寻找治疗性抗体
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抗体简史:“特效药”
抗体的潜在益处早已被认识到。1890年，Emil von Behring(德国)和Shibasabura Kitasato(日本)证明，注射患有破伤风的动物的血清可以使其他动物对这种疾病产生免疫力。1贝林在认识到这一概念对人类健康的潜在影响后，于1901年被授予诺贝尔奖。
贝林还与保罗·埃利希(Paul Ehrlich)合作，后者知道血液中的抗体有一定程度的特异性，并想象它们就像从枪中射出的“魔弹”，击中特定的目标，同时让宿主组织保持平静。2
1975年，Köhler & Milstein在《自然》杂志上发表了一篇论文3.描述了分泌抗绵羊红细胞抗体的组织培养细胞系的发展。这项工作标志着抗体研究和发现的现代时代的开始。
快进到2019年
希望贝林、埃利希等人会为他们留下的遗产感到自豪。抗体已经成为医学三个主要领域的重要组成部分:- 研究-抗体有助于测量所研究的激素，例如在放射免疫测定中
- 诊断-特异性抗体可以测量，以表明病原体的存在，或确认怀疑过敏。抗体还有助于其他生物标志物的测量。
- 治疗性-一个成功的治疗性抗体将与目标蛋白(抗原)高度特异性结合，并抑制或刺激下游效应。抗体产生效果的机制各不相同。抗体可以通过阻断受体或配体来抑制配体结合，与细胞表面蛋白结合并标记细胞以与细胞毒性T细胞结合(如在癌症中)，或通过导致受体内化从而下调。
鉴于这些“灵丹妙药”所带来的临床成功，药物发现领域仍在继续寻找新的候选治疗方法。
没有找到下一个“神奇子弹”的“神奇子弹技术”
有一大堆技术可以帮助确定哪些抗体是合适的治疗候选抗体。然而，决定一种技术从来不是“非黑即白”的——这取决于你问的问题。此外，选择新的抗体可能是一个非常耗时和劳动密集型的过程，成功的机会不确定。虽然单克隆抗体的开发和生产是由生物技术公司和制药公司推动的，但这种开发的基本科学基础通常来自学术界，而学术界的预算并没有那么多。LifeArc生物治疗学副主任大卫·马修斯(David Matthews)正在帮助弥合学术界和工业界之间的鸿沟。LifeArc是一家慈善机构，它与学术研究人员合作开发项目，显示出从实验到临床的潜力。由于David参与抗体生成、人源化、亲和成熟和候选生物化学表征，他非常熟悉这一过程的复杂性。
根据David的说法，该领域使用最广泛的一些技术是:
- 酶联免疫吸附试验(ELISA)是一种对杂交瘤产生特别有用的技术(见灰色框的定义)。为了产生杂交瘤，宿主将被感兴趣抗体(AOI)识别的抗原免疫。elisa用于确认血液中AOI的存在，之后进行多次加强免疫以扩大抗体的产生。
- SPR(表面等离子体共振)-一种光学技术，用于评估两个或分子之间的生物分子相互作用，如抗体-抗原亲和力。
- 流式细胞术-一种强大的高含量分析技术，使用户能够同时筛选多个参数，并选择结合感兴趣的蛋白质的抗体。4
抗体微阵列是另一种具有巨大前景的高通量技术。抗体微阵列可以承载成千上万的特征。从样品制备到数据解释的时间可少于24小时，可用于研究蛋白质-蛋白质相互作用。然而，微阵列用于抗体选择似乎还没有被广泛采用。David评论说:“我们可能会在阵列芯片上筛选抗体，但我们还没有很多。有很多不同的类型，有一些不同的公司提供一个“更好”或“更便宜”的范围。相对而言，真正好的东西都贵得惊人，不太好的东西却很便宜。这取决于你要问的问题，以及让数组反映你要问的问题有多重要。”
术语表
抗体:抗原B细胞暴露于特定目标(抗原)时产生的一种大的y形蛋白质
抗原: 抗原（反身体创Erator)产生免疫反应，并与特定抗体结合。抗原可以是有毒的外来物质或被认为是外来的“自身抗原”，可以触发自身免疫。
抗原: 抗原（反身体创Erator)产生免疫反应，并与特定抗体结合。抗原可以是有毒的外来物质或被认为是外来的“自身抗原”，可以触发自身免疫。
杂种细胞:杂交瘤是骨髓瘤细胞和来自动物(通常是小鼠)的产生抗体的脾细胞融合的结果，这些脾细胞被注射了特定的抗原。由此产生的杂交瘤细胞可以无限增殖并产生特定的抗体。
抗体人性化:为了降低小鼠抗体的免疫原性，基因工程被用于生成“嵌合”抗体，其中包含人类恒定结构域和小鼠可变结构域，同时保留特异性。
广泛中和抗体:一种抗体，可以中和病毒的许多不同基因变异。
跨学科合作正在推动下一代抗体发现平台的发展
其他学科的整合是这一领域取得进展的共同趋势。基因组学、生物信息学和微流控技术的进步开始产生影响。格拉斯哥大学病毒疫苗学教授Arvind Patel的实验室就是一个例子。帕特尔的工作重点是开发丙型肝炎病毒(HCV)的疫苗，这是肝脏疾病的主要原因，影响估计7100万人口．
在最近发表在《免疫学前沿》上的一项研究中，他的研究小组采用了HCV序列数据的生物信息学资源，以调查已经被特征化的广泛中和抗体靶向的主要表位:5
“我们2018年的论文描述了基于文献研究的HCV糖蛋白保守表位残基的生物信息学分析，这些表位残基是能够中和不同HCV菌株(所谓的广泛中和抗体)的广泛抗体组(由几个研究小组分离)的靶标。这项分析确定了几种抗体，这可能是开发广泛中和抗体疫苗的起点。”
现在，帕特尔正在努力开发能够广泛中和研究中确定的感兴趣的表位的疫苗。
在ModiQuest Research简化抗体发现工作流程
治疗性抗体发现是一个竞争激烈的领域，需要高通量工具来支持大规模筛查活动，以及能够轻松分析大型多路数据集的软件。目前的抗体筛选工具，如ELISA，一次只报告与一个靶抗原的结合，因此它们很耗时，需要大量的靶蛋白。
了解ModiQuest Research的科学家如何在保存有价值的样品和降低试剂成本的同时，显著缩短了铅的发现时间。
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通过抗体鉴定可以确定其确切的作用机制
有趣的是，有时对保护机制的了解是在鉴定出高效抗体之后。例如，一种有效的抗体组合被确定为在治疗小鼠基孔肯雅病毒方面非常有效。6基孔肯雅病毒是一种蚊子传播的疾病，会导致人类多发性关节炎在全球流行。华盛顿大学医学院医学系、分子微生物学、病理学和免疫学教授Michael Diamond参与了这项研究，并描述了识别抗体组合CHK-152和CHK-166的过程:“我们对小鼠进行免疫，鉴定出结合病毒感染细胞的单克隆抗体，然后测试它们的中和活性在体外治疗活性在活的有机体内．这是一项劳动密集型工作，花了大约一年的时间。”
直到最近，这种抗体功效背后的机制才变得更加清晰。抗体工程与缺乏某些抗体结合受体的小鼠菌株结合，揭示了Fcγ受体在单核细胞上驱动治疗效果的核心作用。7戴蒙德说，这对其他疫苗的开发也有影响，比如流感疫苗、艾滋病疫苗和埃博拉疫苗。
“这对许多病毒来说可能很重要，这些病毒在受感染细胞表面显示病毒蛋白，并可能成为抗体及其效应功能的目标。”
寻找治疗性抗体并不是一个线性的任务
寻找治疗性抗体的过程在不同的实验室中看起来非常不同。由于候选抗体必须包含许多理想的特征，因此需要结合技术和平台来评估它们。无论选择哪种方法，每种方法都必然受益于共同的趋势，如不同学科的集成、机器学习和检测设置的自动化程度的提高。
引用:
- 贝林，E.和北中，S.(1890)。白喉免疫和破伤风免疫。Wochenschr 49, 1113-1114。
- Winau, F.， Westphal, O.， & Winau, R.(2004)。保罗·埃利希——寻找灵丹妙药。中国微生物学杂志，6(8)，786-789。doi: 10.1016 / j.micinf.2004.04.003
- Köhler, G.， &米尔斯坦，C.(1975)。连续培养融合细胞，分泌预定义特异性抗体。自然杂志，256(5517)，495-497。doi: 10.1038 / 256495 a0
- Bowen, W.(2010)。利用高灵敏度微板细胞术进行高通量抗体筛选。自然与方法，7(12)，8-9。doi: 10.1038 / nmeth.f.320
- 考顿，V. M.，辛格，J. B.，吉福德，R. J.和帕特尔，A. H.(2018)。利用公共序列数据对保守表位残基进行生物信息学分析，预测丙型肝炎病毒中和抗体的有效性。免疫学前沿，9。doi: 10.3389 / fimmu.2018.01470
- 帕尔，P.，多德，K. A.，布莱恩，J. D.，埃德林，M. A.，戈尔拉托夫，S.，约翰逊，S.…戴蒙德(2013)。基孔肯雅病毒高保护性单克隆抗体联合疗法的开发。PLoS Pathogens, 9(4)。doi: 10.1371 / journal.ppat.1003312
- 福克斯,j . M。罗伊,V,耿氏,b . M。黄,L, edel, M·A。麦克,M。,。戴蒙德，m.s.(2019)。基孔肯雅病毒单克隆抗体的最佳治疗活性需要Fc-FcγR对单核细胞的相互作用。免疫学杂志，4(32)。doi: 10.1126 / sciimmunol.aav5062
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