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Antibodies | 光链同种型与抗体特异性影响SARS-CoV-2中和活性

Antibodies | 光链同种型与抗体特异性影响SARS-CoV-2中和活性
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本研究系统比较了κ和λ轻 chain对两个SARS-CoV-2中和抗体H4和P5C3的影响,揭示了轻 chain同种型在抗原结合、中和病毒及FcγR结合中的功能差异,为优化治疗性抗体工程提供了新的视角。

 

文献概述
本文《Light Chain Isotype and Antibody-Specificity Impact on Virus Neutralization》,发表于《Antibodies》杂志,回顾并总结了SARS-CoV-2特异性单克隆抗体P5C3和H4的κ和λ轻链变体在表达水平、抗原结合能力、热稳定性、病毒中和活性及FcγR结合等方面的功能差异。研究结果揭示了轻链同种型对IgG功能的影响,强调其在治疗性抗体开发中的重要性。

背景知识
抗体(Abs)在生物医学研究中具有高特异性、稳定性和可生产性,广泛用于疾病治疗和诊断。抗体轻链(LC)存在κ和λ两种同种型,在人类中κ:λ比例约为2:1。尽管大多数治疗性抗体使用κ-LC,但λ-LC在某些抗原特异性中和抗体中显示出功能优势。本研究聚焦于两个具有不同抗原结合能力的SARS-CoV-2单抗(P5C3和H4),比较其κ与λ变体在表达、结构、中和活性和FcγR结合能力上的差异。当前研究中,尚无系统分析揭示LC同种型对IgG1功能的影响,因此本研究为理解LC在抗体工程中的作用提供了重要线索。

 

HUGO-Ab®全人源化抗体小鼠和纳米抗体小鼠,用于开发高亲和力、低免疫原性的治疗性抗体,适用于多种疾病靶点。

 

研究方法与实验
研究团队通过基因工程改造技术,在植物Nicotiana benthamiana中表达P5C3和H4的κ与λ轻链变体。利用蛋白A亲和层析和凝胶过滤色谱法纯化抗体,评估其表达水平、组装效率和N-糖基化特征。通过DSC(差示扫描量热法)分析热稳定性,利用ELISA评估抗原结合能力,通过噬斑减少中和试验(PRNT)评估SARS-CoV-2中和能力,并通过流式细胞术评估抗体–抗原复合物与FcγRs的结合活性。

关键结论与观点

  • 所有四个mAb变体(P5C3-IgG1κ、P5C3-IgG1λ、H4-IgG1κ、H4-IgG1λ)在表达水平、组装效率和糖基化方面无明显差异。
  • 在热稳定性方面,κ变体在Fab结构域的解链温度(Tm)略高于λ变体,显示κ-LC对Fab结构的稳定作用。
  • 在抗原结合实验中,P5C3的结合能力显著高于H4,但LC同种型之间无明显差异。
  • 在中和活性方面,P5C3的κ和λ变体中和活性相当(IC50 ~0.13 pM),而H4的κ变体中和活性显著高于λ变体(H4-IgG1κ IC50: 5 pM vs H4-IgG1λ IC50: 43 pM)。
  • 流式细胞术分析显示,H4-IgG1κ在单核细胞、B细胞、NK细胞中的结合活性高于λ变体,而P5C3变体无明显差异。

研究意义与展望
本研究首次系统评估了LC同种型对IgG1抗体功能的影响,为治疗性抗体开发中轻链选择提供了新的功能性依据。未来研究应进一步解析κ和λ在结构、动力学和FcγR结合中的分子机制,以优化抗体工程设计。

 

提供SARS-CoV-2感染模型,包括hACE2转基因小鼠,支持疫苗开发、抗病毒药物筛选及病毒与宿主免疫反应研究。

 

结语
本研究揭示了轻链同种型对SARS-CoV-2中和抗体的稳定性和功能影响,特别是在低抗原结合能力的H4中,κ变体显示出更高的中和活性和FcγR结合能力。相比之下,P5C3的高结合和中和活性不受LC同种型影响。这些结果提示,在抗体工程中,轻链选择可能影响抗体的生物物理和功能特性,尤其在抗原结合能力较低时。因此,研究结果为治疗性抗体开发提供了新的优化思路,并强调了在抗体设计中应系统评估轻链同种型的必要性。

 

文献来源:
Lin Sun, Roman Palt, Georg Schütz, Herta Steinkellner, and Somanath Kallolimath. Light Chain Isotype and Antibody-Specificity Impact on Virus Neutralization. Antibodies.