單克隆抗體是現(xiàn)代生命科學研究的重要工(gōng)具,爲許多領域的發展作(zuò)出了(le)不可估量的貢獻。随着PCR技術和(hé)單克隆抗體技術的發展和(hé)成熟,單個B細胞抗體制備技術迅速興起。該技術能(néng)夠對(duì)單個的抗原特異性B細胞進行抗體基因的體外(wài)克隆和(hé)表達,保證了(le)輕重鏈可變區(qū)的天然配對(duì),相較于傳統的抗體制備技術具有效率高(gāo)、全人源、基因多樣性更豐富等優勢,在病原微生物感染、腫瘤、自(zì)身免疫性疾病和(hé)器官移植等方面顯出了(le)獨特的優勢和(hé)良好(hǎo)的應用(yòng)前景。目前單個B細胞抗體制備技術已廣泛應用(yòng)于以下(xià)幾方面。
病原微生物感染
如噬菌體展示技術、雜(zá)交瘤技術等抗體制備技術隻能(néng)研究有限種類的B細胞,而單個B細胞抗體制備技術幫助人們在病人感染或免疫幾個月甚至多年後仍然能(néng)夠快(kuài)速分離到(dào)記憶B細胞制備單抗,與此同時(shí)人們能(néng)夠從(cóng)基因水(shuǐ)平更加深人了(le)解和(hé)闡釋人類免疫系統機制。單個B細胞技術已用(yòng)于制備抵抗病原微生物感染的高(gāo)度特異性人源抗體,如HIV抗體、破傷風(fēng)抗體、乙肝抗體、流感抗體等。
Morris等研究人員從(cóng)HIV-1疫苗接種者外(wài)周血中分離單個B細胞并克隆得到(dào)能(néng)識别HIV-1gp41保守位點且中和(hé)多株HIV-1的抗體,并研究得出結論在HIV-gp41包被蛋白(bái)的C端存在多免疫原性靶點,爲HIV-1疫苗設計(jì)提供幫助。
Wrammert等通過單個B細胞抗體制備技術,從(cóng)H1N1感染患者外(wài)周血中成功制備了(le)針對(duì)H1N1病毒基因保守區(qū)的中和(hé)性抗體,動物保護實驗發現(xiàn)用(yòng)于測試的具有代表性的3株抗體在小(xiǎo)鼠感染H1N1後70後仍然都能(néng)起到(dào)保護作(zuò)用(yòng),并且3株抗體能(néng)抵抗絕大(dà)多數HIN1、H5N1病毒株。
Liao等研究人員從(cóng)單個B細胞中擴增流感抗體基因,将其連接至線性表達框并直接轉化到(dào)哺乳動物細胞中表達,僅用(yòng)6d從(cóng)分選的24個細胞中擴增出9對(duì)完整的抗體基因并表達,并成功篩選到(dào)5個高(gāo)親和(hé)力人流感單克降抗體。
Jin等研究人員通過聯免疫斑點微陣列芯片分選法,僅用(yòng)7d同時(shí)從(cóng)一批人外(wài)周血中分别篩選出63個流感特異性抗體分泌B細胞和(hé)104個肝特異性抗體分泌B細胞,從(cóng)中成功制備了(le)19株流感和(hé)45株乙肝中和(hé)性單克隆抗體。因此單個B細胞抗體制備技術能(néng)夠高(gāo)效高(gāo)通量制備高(gāo)親和(hé)力人單克隆抗體。
自(zì)身免疫疾病
在腫瘤檢測和(hé)治療方面,單個B細胞技術同樣發揮着其他(tā)技術難以比肩的重大(dà)作(zuò)用(yòng)。Wang等研究人員通過該技術發現(xiàn)表現(xiàn)爲葡萄膜炎症狀的玻璃體視(shì)網膜淋巴瘤患者的IgH基因和(hé)T細胞受體(TCR)基因重排,以此建立了(le)一種新型的高(gāo)靈敏度高(gāo)特異性的初期玻璃體視(shì)網膜淋巴瘤檢測方法。Gilbert等研究人員在單個B細胞技術的基礎上(shàng)建立了(le)新型的基于細胞ELISA(Cell-basedELISA)得到(dào)對(duì)黑色素瘤細胞具有殺傷作(zuò)用(yòng)的抗黑色素瘤抗體,同時(shí)發現(xiàn)該抗體在黑色素瘤患者體内含量遠遠高(gāo)于其在正常人體内的含量。
人類免疫系統研究
單個B細胞抗體制備技術最突出的應用(yòng)在于治療和(hé)研究自(zì)身免疫性疾病和(hé)人類免疫系統。單個B細胞抗體制備技術能(néng)夠分離到(dào)人體内任意時(shí)期的B細胞,使得詳細深入地研究人體免疫系統各個階段功能(néng)和(hé)機理(lǐ)成爲可能(néng)。
Scheel等研究人員發現(xiàn)在風(fēng)濕性關節炎患者滑液組織中存在持續激活特定B細胞的現(xiàn)象,使得滑液組織處大(dà)量漿細胞富集,由此得出結論認爲出現(xiàn)淋巴細胞滲入情況的關節炎患者,可通過早期B細胞排除治療法減輕漿細胞堆積的症狀。
Wardemann等研究人員從(cóng)健康人體内克隆出單個B細胞抗體基因并對(duì)此進行分析和(hé)研究發現(xiàn),骨髓中初期生成的大(dà)部分B細胞都具有自(zì)身免疫特異性,從(cóng)而推論在抗體發生過程中可能(néng)存在兩個排除自(zì)身免疫的檢查點:一個位于骨髓,另一個位于B細胞發生免疫耐受的外(wài)周組織。
單個B細胞技術具有效率高(gāo)、全人源、基因多樣性更豐富等優勢。在過去十年裏,單個B細胞抗體制備技術已經成爲制備人源抗體的熱門(mén)方法,同時(shí)也(yě)促進了(le)包括抗體發生成熟、疫苗保護機制、疫苗開(kāi)發、腫瘤及自(zì)身免疫疾病等免疫學相關研究。随着B細胞分選技術、後續PCR擴增基因方法以及抗體基因高(gāo)通量分析鑒定等方法的成熟和(hé)完善,未來(lái)單個B細胞抗體制備技術将在診斷、藥效學及臨床應用(yòng)中發揮前所未有的重大(dà)作(zuò)用(yòng),引領新型治療性抗體研究的嶄新時(shí)代。
參考文(wén)獻
XiangyangChi,ChangmingYu,WeiChen.SingleBcellmonoclonalantibodytechnologiesandapplications.[J].ChineseJournalofBiotechnology,2012,28(6):651~660