功能基因组学
           

应用Biacore的SPR技术刻画生物治疗的免疫反应

 

  图2 用SPR研究人源化抗体血清应答的实验策略

验病人。
2) 从这些病人取的血清,含TAG-72和鼠抗Fc抗体,以及抗 mCC49的抗体。
3) 用鼠抗mCC92免疫吸附除去TAG-72和鼠抗Fc抗体。
4) 人源化抗体固定到芯片上,然后用血清和不同浓度的人源化 抗体变种混合液处理。免疫活性应答越强的变种和血清中的 抗VR抗体结合,应答越低的就和芯片上的HuCC 49结合。
5) 竞争结合分析结果显示SPR反应和血清与人源抗体免疫应答 的反比关系。

   研究显示,两个变种与HuCC49相较血清应答明显较弱,V10比V5更弱。不同病人的血清样品,免疫应答的量级差异也很大,V10比HuCC49的免疫活性在10%,0.6%,和<0.3%。反应的顺序,是一致的(HuCC49>V5>V10)。作者还作了一个试验,将mCC49固定在传感芯片的一个通道,mCC92是第二个鼠单抗,类型相同,能识别另一个在TAG-72上的表位,固定在另一个通道。这样就可定性检测经mCC49给药的病人血清中的抗可变区域的抗体种类,而无需先对血清做免疫吸附。因为TAG-72或鼠抗Fc抗体的结合SPR 反应可以用mCC49和mCC92的结合反应值来近似。

   这些结果显示,用同等量鼠抗体处理的病人血清可用于在新的临床实验前,对人源化抗体的变种的免疫原性作出预先评价筛选。抗体变种的免疫活性变弱,表明母抗体的免疫原性抗原决定位在抗体变种上被部分移走了。虽不能排除病人对抗体变种的免疫原性反应,但这提供了良好的途径来预测评价,而帮助最小化对人源抗体的临床试验规模。Biacore在此项研究中与其他技术相比,体现出其重要优势(速度,无需标记,大大降低血清用量),如HPLC或ELISA相关方法。此外,Gonzales 等的研究初步证明, SPR技术可用于快速对鼠抗药物试验的病人样品进行筛查,而无需进行耗时的血清的预先免疫吸附。

 


   免疫原性是临床研究中非常重要和复杂的研究课题。特别是在开发疫苗的研究中,抗原抗体的结合细节是活体免疫反应的重要预测。

   相关的文献有很多, Biacore提供的高质量生物分子相互作用数据都是研究中的关键。

   在Coeffier等的一项研究中,Biacore被用于在动物实验前候选HIV-1疫苗抗原决定位的免疫活性的研究3。大量的都包括高度保守的ELDKWA顺序的HIV-1抗原决定位被插入到E.Coli蛋白,MalE。人抗IgG1抗体被固定到CM5芯片上,用来捕捉2F5,从病人血清中分离得到的一种具有中和-1活性的单克隆抗体,可识别ELDKWA模块。使用Biacore,用上述芯片检测27种重组MalE/gp41,都含有一个或多个ELDKWA模块,不同的侧翼顺序并插入一些特异位点。通过亲和力和比例常量数据,发现MalE插入位点和gp41 抗原决定位结构与抗体结合特性有关。

  图3
A)HIV-1减活抗体2F5图示结合到HIV-1的gp41蛋白的ELKWA模块上。
B)重组蛋白:有1个或多个ELDKWA模块的,有不同侧翼顺序,插入到MalE蛋白的不同插入位点。重组蛋白用Biacore检测与2F5的结合特性。

  选择重组MalE/gp41蛋白注射入鼠体内,它们的活体免疫原性反应与先前的SPR预测免疫原性结果非常吻合(较长,较多重复ELDKWA模块的活性较高)。部分蛋白能在鼠体内引起显著的抗体反应,但都没有HIV-1中和活性。这些试验结果表明,即使显著的免疫原性已经获得,但一个抗原决定位诱导中和抗体的能力肯定是依赖于分子整体顺序。以上研究表明,Biacore可用于挑选候选疫苗抗原,以获得诱导HIV-1中和抗体的疫苗抗原。
1. Abad, L.W., et al. Anal Biochem, 310, 107-13 (2002)
2. Gonzales, N.R., et al. J Immunol Methods, 268, 197-210 (2002)
3. Coeffier, E., et al. Vaccine, 19, 684-93 (2000)

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