抗狂犬病毒( RV)的抗原特性、單抗制備、特異性優化及應用場景
瀏覽次數:171 發布日期:2025-6-29
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抗狂犬病毒(Rabies Virus, RV)N 蛋白和 G 蛋白的單克隆抗體(Monoclonal Antibodies, mAbs)在病毒檢測、疫苗評價及基礎研究中具有重要價值。以下從抗原特性、單抗制備、特異性優化及應用場景四個維度展開闡述:
一、RV N 蛋白與 G 蛋白的抗原特性
1.
N 蛋白(核衣殼蛋白)
- 結構與功能:
N 蛋白是 RV 最保守的結構蛋白,包裹病毒 RNA 形成核衣殼,免疫原性極強,可誘導高效 IgG 抗體產生,但無中和活性。
- 抗原表位特點:
含多個線性表位,對病毒株變異不敏感,是診斷檢測的理想靶點(如區分街毒株與疫苗株)。
2.
G 蛋白(糖蛋白)
- 結構與功能:
G 蛋白是 RV 表面唯一的糖蛋白,以三聚體形式介導病毒與宿主細胞受體(如乙酰膽堿受體、nectin-1)結合及膜融合,是唯一能誘導中和抗體的抗原。
- 抗原表位特點:
含 5 個抗原位點(I-V),其中位點 II 和 IV 為中和表位,易受病毒變異影響(如蝙蝠株 G 蛋白突變可能降低抗體結合效率)。
二、抗 RV N/G 蛋白單克隆抗體的制備技術
1.
傳統雜交瘤技術制備流程
(1)抗原制備
- N 蛋白:通過原核表達系統(如 E. coli)表達重組 N 蛋白(rN 蛋白),或使用滅活 RV 病毒顆粒(如 CVS 株)。
- G 蛋白:采用桿狀病毒 - 昆蟲細胞系統表達重組 G 蛋白(rG 蛋白),保留天然構象(含糖基化修飾),或使用病毒樣顆粒(VLPs)提升免疫原性。
(2)動物免疫與細胞融合
- 免疫方案:
以 BALB/c 小鼠為宿主,腹腔注射抗原(rN/rG 蛋白 + 弗氏佐劑),共免疫 3-4 次,末次免疫后 3 天取脾臟 B 細胞與 SP2/0 骨髓瘤細胞融合。
- 篩選策略:
- N 蛋白單抗:通過間接 ELISA 篩選與 rN 蛋白結合強、與其他病毒(如犬瘟熱病毒)無交叉反應的克隆。
- G 蛋白單抗:采用中和試驗(VNT)篩選能抑制 RV 感染 BHK-21 細胞的中和性單抗(結合位點 II/IV)。
(3)單克隆抗體純化與鑒定
- 采用 Protein A/G 親和層析純化腹水或細胞培養上清中的 IgG,通過 Western blot、ELISA 及中和試驗驗證特異性與功能。
2.
基因工程單克隆抗體制備
- 噬菌體展示技術:
構建小鼠或人源抗體可變區(VH-VL)文庫,以 rN/rG 蛋白為靶點進行生物淘選,獲得重組單鏈抗體(scFv)或 Fab 片段,可在大腸桿菌中規模化生產。
- 人源化單克隆抗體:
通過 CDR 移植技術將鼠源單抗的互補決定區(CDRs)嫁接到人源 IgG 框架上,降低免疫原性,適用于治療性抗體開發(如狂犬病被動免疫制劑)。
三、單克隆抗體的特異性優化策略
1.
針對 N 蛋白單抗的交叉反應控制
- 吸附去除法:
將抗 N 蛋白單抗與犬副流感病毒、犬腺病毒等犬科動物病毒抗原共孵育,通過親和吸附去除非特異性抗體。
- 表位 mapping 篩選:
合成 N 蛋白的多肽片段(如氨基酸殘基 100-200),篩選僅識別 RV N 蛋白特有表位的單抗(如與 rabies-related lyssaviruses 無交叉反應)。
2.
針對 G 蛋白單抗的中和表位強化
- 抗原構象優化:
使用天然 G 蛋白(如病毒包膜純化的 G 蛋白)或 VLPs 免疫,誘導識別構象表位的中和性單抗,避免重組 G 蛋白線性表位的免疫偏差。
- 逃逸突變株篩選:
通過 RV 與單抗共培養篩選逃逸突變株,反向驗證單抗的中和表位穩定性(如突變位點位于 G 蛋白受體結合域則提示表位易變異)。
四、單克隆抗體的應用場景
1.
病毒檢測與診斷
(1)N 蛋白單抗的應用
- 免疫熒光(IFA):標記 FITC 或 Alexa Fluor 的抗 N 蛋白單抗,用于腦組織印片或細胞培養物中 RV 的快速檢測(金標準方法)。
- ELISA 檢測試劑盒:
雙抗體夾心法(包被抗 N 單抗 + 生物素化抗 N 單抗),檢測血清 / 腦脊液中的 RV 抗原,靈敏度達 0.1 ng/mL。
- 膠體金試紙條:
用于動物唾液、腦組織懸液中 RV 抗原的現場快速檢測(15 分鐘內出結果),適合狂犬病疫區野外篩查。
(2)G 蛋白單抗的應用
- 中和試驗(VNT):
基于抗 G 蛋白中和性單抗的病毒中和試驗(如快速熒光灶抑制試驗,RFFIT),用于評估疫苗誘導的中和抗體滴度(WHO 推薦疫苗效力檢測方法)。
- 病毒分型與進化分析:
通過不同 G 蛋白單抗的結合譜,區分 RV 不同基因型(如基因 1 型至基因 7 型),輔助流行病學調查。
2.
疫苗研發與質量控制
- 疫苗效力評價:
抗 G 蛋白中和性單抗可用于檢測疫苗免疫后動物血清的中和活性,替代傳統的動物攻毒試驗。
- 疫苗抗原純化:
抗 N 蛋白單抗偶聯至親和層析柱,用于 RV 疫苗株(如 Vero 細胞培養的 Flury 株)的抗原純化,提升疫苗純度。
3.
治療性抗體開發
- 狂犬病被動免疫:
人源化抗 G 蛋白中和性單抗(如 RB001)可替代馬源免疫血清或人狂犬病免疫球蛋白(HRIG),用于暴露后緊急預防,降低過敏風險。
- 中和機制研究:
抗 G 蛋白單抗可阻斷病毒與宿主受體結合(如競爭抑制試驗),為抗病毒藥物設計提供靶點參考。
五、技術挑戰與前沿方向
- 病毒變異的應對:
蝙蝠源 RV 毒株的 G 蛋白存在高頻突變(如抗原位點 IV 的氨基酸替換),需開發針對跨基因型保守表位的廣譜中和性單抗。
- 檢測技術的升級:
結合微流控芯片技術,將抗 N/G 蛋白單抗集成于便攜式檢測平臺,實現唾液樣本中 RV 抗原的超敏檢測(檢測限達 10² TCID₅₀/mL)。
- 雙特異性抗體應用:
設計同時靶向 N 蛋白(診斷)和 G 蛋白(中和)的雙特異性抗體,用于狂犬病的即時診斷 - 治療一體化策略。
總結
抗 RV N/G 蛋白單克隆抗體在狂犬病的診斷、預防及研究中扮演關鍵角色。N 蛋白單抗憑借高保守性成為檢測核心工具,而 G 蛋白單抗則通過中和活性推動治療性抗體與疫苗評價技術的發展。未來需結合基因工程技術與病毒進化研究,持續優化抗體的特異性與功能,為全球狂犬病防控提供更高效的分子工具。