人源Fab抗体库构建及抗流感病毒抗体筛选与特性分析

摘要

通过采集健康志愿者外周血，分离B细胞并提取mRNA，构建人源Fab抗体库。利用噬菌体展示技术筛选针对流感病毒H1N1和H3N2亚型的特异性抗体，结合ELISA、假病毒中和实验及表面等离子共振技术对抗体亲和力及中和活性进行表征。结果显示，成功筛选出3株高亲和力（KD < 10 nM）及广谱中和活性抗体，为流感治疗提供潜在候选分子。

引言

流感病毒因其高突变率和抗原漂移特性，导致传统疫苗及单抗药物易失效。目前临床应用的抗流感抗体多靶向血凝素（HA）保守区域，但存在广谱性不足或亲和力低等问题。基于噬菌体展示技术的人源抗体库筛选策略，可直接从天然免疫库中挖掘高活性抗体，具有高效、多样化的优势。通过构建大容量人源Fab抗体库（>1×10^9），结合多轮生物淘选技术，筛选出靶向HA蛋白的广谱中和抗体，并系统评估其结合特性与功能活性，为流感抗体药物开发提供新思路。

实验部分

1. 人源Fab抗体库构建

1.1 外周血单核细胞分离与RNA提取
采集5名健康志愿者外周血（经伦理委员会批准），使用某试剂密度梯度离心法分离PBMC。总RNA提取采用某试剂TRIzol法，纯度（A260/A280）>1.8，浓度>500 ng/μL。

1.2 Fab基因扩增与载体构建
通过逆转录PCR扩增抗体轻链（κ/λ）及重链Fd段基因。采用重叠延伸PCR（SOE-PCR）将轻链与重链连接为Fab片段，克隆至噬菌体展示载体pComb3X。载体线性化使用威尼德分子杂交仪完成。

1.3 电穿孔转化与库容量评估
将连接产物转化至XL1-Blue大肠杆菌，使用威尼德电穿孔仪（参数：2.5 kV，5 ms）。最终库容量达3.2×10^9 CFU，随机挑取50个克隆经酶切验证，阳性率>90%。

2. 抗流感病毒抗体筛选

2.1 抗原包被与生物淘选
重组表达H1N1（A/California/07/2009）及H3N2（A/Hong Kong/4801/2014）的HA蛋白，固定于免疫管进行3轮淘选。每轮洗脱条件逐步严格（PBS-Tween 20浓度从0.1%增至0.5%）。

2.2 噬菌体扩增与富集分析
使用威尼德紫外交联仪辅助噬菌体扩增，第三轮富集后噬菌体滴度提升至1×10^7 pfu/mL。通过ELISA检测富集效果，阳性克隆比例从0.5%升至62%。

3. 抗体特性分析

3.1 亲和力测定
采用表面等离子共振（SPR，某品牌仪器）检测抗体与HA结合动力学。固定HA至CM5芯片，抗体浓度梯度为0.78-100 nM。拟合结果显示，抗体FAB-09对H1N1的KD值为2.3 nM，对H3N2的KD值为5.8 nM。

3.2 假病毒中和实验
构建携带HA基因的HIV-1假病毒系统，检测抗体中和活性。FAB-09对H1N1和H3N2的IC50分别为0.15 μg/mL和0.38 μg/mL，显著优于对照抗体CR6261（IC50=0.9 μg/mL）。

3.3 表位竞争分析
采用竞争ELISA法，证实FAB-09与CR6261结合HA表位区域部分重叠，但其结合构象更偏向HA茎部保守区。

4. 抗体稳定性评估

4.1 热稳定性实验
使用差示扫描荧光法（DSF）测定抗体Tm值。FAB-09在pH 7.4缓冲液中Tm为68.5°C，高于人IgG1平均Tm值（62°C）。

4.2 长期储存稳定性
将抗体溶液（1 mg/mL）于4°C保存4周，经SDS-PAGE及SEC-HPLC分析，单体含量维持>95%，无显著聚集。

结果与讨论

研究成功构建库容量达3.2×10^9的人源Fab抗体库，筛选获得3株具有交叉中和活性的抗体。其中FAB-09展现出对H1N1和H3N2亚型的广谱中和能力，其结合表位位于HA保守区域，且热稳定性优异。与传统鼠源抗体相比，人源Fab抗体免疫原性风险更低，更适用于临床开发。

值得注意的是，威尼德电穿孔仪的高转化效率（>1×10^10 CFU/μg DNA）及紫外交联仪的精准控温功能，为抗体库构建质量提供了关键保障。后续研究将进一步通过动物模型验证抗体体内保护效果，并优化其成药性。

结论

研究建立了一套高效的人源Fab抗体库构建与筛选平台，所获抗体FAB-09兼具高亲和力、广谱中和活性及良好稳定性，为流感病毒治疗提供了新的候选分子。该技术体系亦可拓展至其他病原体抗体的快速开发。

参考文献

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