噬菌體展示抗體技術(shù)將基因型和表型統一于一體,將選擇能力與擴增能力結合起來(lái),具有強大的篩選能力,能夠在體外模擬體內的抗體生成過(guò)程,可以不經(jīng)雜交瘤途徑,甚至不經(jīng)過(guò)免疫就可以制備和生產(chǎn)單克隆抗體。
噬菌體展示技術(shù)的出現為全人重組抗體提供了一條簡(jiǎn)便、快捷的基因工程抗體制備路線(xiàn),是全人重組抗體制備發(fā)展史上重要的轉折點(diǎn)。
近年來(lái),單域抗體(SdAb)的關(guān)注度也非常高,單域抗體為駝類(lèi)和軟骨魚(yú)類(lèi)中天然存在的僅由兩條重鏈組成的特殊抗體,只包含一個(gè)重鏈可變區(VHH, Variable Domain of Heavy Chain Antibody)和兩個(gè)常規的CH2與CH3區。單域抗體通過(guò)重鏈上的一個(gè)可變區(VHH)結合抗原,該可變區可以單獨穩定地在體外存在,被稱(chēng)為駝類(lèi)單域抗體(SdAb)或者納米抗體(nanobody)。納米抗體晶體寬為2.5nm,長(cháng)4nm,分子量?jì)H為傳統完整抗體的1/10(約15kD)但依然具有完整的抗原識別能力,得益于納米抗體微小的結構、完整的抗原識別能力以及噬菌體篩選技術(shù),納米抗體表現出高親和力、高特異性、強穿透性和易于改造和表達等特點(diǎn),并且由于可以獲得抗體完整序列,納米抗體可以通過(guò)體外重組表達高質(zhì)量穩定生產(chǎn),有效避免傳統抗體的批次間差異問(wèn)題。
納米抗體特點(diǎn)
1.有更長(cháng)的CDR3區(納米抗體CDR3通常由16~24個(gè)氨基酸組成,傳統單抗CDR3僅有7~12個(gè)氨基酸 ),與抗原特異性結合能力更強
2.結構簡(jiǎn)單,易于基因工程改造
3.制備簡(jiǎn)單,易于工業(yè)化放大生產(chǎn)
4.易于人源化
噬菌體抗體庫的分類(lèi)
抗體庫是編碼特性未知抗體的抗體基因的巨大集合(通常大于1010)??贵w庫是通過(guò)噬菌體展示和其他體外選擇技術(shù)來(lái)發(fā)現抗體的重要來(lái)源,其設計是成功發(fā)現抗體的關(guān)鍵。
隨機肽庫:將化學(xué)合成的隨機寡核苷酸序列與噬菌體的表面蛋白基因融合,在噬菌體表面表達出各種氨基酸組合的隨機序列短肽。利用噬菌體展示隨機肽庫可以高通量篩選各種抗原的抗原表位
免疫庫:免疫庫由經(jīng)過(guò)免疫 ( 包括疫苗注射、微生物感染、自身免疫疾病、腫瘤等 ) 后的供體B淋巴細胞的抗體基因構建。對于特定免疫抗原的抗體淘選的效率較高,但一般僅適用于一種特異性抗體的選擇,庫容量要求不高,一般106-108的庫容量就可滿(mǎn)足需要
天然庫:采用不經(jīng)免疫的人或動(dòng)物來(lái)源的外周血淋巴細胞、骨髓、脾細胞的B細胞作為材料,進(jìn)行基因擴增,但親和力通常較低。骨髓內和骨髓外所有抗體基因都包含在內,所構建的抗體庫適用于所有抗原所對應的抗體的選擇,庫容量要求較高,最小需要達到109,因為目前估算的自然界的抗原種類(lèi)在這個(gè)數量級上
比較項目 |
免疫動(dòng)物純化多抗 |
雜交瘤技術(shù)開(kāi)發(fā)單抗 |
噬菌體展示技術(shù) |
抗體形式 |
多克隆抗體 |
單克隆抗體 |
單克隆基因重組抗體 |
宿主細胞 |
N/A |
雜交瘤 |
E.coli/293/CHO |
篩選范圍 |
N/A |
~103 |
107 -109 |
時(shí)間 |
幾個(gè)月 |
幾個(gè)月 |
幾周 |
操作 |
簡(jiǎn)單 |
繁雜 | 相對簡(jiǎn)單 |
免疫 |
必須 | 必須 | 可避免 |
人源抗體 |
否 | 否 | 可以 |
費用 |
低 | 高 | 適中 |
生產(chǎn)量 |
有限 | 有限 | 無(wú)限 |
基因獲取 |
N/A | 再克隆 | 直接 |
應用前景 |
有限 | 有限 | 廣闊 |