,属于发酵食品蛋白中的典型杂质。生产菌K. lactis具备长期食品安全使用历史,列入EFSA QPS名录,菌株分离自食品相关基质。发酵过程严格管控,下游纯化工序去除生产菌体并尽可能降低HCP残留。申报方完成终产品中HCP潜在致敏性评价,结果表明K. lactis来源蛋白致敏风险较低,该菌种暂无已知致敏历史。

总结
综合以上3个案例可见,对于GMM发酵来源的蛋白类原料,HCP的表征除说明检出的种类和含量外,还可关注以下几点:
1️⃣论述检出HCP的基本类型及特性,为评估成品中蛋白的生物活性和安全性提供依据。
2️⃣HCP分析可结合产品的组分特性和生产工艺,评估纯化阶段是否会造成某一HCP选择性富集。
3️⃣针对HCP残留开展安全性论证,可依托宿主菌种安全背景、工艺控制水平与表征结果,同步开展潜在致敏性评估。
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