单克隆抗体(简称单抗,Monoclonal antibody, mAb),是由单一 B 细胞克隆产生的高特异性抗体,仅针对特定抗原表位。目前,单抗已作为生物研究、体外诊断的重要工具,及作为治疗性药物显示出了强大的市场和潜能,截止 2023 年 7 月,全球已上市及在研抗体药物(含生物类似药)共计 6367 个。同时全球单克隆抗体药物市场规模也在不断扩大,全球单克隆抗体药物市场规模在 2023 年达到约 2300 亿美元,占据了全球生物药市场的较大份额。
目前大多数单抗是在小鼠体内产生,鼠单抗在科研、临床诊断及治疗中具有重要作用。然而鼠源单抗在应用的过程中也暴露出诸多限制,如半衰期短、易引发人体免疫反应、对部分抗原没有免疫反应等问题[1,2]。兔单抗相比鼠单抗具有更多应用优势[3-7]。
◾ 高亲和力、高特异性:
兔具有非常复杂的免疫系统,其基因重组和体细胞高频突变机制使兔单抗具备更高的亲和力和特异性。通常,兔单抗的亲和力比鼠单抗高出 10 到 100 倍。
◾ 更多样化的表位识别:
兔子与大鼠和小鼠属于不同的进化分支,因此兔单抗能识别部分鼠单抗无法识别的人类抗原表位,这有利于开发人鼠同源蛋白单抗,显著增加可用表位数量,扩展单抗在检测和治疗领域的应用。
◾ 更强的免疫反应:
相比于啮齿类动物,兔子对小分子或半抗原具有更强的免疫反应。
◾ 更高的灵敏度:
与小鼠不同,兔子近交系较少,其遗传异质性导致免疫反应更加多样化,因此兔子体内产生的单抗具有更高的多样性和敏感性。针对相同人类抗原的免疫组化结果表明,兔单抗的灵敏性始终高于鼠单抗。
◾ 更高的稳定性:
兔子免疫球蛋白结构更简单且更稳定,相比于人和小鼠,兔子具有更少的抗体亚型、N 端氨基酸数量更少且在重链可变区有额外的二硫键,这些因素使兔单抗更稳定,更易于人源化或工程化改造。
◾ 更多的 B 细胞来源:
兔子的体型显著大于鼠类,便于从淋巴组织或者血液中获取更多 B 细胞,为困难靶点的抗体开发提供了筛选基础。
杂交瘤技术仍是最为传统的兔单抗开发方法,但因专利限制和自身融合效率影响,其在兔单抗开发和生产中未能广泛应用。
噬菌体展示技术可以有效弥补杂交瘤技术的缺陷,如周期和筛选通量的限制,但是其抗体未经过体内成熟,通常亲和力有限且特异性较差,重/轻链无法保持天然配对。
近年来,筛选技术的进步为兔抗体开发提供了新思路——单 B 细胞筛选方案,直接针对单个 B 细胞分泌抗体的性能进行筛选。然而由于兔子缺乏明确的 B 细胞标志物,市场上也没有成熟的兔浆 B 细胞富集试剂盒,目前部分供应商采用流式分选的方法分选抗原特异性记忆 B 细胞,但该方法的染色步骤可能会影响细胞活力导致后续序列回收有一定的问题,同时不能筛选浆 B 细胞导致损失一些特异性抗体。另外一部分供应商采用兔子记忆 B 激活的方案进行单 B 筛选,但该方案受到激活周期长、效率低和稳定性差等诸多因素的制约。因此,针对兔子抗体开发,市场迫切需要一套成熟、稳定、高效的新鲜样本浆 B 细胞的抗体筛选方案。
达普生物自主研发的兔 B 细胞富集试剂盒,可快速高效地实现兔子浆 B 细胞的富集,配套 CytoSpark 高通量筛选系统可以在 1 天内完成百万级单 B细胞的筛选工作。与传统技术相比,此方案在 B 细胞富集效果、筛选通量、开发周期和重/轻链天然配对等方面具有显著优势,成为免疫诊断试剂和治疗药物开发的理想选择。
达普生物兔 B 细胞富集试剂盒在富集过程中不会损伤细胞,富集后的细胞活性保持在 95% 以上。Elispot IgG 检测结果显示,富集后 IgG 分泌的细胞数提升超过 10 倍。
利用达普生物成熟的单 B 细胞筛选平台 —— CytoSpark 高通量筛选系统,对富集之后的 B 细胞进行液滴包裹和孵育,1 - 2h 后取少量液滴在荧光显微镜下质检,观察液滴的荧光信号。
荧光显微镜下观察到典型的阳性液滴信号后,即可上 CytoSpark 高通量筛选系统进行筛选,该项目筛选阳性率 0.13%,打印 96 个阳性 B 细胞进行重/轻链扩增。
挑选 20 个 IgG 序列进行表达验证,其中 16 个具有结合阳性,阳性率 80%。
该研究表明,达普生物 CytoSpark 高通量筛选系统可有效推动兔单抗的开发,为多物种单抗开发提供保障!
B 细胞富集效果优:富集过程不会损伤 B 细胞,富集后 B 细胞占比显著提升
通量高:单次筛选百万级 B 细胞,更好的保留 B 细胞的多样性提高筛选效率
周期短:一天内完成 B 细胞筛选,相比传统杂交瘤、噬菌体展示等技术,大幅度缩短研发周期和研发成本。
准确性高:多激光的搭配使用,可有效降低假阳性,提高筛选准确性
损伤小:独特的介电泳分选技术能显著降低对细胞的损伤,保持细胞活性和抗体分泌功能
适用性广:适用于可溶性抗原、跨膜蛋白等多种类型的抗原,提供完整且成熟的筛选方案
灵活性高:可灵活应用于鼠、兔、骆驼等多物种单抗开发及功能性抗体开发
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