CN111138447A - 一种短裸甲藻毒素b族半抗原、人工抗原、单克隆抗体及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种短裸甲藻毒素B族半抗原、人工抗原、单克隆抗体及其制备方法与应用。本发明提供的短裸甲藻毒素B族半抗原保留了短裸甲藻毒素B族基本的母核化学结构,即通过短裸甲藻毒素‑3的羟基与羰基二咪唑反应,将其转化为酯基咪唑,引入的活性基团易与载体蛋白的氨基偶联,该合成方法简单,产物得率高。使用该通用半抗原作为原料制备适合动物免疫的人工抗原体系,通过单克隆抗体技术得到的短裸甲藻毒素‑3单克隆抗体与短裸甲藻毒素B族均有较高的交叉反应性,其亲和力强,灵敏度高、抗体效价好,该抗体为短裸甲藻毒素B族广谱单克隆抗体。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域,具体涉及一种短裸甲藻毒素B族半抗原、人工抗原、单克隆抗体及其制备方法与应用。
背景技术
神经性贝类毒素(neurotoxic shellfish poisoning toxins,NSP toxins)主要是指从一种赤潮生物短裸甲藻(Ptychodiscus breve)中分离出的一类毒素——短裸甲藻毒素(brevetoxins,PbTx)的理化特性和药理特性与西加毒素(CTX)相似。PbTx可引起鱼类、软体动物、甲壳动物、海绵动物、棘皮动物及底栖藻类的大量死亡。有毒的短裸甲藻被贝类摄食后,其毒素在体内积累,并通过食物链传递给人类,引起食物中毒。中毒的主要症状为瞳孔放大,身体冷热无常,恶心、呕吐、腹泻,运动失常,但没有麻痹感。因此,为了与引起麻痹作用的腹泻性贝类毒素相区别,称为神经性贝类毒素。
目前,从短裸甲藻细胞提取液中分离出13种NSP毒素成分,其中11种成分的化学结构已确定,按各成分的碳骨架结构划分为3种类型:(1)短裸甲藻毒素B族组分均含有11个稠合醚环组成的梯形结构,包括短裸甲藻毒素-2(PbTx-2)、短裸甲藻毒素-3(PbTx-3)、短裸甲藻毒素-5(PbTx-5)、短裸甲藻毒素-6(PbTx-6)、短裸甲藻毒素-8(PbTx-8)、短裸甲藻毒素-9(PbTx-9);(2)短裸甲藻毒素A族组分均含有10个稠合醚环组成,包括短裸甲藻毒素-1(PbTx-1)、短裸甲藻毒素-7(PbTx-7)、短裸甲藻毒素-10(PbTx-10);(3)其他成分,包括GB-4和PB-1。NSP均不含氮,具有高度脂溶性。
NSP测定方法的文献报道不多,主要采用小白鼠生物分析法,但它的灵敏度和特异性有限。其次就是色谱分析法,NSP色谱分析包括薄层色谱法(TLC)和高效液相色谱法(HPLC)以及色谱质谱联用(LC-MS)。TLC法主要用于毒素的分离和纯化。HPLC法由于共流出物背景干扰,采用紫外检测在灵敏度和选择性方面存在问题,而采用质谱(LC-MS)检测,可提高选择性和灵敏度,但设备昂贵,对专业技术人员要求较高。免疫技术检测,是基于抗原抗体反应的原理,但是抗体往往只是针对某一种毒素所建立,因而对于其他贝毒常常表现出较低的交叉反应,不能检测所有的贝类毒素成分。这对于某一种毒素来说,可能产生假阳性或者过高的估计值,但由于抗体与不同毒素间亲合力的明显差异使得对于总的毒素含量的评价则可能得到较低的估计值,所以在广谱检测中,制备高交叉反应性的抗体对于免疫检测尤为重要。
因此,为了确保食品的安全和对外出口贸易的发展,建立准确可靠,灵敏度高的定性定量方法是十分必要的。酶联免疫测定具有灵敏度高、对仪器设备和人员要求低及样品前处理简单等优点,适合现场监控和大规模样本筛选。
发明内容
本发明的目的是提供一种短裸甲藻毒素B族半抗原、短裸甲藻毒素B族人工抗原、短裸甲藻毒素B族的单克隆抗体及其制备方法与应用。
第一方面,本发明提供了一种短裸甲藻毒素B族半抗原,其分子结构式如下式I所示:
在一个具体的实施方案中,所述的短裸甲藻毒素B族半抗原通过将短裸甲藻毒素-3的羟基与羰基二咪唑反应获得。
第二方面,本发明提供了上述的短裸甲藻毒素B族半抗原的制备方法,所述的方法包括以下步骤:
1)将50mg的短裸甲藻毒素-3溶于2mL丙酮中,加入16mg羰基二咪唑,搅拌条件下,37℃反应2h;
2)向步骤1)中获得的溶液中加入0.1mL双蒸水,反应10min,氮气下吹干;
3)向步骤2)中获得的氮气吹干的产物中加入10mL乙酸乙酯,溶解后,用1mM稀盐酸洗涤2次,硫酸钠干燥,氮气下吹干,即得短裸甲藻毒素B族半抗原。
第三方面,本发明提供了一种短裸甲藻毒素B族人工抗原,其通过上述的短裸甲藻毒素B族半抗原与载体蛋白交联获得,所述的载体蛋白选自:钥孔血蓝蛋白(KLH)、牛血清白蛋白(BSA)或鸡卵白蛋白(OVA)。
第四方面,本发明提供了上述的短裸甲藻毒素B族人工抗原的制备方法,其包括如下步骤:
1)取上述第一方面所述的短裸甲藻毒素B族半抗原5mg,采用0.2mL的DMSO溶解,得溶液a;
2)0.01M,pH 9.6的碳酸盐缓冲液溶解25mg的载体蛋白(KLH,BSA或OVA),浓度为20mg/mL,得溶液b;
3)将溶液a滴加到溶液b中,搅拌,室温反应3h,后转到2-8℃冰箱内,继续反应8-12h,反应结束后,0.01M,pH 7.4,PBS透析三天,分装-20℃保存。
第五方面,本发明提供一种单克隆抗体,所述的单克隆抗体特异性识别短裸甲藻毒素B族半抗原或其短裸甲藻毒素B族人工抗原。
第六方面,本发明提供了一种贝类、鱼类、藻类、水体中短裸甲藻毒素B族残留的检测方法,所述方法包括使用上述的单克隆抗体的试剂进行检测或测定的步骤。
本发明提供了上述的短裸甲藻毒素B族半抗原、短裸甲藻毒素B族人工抗原、针对短裸甲藻毒素B族的单克隆抗体,在制备用于检测在贝类、鱼类、藻类、水体中短裸甲藻毒素B族残留的试剂盒中的用途。
在一个具体的实施方案中,所述的试剂盒为酶联免疫试剂盒。
另一方面,本发明提供了一种贝类、鱼类、藻类、水体中短裸甲藻毒素B族残留的检测试剂盒,其包括上述的短裸甲藻毒素B族人工抗原和/或其检测试剂。
在一个具体的实施方案中,短裸甲藻毒素B族人工抗原的检测试剂为上述的单克隆抗体。
本发明有益效果为:短裸甲藻毒素B族半抗原保留了短裸甲藻毒素B族基本的母核化学结构,即短裸甲藻毒素-3(PbTx-3)的羟基与羰基二咪唑反应,将其转化为酯基咪唑,引入的活性基团易与载体蛋白的氨基偶联,这样就将短裸甲藻毒素B族的各毒素分子的共有结构暴露给动物免疫体系,免疫效果好。短裸甲藻毒素-3标准品昂贵,采用琥珀酸酐法合成半抗原,由于产率低,制备的抗原较为昂贵,不适合后续的酶联试剂盒应用。本发明以短裸甲藻毒素-3为分子模板制备的抗体可以识别短裸甲藻毒素B族:短裸甲藻毒素-2(PbTx-2)、短裸甲藻毒素-3(PbTx-3)、短裸甲藻毒素-5(PbTx-5)、短裸甲藻毒素-6(PbTx-6)、短裸甲藻毒素-8(PbTx-8)、短裸甲藻毒素-9(PbTx-9)等6种短裸甲藻B族成分。该广谱单克隆抗体可用于制备酶联免疫试剂盒,满足了现场快速检测的要求,方法快速、高效、准确,降低了检测成本。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的短裸甲藻毒素B族半抗原的1H NMR图。
图2为本发明实施例中提供的短裸甲藻毒素B族ELISA检测标准曲线。
具体实施方式
以下结合附图,通过实施例进一步说明本发明,但不作为对本发明的限制。以下提供了本发明实施方案中所使用的具体材料及其来源。但是,应当理解的是,这些仅仅是示例性的,并不意图限制本发明,与如下试剂和仪器的类型、型号、品质、性质或功能相同或相似的材料均可以用于实施本发明。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例1:短裸甲藻毒素B族半抗原的合成
50mg,短裸甲藻毒素-3(PbTx-3)(购自中国台湾藻研有限公司,BC-M-001),2mL丙酮溶解,加入16mg羰基二咪唑(CDI)(购自sigma公司,货号115533)于上述溶液中,磁力搅拌,37℃反应2h。之后,加入0.1mL双蒸水,反应10min,氮气下吹干。10mL乙酸乙酯溶解,1mM,稀盐酸洗涤2次,硫酸钠干燥,氮气下吹干,即得短裸甲藻毒素B族半抗原。
实施例2:短裸甲藻毒素B族半抗原的鉴定
实施例1中得到的短裸甲藻毒素B族半抗原送至北京中科汇仁科技有限公司进行核磁检测。
结果如图1所示,1H NMR:δ1.02(3H,d,J=7.0Hz),1.10(3H,s),1.21(3H,s),1.25(3H,s),1.27(3H,s),1.29(3H,s),1.61-1.83(2H,1.76(ddd,J=13.2,10.2,2.7Hz),1.69(ddd,J=13.6,10.2,8.0Hz)),1.90-2.52(23H,2.14(dddd,J=13.8,3.2,2.9,2.7Hz),2.16(ddd,J=14.6,9.2,7.6Hz),2.20(ddd,J=14.5,4.6,4.4Hz),2.16(ddd,J=14.5,1.9,1.8Hz),2.11(dd,J=14.8,10.2Hz),2.18(dd,J=14.8,3.4Hz),2.23(ddd,J=14.6,6.8,5.7Hz),2.38(ddd,J=14.6,8.7,7.1Hz),2.37(dd,J=12.9,2.8Hz),2.47(dd,J=12.9,2.2Hz),2.19(ddqd,J=10.2,8.0,7.0,4.2Hz),2.04(ddd,J=13.6,4.2,2.7Hz),2.22(s),2.23(dd,J=14.6,7.3Hz),2.28(dd,J=14.6,6.4Hz),2.07(ddd,J=13.2,3.2,3.0Hz),2.22(ddd,J=14.8,10.1,9.7Hz),2.17(ddd,J=14.8,4.4,3.5Hz),2.19(ddd,J=14.8,3.5,3.2Hz),2.42(ddd,J=14.8,10.2,10.2Hz),2.00(dddd,J=13.8,10.2,10.1,3.0Hz)),2.17(1H,ddd,J=14.6,4.8,2.0Hz),3.54(1H,dd,J=4.6,1.8Hz),3.82(1H,dd,J=8.7,5.7Hz),3.90-4.31(11H,4.28(dd,J=4.4,1.9Hz),4.19(ddd,J=10.3,9.2,4.8Hz),4.13(ddd,J=10.3,7.1,6.8Hz),4.06(ddd,J=10.2,10.1,2.9Hz),3.99(dd,J=10.2,3.4Hz),3.96(t,J=10.2Hz),4.24(ddd,J=9.3,7.3,6.4Hz),4.08(dd,J=10.2,3.5Hz),3.96(dd,J=10.1,3.5Hz),4.09(dd,J=9.7,4.4Hz),4.02(ddd,J=10.2,9.3,2.7Hz)),4.35(1H,ddd,J=7.6,3.0,2.0Hz),4.67-4.67(2H,4.67(s),4.67(s)),4.81(1H,dd,J=3.0,2.5Hz),4.96-5.09(2H,5.06(d,J=10.2Hz),5.03(td,J=10.2,3.2Hz)),5.19-5.21(2H,5.20(d,J=1.6Hz),5.20(d,J=1.6Hz)),5.62-5.73(2H,5.66(ddd,J=10.4,2.8,2.2Hz),5.69(dd,J=10.4,2.5Hz)),5.94(1H,s),7.06(1H,dd,J=4.8,1.9Hz),7.38(1H,dd,J=4.8,2.5Hz),8.10(1H,dd,J=2.5,1.9Hz).
实施例3:短裸甲藻毒素B族人工抗原制备
(a)取实施例1中制备的短裸甲藻毒素B族半抗原5mg,0.2mL,DMSO溶解,得溶液a;
(b)0.01M,pH 9.6的碳酸盐缓冲液溶解25mg的载体蛋白(KLH,购自sigma公司,货号H7017;OVA,购自sigma公司,货号A5503),浓度为20mg/mL,得溶液b;
(c)将a溶液滴加到溶液b中,搅拌,室温反应3h,后转到2-8℃冰箱内,继续反应8-12h,反应结束后,0.01M,pH 7.4,PBS透析三天,分装-20℃保存,即获得偶联蛋白短裸甲藻毒素-3-KLH和偶联蛋白短裸甲藻毒素-3-OVA。
实施例4:短裸甲藻毒素B族人工抗原免疫动物
使用实施例3中获得的短裸甲藻毒素B族人工抗原——偶联蛋白短裸甲藻毒素-3-KLH作为免疫抗原,对6周龄的雌性BALB/c小鼠进行免疫。按70μg/只的免疫剂量,与弗氏完全佐剂1∶1(V/V)混合,乳化。将乳化的完全抗原,颈背部多点皮下注射免疫BALB/c小鼠(70μg/只);2周后,以相同抗原和等体积的弗氏不完全佐剂乳化,70μg/只进行加强免疫;6次免疫后,不加佐剂以100μg/只,进行腹腔注射加强免疫。从第5次开始,尾静脉采血,分离血清测试血清滴度以及血清的特异性。最后一次免疫三天后摘取小鼠脾脏,做细胞融合。
实施例5:细胞融合
取Sp2/0骨髓瘤细胞与免疫的BALB/c小鼠脾细胞按1:10的比例混合于50mL离心管中,充分混匀,弃上清,置38℃水浴预热,加入0.7mL 50%PEG1500,然后在90s内加入20mLDMEM培养基,弃上清,加入30m含20%FCS和HAT的DMEM培养基重悬。100μL滴入已有饲养细胞的96孔板上,于5%CO2培养箱培养,10天后,取上清进行抗体检测。
实施例6:针对短裸甲藻毒素B族人工抗原的单克隆抗体杂交瘤细胞的筛选
用包被液为0.05mol/L pH 9.6碳酸盐缓冲液,将偶联好的包被抗原(实施例3中制备的短裸甲藻毒素-3-OVA),0.2μg/ml包被到ELISA板,100μL/孔,置4℃包被过夜;洗涤、封闭后将细胞上清加入相应孔内,37℃作用30min;洗涤3次后加入1:12000稀释的酶标羊抗鼠IgG,37℃放置20min;洗涤后加入底物TMB-H2O2,室温避光显色15min;每孔加入50μL 2mol/L硫酸溶液终止反应。经酶标仪测定OD450nm值:以空白对照调零,当阳性参考血清的OD450nm值与阴性参考血清的OD450nm值的比值≥2.1,检测孔判为阳性,当阳性参考血清的OD450nm值与阴性参考血清的OD450nm值的比值<1.5的检测孔判为阴性,比值介于中间判为可疑。
实施例7:有限稀释法对阳性杂交瘤细胞进行亚克隆
对于筛选所得的分泌特异性单克隆抗体的阳性杂交瘤细胞,及时采用有限稀释法进行亚克隆。选择阳性的单克隆细胞再进行同样的亚克隆4次以上,直至所有细胞孔上清液检测均为阳性;将多次亚克隆培养后的阳性细胞扩大培养和冻存,获得稳定分泌短裸甲藻毒素-3单克隆抗体的杂交瘤细胞株命名为1A6D6-2。
实施例8:生产针对短裸甲藻毒素B族人工抗原的单克隆抗体的腹水
BALB/c小鼠腹腔接种液体石蜡,每只小鼠0.7mL。17天后,腹腔接种用无血清培养基稀释的杂交瘤细胞,每只小鼠7×105/0.2mL。12天后,处死小鼠,腹水吸出。离心,收集,-70℃冻存备用。
实施例9:短裸甲藻毒素B族ELISA标准曲线
将短裸甲藻毒素-3-OVA包被原用碳酸盐缓冲液稀释到0.25μg/mL的浓度,加入到酶标板中,4℃过夜包被。将短裸甲藻毒素-3标准品用0.01M,pH7.2的磷酸盐缓冲液(含10%甲醇)系列稀释,每孔加入50μL,之后加入适当稀释的抗短裸甲藻毒素-3单克隆抗体(1A6D6-2),37℃温浴30min,洗板,加入羊抗鼠酶标二抗反应30min,洗涤酶标板后,加入TMB底物,显色后2M硫酸加入终止反应,酶标仪测试OD值。用每个浓度的标准品溶液得吸光度值除以第一个标准品溶液(0标准)的吸光度值(B0)再乘以100%,得到百分比吸光度值。以烯酰吗啉标准品浓度(ng/mL)的浓度为X轴,百分比吸光度值为Y轴,绘制标准曲线图。得到的标准曲线如图2所示。
百分比吸光度值%=B/B0×100%
实施例10:短裸甲藻毒素-3抗体(1A6D6-2)的交叉反应率
采用间接竞争ELISA测试抗体的交叉反应率,将其他药物均系列稀释,待测药物代替实施例9中所测短裸甲藻毒素-3(PbTx-3)。
将短裸甲藻毒素-3-OVA包被原用碳酸盐缓冲液稀释到0.25μg/mL的浓度,加入到酶标板中,4℃过夜包被。将短裸甲藻毒素-2(PbTx-2)、短裸甲藻毒素-3(PbTx-3)、短裸甲藻毒素-5(PbTx-5)、短裸甲藻毒素-6(PbTx-6)、裸甲藻毒素-8(PbTx-8)、裸甲藻毒素-9(PbTx-9)标准品用0.01M,pH7.2的磷酸盐缓冲液(含10%甲醇)系列稀释,每孔加入50μL,之后加入适当稀释的短裸甲藻毒素-3抗体(1A6D6-2),37℃温浴30min,洗板,加入羊抗鼠酶标二抗反应30min,洗涤酶标板后,加入TMB底物,显色后2M硫酸加入终止反应,酶标仪测试OD值。
根据检测结果绘制浓度-抑制率曲线,计算各竞争物的IC50值,同时用下式计算各竞争物与短裸甲藻毒素-3抗体的交叉反应率。
交叉反应率=[IC50(PbTx-3)/IC50(竞争物)]×100%
短裸甲藻毒素-3单克隆抗体与其它PbTx的交叉反应率见表1。
由表可以看出,短裸甲藻毒素-3单克隆抗体(1A6D6-2)与短裸甲藻毒素B族组分都有较高的交叉反应率,而与短裸毒素A族没有交叉反应(0.1%),说明短裸甲藻毒素-3单克隆抗体具备广泛检测短裸甲藻毒素B族组分的能力,亦说明该短裸甲藻毒素-3单克隆抗体为广谱短裸甲藻毒素B族单克隆抗体。
表1短裸甲藻毒素-3单克隆抗体(1A6D6-2)的交叉反应率
实施例11:短裸甲藻毒素B族ELISA检测的准确度试验
牡蛎贝柱样品的前处理:牡蛎样本,洗净去壳,准确称取5g牡蛎贝柱组织,加入20mL,80%甲醇水溶液,40000转,均质2min,定容至25ml,10000rpm离心20min,去沉淀,取100μL上清与加900μL样本稀释液,即可用于酶联免疫分析,样本稀释倍数为50。
使用实施例9的方法制备的酶标板,取三个浓度的短裸甲藻毒素-3标准品溶液,分别为5μg/kg、25μg/kg、50μg/kg,分别对样品进行添加回收试验,每个浓度做3个平行,分别计算回收率。
结果表明短裸甲藻毒素-3在牡蛎肌贝柱组织中的添加回收率在91.0%-93.7%之间。
表2短裸甲藻毒素B族ELISA添加回收试验
实施例12:短裸甲藻毒素B族ELISA检测的精密度试验
从每批实施例9中的方法制备的酶标板中,各抽出10个微孔,测定0.03ng/mL标准溶液的吸光度值(OD值),重复3次,计算变异系数CV%(表3)。
表3所示,批内变异系数范围在9.9%-12.1%,符合了变异系数小于20%的规定,说明该酶联免疫检测方法的精密度达到了标准。
表3短裸甲藻毒素B族ELISA精密度试验
以上示例性实施方式所呈现的描述仅用以说明本发明的技术方案,并不想要成为毫无遗漏的,也不想要把本发明限制为所描述的精确形式。显然,本领域的普通技术人员根据上述教导做出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的保护范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。
Claims (10)
2.一种制备如权利要求1所述的短裸甲藻毒素B族半抗原的方法,所述的方法包括以下步骤:
1)将50mg的短裸甲藻毒素-3溶于2mL丙酮中,加入16mg羰基二咪唑,搅拌条件下,37℃反应2h;
2)向步骤1)中获得的溶液中加入0.1mL双蒸水,反应10min,氮气下吹干;
3)向步骤2)中获得的氮气吹干的产物中加入10mL乙酸乙酯,溶解后,用1mM稀盐酸洗涤2次,硫酸钠干燥,氮气下吹干,即得短裸甲藻毒素B族半抗原。
3.一种短裸甲藻毒素B族人工抗原,其特征在于,其通过如权利要求1所述的短裸甲藻毒素B族半抗原或如权利要求2所述的方法制备的短裸甲藻毒素B族半抗原与载体蛋白交联获得;所述的载体蛋白选自:钥孔血蓝蛋白、牛血清白蛋白或鸡卵白蛋白。
4.一种制备如权利要求3所述的短裸甲藻毒素B族人工抗原的方法,其包括如下步骤:
1)取如权利要求1所述的短裸甲藻毒素B族半抗原或如权利要求2所述的方法制备的短裸甲藻毒素B族半抗原5mg,采用0.2mL的DMSO溶解,得溶液a;
2)0.01M,pH 9.6的碳酸盐缓冲液溶解25mg的载体蛋白,浓度为20mg/mL,得溶液b;所述的载体蛋白选自钥孔血蓝蛋白、牛血清白蛋白或鸡卵白蛋白;
3)将溶液a滴加到溶液b中,搅拌,室温反应3h,后转到2-8℃冰箱内,继续反应8-12h,反应结束后,0.01M,pH 7.4,PBS透析三天,分装-20℃保存。
5.一种单克隆抗体,其特征在于,所述的单克隆抗体特异性识别如权利要求1所述的短裸甲藻毒素B族半抗原或如权利要求3所述的短裸甲藻毒素B族人工抗原。
6.一种贝类、鱼类、藻类、水体中短裸甲藻毒素B族残留的检测方法,其中,所述的方法包括使用权利要求5所述的单克隆抗体的试剂进行检测或测定的步骤。
7.如权利要求1所述的短裸甲藻毒素B族半抗原、如权利要求2所述的方法制备的短裸甲藻毒素B族半抗原、如权利要求3所述的短裸甲藻毒素B族人工抗原、如权利要求4所述的方法制备的短裸甲藻毒素B族人工抗原、如权利要求5所述的单克隆抗体,在制备用于检测在贝类、鱼类、藻类、水体中短裸甲藻毒素B族残留的试剂盒中的用途。
8.根据权利要求7所述的用途,其中,所述的试剂盒为酶联免疫试剂盒。
9.一种贝类、鱼类、藻类、水体中短裸甲藻毒素B族残留的检测试剂盒,其包括如权利要求3所述的短裸甲藻毒素B族人工抗原和/或其检测试剂。
10.根据权利要求9所述的贝类、鱼类、藻类、水体中短裸甲藻毒素B族残留的检测试剂盒,其中,所述的短裸甲藻毒素B族人工抗原的检测试剂为如权利要求5所述的单克隆抗体。
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