噬菌體展示抗體技術将基因型和(hé)表型統一于一體,将選擇能(néng)力與擴增能(néng)力結合起來(lái),具有強大(dà)的篩選能(néng)力,能(néng)夠在體外(wài)模拟體内的抗體生成過程,可以不經雜(zá)交瘤途徑,甚至不經過免疫就可以制備和(hé)生産單克隆抗體。
噬菌體展示技術的出現(xiàn)爲全人重組抗體提供了(le)一條簡便、快(kuài)捷的基因工(gōng)程抗體制備路線,是全人重組抗體制備發展史上(shàng)重要的轉折點。
近年來(lái),單域抗體(SdAb)的關注度也(yě)非常高(gāo),單域抗體爲駝類和(hé)軟骨魚類中天然存在的僅由兩條重鏈組成的特殊抗體,隻包含一個重鏈可變區(qū)(VHH, Variable Domain of Heavy Chain Antibody)和(hé)兩個常規的CH2與CH3區(qū)。單域抗體通過重鏈上(shàng)的一個可變區(qū)(VHH)結合抗原,該可變區(qū)可以單獨穩定地在體外(wài)存在,被稱爲駝類單域抗體(SdAb)或者納米抗體(nanobody)。納米抗體晶體寬爲2.5nm,長4nm,分子量僅爲傳統完整抗體的1/10(約15kD)但(dàn)依然具有完整的抗原識别能(néng)力,得益于納米抗體微小(xiǎo)的結構、完整的抗原識别能(néng)力以及噬菌體篩選技術,納米抗體表現(xiàn)出高(gāo)親和(hé)力、高(gāo)特異性、強穿透性和(hé)易于改造和(hé)表達等特點,并且由于可以獲得抗體完整序列,納米抗體可以通過體外(wài)重組表達高(gāo)質量穩定生産,有效避免傳統抗體的批次間差異問題。
納米抗體特點
1.有更長的CDR3區(qū)(納米抗體CDR3通常由16~24個氨基酸組成,傳統單抗CDR3僅有7~12個氨基酸 ),與抗原特異性結合能(néng)力更強
2.結構簡單,易于基因工(gōng)程改造
3.制備簡單,易于工(gōng)業化放(fàng)大(dà)生産
4.易于人源化
噬菌體抗體庫的分類
抗體庫是編碼特性未知(zhī)抗體的抗體基因的巨大(dà)集合(通常大(dà)于1010)。抗體庫是通過噬菌體展示和(hé)其他(tā)體外(wài)選擇技術來(lái)發現(xiàn)抗體的重要來(lái)源,其設計(jì)是成功發現(xiàn)抗體的關鍵。
随機肽庫:将化學合成的随機寡核苷酸序列與噬菌體的表面蛋白(bái)基因融合,在噬菌體表面表達出各種氨基酸組合的随機序列短肽。利用(yòng)噬菌體展示随機肽庫可以高(gāo)通量篩選各種抗原的抗原表位
免疫庫:免疫庫由經過免疫 ( 包括疫苗注射、微生物感染、自(zì)身免疫疾病、腫瘤等 ) 後的供體B淋巴細胞的抗體基因構建。對(duì)于特定免疫抗原的抗體淘選的效率較高(gāo),但(dàn)一般僅适用(yòng)于一種特異性抗體的選擇,庫容量要求不高(gāo),一般106-108的庫容量就可滿足需要
天然庫:采用(yòng)不經免疫的人或動物來(lái)源的外(wài)周血淋巴細胞、骨髓、脾細胞的B細胞作(zuò)爲材料,進行基因擴增,但(dàn)親和(hé)力通常較低(dī)。骨髓内和(hé)骨髓外(wài)所有抗體基因都包含在内,所構建的抗體庫适用(yòng)于所有抗原所對(duì)應的抗體的選擇,庫容量要求較高(gāo),最小(xiǎo)需要達到(dào)109,因爲目前估算(suàn)的自(zì)然界的抗原種類在這(zhè)個數量級上(shàng)
比較項目 |
免疫動物純化多抗 |
雜(zá)交瘤技術開(kāi)發單抗 |
噬菌體展示技術 |
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(zá)交瘤 |
E.coli/293/CHO |
篩選範圍 |
N/A |
~103 |
107 -109 |
時(shí)間 |
幾個月 |
幾個月 |
幾周 |
操作(zuò) |
簡單 |
繁雜(zá) | 相對(duì)簡單 |
免疫 |
必須 | 必須 | 可避免 |
人源抗體 |
否 | 否 | 可以 |
費用(yòng) |
低(dī) | 高(gāo) | 适中 |
生産量 |
有限 | 有限 | 無限 |
基因獲取 |
N/A | 再克隆 | 直接 |
應用(yòng)前景 |
有限 | 有限 | 廣闊 |