单克隆抗体凭借其优秀的特异性和高效性，是生命科学领域的重要工具，并且在抗病毒、抗肿瘤和自身免疫疾病的治疗中也大放异彩，一直以来都是全球的研发热点。2022 年 8 月 4 号，新英格兰杂志在线发表题为《Low-Dose Subcutaneous or Intravenous Monoclonal Antibody to Prevent Malaria》的文章，公布了一项旨在预防疟疾感染的新型单克隆抗体 L9LS 治疗的 I 期人体试验结果。
这项针对 L9LS 的 1 期试验共招募了 17 名健康受试者，对三种不同剂量的抗体治疗效果进行了测试，注射方式为皮下注射或者静脉注射。在接受抗体治疗的两到六周内，所有受试者开放接触携带疟疾的蚊子。接触后几周内，观察到几乎所有的受试者都得到了保护。
单克隆的历史可以追溯到 1986 年，第一个鼠源单抗药物上市，单抗的发展就此拉开序幕[2]。随后几十年，单抗药物很快经历了嵌合抗体-人源化抗体–全人源抗体四个阶段[3]，也产生了抗体偶联药物、抗体融合蛋白、单域抗体等多种新型抗体药物。截止到 2022 年 5 月，估计有 1,000 种治疗性抗体正处于不同的临床开发阶段，已有 119 种抗体在欧洲和美国首次获得上市批准[1]。
单克隆抗体制备技术简介
单克隆抗体能够不断地的推陈出新，主要归功于单抗技术的不断发展与创新，目前已有的抗体技术有：杂交瘤技术、噬菌体展示技术、天然全人源库技术和单个 B 细胞技术等[3]。同时随着技术的更新换代，单抗制备周期也在不断缩短。
图 1. 单克隆抗体制备技术汇总[3]
单 B 细胞技术的优势
单 B 细胞技术（Single B cell）通过结合微流控和流式分选技术，直接对 B 细胞进行单细胞水平的分离、分析与筛选，从而精准、高效地筛选出分泌目标抗体的 B 细胞[4]，再结合单细胞测序技术即可得到目标抗体序列。单 B 细胞技术不仅可对免疫后动物血清进行筛选，还可以用康复病人 PBMC 作为起始材料[5]，甚至可以对全人转基因小鼠进行免疫[6]，筛选获得全人抗体序列。
与传统杂交瘤相比，单 B 细胞可在 24 小时内就完成数以万计的 B 细胞筛选，高效融合减少 B 细胞损失，增加抗体序列的多样性，提高抗体特异性。与噬菌体展示技术相比，单 B 细胞技术的目标抗体由抗原免疫后产生，经过了体内成熟过程，亲和力高且重轻链已自然配对。总之，不同的抗体制备平台有各自的优势，但是在筛选效率方面目前难有技术可以匹敌单 B 细胞技术平台。
单 B 细胞技术平台
应用于单克隆抗体发现的单 B 细胞技术平台主要有 FACS 技术、液滴微流控技术、微印迹技术以及微流控小室技术。本文我们重点介绍基于微流控小室技术的 Beacon®单细胞光导系统。
Beacon®单细胞光导系统是数字细胞生物学公司 Berkeley Lights 推出的商业化平台[7]。Beacon 平台将微流控的纳升级微反应器技术（Nano-Pen）、光电定位技术（OEP）以及计算机系统结合在一起，实现了单细胞分选、分析、培养、导出的一体化，可应用于细胞株开发、抗体开发、抗体工程化等领域。
Beacon 平台将细胞导入、培养、克隆、亚克隆、检测、筛选等全部为自动化流程，极大地降低人为操作的误差或失误。并且通过光电定位系统，可同时精准无损地操作数千个单细胞，进行平行培养、分析。
Beacon 平台将传统的单克隆抗体制备流程中的选择性培养 、杂交瘤阳性克隆筛选、杂交瘤细胞克隆化等这几大步骤全部集中在一起进行处理，将原本需要 2～3 月才能完成的工作缩减至 2 天，大幅节省时间，加快了抗体开发速度。
此外，应用 Beacon 平台的 OPTOSELECT™芯片，单次可同时筛选数万个B细胞，进行高通量筛选，有助于选择出罕见抗体。Beacon 平台还可以实现 On-chip 的多重检测，如实时 IgG 分泌、多种属结合、生长速度、细胞表面标记、表型筛选、活性/死亡实验、亲和力实验、多抗原筛选、报告细胞实验等。
义翘神州 Beacon®单抗制备服务
义翘神州拥有成熟的抗原制备技术，优化的免疫平台，结合 Beacon 技术平台，能够提供快速、高效的从抗原制备、抗体筛选到鉴定的一站式服务。最快只需 35 天即可完成从免疫到获得阳性单克隆抗体的流程。同时，它可以实现 On-chip 的多重检测，包括抗原蛋白结合、细胞结合、多种属结合、竞争等，提前锁定目标应用克隆。目前该技术平台已有多个成功案例验证，包括多个药物靶点及抗独特型单抗项目。
图 2. Beacon 技术制备单克隆抗体流程
服务优势：
成熟的抗原制备平台：原核系统、哺乳动物细胞系统、杆状病毒-昆虫细胞表达系统
大量优质现货蛋白抗原：6500+
周期短：从免疫到获得阳性单克隆抗体最快 35 天
高效率：1 天完成所有 B 细胞筛选
高通量：1 次完成数万个单细胞筛选
天然成熟：直接获得优质天然配对抗体
多轮介入筛选：早期锁定目标应用克隆
交付序列：易于保存及后续工程改造
多种抗体鉴定技术：ELISA、FACS、IHC、WB、SPR、BLI
成功案例展示：
在该项目中，取免疫后的血清中和效价合格的小鼠，义翘神州利用 Beacon 筛选平台，成功获得多株优秀成药性候选抗体，该抗体的阻断活性与阳性对照抗体相当，同时具有较高的亲和力，具体的数据如下所示。
阻断活性
阳性对照亲和力
5.97E-10M
鼠单抗亲和力
4.52E-10M
图 3. 利用 Beacon 技术筛选获得的鼠单克隆抗体数据
内容策划：邹礼平
内容审核：周育红题图来源：图虫创意
文中图片：义翘生物
参考文献：
[1]. Simone, et al. Avidity in antibody effector functions and biotherapeutic drug design. Nature Reviews Drug Discovery, 2022
[2]. Ecker DM, Jones SD, Levine HL. The therapeutic monoclonal antibody market. MAbs. 2015;7:9–14.
[3]. Ruei-Min Lu, et al. Development of therapeutic antibodies for the treatment of diseases. Journal of Biomedical Science, 2021
[4]. A. Winters et al. Rapid single B cell antibody discovery using nanopens and structured light, Mabs, 2019
[5]. E. Waltari et al. Functional Enrichment and Analysis of Antigen-Specific Memory B Cell Antibody Repertoires in PBMCs. Front Immunol, 2019
[6]. L, Ouisse, Antigen-specific single B cell sorting and expression-cloning from immunoglobulin humanized rats: a rapid and versatile method for the generation of high affinity and discriminative human monoclonal antibodies. BMC Biotechnology, 2017
[7]. http://www.laidebote.com/project/show/id/71
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