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犬心丝虫(Dirofilaria immitis,HMs)单克隆抗体的制备及应用

2025-06-20     来源:本站     点击次数:93

一、犬心丝虫抗原特性与靶抗原筛选
(一)犬心丝虫关键抗原蛋白

成虫抗原(Adult Antigen)
抗原 P(AgP):成虫分泌排泄抗原(ES 抗原)中的主要免疫原性蛋白,分子量约 24 kDa,与宿主免疫反应密切相关。
热休克蛋白(HSP70/HSP90):保守性高,参与虫体应激反应,免疫原性强。
微丝蚴表面蛋白(MSP):存在于微丝蚴(L1 期)表面,用于早期感染检测。
抗原选择依据
诊断应用:优先选择成虫 ES 抗原(如 AgP),因其在感染犬血清中可检测到特异性抗体,且与其他丝虫(如恶丝虫)交叉反应低。

二、抗犬心丝虫单克隆抗体(mAb)的制备流程
(一)抗原制备与动物免疫

重组抗原表达
基因克隆:从犬心丝虫成虫 cDNA 文库中扩增 AgP 基因,插入 pET 系列原核表达载体,转化 E. coli BL21 (DE3) 菌株。
蛋白表达与纯化:IPTG 诱导表达后,通过 Ni-NTA 亲和层析纯化重组 AgP 蛋白,SDS-PAGE 验证纯度(>95%),BCA 法测定浓度。
Balb/c 小鼠免疫方案
初次免疫:重组 AgP 蛋白(50 μg / 只)与弗氏完全佐剂乳化,腹腔注射。
加强免疫:每 2 周用弗氏不完全佐剂乳化抗原(25 μg / 只) booster,共 3 次;末次免疫前 3 天,尾静脉注射纯抗原(无佐剂)加强。
效价检测:免疫后 7 天采集小鼠血清,间接 ELISA 检测抗 AgP 抗体效价(≥1:10,000 视为合格)。

(二)杂交瘤细胞构建与筛选
脾细胞与骨髓瘤细胞融合
脾细胞制备:取效价最高的免疫小鼠脾脏,研磨成单细胞悬液,计数;
细胞融合:脾细胞与 SP2/0 骨髓瘤细胞按 5:1 比例混合,50% PEG1500 诱导融合,接种于 HAT 选择性培养基,37℃、5% CO₂培养。

阳性杂交瘤细胞筛选与克隆化
初筛:融合后 10-14 天,取培养上清,以重组 AgP 蛋白为包被抗原,间接 ELISA 筛选阳性孔。
克隆化:对阳性孔细胞采用有限稀释法(1 cell/well)克隆化,重复 3 次,直至单克隆细胞株稳定分泌抗体。

(三)单克隆抗体的制备与纯化
腹水制备
预处理:6-8 周龄 Balb/c 小鼠腹腔注射降植烷(0.5 mL / 只),7 天后注射阳性杂交瘤细胞(1×10⁶ cells / 只)。
腹水收集:注射后 7-14 天,收集腹水,4℃离心(3000 rpm,10 min),取上清。

抗体纯化与鉴定
亚型测定:ELISA 法确定抗体亚型(如 IgG1、IgG2a 等);
特异性验证:Western blot 检测抗 AgP mAb 与犬心丝虫成虫提取物的结合特异性,同时验证与其他寄生虫(如犬蛔虫、钩虫)抗原的交叉反应。
Protein G 亲和层析:腹水经 0.22 μm 滤膜过滤后,上样至 Protein G 柱,用甘氨酸 - HCl 缓冲液(pH 3.0)洗脱,立即用 1 M Tris-HCl(pH 8.0)中和,PBS 透析脱盐。

鉴定指标
三、抗犬心丝虫单克隆抗体的应用
(一)免疫诊断:双抗体夹心 ELISA 检测犬心丝虫抗原

实验原理
包被抗 AgP mAb(捕获抗体)于 96 孔板,待检血清中的犬心丝虫循环抗原(CAg)与捕获抗体结合,再与生物素标记的抗 AgP mAb(检测抗体)反应,最后通过链霉亲和素 - HRP 显色,OD 值判定阳性。

操作流程
包被:捕获抗体(10 μg/mL)4℃包被过夜,5% BSA 封闭 2 h;
加样:待检血清(1:100 稀释)37℃孵育 1 h,洗涤后加生物素标记抗体(1:5000),37℃孵育 1 h;
显色:TMB 底物显色 15 min,2 M H₂SO₄终止,酶标仪测 450 nm OD 值(cut-off 值 = 阴性对照 OD 均值 ×2.1)。

临床价值
该方法可检测感染后 3-4 个月的犬心丝虫 CAg,灵敏度>95%,特异性>98%,优于传统微丝蚴检测法(需感染 6 个月后才能检出)。

(二)免疫层析试纸条(胶体金法)的制备
试纸条设计
检测线(T 线):包被抗 AgP mAb(1 mg/mL);
质控线(C 线):包被羊抗鼠 IgG(1 mg/mL);
结合垫:胶体金标记抗 AgP 另一表位 mAb(20 μg/mL),干燥后组装。

检测流程
犬血清或血浆滴加至样品垫,若含 CAg,金标抗体与抗原结合,迁移至 T 线时被捕获抗体识别,形成红色条带,C 线显色验证试纸条有效性。

优势:10-15 分钟出结果,适合现场快速筛查,与 ELISA 符合率>90%。

(三)Western blot 检测犬心丝虫蛋白表达
应用场景
研究犬心丝虫感染过程中 AgP 蛋白的表达规律,或评估药物(如伊维菌素)对虫体抗原表达的影响。

实验要点
成虫或微丝蚴裂解物经 SDS-PAGE 分离后转膜,抗 AgP mAb(1:1000)孵育,HRP 标记羊抗鼠 IgG(1:5000)显色,ECL 曝光后可见 24 kDa 特异性条带。

四、单克隆抗体应用的关键优化与挑战
交叉反应控制
犬心丝虫与猫心丝虫(D. cati)、恶丝虫(D. repens)存在部分抗原同源性,需用这些虫种的抗原验证 mAb 特异性,避免误诊。

抗体稳定性改良
免疫层析用 mAb 需经耐盐实验(如 0.1-0.5 M NaCl)和长期保存实验(4℃、37℃加速老化)验证稳定性,必要时通过抗体工程改造(如定点突变)提高热稳定性。

早期感染检测的局限性
单克隆抗体检测 CAg 适用于成虫感染阶段(≥3 个月),对微丝蚴期(L1)感染灵敏度较低,需结合抗微丝蚴 mAb 开发联合检测方法。

五、拓展应用:犬心丝虫疫苗研发与免疫机制研究
疫苗候选抗原筛选
抗 AgP mAb 可用于筛选能诱导中和抗体的抗原表位,辅助亚单位疫苗设计(如重组 AgP 蛋白疫苗)。

虫体 - 宿主互作研究
通过 mAb 标记 AgP 蛋白在虫体中的定位(免疫荧光或免疫电镜),探究其在虫体入侵、免疫逃逸中的作用。

六、总结
抗犬心丝虫单克隆抗体凭借高特异性和稳定性,在犬心丝虫病的快速诊断(ELISA、免疫层析)、基础研究(抗原表达分析)及疫苗开发中具有重要价值。通过优化抗体制备工艺和检测方法,可进一步提升其在犬心丝虫病防控中的应用效能,尤其适用于大规模流行病学调查和临床早期筛查。

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