近日,中国“新冠疫苗之父”涉嫌违纪违法被调查,其获得的“全国创新争先奖”被撤销的消息,在科技界引发了广泛讨论。这一事件背后,折射出的不仅是个人荣辱,更是对生物医药创新模式的深层拷问:我们应当如何看待和构建真正可持续、可验证、系统化的生物技术创新体系?抗体药物作为生物医药的重要分支,其发现与开发历程恰恰是这一问题的缩影。从依赖“明星科学家直觉”到建立标准化、平台化的技术体系,抗体发现技术的演进或许能为行业提供一种答案。
长久以来,动物免疫是获取治疗性抗体尤其是全人源抗体的黄金标准。原理也很简单:将目标抗原注入动物体内,利用其精妙的免疫系统,经过复杂的克隆选择和亲和力成熟,最终产生高特异性、高亲和力的抗体。但是该技术的成功高度依赖于几个不确定因素:免疫动物的个体差异、抗原设计与免疫策略更多的是以来研究人员的经验、低通量筛选以及最终成果依赖团队经验,难以复现具有偶然性。
为了突破上述局限,科学家们将抗体发现从“体内”搬到“体外”。这就是噬菌体展示和酵母展示等体外展示技术带来的范式转移。它们将抗体的基因型和表型直接关联,让人类能够从一个庞大的“抗体库”中,系统地、可重复地“筛选”出目标分子。
噬菌体展示技术:phagepro tech?的核心原理即外来肽段或者蛋白的基因与某个衣壳蛋白基因融合,随着噬菌体的组装外源分子展示在噬菌体表面,得到一个库容高达百亿级的抗体库,就是一个巨大的“候选池”。通过将库与固定化的靶抗原反复孵育、洗脱、扩增(即“淘选”),可以高效富集结合靶点的抗体。它的核心优势在于库的多样性极其丰富,尤其擅长从零开始,发现针对全新或困难靶点(如膜蛋白、多糖)的抗体。
酵母展示技术:将抗体展示在酵母细胞表面。其最大特点是能与荧光激活细胞分选技术(FACS) 无缝结合。这实现了定量筛选和连续多轮的“体外亲和力成熟”,使得获得超高亲和力抗体的过程变得快速、可控且可预测。
过程标准化:从建库、淘选到筛选,每一步都有标准操作流程,不同实验室、不同操作者可以重复实验,极大提升了科研成果的可验证性。
理性迭代:筛选条件可精确控制(如pH、离子强度、竞争物),可以主动施加“进化压力”,定向筛选出具有特定属性(如高稳定性、特定pH下结合)的抗体。
摆脱生物限制:无需动物,可直接使用人源序列库,避免了后续人源化的步骤,也绕开了针对某些高度保守或有毒性抗原的免疫难题。
当然现代抗体的发现往往是多平台协同合作,可以用动物免疫获得经过天然免疫系统“打磨”的全人源抗体;用噬菌体展示快速探索发现稀有表位抗体;用酵母展示对初筛抗体进行精密的亲和力与稳定性优化。
泰克生物科技(天津)有限公司基于噬菌体展示技术和酵母展示技术,建立了完善的靶向抗体药物发现平台,能够为全球的科学家提供高质量的包括scFv、VHH、Fab等各种类型药物单抗开发服务,并且能够开发各种功能性的结构特征抗体(包括但不限于中和抗体、构象特异性抗体、交叉反应抗体等),同时泰克生物也能够提供配套的下游抗体表达验证、抗体人源化设计与验证、抗体亲和力成熟、CAR-T候选序列设计等相关服务,满足各类客户对于药物抗体开发的需求。
参考文献:
[1] Hess KL,Jewell CM. Phage display as a tool for vaccine and immunotherapy development. Bioeng Transl Med. 2020;5 (1):e10142.
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