單克隆抗體是現(xiàn)代生命科學(xué)研究的重要工具,為許多領(lǐng)域的發(fā)展作出了不可估量的貢獻(xiàn)。隨著PCR技術(shù)和單克隆抗體技術(shù)的發(fā)展和成熟,單個B細(xì)胞抗體制備技術(shù)迅速興起。該技術(shù)能夠?qū)蝹€的抗原特異性B細(xì)胞進(jìn)行抗體基因的體外克隆和表達(dá),保證了輕重鏈可變區(qū)的天然配對,相較于傳統(tǒng)的抗體制備技術(shù)具有效率高、全人源、基因多樣性更豐富等優(yōu)勢,在病原微生物感染、腫瘤、自身免疫性疾病和器官移植等方面顯出了獨(dú)特的優(yōu)勢和良好的應(yīng)用前景。目前單個B細(xì)胞抗體制備技術(shù)已廣泛應(yīng)用于以下幾方面。
病原微生物感染
如噬菌體展示技術(shù)、雜交瘤技術(shù)等抗體制備技術(shù)只能研究有限種類的B細(xì)胞,而單個B細(xì)胞抗體制備技術(shù)幫助人們在病人感染或免疫幾個月甚至多年后仍然能夠快速分離到記憶B細(xì)胞制備單抗,與此同時人們能夠從基因水平更加深人了解和闡釋人類免疫系統(tǒng)機(jī)制。單個B細(xì)胞技術(shù)已用于制備抵抗病原微生物感染的高度特異性人源抗體,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HIV-1疫苗接種者外周血中分離單個B細(xì)胞并克隆得到能識別HIV-1gp41保守位點(diǎn)且中和多株HIV-1的抗體,并研究得出結(jié)論在HIV-gp41包被蛋白的C端存在多免疫原性靶點(diǎn),為HIV-1疫苗設(shè)計提供幫助。
Wrammert等通過單個B細(xì)胞抗體制備技術(shù),從H1N1感染患者外周血中成功制備了針對H1N1病毒基因保守區(qū)的中和性抗體,動物保護(hù)實(shí)驗發(fā)現(xiàn)用于測試的具有代表性的3株抗體在小鼠感染H1N1后70后仍然都能起到保護(hù)作用,并且3株抗體能抵抗絕大多數(shù)HIN1、H5N1病毒株。
Liao等研究人員從單個B細(xì)胞中擴(kuò)增流感抗體基因,將其連接至線性表達(dá)框并直接轉(zhuǎn)化到哺乳動物細(xì)胞中表達(dá),僅用6d從分選的24個細(xì)胞中擴(kuò)增出9對完整的抗體基因并表達(dá),并成功篩選到5個高親和力人流感單克降抗體。
Jin等研究人員通過聯(lián)免疫斑點(diǎn)微陣列芯片分選法,僅用7d同時從一批人外周血中分別篩選出63個流感特異性抗體分泌B細(xì)胞和104個肝特異性抗體分泌B細(xì)胞,從中成功制備了19株流感和45株乙肝中和性單克隆抗體。因此單個B細(xì)胞抗體制備技術(shù)能夠高效高通量制備高親和力人單克隆抗體。
自身免疫疾病
在腫瘤檢測和治療方面,單個B細(xì)胞技術(shù)同樣發(fā)揮著其他技術(shù)難以比肩的重大作用。Wang等研究人員通過該技術(shù)發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)為葡萄膜炎癥狀的玻璃體視網(wǎng)膜淋巴瘤患者的IgH基因和T細(xì)胞受體(TCR)基因重排,以此建立了一種新型的高靈敏度高特異性的初期玻璃體視網(wǎng)膜淋巴瘤檢測方法。Gilbert等研究人員在單個B細(xì)胞技術(shù)的基礎(chǔ)上建立了新型的基于細(xì)胞ELISA(Cell-basedELISA)得到對黑色素瘤細(xì)胞具有殺傷作用的抗黑色素瘤抗體,同時發(fā)現(xiàn)該抗體在黑色素瘤患者體內(nèi)含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其在正常人體內(nèi)的含量。
人類免疫系統(tǒng)研究
單個B細(xì)胞抗體制備技術(shù)最突出的應(yīng)用在于治療和研究自身免疫性疾病和人類免疫系統(tǒng)。單個B細(xì)胞抗體制備技術(shù)能夠分離到人體內(nèi)任意時期的B細(xì)胞,使得詳細(xì)深入地研究人體免疫系統(tǒng)各個階段功能和機(jī)理成為可能。
Scheel等研究人員發(fā)現(xiàn)在風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者滑液組織中存在持續(xù)激活特定B細(xì)胞的現(xiàn)象,使得滑液組織處大量漿細(xì)胞富集,由此得出結(jié)論認(rèn)為出現(xiàn)淋巴細(xì)胞滲入情況的關(guān)節(jié)炎患者,可通過早期B細(xì)胞排除治療法減輕漿細(xì)胞堆積的癥狀。
Wardemann等研究人員從健康人體內(nèi)克隆出單個B細(xì)胞抗體基因并對此進(jìn)行分析和研究發(fā)現(xiàn),骨髓中初期生成的大部分B細(xì)胞都具有自身免疫特異性,從而推論在抗體發(fā)生過程中可能存在兩個排除自身免疫的檢查點(diǎn):一個位于骨髓,另一個位于B細(xì)胞發(fā)生免疫耐受的外周組織。
單個B細(xì)胞技術(shù)具有效率高、全人源、基因多樣性更豐富等優(yōu)勢。在過去十年里,單個B細(xì)胞抗體制備技術(shù)已經(jīng)成為制備人源抗體的熱門方法,同時也促進(jìn)了包括抗體發(fā)生成熟、疫苗保護(hù)機(jī)制、疫苗開發(fā)、腫瘤及自身免疫疾病等免疫學(xué)相關(guān)研究。隨著B細(xì)胞分選技術(shù)、后續(xù)PCR擴(kuò)增基因方法以及抗體基因高通量分析鑒定等方法的成熟和完善,未來單個B細(xì)胞抗體制備技術(shù)將在診斷、藥效學(xué)及臨床應(yīng)用中發(fā)揮前所未有的重大作用,引領(lǐng)新型治療性抗體研究的嶄新時代。
參考文獻(xiàn)
XiangyangChi,ChangmingYu,WeiChen.SingleBcellmonoclonalantibodytechnologiesandapplications.[J].ChineseJournalofBiotechnology,2012,28(6):651~660