抗H7N9全人源单克隆抗体5J13及其制法与应用
技术领域
本申请属于免疫学领域,具体地涉及抗H7N9全人源单克隆抗体5J13及其制法与应用。
背景技术
在2015年全球十大畅销药中,有6个是全人源或人源化单克隆抗体药物。排名第一的是艾伯维公司治疗关节炎的抗TNFa单克隆抗体Humira,这是一个全人源单克隆抗体,已经是连续3年销售额100亿以上的药王。从1986年第一个单克隆抗体药物上市开始,单抗药物经历了鼠源单抗药物(如Orthoclone OKT3)、嵌合单抗药物(Rituximab)、人源化单抗药物(Herceptin)和全人源单抗药物(Humira)等阶段。由于人体出现抗鼠抗体反应(HAMA),鼠源单抗药物、嵌合单抗药物已经逐渐被淘汰,目前占据市场的单克隆抗体药物全都是人源化单克隆抗体药物。与国际先进的人源抗体生产技术相比,深圳乃至全中国都有很大差距,主要表现在人源抗体药物领域的创新能力薄弱,自主研发的品种少,目前还没有原创人源化单克隆抗体药物上市的报道,庞大的抗体药物市场被国外药企占领。我国要改变落后局面,争夺消费潜力巨大的国内外抗体药物市场,亟需攻克全人源单克隆抗体技术。
人源单克隆抗体在治疗炎症、癌症特别是流行性感冒方面具有高特异性的显著疗效。流行性感冒是由流感病毒引起的传染性疾病,严重威胁人类健康。全球每年约有10亿人受季节性流感病毒感染,其中有25-50万人死亡。H7N9病毒是一种流感病毒,对传统的抗病毒药金刚烷胺(amantadine)和金刚烷乙胺(rimantadine)有耐药性,目前尚没有有效治疗手段。H7N9病毒在入侵细胞时需要依赖病毒自身表达的特定分子与人细胞上的受体结合,才能感染细胞,并进一步扩增。中和病毒的人源抗体是人B淋巴细胞产生的某些特异抗体,能够与病毒表面的抗原结合,从而阻止该病毒黏附靶细胞受体,防止病毒侵入细胞,能够高效防治H7N9流行性感冒。
发明内容
一方面,本申请涉及抗H7N9全人源单克隆抗体5J13或来源于该单克隆抗体的能够中和H7N9病毒的生物活性片段。
另一方面,本申请涉及编码所述抗H7N9全人源单克隆抗体5J13或来源于该单克隆抗体的能够特异性结合H7N9的生物活性片段的基因及含该基因的载体或细胞。
另一方面,本申请涉及产生所述抗H7N9全人源单克隆抗体5J13的方法。
另一方面,本申请涉及包含所述的抗H7N9全人源单克隆抗体5J13或来源于该单克隆抗体的能够特异性结合H7N9的生物活性片段的药物组合物。
另一方面,本申请涉及本申请所述的抗H7N9全人源单克隆抗体5J13或来源于该单克隆抗体的能够特异性结合H7N9的生物活性片段或所述药物组合物的应用。
另一方面,本申请涉及一种检测H7N9病毒的试剂盒。
附图说明
图1为实施例1NTH-3T3表达CD40L的流式检测结果图。
图2为实施例1流式细胞仪分选记忆B细胞结果图。
图3为实施例1ELISA实验结果图。
图4为实施例2琼脂糖凝胶电泳结果图。
图5为实施例2SDS-PAGE蛋白电泳结果图。
图6为实施例3血凝抑制实验结果图。
图7为实施例4中和实验结果图。
具体实施方式
一方面,本申请提供抗H7N9全人源单克隆抗体5J13或来源于该单克隆抗体的能够特异性结合H7N9的生物活性片段,其中,该抗体的重轻链CDR1、CDR2及CDR3区的氨基酸序列分别如下所示:
重链CDR1区:GFSFSNYG;
重链CDR2区:ISYDGTNK;
重链CDR3区:AKGRGPYCSSSICYHGMDV;
轻链CDR1区:QSVLSGSINMNY;
轻链CDR2区:WAS;
轻链CDR3区:QQYYSTPLT。
在一些实施方式中,该抗体的重链可变区氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示,或该序列经替换、缺失或添加一个或几个氨基酸形成的具有同等功能的氨基酸序列;和/或
该抗体的轻链可变区氨基酸序列如SEQ ID NO:4所示,或该序列经替换、缺失或添加一个或几个氨基酸形成的具有同等功能的氨基酸序列。
SEQ ID NO:2:
Gln Val Gln Leu Val Glu Ser Gly Gly Gly Val Val Gln Pro Gly Arg Ser Leu Arg Leu Ser
Cys Ala Ala Ser Gly Phe Ser Phe Ser Asn Tyr Gly Leu His Trp Val Arg Gln Ala Pro Gly Lys Gly Leu Asp Trp Val Ala Val Ile Ser Tyr Asp Gly Thr Asn Lys Tyr Tyr Ala Asp Ser Val Lys Gly Arg Phe Thr Ile Ser Arg Asp Asn Ser Lys Asn Thr Leu His Leu Gln Met Asn Ser Leu Arg Ala Glu Asp Thr Ala Val Tyr Tyr Cys Ala Lys Gly Arg Gly Pro Tyr Cys Ser Ser Ser Ile Cys Tyr His Gly Met Asp Val Trp Gly Gln Gly Thr Thr Val Thr Val Ser Ser。
SEQ ID NO:4:
Asp Ile Val Met Thr Gln Ser Pro Asp Ser Leu Ala Val Ser Leu Gly Glu Arg Ala Thr Ile Asn Cys Lys Ser Ser Gln Ser Val Leu Ser Gly Ser Ile Asn Met Asn Tyr Leu Ala Trp Tyr Gln Gln Lys Pro Gly Gln Pro Pro Lys Leu Leu Ile Tyr Trp Ala Ser Thr Arg Glu Ser Gly Val Pro Asp Arg Phe Thr Gly Ser Gly Ser Gly Thr Asp Phe Thr Leu Thr Val Ser Ser Leu Gln Ala Glu Asp Val Ala Val Tyr Tyr Cys Gln Gln Tyr Tyr Ser Thr Pro Leu Thr Phe Gly Gly Gly Thr Lys Val Glu Ile Lys。
在一些实施方式中,该抗体的重链氨基酸序列如SEQ ID NO:6或SEQ ID NO:10所示,或该序列经替换、缺失或添加一个或几个氨基酸形成的具有同等功能的氨基酸序列;和/或
该抗体的轻链氨基酸序列如SEQ ID NO:8或SEQ ID NO:12所示,或该序列经替换、缺失或添加一个或几个氨基酸形成的具有同等功能的氨基酸序列。
SEQ ID NO:6:
Gln Val Gln Leu Val Glu Ser Gly Gly Gly Val Val Gln Pro Gly Arg Ser Leu Arg Leu Ser Cys Ala Ala Ser Gly Phe Ser Phe Ser Asn Tyr Gly Leu His Trp Val Arg Gln Ala Pro Gly Lys Gly Leu Asp Trp Val Ala Val Ile Ser Tyr Asp Gly Thr Asn Lys Tyr Tyr Ala Asp Ser Val Lys Gly Arg Phe Thr Ile Ser Arg Asp Asn Ser Lys Asn Thr Leu His Leu Gln Met Asn Ser Leu Arg Ala Glu Asp Thr Ala Val Tyr Tyr Cys Ala Lys Gly Arg Gly Pro Tyr Cys Ser Ser Ser Ile Cys Tyr His Gly Met Asp Val Trp Gly Gln Gly Thr Thr Val Thr Val Ser Ser Ala Ser Thr Lys Gly Pro Ser Val Phe Pro Leu Ala Pro Ser Ser Lys Ser Thr Ser Gly Gly Thr Ala Ala Leu Gly Cys Leu Val Lys Asp Tyr Phe Pro Glu Pro Val Thr Val Ser Trp Asn Ser Gly Ala Leu Thr Ser Gly Val His Thr Phe Pro Ala Val Leu Gln Ser Ser Gly Leu Tyr Ser Leu Ser Ser Val Val Thr Val Pro Ser Ser Ser Leu Gly Thr Gln Thr Tyr Ile Cys Asn Val Asn His Lys Pro Ser Asn Thr Lys Val Asp Lys Arg Val Glu Pro Lys Ser Cys Asp Lys Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Leu Leu Gly Gly Pro Ser Val Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr Leu Met Ile Ser Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp Val Ser His Glu Asp Pro Glu Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val Asp Gly Val Glu Val His Asn Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn Ser Thr Tyr Arg Val Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp Leu Asn Gly Lys Glu Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys
Ala Leu Pro Ala Pro Ile Glu Lys Thr Ile Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro Arg Glu Pro Gln Val Tyr Thr Leu Pro Pro Ser Arg Asp Glu Leu Thr Lys Asn Gln Val Ser Leu Thr Cys Leu Val Lys Gly Phe Tyr Pro Ser Asp Ile Ala Val Glu Trp Glu Ser Asn Gly Gln Pro Glu Asn Asn Tyr Lys Thr Thr Pro Pro Val Leu Asp Ser Asp Gly Ser Phe Phe Leu Tyr Ser Lys Leu Thr Val Asp Lys Ser Arg Trp Gln Gln Gly Asn Val Phe Ser Cys Ser Val Met His Glu Ala Leu His Asn His Tyr Thr Gln Lys Ser Leu Ser Leu Ser Pro Gly Lys。
SEQ ID NO:8:
Asp Ile Val Met Thr Gln Ser Pro Asp Ser Leu Ala Val Ser Leu Gly Glu Arg Ala Thr Ile Asn Cys Lys Ser Ser Gln Ser Val Leu Ser Gly Ser Ile Asn Met Asn Tyr Leu Ala Trp Tyr Gln Gln Lys Pro Gly Gln Pro Pro Lys Leu Leu Ile Tyr Trp Ala Ser Thr Arg Glu Ser Gly Val Pro Asp Arg Phe Thr Gly Ser Gly Ser Gly Thr Asp Phe Thr Leu Thr Val Ser Ser Leu Gln Ala Glu Asp Val Ala Val Tyr Tyr Cys Gln Gln Tyr Tyr Ser Thr Pro Leu Thr Phe Gly Gly Gly Thr Lys Val Glu Ile Lys Thr Val Ala Ala Pro Ser Val Phe Ile Phe Pro Pro Ser Asp Glu Gln Leu Lys Ser Gly Thr Ala Ser Val Val Cys Leu Leu Asn Asn Phe Tyr Pro Arg Glu Ala Lys Val Gln Trp Lys Val Asp Asn Ala Leu Gln Ser Gly Asn Ser Gln Glu Ser Val Thr Glu Gln Asp Ser Lys Asp Ser Thr Tyr Ser Leu Ser Ser Thr Leu Thr Leu Ser Lys Ala Asp Tyr Glu Lys His Lys Val Tyr Ala Cys Glu Val Thr His Gln Gly Leu Ser Ser Pro Val Thr Lys Ser Phe Asn Arg Gly Glu Cys。
SEQ ID NO:10:
Met Gly Trp Ser Cys Ile Ile Leu Phe Leu Val Ala Thr Ala Thr Gly Gln Val Gln Leu Val Glu Ser Gly Gly Gly Val Val Gln Pro Gly Arg Ser Leu Arg Leu Ser Cys Ala Ala Ser Gly Phe Ser Phe Ser Asn Tyr Gly Leu His Trp Val Arg Gln Ala Pro Gly Lys Gly Leu Asp Trp Val Ala Val Ile Ser Tyr Asp Gly Thr Asn Lys Tyr Tyr Ala Asp Ser Val Lys Gly Arg Phe Thr Ile Ser Arg Asp Asn Ser Lys Asn Thr Leu His Leu Gln Met Asn Ser Leu Arg Ala Glu Asp Thr Ala Val Tyr Tyr Cys Ala Lys Gly Arg Gly Pro Tyr Cys Ser Ser Ser Ile Cys Tyr His Gly Met Asp Val Trp Gly Gln Gly Thr Thr Val Thr Val Ser Ser Ala Ser Thr Lys Gly Pro Ser Val Phe Pro Leu Ala Pro Ser Ser Lys Ser Thr Ser Gly Gly Thr Ala Ala Leu Gly Cys Leu Val Lys Asp Tyr Phe Pro Glu Pro Val Thr Val Ser Trp Asn Ser Gly Ala Leu Thr Ser Gly Val His Thr Phe Pro Ala Val Leu Gln Ser Ser Gly Leu Tyr Ser Leu Ser Ser Val Val Thr Val Pro Ser Ser Ser Leu Gly Thr Gln Thr Tyr Ile Cys Asn Val Asn His Lys Pro Ser Asn Thr Lys Val Asp Lys Arg Val Glu Pro Lys Ser Cys Asp Lys Thr His Thr Cys Pro Pro Cys Pro Ala Pro Glu Leu Leu Gly Gly Pro Ser Val Phe Leu Phe Pro Pro Lys Pro Lys Asp Thr Leu Met Ile Ser Arg Thr Pro Glu Val Thr Cys Val Val Val Asp Val Ser His Glu Asp Pro Glu Val Lys Phe Asn Trp Tyr Val Asp Gly Val Glu Val His Asn Ala Lys Thr Lys Pro Arg Glu Glu Gln Tyr Asn Ser Thr Tyr Arg Val Val Ser Val Leu Thr Val Leu His Gln Asp Trp Leu Asn Gly Lys Glu Tyr Lys Cys Lys Val Ser Asn Lys Ala Leu Pro Ala Pro
Ile Glu Lys Thr Ile Ser Lys Ala Lys Gly Gln Pro Arg Glu Pro Gln Val Tyr Thr Leu Pro Pro Ser Arg Asp Glu Leu Thr Lys Asn Gln Val Ser Leu Thr Cys Leu Val Lys Gly Phe Tyr Pro Ser Asp Ile Ala Val Glu Trp Glu Ser Asn Gly Gln Pro Glu Asn Asn Tyr Lys Thr Thr Pro Pro Val Leu Asp Ser Asp Gly Ser Phe Phe Leu Tyr Ser Lys Leu Thr Val Asp Lys Ser Arg Trp Gln Gln Gly Asn Val Phe Ser Cys Ser Val Met His Glu Ala Leu His Asn His Tyr Thr Gln Lys Ser Leu Ser Leu Ser Pro Gly Lys。
SEQ ID NO:12:
Met Gly Trp Ser Cys Ile Ile Leu Phe Leu Val Ala Thr Ala Thr Gly Asp Ile Val Met Thr Gln Ser Pro Asp Ser Leu Ala Val Ser Leu Gly Glu Arg Ala Thr Ile Asn Cys Lys Ser Ser Gln Ser Val Leu Ser Gly Ser Ile Asn Met Asn Tyr Leu Ala Trp Tyr Gln Gln Lys Pro Gly Gln Pro Pro Lys Leu Leu Ile Tyr Trp Ala Ser Thr Arg Glu Ser Gly Val Pro Asp Arg Phe Thr Gly Ser Gly Ser Gly Thr Asp Phe Thr Leu Thr Val Ser Ser Leu Gln Ala Glu Asp Val Ala Val Tyr Tyr Cys Gln Gln Tyr Tyr Ser Thr Pro Leu Thr Phe Gly Gly Gly Thr Lys Val Glu Ile Lys Thr Val Ala Ala Pro Ser Val Phe Ile Phe Pro Pro Ser Asp Glu Gln Leu Lys Ser Gly Thr Ala Ser Val Val Cys Leu Leu Asn Asn Phe Tyr Pro Arg Glu Ala Lys Val Gln Trp Lys Val Asp Asn Ala Leu Gln Ser Gly Asn Ser Gln Glu Ser Val Thr Glu Gln Asp Ser Lys Asp Ser Thr Tyr Ser Leu Ser Ser Thr Leu Thr Leu Ser Lys Ala Asp Tyr Glu Lys His Lys Val Tyr Ala Cys Glu Val Thr His Gln Gly Leu Ser Ser Pro Val Thr Lys Ser Phe Asn Arg Gly Glu Cys。
经ELISA实验验证,本申请所述抗H7N9全人源单克隆抗体5J13可以靶向结合H7N9病毒的血凝素HA。血凝抑制试验证明5J13可以中和H7N9病毒,其IC50值可低至0.2071μg/ml,KD值为3.04×10-10;在病毒感染细胞模型模型中,其IC50值仅为0.1μg/ml左右。本申请所述抗体为全人源性单克隆抗体,相比鼠源抗体,全人源抗体的基因完全来源于人的基因,没有其他种属的成分,在人体内不发生抗鼠抗抗体等毒副作用,具有更好的生物相容性,更适合和更有潜力成为治疗流感病毒的大分子药物。
另一方面,本申请提供编码本申请所述的抗H7N9全人源单克隆抗体5J13的基因。在一些实施方式中,所述基因包含编码具有SEQ ID NO:2所示的氨基酸的核苷酸序列,在一些实施方式中,该核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示;和/或
所述基因包含编码具有SEQ ID NO:4所示的氨基酸的核苷酸序列,在一些实施方式中,该核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示。
SEQ ID NO:1:
SEQ ID NO:3:
在一些体实施方式中,所述基因包含编码具有SEQ ID NO:6或SEQ ID NO:10的氨基酸的核苷酸序列,在一些实施方式中,该核苷酸序列如SEQ ID NO:5或SEQ ID NO:9所示;和/或
所述基因包含编码具有SEQ ID NO:8或SEQ ID NO:12所示的氨基酸的核苷酸序列,在一些实施方式中,该核苷酸序列如SEQ ID NO:7或SEQ ID NO:11所示。
SEQ ID NO:5:
SEQ ID NO:7:
SEQ ID NO:9:
SEQ ID NO:11:
另一方面,本申请提供含如上所述基因的载体。
再一方面,本申请提供含如上所述基因或如上所述载体的细胞。
再一方面,本申请提供一种产生所述抗H7N9全人源单克隆抗体5J13或来源于该单克隆抗体的能够特异性结合H7N9的生物活性片段的方法,该方法包括培养含编码抗H7N9全人源单克隆抗体5J13的重轻链的上述基因或上述载体的基因工程细胞或直接培养上述细胞,收集,纯化得所述抗H7N9全人源单克隆抗体5J13。
现有技术中存在采用噬菌体展示技术制备抗H7N9病毒人源单克隆抗体的方法,尽管该方法具有生产成本低、不经过免疫和细胞融合等繁琐工作的优点,但是其缺点也比较明显,从非免疫抗体库中获得的抗体往往亲和力不足、受外源基因转化率的限制、抗体库的库容量不足以涵盖动物的抗体多样性等。本申请从病人的血液中分离分泌功能抗体的B细胞,然后提取RNA和合成cDNA,从中克隆分泌目的抗体的基因,最后重组和表达全人源单克隆抗体。该技术操作简单快捷,生产的人源抗体具有高亲和力和特异性,此外,可进一步采用改进的从记忆B细胞中分离具有中和病毒功能或杀伤肿瘤功能的本申请所述单克隆抗体技术,更是大大减少了繁琐操作和成本。
另一方面,本申请提供一种药物组合物,其包含本申请所述的抗H7N9全人源单克隆抗体5J13或来源于该单克隆抗体的能够特异性结合H7N9的生物活性片段。
另一方面,本申请提供所述的抗H7N9全人源单克隆抗体5J13或来源于该单克隆抗体的能够特异性结合H7N9的生物活性片段或所述的药物组合物在制备用于治疗由H7N9病毒引起的疾病的药物中的应用。
另一方面,本申请提供一种检测H7N9病毒水平的试剂盒,其含有本申请所述的抗H7N9全人源单克隆抗体5J13或来源于该单克隆抗体的能够特异性结合H7N9的生物活性片段;在一些实施方式中,所述的试剂盒还含有第二抗体和用于检测的酶或荧光或放射标记物,以及缓冲液;所述第二抗体例如为抗本申请所述单克隆抗体5J13的抗抗体。
与现有技术相比,本申请具有如下有益效果:
(1)本申请所述抗H7N9全人源单克隆抗体5J13可以靶向结合H7N9病毒的血凝素HA,具有显著抗H7N9病毒感染的中和活性。
(2)相比鼠源抗体,本申请全人源抗体的基因完全来源于人的基因,没有其他种属的成分,在人体内不发生抗鼠抗抗体等毒副作用,具有更好的生物相容性,更适合和更有潜力成为治疗流感病毒的大分子药物。
(3)相较于现有技术提供的噬菌体展示技术制备抗H7N9病毒人源单克隆抗体的方
法,本申请采用的单个B细胞开发抗H7N9病毒的抗体具有操作简单快捷,生产的人源抗体具有高亲和力和特异性等优点。
为了对本申请的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现结合具体实施例对本申请的技术方案进行以下详细说明,应理解这些实例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。实施例中,各原始试剂材料均可商购获得,未注明具体条件的实验方法为所属领域熟知的常规方法和常规条件,或按照仪器制造商所建议的条件。
实施例1
(1)构建稳定表达CD40L的NTH-3T3细胞系(3T3-CD40L)
利用慢病毒建立3T3-CD40L饲养细胞。构建慢病毒表达载体pLVX-CD40L,转染293T细胞,转染第四天收集病毒上清液。活化NIH-3T3细胞,培养3代后用慢病毒感染,继续培养并传代3次。利用流式细胞仪进行分选FITC荧光强度在MFI附近的细胞,重新加入至培养瓶中,37℃,5%CO2培养箱中培养和检测,检测结果如图1所示,其是将表达CD40L的3T3细胞和空载体pLVX(带有ZxGreen)转染的3T3细胞分别用带有APC的抗CD40L染色,然后上流式细胞仪分析。结果发现,所有3T3-CD40L饲养细胞都表达CD40L。当细胞长到80%~90%时,消化收集细胞,浓度为每毫升1×107细胞。置于辐射仪中进行5000rads辐射,冻存液重悬细胞,浓度为每毫升3.5×107细胞,分装1ml在冷冻小管,液氮冻存(可以保存2年)。
(2)记忆B细胞的分选和活化
用淋巴分离液分离和冻存曾经感染H7N9病毒的康复病人的PBMC,每管10~50×106细胞,冻存在液氮罐中。配制PBMC流式染色液,其成分如下表1所示
表1 PBMC流式染色液
| 抗体 |
体积(μL) |
| CD19-PE-Cy7 |
0.5 |
| IgM-PE |
1.0 |
| IgA-APC |
2.5 |
| IgD-FITC |
2.5 |
| PBS-1%(wt/vol)BSA |
43.5 |
解冻PBMC,加入上述PBMC流式染色液并在流式细胞仪上分选,结果如图2所示,分选出CD19+IgM–IgA–IgD–的记忆B细胞,细胞纯度需在90%以上,若低于90%,重复分选过程。配制激活B细胞的混合培养基,如下表2所示:
表2
| 组分 |
体积 |
| 完全IMDM培养基 |
336mL |
| IL-2(10,000 U mL-1) |
3.5mL |
| IL-21(100μg mL-1) |
175μL |
| 步骤(1)中得到的3T3-CD40L |
10mL |
将记忆B细胞加入到混合培养基中,混匀后有限稀释在384孔板,每孔1个细胞,体积为50μl,置于37℃,5%CO2培养箱中静置培养。13天后,取上清液进行ELISA,获得人源单克隆抗体5J13。
(3)人源单克隆抗体5J13结合H7N9病毒的血凝素HA实验
流感病毒血凝素HA是病毒包膜表面柱状抗原,能与人、鸡、豚鼠等多种红细胞受体结合引起红细胞凝集,具有免疫原性,抗血凝素抗体可以中和流感病毒。对上述获得的人源单克隆抗体5J13进行ELISA实验,具体地:
(1)将100ng/100μl的H7N9病毒的HA蛋白(购自ACROBiosystems)包被在96孔酶标板中,每孔100μl;
(2)放置4℃冰箱过夜;
(3)用PBST溶液洗涤三遍,每孔加5%的脱脂奶粉溶液200μl,37℃孵育1小时;
(4)用PBST溶液洗涤三遍,加100μl没有感染病毒的正常人血清(阴性对照)或加感染病毒的病人血清或抗H7N9全人源单克隆抗体5J13,各三个重复;
(5)37℃孵育1小时后用PBST溶液洗涤三遍;
(6)以1:5000稀释带HRP的抗人IgG抗体(abcam),加入酶标版中,每孔100μl;
(7)37℃孵育1小时后用PBST溶液洗涤三遍;
(8)每孔加100μl TMB底物溶液(Thermo Scientific),37℃5分钟;
(9)每孔加终止溶液2M硫酸100μl,立刻在酶标仪中450nm波长检测吸光值。其结果如图3所示,ELISA实验表明本申请获得的人源单克隆抗体5J13可以靶向结合H7N9病毒的血凝素HA。
实施例2人源化单克隆抗体5J13基因的克隆、重组、表达和纯化
将实施例1获得的能够分泌结合H7N9病毒的5J13抗体的B细胞进行裂解,取裂解液进行RNA的反转录,获得人源抗体基因的PCR模板cDNA。设计和合成克隆抗体基因的引物,以cDNA为模板克隆抗体的重链和轻链的基因,并且重组在真核细胞293F或
HEK293中进行表达和纯化。具体地:
(1)将裂解后的B细胞液转移至96孔板(Eppendorf,030133366)。
(2)反转录体系:150ng随机引物(invitrogen,48190-011),0.5μl 10mM dNTP(Invitrogen,18427-088),1μl 0.1M DTT(Invitrogen,18080-044),0.5% v/v Igepal CA-630(Sigma,I3021-50ML),4U RNAsin(Promega),6U Prime RNAse Inhibitor(Eppendorf)and 50U
III reverse transcriptase(Invitrogen,18080-044),补DEPC水至14μl/well。
(3)反转录反应程序:42℃,10min;25℃,10min;50℃,60min;94℃,5min。
(4)cDNA保存在-20℃。
(5)引物的设计和合成:
正向引物5′-3′序列(Forward Primer 5′-3′sequence)
重链可变区PCR引物:
5′VH1 CTGCAACCGGTGTACATTCCCAGGTGCAGCTGGTGCAG(SEQ ID NO:13)
5′VH1/5 CTGCAACCGGTGTACATTCCGAGGTGCAGCTGGTGCAG(SEQ ID NO:14)
5′VH3 CTGCAACCGGTGTACATTCTGAGGTGCAGCTGGTGGAG(SEQ ID NO:15)
5′VH3-23 CTGCAACCGGTGTACATTCTGAGGTGCAGCTGTTGGAG(SEQ ID NO:16)
5′VH4 CTGCAACCGGTGTACATTCCCAGGTGCAGCTGCAGGAG(SEQ ID NO:17)
5′VH 4-34 CTGCAACCGGTGTACATTCCCAGGTGCAGCTACAGCAGTG(SEQ ID NO:18)
5′VH 1-18 CTGCAACCGGTGTACATTCCCAGGTTCAGCTGGTGCAG(SEQ ID NO:19)
5′VH 1-24 CTGCAACCGGTGTACATTCCCAGGTCCAGCTGGTACAG(SEQ ID NO:20)
5′VH3-33 CTGCAACCGGTGTACATTCTCAGGTGCAGCTGGTGGAG(SEQ ID NO:21)
5′VH 3-9 CTGCAACCGGTGTACATTCTGAAGTGCAGCTGGTGGAG(SEQ ID
NO:22)
5′VH4-39 CTGCAACCGGTGTACATTCCCAGCTGCAGCTGCAGGAG(SEQ ID NO:23)
5′VH 6-1 CTGCAACCGGTGTACATTCCCAGGTACAGCTGCAGCAG(SEQ ID NO:24)
3′JH 1/2/4/5 TGCGAAGTCGACGCTGAGGAGACGGTGACCAG(SEQ ID NO:25)
3′JH 3 TGCGAAGTCGACGCTGAAGAGACGGTGACCATTG(SEQ ID NO:26)
3′JH 6 TGCGAAGTCGACGCTGAGGAGACGGTGACCGTG(SEQ ID NO:27)
κ轻链可变区PCR产物
5′Vκ 1-5 CTGCAACCGGTGTACATTCTGACATCCAGATGACCCAGTC(SEQ ID NO:28)
5′Vκ 1-9 TTGTGCTGCAACCGGTGTACATTCAGACATCCAGTTGACCC AGTCT (SEQ ID NO:29)
5′Vκ 1D-43 CTGCAACCGGTGTACATTGTGCCATCCGGATGACCCAGTC(SEQ ID NO:30)
5′Vκ 2-24 CTGCAACCGGTGTACATGGGGATATTGTGATGACCCAGAC(SEQ ID NO:31)
5′Vκ 2-28 CTGCAACCGGTGTACATGGGGATATTGTGATGACTCAGTC(SEQ ID NO:32)
5′Vκ 2-30 CTGCAACCGGTGTACATGGGGATGTTGTGATGACTCAGTC(SEQ ID NO:33)
5′Vκ 3-11 TTGTGCTGCAACCGGTGTACATTCAGAAATTGTGTTGACAC AGTC (SEQ ID NO:34)
5′Vκ 3-15 CTGCAACCGGTGTACATTCAGAAATAGTGATGACGCAGTC(SEQ ID NO:35)
5′Vκ 3-20 TTGTGCTGCAACCGGTGTACATTCAGAAATTGTGTTGACGCAGTCT(SEQ ID NO:36)
5′Vκ 4-1 CTGCAACCGGTGTACATTCGGACATCGTGATGACCCAGTC(SEQ ID NO:37)
3′Jκ 1/4 GCCACCGTACGTTTGATYTCCACCTTGGTC(SEQ ID NO:38)
3′Jκ 2 GCCACCGTACGTTTGATCTCCAGCTTGGTC(SEQ ID NO:39)
3′Jκ 3 GCCACCGTACGTTTGATATCCACTTTGGTC(SEQ ID NO:40)
3′Jκ 5 GCCACCGTACGTTTAATCTCCAGTCGTGTC(SEQ ID NO:41)
(6)用KOD-Plus-Neo(TOYOBO,KOD401)试剂盒PCR分别扩增抗体基因的重链和轻链,40μL体系:3.5μL cDNA,20 nM混合引物,4μL缓冲液(buffer),4μL 2mM dNTPs,2.4μL MgSO4,1μL KOD。
(7)反应程序:94℃,2min;45个循环:[98℃,10s;58℃,30s;68℃,28s。
(8)对扩增产物进行琼脂糖凝胶,其结果如图4所示,结果显示,抗体轻链为κ,其可变区大小为339bp,重链可变区大小是378bp。
(9)抗体基因重链可变区PCR产物测序结果如SEQ ID NO:1所示序列,其相应的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示序列。抗体基因轻链可变区PCR产物测序结果如SEQ ID NO:3所示序列,其相应的氨基酸序列如SEQ ID NO:4所示序列。
依据所得重轻链可变区序列,设计并委托Invitrogen公司合成抗体基因重链全长H基因,其带有BamH1/EcoR1双酶切位点;及抗体基因轻链全长L基因,其带有Not1/Xho1双酶切位点。
(10)将H基因和pcDNA3.1分别进行BamH1/EcoR1双酶切后相连,形成pcDNA3.1-H载体。
(11)将L基因和pcDNA3.1分别进行Not1/Xho1双酶切后相连,形成pcDNA3.1-L载体。
(12)培养293F细胞。
(13)20μg pcDNA3.1-H(该H基因的不带编码信号肽的核苷酸序列如SEQ ID NO:5所示,SEQ ID NO:5可带有编码信号肽的序列,如atgggctggt cctgcatcat cctgttcctg gtggccaccg ccaccggc)载体和10μg pcDNA3.1-L(该L基因的不带编码信号肽的核苷酸序列如SEQ ID NO:7所示,SEQ ID NO:7可带有编码信号肽的序列,如atgggctggt cctgcatcat cctgttcctg gtggccaccg ccaccggc)载体共转染293F细胞,培养96小时。
(14)取上清液进行ELISA(ABC是上清液,DEF是阳性对照,GH是阴性对照);ELISA具体的实验步骤如前所述,ELISA实验结果如下表3所示:
表3
| 数据 |
450nm |
数据 |
450nm |
| A |
3.103 |
E |
1.885 |
| B |
3.321 |
F |
1.201 |
| C |
3.001 |
G |
0.0675 |
| D |
1.914 |
H |
0.0554 |
上述结果显示上清液中含有能够结合H7N9病毒的抗体。
(15)纯化过程,具体地,全人源单克隆抗体5J13的纯化过程为:
(a)200μg pcDNA3.1-L载体和100μg pcDNA3.1-H载体共转染300ml 293F细胞,培养96小时。
(b)收集上清液,加入proteinA亲和层析柱,用10倍PBS清洗,加入2ml pH3.0,0.1M甘氨酸收集抗体。收集管中加入100μl中和缓冲液(1M Tri-HCL),以便及时中和洗脱所得抗体液的pH值。
(c)在磷酸盐缓冲液(PBS)中透析,透析完后,近期用的存放在4℃,长期储存在-20℃。共获得300μg 5J13抗体,其重链氨基酸序列如SEQ ID NO:6所示,轻链氨基酸序列如SEQ ID NO:8所示,跑SDS-PAGE蛋白电泳结果如图5所示,从图5中可以看出获得了高纯度的抗体。
实施例3纯化后的全人源单克隆抗体5J13的中和实验及抗体亲和力实验
全人源单克隆抗体5J13的中和实验
(1)血凝实验
(a)取96孔V形微量反应板,用微量移液器在1~12孔每孔加25μL PBS,共滴8排,后4排的第1列孔再补加25μL PBS。
(b)吸取25μL标准禽流感抗原(H7N9病毒株A/Shanghai/2/2013,取自深圳罗湖医院)加入到第1列孔中,吹打3~5次充分混匀。
(c)从第1列孔吸取25μL混匀后的抗原液加到第2列孔中,混匀后吸取25μL加入到第3列孔中,依次进行系列倍比稀释至第11列孔,最后从第11列孔各吸取25μL弃之,设第12列孔为红细胞对照。
(1)自右向左依次向各孔加入25μL 1%的鸡红细胞悬液。
(2)将反应板置于微量振荡器上振荡1min,室温(20-25℃)静置45min后观察结果,若环境温度过高,可于4℃静置60min,红细胞对照孔成明显的纽扣状沉到孔底时即可判定结果。
(3)结果判定:在红细胞对照孔出现正确结果的情况下,将反应板作45°倾斜,观察红细胞是否完全凝集。以完全凝集的病毒最大稀释度为该抗原的血凝滴度。完全凝集的病
毒的最高稀释倍数为1个血凝单位(HAU)。
(2)血凝抑制实验
(a)根据血凝试验结果配制4单位抗原(H7N9病毒株A/Shanghai/2/2013,取自深圳罗湖医院)。
(b)取96孔V形微量反应板,用移液器在第1~12孔各加入25μL PBS。
(c)在第一排中加入被测纯化后的全人源单克隆抗体5J13(50μg/ml),充分混匀后移出25μl加至第二排,依次类推,倍比稀释至第8排,第8排弃去25μL。
(d)各孔加入25μL 4单位抗原,轻叩反应板,使反应物混合均匀,室温20-25℃下静置30min。
(e)自右向左依次向各孔加入25μL 1%的鸡红细胞悬液。
(f)将反应板置于微量振荡器上振荡1min,室温(20-25℃)静置40min后观察结果,若环境温度过高,可于4℃静置60min,红细胞对照孔成明显的纽扣状沉到孔底时即可判定结果。
本申请对比了2016年05年10日向中国国家知识产权局递交的,申请号为“201610303416.X”,发明名称为“抗H7N9全人源单克隆抗体2L11及其制法与应用”中的单克隆抗体2L11,及2016年05月03日向中国国家知识产权局递交的,申请号为“201610288358.8”,发明名称为“抗H7N9全人源单克隆抗体2J17及其制法与应用”中的单克隆抗体2J17,与本案5J13的血凝抑制活性,实验结果如图6所示,从图6中可以看出本申请5J13血凝抑制活性的IC50为0.2071μg/ml,而2L11及2J17(图中均示为同型对照)抗体没有血凝抑制活性。
抗体亲和力检测:
亲和力检测的仪器为PALL的Fortebio。配制200μl 50μg/ml 5J13抗体,结合proteinA 传感器300秒,HA抗原配制50nM、25nM、12.5nM、6.25nM和3.125nM浓度溶液,结合抗体240秒,解离时间为30分钟,显示5J13对H7N9病毒有高亲和力,KD=3.04×10-10。
实施例4抗H7N9的5J13抗体体外中和实验
(1)实验目的
使用病毒感染细胞模型(犬肾细胞MDCK),通过微量中和-ELISA实验评价5J13抗体对H7N9流感病毒的抑制作用和效果,检测抗体抗流感病毒活性。
(2)实验步骤
(2.1)细胞铺板
胰酶消化对数生长期MDCK犬肾细胞,终止后离心收集,吹散均匀,制备单细胞悬液;用细胞培养液将细胞浓度调整至5×104个/ml,接种于96孔细胞培养板,细胞置于37℃、5%CO2培养箱中培养过夜。
(2.2)5J13抗体与H7N9病毒(该病毒A/Anhui/1/2013取自于中国科学院微生物研究所)预处理
5J13抗体设立10个浓度梯度,依次为10-1010倍稀释,各组各浓度均设3个平行孔。
(2.3)病毒感染
弃步骤(2.1)培养的细胞培养上清,PBS洗3遍。将预混的抗体-病毒混合液(以102μg/ml的5J13单克隆抗体依次以10-1010倍稀释,将每个浓度的5J13抗体分别与等体积的100TCID50病毒混合得该混合液)。加入96孔细胞培养板,37℃孵育1h,吸弃混合液,PBS洗2遍。
(2.4)配置维持液
用无血清DMEM中加入终浓度为2μg/ml的TPCK-胰蛋白酶(TPCK-Trypsin)(维持液)。弃去96孔板中的PBS,每孔加入100μl维持液,置于37℃,5% CO2培养箱培养20h。
(2.5)中和实验-ELISA法
(2.5.1)弃去微量培养板中的维持液;
(2.5.2)100μl PBS洗细胞一次;
(2.5.3)弃去PBS(不要让细胞干燥),加入50μl/孔固定液(体积比为丙酮:无水乙醇=2:3);
(2.5.4)覆盖微量培养板,于室温固定细胞10min;
(2.5.5)弃去固定液,用100μl PBS液洗涤细胞,重复洗涤3次(轻轻晃动,避免强烈清洗),以去除残余的丙酮。
(2.5.6)用5%脱脂奶粉于室温封闭细胞1h,用100μl PBS液洗涤细胞1次;
(2.5.7)用PBS 1:2000稀释1抗(商购抗H7N9的NP单克隆抗体)每孔加入稀释后的50μl,室温作用1小时。
(2.5.8)用100μl PBST洗板5次以除去1抗;
(2.5.9)用PBS 1:2000稀释2抗(带HRP的抗鼠IgG抗体),每孔加入50μl,室温作用1小时。
(2.5.10)用100μl PBST洗涤板6次以除去2抗。
(2.5.11)每孔加TMB显色液50μl。
(2.5.12)室温避光放10分钟左右显色后,每孔加2M盐酸50μl终止反应。
(2.5.13)在ELISA测定仪上(450纳米)读出每孔OD值。
(3)统计分析
使用GraphPad Prism 6.0.1对数据进行分析和绘制剂量-效应曲线,并计算IC50。抑制率计算公式:
抑制率=[(OD病毒孔-OD阴性细胞对照孔)-(OD药物孔-OD阴性细胞对照孔)]/(OD病毒孔-OD阴性细胞对照孔)×100%。
所得结构如图7所示,从图7中可以看出5J13的IC50=0.1024μg/ml。
从实施例3及实施例4可以看出,本申请5J13对两地的H7N9都有低的IC50值,证明5J13的广谱中和性好。
最后说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的实施过程和特点,而非限制本申请的技术方案,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本申请进行修改或者等同替换,而不脱离本申请的精神和范围的任何修改或局部替换,均应涵盖在本申请的保护范围当中。