抗體親和力成熟

抗體親和力表示抗體與抗原結(jié)合能力的大小。在體液免疫中，再次應(yīng)答所產(chǎn)生抗體的平均親和力高于初次免疫應(yīng)答，這種現(xiàn)象稱為抗體親和力成熟(antibody affinity maturation)。通過抗體發(fā)現(xiàn)技術(shù)獲得的抗體具有良好的結(jié)合特異性，但親和力欠佳，尤其是通過天然抗體庫(kù)篩選的抗體，沒有經(jīng)過抗原誘導(dǎo)的免疫進(jìn)化，導(dǎo)致其親和力較低，極大的限制了抗體的臨床應(yīng)用。因此就需要抗體親和力體外成熟技術(shù)提高抗體親和力。

抗體體外親和力成熟技術(shù)主要是模擬體內(nèi)親和力成熟過程，采取各種策略對(duì)抗體基因進(jìn)行相應(yīng)突變，構(gòu)建突變抗體庫(kù)，通過親和篩選獲得高親和力抗體。選擇突變區(qū)域以及如何引入突變是一個(gè)關(guān)鍵問題，目前突變策略主要以隨機(jī)突變、置換和定點(diǎn)突變?nèi)箢悶橹鳎诮Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)抗體親和力提升的技術(shù)也在不斷開發(fā)中。

抗體親和力成熟服務(wù)

  1. 設(shè)計(jì)突變
    • 隨機(jī)突變：易錯(cuò)PCR（error-prone PCR）& DNA-shuffling
    • 定點(diǎn)突變：抗體可變區(qū)FV結(jié)構(gòu)模擬、抗原與抗體可變區(qū)作用復(fù)合物結(jié)構(gòu)模擬、抗體關(guān)鍵氨基酸分析及突變?cè)O(shè)計(jì)
  2. 篩選和親和力測(cè)定

    3. 利用噬菌體展示或細(xì)胞展示技術(shù)，構(gòu)建抗體突變庫(kù)，篩選出高親和力抗體，利用SPR/BLI技術(shù)測(cè)定抗原-抗體親和力，并對(duì)抗體進(jìn)行測(cè)序。

客戶提供 服務(wù)流程 交付內(nèi)容 周期
VH/VL序列
/單克隆雜交細(xì)胞株
  • 抗體測(cè)序、序列分析及結(jié)構(gòu)生物學(xué)分析
  • 計(jì)算機(jī)輔助抗體設(shè)計(jì)
  • 噬菌體展示和篩選
  • 抗體生產(chǎn)和親和力測(cè)定
  • 抗體序列，序列分析報(bào)告
  • 抗體鑒定報(bào)告及數(shù)據(jù)
 約20周

抗體親和力成熟技術(shù)

隨機(jī)突變

采用隨機(jī)突變編碼可變區(qū)的基因片段的方法一般又有易錯(cuò)PCR法(error-prone PCR)、DNA改組法(DNA shuffling)和鏈置換法(chain shuffling)等。

  • 易錯(cuò)PCR：錯(cuò)配PCR法通過改變PCR的條件，使目的基因片段在復(fù)制的過程中堿基對(duì)發(fā)生錯(cuò)誤的配對(duì)，從而引入突變。
  • DNA改組法：DNA改組法同樣運(yùn)用隨機(jī)突變的原理，在獲得較大容量的功能蛋白質(zhì)突變體庫(kù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合運(yùn)用相應(yīng)的快速富集篩選方法(主要是以噬菌體表面展示為主的各種表面展示技術(shù))對(duì)突變體進(jìn)行篩選，最終得到進(jìn)化的功能蛋白質(zhì)分子。
  • 鏈置換法：鏈置換則依據(jù)抗體可變區(qū)隨機(jī)配對(duì)的原理，保留某個(gè)特定抗體的重鏈或輕鏈，并與一個(gè)隨機(jī)化的互補(bǔ)鏈進(jìn)行組合，從中篩選更高活性的突變株。

由于通常認(rèn)為抗體的重鏈CDR3區(qū)對(duì)抗體的結(jié)合能力至關(guān)重要，因此輕鏈的替換較為常見。例如，已知某一抗體具有某種抗原親和活性，將其一條鏈（輕鏈）不變，提供對(duì)特定抗原的特異性，將二者隨機(jī)組合，構(gòu)建次級(jí)抗體庫(kù)，從中篩選理想的另一條鏈（重鏈）與其搭配，這樣就增加了抗體的多樣性和高親和力抗體篩選的機(jī)會(huì)，重復(fù)進(jìn)行鏈替換和親和力篩選將產(chǎn)生高親和力的抗體。不過，這項(xiàng)技術(shù)的缺點(diǎn)也很明顯：必須對(duì)抗原有比較明確的認(rèn)識(shí)，而且要在一個(gè)比較完善的初級(jí)抗體庫(kù)或抗體的基礎(chǔ)上才能采用此項(xiàng)技術(shù)。

定點(diǎn)突變

采用定點(diǎn)突變方法的前提是需要對(duì)基因及表達(dá)的蛋白產(chǎn)物的三維結(jié)構(gòu)和功能等方面的信息有著較為透徹的了解?？贵w的互補(bǔ)決定區(qū)集中在一起形成一個(gè)特定的三維結(jié)構(gòu)，其中包含了一個(gè)和抗原結(jié)合的部位，同時(shí)互補(bǔ)決定區(qū)突變的頻率也最為頻繁。借助計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，通過同源模建技術(shù)獲取抗體模型并分析抗原抗體結(jié)合活性位點(diǎn)，探究抗原與抗體結(jié)合過程中的構(gòu)象及能態(tài)的變化，可以針對(duì)性地對(duì)抗體的氨基酸序列進(jìn)行修改以提高抗體親和力。

由于天然抗體在親和力成熟過程中，體細(xì)胞高頻突變發(fā)生區(qū)域并非均勻分布，而是主要集中在與抗原直接接觸的CDR區(qū)。這樣既可以獲得足夠的序列多樣性，又不會(huì)破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。因此在抗體的親和力體外成熟中，CDR區(qū)是最常選用的定點(diǎn)突變區(qū)域。