抗豬藍耳病毒(PRRSV)單克隆抗體的研制、特性及應用
瀏覽次數(shù):26 發(fā)布日期:2025-6-21
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一、PRRSV 概述
豬藍耳病毒(Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus,PRRSV)屬于動脈炎病毒科,是引起豬繁殖與呼吸綜合征(PRRS)的病原體,主要導致母豬繁殖障礙(流產(chǎn)、死胎等)和仔豬呼吸道疾病,給全球養(yǎng)豬業(yè)造成重大經(jīng)濟損失。PRRSV 分為基因 1 型(歐洲型) 和基因 2 型(美洲型),兩型抗原性差異顯著,這對單克隆抗體(mAb)的研制提出了更高要求。
二、抗 PRRSV 單克隆抗體的研制流程
1. 抗原制備
- 病毒抗原:選擇 PRRSV 經(jīng)典株(如 VR-2332、CH-1a)或流行株(如 NADC30-like、HP-PRRSV),在 Marc-145 細胞或 PK-15 細胞中增殖,經(jīng)滅活、純化后獲得全病毒抗原。
- 重組蛋白抗原:針對 PRRSV 的結(jié)構蛋白(如 GP5、M、N 蛋白)或非結(jié)構蛋白(如 nsp2),通過原核(大腸桿菌)或真核(昆蟲細胞、酵母)表達系統(tǒng)制備重組蛋白,優(yōu)點是抗原純度高、安全性好。
2. 動物免疫與脾細胞制備
- 選用 6-8 周齡的 Balb/c 小鼠,通過腹腔注射抗原(輔以佐劑,如弗氏完全佐劑 / 不完全佐劑),免疫 3-4 次后檢測血清抗體效價,選取高效價小鼠進行加強免疫,3 天后取脾臟分離 B 淋巴細胞。
3. 細胞融合與雜交瘤篩選
- 用聚乙二醇(PEG)誘導脾細胞與骨髓瘤細胞(如 SP2/0、NS0)融合,篩選出雜交瘤細胞。
- 通過間接 ELISA、免疫熒光(IFA) 或中和試驗篩選能分泌特異性抗 PRRSV 抗體的雜交瘤細胞,重點關注:
- 對 PRRSV 不同毒株的結(jié)合活性;
- 對病毒感染細胞的識別能力;
- 抗體的中和活性(能否抑制病毒與宿主細胞結(jié)合或復制)。
4. 克隆化與抗體生產(chǎn)
- 采用有限稀釋法對陽性雜交瘤細胞進行單克隆化,確保單一抗體分泌。
- 通過小鼠腹腔注射(誘生腹水)或細胞培養(yǎng)(體外發(fā)酵罐)生產(chǎn)單克隆抗體,經(jīng) Protein A/G 親和層析或硫酸銨沉淀法純化。
三、抗 PRRSV 單克隆抗體的特異性分析
1. 抗原結(jié)合特異性
- ELISA/IFA 檢測:驗證抗體與 PRRSV 不同毒株(如基因 1 型、基因 2 型)的結(jié)合能力,分析是否具有廣譜識別性;同時與其他豬病毒(如豬瘟病毒、豬圓環(huán)病毒、豬偽狂犬病毒等)進行交叉反應測試,確?贵w特異性。
- 表位定位:通過突變抗原表位、多肽競爭實驗等方法,確定抗體識別的抗原表位(如 GP5 蛋白的高變區(qū)或保守區(qū)),明確其針對的抗原區(qū)域(線性表位或構象表位)。
2. 功能活性分析
- 中和活性:采用病毒中和試驗(VNT)測定抗體對 PRRSV 感染宿主細胞的抑制能力,中和效價(如 IC₅₀)是評估抗體抗病毒活性的關鍵指標。
- 抗體依賴性細胞介導的細胞毒性(ADCC):檢測抗體是否能通過 Fc 段介導免疫細胞(如巨噬細胞)對病毒感染細胞的殺傷作用。
四、單克隆抗體的標記與包被技術
1. 標記技術(用于檢測或治療)
- 酶標記(HRP/AP):通過碳二亞胺法(EDC)或戊二醛法將辣根過氧化物酶(HRP)或堿性磷酸酶(AP)與抗體偶聯(lián),用于 ELISA、免疫組化(IHC)等檢測方法。
- 熒光標記(FITC/PE/APC):利用異硫氰酸熒光素(FITC)、藻紅蛋白(PE)等熒光染料與抗體結(jié)合,適用于流式細胞術(FCM)、IFA 等熒光檢測。
- 生物素標記:通過 N - 羥基琥珀酰亞胺(NHS)活化生物素與抗體氨基結(jié)合,結(jié)合鏈霉親和素 - 酶 / 熒光探針系統(tǒng),放大檢測信號。
- 膠體金標記:用于免疫膠體金試紙條,通過調(diào)節(jié) pH 值使膠體金顆粒與抗體穩(wěn)定結(jié)合,形成可視化標記物。
2. 包被技術(用于診斷試劑盒)
- 固相包被(ELISA 板 / 試紙條):
- 緩沖液選擇:常用碳酸鹽緩沖液(pH 9.6)或 PBS(pH 7.4),將抗體稀釋至最佳濃度(通過棋盤滴定確定),4℃包被過夜,確?贵w以正確構象固定于固相載體。
- 封閉處理:包被后用牛血清白蛋白(BSA)、脫脂奶粉或明膠溶液封閉非特異性結(jié)合位點,降低背景信號。
- 側(cè)向流層析(試紙條):
- 標記墊包被:將膠體金標記抗體噴涂于玻璃纖維膜,作為檢測探針;
- 硝酸纖維素膜(NC 膜)包被:檢測線(T 線)包被抗 PRRSV 另一表位的單克隆抗體(雙抗體夾心法),質(zhì)控線(C 線)包被羊抗鼠 IgG 抗體,確保試紙條有效性。
五、抗 PRRSV 單克隆抗體的應用場景
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診斷檢測:
- 開發(fā) ELISA 試劑盒、膠體金試紙條,用于 PRRSV 抗原(如 N 蛋白)或中和抗體的檢測,輔助臨床診斷和流行病學調(diào)查;
- 結(jié)合流式細胞術或免疫熒光,分析 PRRSV 感染細胞的抗原表達動態(tài)。
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病毒研究:
- 作為工具抗體,用于 PRRSV 復制機制研究(如病毒與宿主細胞受體的結(jié)合位點分析)、抗原表位鑒定及疫苗免疫原性評估;
- 通過中和抗體篩選,確定 PRRSV 的中和表位,為新型疫苗(如亞單位疫苗、表位疫苗)設計提供靶點。
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治療與預防(探索中):
- 高中和活性的單克隆抗體可作為被動免疫制劑,用于仔豬 PRRSV 感染的緊急干預,或與疫苗聯(lián)合使用增強保護效果;
- 通過基因工程改造(如人源化抗體)降低免疫原性,探索臨床治療潛力。
六、研制難點與挑戰(zhàn)
- PRRSV 的抗原變異性:基因 2 型毒株(如 NADC30-like)的 nsp2 蛋白存在大片段缺失,GP5 蛋白高變區(qū)易突變,導致單克隆抗體的廣譜性不足,需針對流行毒株動態(tài)優(yōu)化抗原選擇。
- 中和抗體的篩選效率:PRRSV 的中和表位有限且依賴構象,傳統(tǒng)雜交瘤技術篩選到高中和活性抗體的概率較低,可結(jié)合噬菌體展示技術或單細胞測序技術提高篩選效率。
- 標記包被的穩(wěn)定性:抗體標記后可能影響其親和力,需優(yōu)化標記條件(如標記物比例、反應時間),并通過穩(wěn)定性試驗(如 4℃、37℃加速老化)驗證試劑盒的保質(zhì)期。
七、前沿技術趨勢
- 基因工程抗體技術:利用噬菌體展示庫或轉(zhuǎn)基因動物(如小鼠、兔)制備全人源或高親和力單克隆抗體,減少異源抗體的免疫原性。
- 雙特異性抗體:設計同時識別 PRRSV 不同表位(如 GP5 和 M 蛋白)的雙抗,提高中和效率并降低病毒逃逸風險。
- 納米抗體(VHH 抗體):從駱駝科動物中篩選針對 PRRSV 的納米抗體,其分子量小、穩(wěn)定性高,可通過原核表達大規(guī)模生產(chǎn),適用于診斷和治療。
通過系統(tǒng)的單克隆抗體制備與優(yōu)化,結(jié)合高效的標記包被技術,抗 PRRSV 單克隆抗體已成為 PRRS 防控中診斷、研究及潛在治療的重要工具,未來需進一步結(jié)合病毒變異規(guī)律,提升抗體的廣譜性和應用價值。