抗體藥物憑借靶向性強、療效明確的特點,已成為生物醫(yī)藥產業(yè)的核心研發(fā)方向,而高效的抗體篩選技術是抗體發(fā)現(xiàn)與工程化改造的核心基礎。歷經數(shù)十年發(fā)展,抗體篩選技術從經典的細胞融合路線,逐步拓展至體外展示、單細胞分析等多元技術路徑,在篩選通量、序列保真度、開發(fā)周期等維度持續(xù)迭代升級。當前行業(yè)內主流的抗體篩選技術主要包括雜交瘤培養(yǎng)、單 B 細胞培養(yǎng)、噬菌體展示、單 B 細胞光導篩選以及單細胞 VDJ 測序五大類,各技術在原理、流程、優(yōu)劣勢與適用場景上存在顯著差異。
?一、雜交瘤培養(yǎng)技術
雜交瘤培養(yǎng)是最經典的 B 細胞永生化技術,也是抗體篩選領域應用歷史最久的標準化方案。
1、技術流程
單細胞分離:將免疫動物的 B 淋巴細胞與骨髓瘤細胞進行細胞融合,獲得具備無限增殖能力的雜交瘤細胞,再通過有限稀釋法完成單克隆化分離與培養(yǎng)。
抗原特異性篩選:采用 ELISA 功能篩選體系,對雜交瘤細胞培養(yǎng)上清中的分泌抗體進行抗原結合活性驗證,篩選獲得抗原特異性陽性克隆。
VDJ 測序:對陽性雜交瘤細胞株提取核酸,通過分子克隆擴增抗體可變區(qū)基因,再通過測序獲取 VDJ 序列信息。
2、優(yōu)劣勢分析
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二、單 B 細胞培養(yǎng)技術
單 B 細胞培養(yǎng)是針對記憶 B 細胞開發(fā)的新興體外培養(yǎng)技術,聚焦單個 B 細胞的體外擴增與抗體表達。
1、技術流程
單細胞分離:從免疫動物或人外周血等樣本中分離目標 B 細胞,通過專用的單克隆培養(yǎng)體系,在體外誘導單個記憶 B 細胞擴增分化為抗體分泌細胞。
抗原特異性篩選:通過 ELISA 對單 B 細胞培養(yǎng)上清進行功能篩選,驗證抗體的抗原結合特異性,鎖定陽性克隆。
VDJ 測序:對陽性單 B 細胞克隆進行核酸提取與分子克隆,擴增并測序得到抗體的 VDJ 可變區(qū)序列。
2、優(yōu)劣勢分析
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三、噬菌體展示技術
噬菌體展示是一種大規(guī)模、無偏好的體外抗體篩選技術,是合成抗體文庫篩選的核心技術手段。
1、技術流程
單細胞分離:無需分離單個 B 細胞,通過分子克隆將抗體可變區(qū)基因庫整合至噬菌體外殼蛋白基因中,構建庫容可達 10?級別的噬菌體抗體展示文庫。
抗原特異性篩選:通過多輪親和淘選,讓噬菌體文庫與固定化抗原結合,洗脫富集特異性結合的噬菌體,逐步獲得高親和力的陽性噬菌體克隆。
VDJ 測序:對富集后的陽性噬菌體克隆進行分離,通過分子克隆與測序獲取對應的抗體 VDJ 序列。
2、優(yōu)劣勢分析
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四、單 B 細胞光導篩選技術
單 B 細胞光導篩選是依賴高端精密設備的漿細胞篩選技術,結合了光學操控與單細胞分析能力。
1、技術流程
單細胞分離:基于光鑷、微流控等光導細胞分離技術,從細胞懸液中精準捕獲并分離單個漿細胞或記憶 B 細胞,實現(xiàn)高精度的單細胞分選。
抗原特異性篩選:通過免疫熒光技術在單細胞水平直接檢測抗體的抗原結合活性,完成功能層面的陽性克隆篩選。
VDJ 測序:對篩選得到的單個陽性 B 細胞進行核酸擴增,再開展測序獲取抗體的 VDJ 序列。
2、優(yōu)劣勢分析
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五、單細胞 VDJ 測序技術
單細胞 VDJ 測序,即基于單細胞測序平臺的單 B 細胞 BCR 測序技術,是當前抗體篩選領域的前沿技術路線,也是單細胞組學技術在抗體發(fā)現(xiàn)領域的核心應用。
1、技術原理與核心流程
該技術以單個 B 細胞為基本研究單元,通過高通量單細胞測序平臺,在單細胞水平一次性解析 B 細胞受體(B Cell Receptor, BCR)的重鏈與輕鏈可變區(qū)(VDJ)全長序列,完整保留 B 細胞體內天然的輕重鏈配對信息。
單細胞分離:無需細胞融合、長期體外培養(yǎng)等復雜操作,直接通過微流控或油包水單細胞平臺完成成千上萬個單個 B 細胞的分離與核酸捕獲,實現(xiàn)高通量的單細胞并行處理。
抗原特異性篩選:可靈活搭配流式細胞術或抗原磁珠分選方案,先對樣本中的抗原特異性 B 細胞進行富集,再開展單細胞測序,精準鎖定目標陽性 B 細胞群體,提升有效序列的產出效率。
VDJ 測序:在單細胞水平直接完成 BCR 重鏈與輕鏈可變區(qū)的建庫與測序,一步獲得天然配對的 VDJ 基因序列,無需額外的分子克隆步驟。
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2、技術核心優(yōu)勢
作為新一代抗體篩選技術,單細胞 VDJ 測序相比傳統(tǒng)路線具備多維度的突破性優(yōu)勢:
高通量天然配對:單輪實驗可完成數(shù)千至數(shù)萬個 B 細胞的并行測序,快速獲取海量 BCR 序列,且所有序列均保留 B 細胞在體內的天然輕重鏈配對關系,從根源上避免了噬菌體展示等體外技術的配對偏差問題,大幅提升了后續(xù)抗體表達的成功率與成藥性潛力。
開發(fā)周期顯著縮短:省略了雜交瘤融合、單 B 細胞長期培養(yǎng)等耗時環(huán)節(jié),從樣本制備到獲得完整抗體序列的周期大幅壓縮,可將抗體發(fā)現(xiàn)的周期從數(shù)月縮短至數(shù)周,加速研發(fā)進程。
物種兼容性強:可直接對人、非人靈長類、兔等多種屬的原代 B 細胞樣本進行分析,突破了雜交瘤技術的物種限制,尤其適合人源抗體、新型模式動物抗體的直接篩選與發(fā)現(xiàn)。
多組學拓展能力:可與單細胞轉錄組測序(scRNA-seq)無縫結合,在獲取 BCR 序列的同時,同步解析單個 B 細胞的全轉錄組表達譜,實現(xiàn)免疫細胞分群、分化狀態(tài)分析等多維度研究,為抗體功能驗證與作用機制研究提供更豐富的組學信息。
3、技術局限
該技術直接輸出的是抗體的基因序列信息,序列對應的抗體實際結合活性、功能特性仍需通過后續(xù)的蛋白表達、ELISA、功能實驗等濕實驗進行驗證確認。
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六、技術總結
不同抗體篩選技術適配不同的研發(fā)場景與需求:雜交瘤技術成熟度高,適合常規(guī)鼠源抗體的穩(wěn)定開發(fā);噬菌體展示通量極高,適合大容量合成文庫的初篩與定向進化;單 B 細胞光導篩選精準度高,適合稀有陽性克隆的靶向分離;而單細胞 VDJ 測序技術憑借天然配對、高通量、短周期、多組學兼容的核心特點,正成為抗體發(fā)現(xiàn)領域的主流升級方向,尤其在人源抗體發(fā)現(xiàn)、免疫組庫分析、稀有 B 細胞克隆挖掘等場景中具備不可替代的價值。
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七、適用于抗體篩選的單細胞VDJ測序哪里有?
樂備實提供完整的單細胞 VDJ 測序技術服務(點擊),覆蓋 B 細胞分選富集、單細胞 BCR 建庫測序、VDJ 序列拼接注釋、天然配對分析等全流程環(huán)節(jié),可高效輸出高精度的抗體可變區(qū)序列數(shù)據(jù),為抗體藥物研發(fā)、免疫組庫研究提供穩(wěn)定可靠的技術解決方案。
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