單克隆抗體發現技術——單B細胞技術
瀏覽次數:1915 發布日期:2022-10-11
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單克隆抗體(mAb)具有高度的特異性,功能上遠超多克隆抗體(pAb),是制藥市場上最重要的生物藥類型之一,被廣泛用作高度特異性的診斷工具、治療藥物開發。自1986年美國FDA批準第一個治療性mAb——OrthocloneOKT3(抗CD3mAb)以來,已有超過100個mAb獲得FDA批準。
目前獲得單克隆抗體的主要技術有哪些?
1)雜交瘤技術
雜交瘤技術是第一個開發用于分離mAb的技術,也稱為B淋巴細胞(簡稱B細胞)永生化技術,自其發展以來,已經徹底改變了mAb的發現。該技術的原理是通過與骨髓瘤細胞融合使短壽命的B細胞永生化,產生單克隆永生化雜交瘤細胞系,然后篩選其上清液中的抗原特異性克隆,并進一步亞克隆循環以產生嚴格的單克隆性,通常亞克隆2~3個循環。

Fig.1 雜交瘤技術流程
不足之處:雜交瘤抗體開發周期長,不包括免疫,大約需要4-6個月。受雜交瘤融合率限制,整個B細胞群中只有一小部分B細胞完成融合,絕大部分丟失,不適于對大型抗體庫進行全面篩選。此外,同一培養物中不同雜交瘤之間存在競爭,一些不分泌或低分泌克隆可能表現出更快的生長速度,超過高分泌克隆。
2)
展示技術
發現和選擇單克隆抗體的方法還有展示技術,如噬菌體、酵母展示。目前噬菌體展示已經成功地用于篩選大量抗體庫。噬菌體展示技術的原理是將一段外源基因插入到噬菌體外殼蛋白結構基因的適當位置,在閱讀框正常且不影響外殼蛋白正常功能的情況下,外源基因會隨著外殼蛋白的表達而表達,從而使多肽或蛋白以融合蛋白的形式展現在噬菌體表面。

Fig.2 展示技術流程
不足之處:抗體開發中獲得天然VH-VL配對至關重要,然而展示技術通常依賴于隨機組合,形成非自然的VH-VL抗體配對。有研究指出人類B細胞庫的理論為10
12-10
18個,但由于樣本量、V(D)J重組過程中插入的框外突變以及自反應BCR刪除等原因,體內不同B細胞克隆的實際數量約為1×10
7 –2×10
7個,而在噬菌體等展示技術中,初始B細胞庫的大小通常大于10
9,數量遠超天然B細胞庫,VH-VL非天然配占比較大。
3)最新單抗發現技術-單B細胞抗體技術
原代抗原特異性B細胞是獲得抗原特異性mAb的主要來源,單B細胞抗體技術可以以隨機或抗原選擇方式從外周血或淋巴組織中直接分離單B細胞。隨機B細胞分離可以通過顯微操作、激光捕獲顯微切割和熒光激活細胞分選(FACS)等方法進行細胞挑選。抗原選擇可以通過使用抗原包被的磁珠、多參數FACS的熒光染料標記抗原、溶血斑塊實驗和熒光焦點等方法篩選抗原特異性B細胞。

Fig3. 單B細胞抗體技術流程
單B細胞抗體技術的優勢
單B細胞抗體技術用相對較少的細胞,即可獲得特異性單克隆抗體,mAb開發效率極高。單B細胞抗體技術可以分離出難以在體外模擬的構象決定因素的功能性mAb。FACS技術還可根據特定細胞表面marker的表達模式,清楚地區分待分選B細胞的發育和分化階段,幾乎任何階段的B細胞都可以分選。通過單B細胞獲得的mAb,體內天然成熟,對靶標具有相當高的特異性。此外,單B細胞抗體技術可以直接從人類標本或全人源轉基因小鼠PBMC中獲得人源抗體,方便快捷,遠比通過其他物種(例如小鼠、大鼠和兔)的mAb進行人源化更容易、有效。德泰生物提供SingleB
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