从康复期病人的记忆性B细胞中筛选并鉴定抗高致病性禽流感的人源单克隆抗体

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liyanfeiwoshi
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从造成四千万人死亡的1918年西班牙流感到席卷全球的2009猪流感,甲型流感病毒对公共健康造成了很大的危害,因为流感病毒能够快速地通过基因重组及基因突变从而逃逸免疫系统的攻击。当下的甲流疫苗只能对与免疫株相近的甲流病毒产生免疫保护。高亲和力的针对保守表位的中和抗体则能够中和多种甲流病毒株并且可能对未来造成大流行的病毒株有中和作用。  在本论文中通过EBV永生化感染H5N1的病人的记忆性B细胞,然后通过基于假病毒的中和实验筛选出分泌中和抗体的记忆性B细胞。通过分子克隆技术,把抗体的基因克隆并构建成IgG1的亚型,在果蝇S2的蛋白表达系统中高效的表达。从中筛选到3株中和抗体,其中65C6能够中和除7.2亚亚类之外的所有受测亚类及亚亚类的H5N1病毒。并且在小鼠模型中,65C6同样显示了很好的预防及治疗效果。从HA抗原和65C6抗体的共结晶的复合物的电镜照片上可以看到65C6结合的部位在HA蛋白的受体结合位点附近的头部。通过酵母展示及假病毒中和实验的结果进一步表明65C6识别的位点位于氨基酸117,118,121,162,164和167。因此得出结论65C6识别一个在H5N1的HA蛋白头部中高度保守的中和表位。  在上呼吸道系统中,sIgA是主要的分泌型的抗体亚型,包括两个IgA的单体及连接两个IgA单体的J-链及剪切后的分泌组份。相比之IgG来说,IgA多聚体,可以比单体的IgG更好地凝聚致病原,从而更易于免疫系统清除致病原。IgA由于不能有效地固定补体系统,因而认为不容易引起炎症反应。所以在果蝇系统中重组表达了IgA二聚体,发现果蝇细胞分泌的上清中大部分为二聚体的IgA,通过亲和纯化及分子筛进一步纯化,得到了高纯度的二聚体的IgA。在假病毒中和实验中,相同质量浓度的单体的IgG比IgA二聚体在体外中和能力要强,在预防H5Nl病毒感染的小鼠模型中,单体的IgG也比IgA二聚体对小鼠的保护作用更好,体现在小鼠的体重恢复上单体的IgG组的小鼠恢复的更快。但是在本研究中没有将分泌组份整合到IgA二聚体中,而分泌组份被认为可以保护IgA二聚体免受黏膜表面的蛋白酶解,因而可以延长IgA二聚体的半衰期。因而带有分泌组分的slgA多聚体和单体的IgG在体内实验中的保护作用的优劣还需要更多的实验证据。  波浪生物反应器于二十世纪九十年代后期被用于哺乳动物及昆虫细胞的蛋白表达,但是用波浪生物反应器来灌注培养稳转了人单克隆抗体基因的果蝇稳转细胞表达人单克隆抗体蛋白尚属首次。在本研究中克隆了抗高致病性禽流感病毒的血凝蛋白的人单克隆抗体基因,并构建到果蝇诱导型表达载体里面,稳转了果蝇S2细胞系,通过有限稀释法拿到高表达人单克隆抗体的单细胞克隆。对稳转了人单克隆抗体的单克隆细胞株分别用来在灌注和非灌注的生物反应器中进行比较培养,在灌流式波浪生物反应器中,稳转的S2单克隆可以生长到很高的密度(超过1×108cells/ml),大约是非灌流培养的浓度(1.06×107cells/ml))的十倍.灌流式培养的产率(1,437 mg/l/day)大约是非灌培养(52 mg/l/day)的28倍。实验最终通过灌流式培养产出了8,212 mg人单克隆抗体,而分批式培养仅产出了201 mg。这些结果表明用波浪生物反应器进行灌注培养S2稳转细胞系进行大规模蛋白表达是非常好的方法。  从以上工作本论文主要得到以下结论:  1)从康复期的感染过高致病性禽流感H5N1的病人的记忆性B细胞库中筛选出三株抗高致病性禽流感的人源单克隆抗体其中65C6可以很好地中和除7.2亚亚类之外所有受测H5N1病毒,并在H5N1小鼠感染模型中显示很好的保护效果;2)通过电镜观察抗原抗体复合物结合酵母展示的技术定位出了抗体结合表位位于血凝素蛋白头部并鉴定出位于该表位的关键氨基酸;3)在体外及体内实验中发现IgG单体比IgA二聚体显示出更好的中和及保护能力;4)在波浪生物反应器中用灌注培养可以提高抗体的产量。
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