單克隆抗體表位作圖用途及原理

技術(shù)背景：

單克隆抗體技術(shù)的出現(xiàn)，促進(jìn)了免疫學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，該技術(shù)廣泛用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，已成為重要的臨床診斷手段和有效的藥物治療方法, 特別是治療性單克隆抗體已成為近幾年來生物制藥業(yè)發(fā)展迅速的領(lǐng)域之一, 同時(shí)，也為一些新技術(shù)提供了基礎(chǔ)平臺(tái)，如抗體偶聯(lián)藥物、雙特異性抗體及新興的CAR-T細(xì)胞治療等。單克隆抗體作為一種治療惡性腫瘤和炎癥性疾病的被動(dòng)免疫制劑進(jìn)入臨床使用，再進(jìn)一步發(fā)展至其他領(lǐng)域，包括神經(jīng)系統(tǒng)疾病（如阿爾茲海默病等）及自身免疫疾病（如紅斑狼瘡等）。
抗體功能取決于其與靶抗原結(jié)合的表位，表位是抗原的一部分，與抗體的可變區(qū)結(jié)合，與不同表位結(jié)合發(fā)揮特定的功能，這些功能可能表現(xiàn)為抑制活性或激活某個(gè)信號(hào)等。單克隆抗體的表位分析能促進(jìn)抗體治療的發(fā)展，指導(dǎo)疫苗的設(shè)計(jì)，評(píng)估免疫者體內(nèi)保護(hù)性抗體的反應(yīng)，或是定位抗菌劑作用于病原微生物的靶點(diǎn)。單克隆抗體與相應(yīng)抗原的反應(yīng)性決定于其所識(shí)別的抗原表位，確定相應(yīng)表位在抗原結(jié)構(gòu)上的位置是單克隆抗體篩選中關(guān)鍵步驟。同時(shí)，可進(jìn)一步分析這類表位的差異，正確評(píng)價(jià)單克隆抗體的特異性和交叉反應(yīng)性，可用于評(píng)價(jià)某抗原表位是某種菌株不同血清型的共同表位，還是特異表位。
隨著抗體技術(shù)的發(fā)展，抗原表位分析顯得尤為重要，由于單克隆抗體具有高度均一性及對靶分子的高親和性、特異性，已廣泛應(yīng)用于自身免疫性疾病、炎性疾病和癌癥的治療。單克隆抗體與相應(yīng)抗原的反應(yīng)性決定于其所識(shí)別的抗原表位，確定相應(yīng)表位在抗原結(jié)構(gòu)上的位置是單克隆抗體篩選中的關(guān)鍵步驟。現(xiàn)在幾種單克隆抗體表位的分析方法，包括ELISA法、生物酶解法及化學(xué)切割法、噬菌體隨機(jī)肽庫、X-射線晶體學(xué)、丙氨酸掃描、氫氘交換質(zhì)譜（hydrogen/deuteriumexchange mass spectrometry, HDX-MS）、生物信息學(xué)表位預(yù)測方法等等，艾柏森公司基于多種成熟的技術(shù)平臺(tái)，提供完善多樣的單克隆抗體表位作圖技術(shù)，包括幾種單克隆抗體表位的分析方法，客戶可有X-射線晶體學(xué)，肽庫，LC-MS，三維電鏡，生物信息學(xué)預(yù)測多種選擇。

技術(shù)原理：

蛋白質(zhì)抗原被降解為小片段，經(jīng)測序后確定抗體結(jié)合的位點(diǎn)。雖然其結(jié)果在蛋白化學(xué)中是非常wanmei的例子，但是要確定某一抗原的全部表位需要大量的時(shí)間。分子克隆技術(shù)和肽鏈合成方法的進(jìn)展極大地促進(jìn)了表位作圖方法的改進(jìn)。現(xiàn)已可以通過誘變、蛋白質(zhì)合成或蛋白競爭結(jié)合方法鑒定其表位。此外，表位序列測定的應(yīng)用對抗體結(jié)合表位的分析具有顯著的*性。表位作圖方法也可用在其他方面的研究，如蛋白質(zhì)功能活性的定位，以及特殊標(biāo)志的結(jié)合區(qū)分析。通過重組cDNA克隆的Tn5轉(zhuǎn)座子誘變技術(shù)獲得的瘧原蟲表面抗原表位作圖。

表位分類：

表位可根據(jù)其功能的不同分為兩種不同類型：

①線性表位(linear)：為小的線狀肽鏈序列，約為5～20個(gè)氨基酸；

②構(gòu)象表位(conformational)：由蛋白折疊而形成的較大的區(qū)域。抗原—抗體結(jié)合晶體結(jié)構(gòu)研究表明存在兩種類型的表位。

線性表位的抗體結(jié)合位點(diǎn)與其氨基酸側(cè)鏈骨架之間形成了較強(qiáng)的多樣性結(jié)構(gòu)，并與相鄰的肽鏈序列連接在一起，這些表位也被稱為連續(xù)性表位。事實(shí)上線性表位需要某些局部的結(jié)構(gòu)變形或?yàn)榫o密的、但并非連續(xù)的氨基酸序列，如那些兼性螺旋結(jié)構(gòu)。因此，所謂線性表位的描述是不夠確切的。所有與抗體結(jié)合位點(diǎn)功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)，均位于一個(gè)肽鏈片段之中。而來自于該片段之外的其他序列，對于抗體結(jié)合位點(diǎn)的構(gòu)成并非重要。

構(gòu)象表位宜對較大的蛋白區(qū)表位作圖。這些表位表現(xiàn)出側(cè)鏈間的相互作用，雖然在折疊蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中構(gòu)象表位彼此非常靠近，但其間被較長的線性序列相互隔開。連續(xù)性表位或接近連續(xù)性的氨基酸序列對蛋白質(zhì)的降解作用有抵抗能力。而那些非連續(xù)性表位結(jié)構(gòu)在蛋白質(zhì)未能折疊的情況下將會(huì)失去活性，這也是兩種不同表位在功能上不同的關(guān)鍵所在。

在免疫印跡反應(yīng)中，抗體能夠識(shí)別耐蛋白降解的表位，它們在蛋白抗原上的結(jié)合位點(diǎn)能夠被精確地定位，直到很小的肽鏈片段。

構(gòu)象表位的精確定位極為困難。競爭性試驗(yàn)可用來確定2個(gè)或2個(gè)以上的抗體是否識(shí)別相同的蛋白質(zhì)抗原空間不連續(xù)表位或重疊位點(diǎn)。大分子蛋白質(zhì)常含有50—100個(gè)氨基酸組成的不連續(xù)折疊構(gòu)象。因此，利用重組DNA技術(shù)，可以定位那些構(gòu)象性表位，至少可以確定其肽鏈片段。

用途：

檢測免疫反應(yīng)特異性或不同抗體的鑒別;

用來確定蛋白質(zhì)的特性:如蛋白質(zhì)的位點(diǎn)、蛋白質(zhì)片段的來源以及蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的定位。