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抗狂犬病毒( RV)的抗原特性、单抗制备、特异性优化及应用场景

2025-06-29     来源:本站     点击次数:88

抗狂犬病毒(Rabies Virus, RV)N 蛋白和 G 蛋白的单克隆抗体(Monoclonal Antibodies, mAbs)在病毒检测、疫苗评价及基础研究中具有重要价值。以下从抗原特性、单抗制备、特异性优化及应用场景四个维度展开阐述:

一、RV N 蛋白与 G 蛋白的抗原特性
1. N 蛋白(核衣壳蛋白)
  • 结构与功能
    N 蛋白是 RV 最保守的结构蛋白,包裹病毒 RNA 形成核衣壳,免疫原性极强,可诱导高效 IgG 抗体产生,但无中和活性。
  • 抗原表位特点
    含多个线性表位,对病毒株变异不敏感,是诊断检测的理想靶点(如区分街毒株与疫苗株)。
2. G 蛋白(糖蛋白)
  • 结构与功能
    G 蛋白是 RV 表面唯一的糖蛋白,以三聚体形式介导病毒与宿主细胞受体(如乙酰胆碱受体、nectin-1)结合及膜融合,是唯一能诱导中和抗体的抗原。
  • 抗原表位特点
    含 5 个抗原位点(I-V),其中位点 II 和 IV 为中和表位,易受病毒变异影响(如蝙蝠株 G 蛋白突变可能降低抗体结合效率)。
二、抗 RV N/G 蛋白单克隆抗体的制备技术
1. 传统杂交瘤技术制备流程
(1)抗原制备
  • N 蛋白:通过原核表达系统(如 E. coli)表达重组 N 蛋白(rN 蛋白),或使用灭活 RV 病毒颗粒(如 CVS 株)。
  • G 蛋白:采用杆状病毒 - 昆虫细胞系统表达重组 G 蛋白(rG 蛋白),保留天然构象(含糖基化修饰),或使用病毒样颗粒(VLPs)提升免疫原性。
(2)动物免疫与细胞融合
  • 免疫方案
    以 BALB/c 小鼠为宿主,腹腔注射抗原(rN/rG 蛋白 + 弗氏佐剂),共免疫 3-4 次,末次免疫后 3 天取脾脏 B 细胞与 SP2/0 骨髓瘤细胞融合。
  • 筛选策略: 
    • N 蛋白单抗:通过间接 ELISA 筛选与 rN 蛋白结合强、与其他病毒(如犬瘟热病毒)无交叉反应的克隆。
    • G 蛋白单抗:采用中和试验(VNT)筛选能抑制 RV 感染 BHK-21 细胞的中和性单抗(结合位点 II/IV)。
(3)单克隆抗体纯化与鉴定
  • 采用 Protein A/G 亲和层析纯化腹水或细胞培养上清中的 IgG,通过 Western blot、ELISA 及中和试验验证特异性与功能。
2. 基因工程单克隆抗体制备
  • 噬菌体展示技术
    构建小鼠或人源抗体可变区(VH-VL)文库,以 rN/rG 蛋白为靶点进行生物淘选,获得重组单链抗体(scFv)或 Fab 片段,可在大肠杆菌中规模化生产。
  • 人源化单克隆抗体
    通过 CDR 移植技术将鼠源单抗的互补决定区(CDRs)嫁接到人源 IgG 框架上,降低免疫原性,适用于治疗性抗体开发(如狂犬病被动免疫制剂)。
三、单克隆抗体的特异性优化策略
1. 针对 N 蛋白单抗的交叉反应控制
  • 吸附去除法
    将抗 N 蛋白单抗与犬副流感病毒、犬腺病毒等犬科动物病毒抗原共孵育,通过亲和吸附去除非特异性抗体。
  • 表位 mapping 筛选
    合成 N 蛋白的多肽片段(如氨基酸残基 100-200),筛选仅识别 RV N 蛋白特有表位的单抗(如与 rabies-related lyssaviruses 无交叉反应)。
2. 针对 G 蛋白单抗的中和表位强化
  • 抗原构象优化
    使用天然 G 蛋白(如病毒包膜纯化的 G 蛋白)或 VLPs 免疫,诱导识别构象表位的中和性单抗,避免重组 G 蛋白线性表位的免疫偏差。
  • 逃逸突变株筛选
    通过 RV 与单抗共培养筛选逃逸突变株,反向验证单抗的中和表位稳定性(如突变位点位于 G 蛋白受体结合域则提示表位易变异)。
四、单克隆抗体的应用场景
1. 病毒检测与诊断
(1)N 蛋白单抗的应用
  • 免疫荧光(IFA):标记 FITC 或 Alexa Fluor 的抗 N 蛋白单抗,用于脑组织印片或细胞培养物中 RV 的快速检测(金标准方法)。
  • ELISA 检测试剂盒
    双抗体夹心法(包被抗 N 单抗 + 生物素化抗 N 单抗),检测血清 / 脑脊液中的 RV 抗原,灵敏度达 0.1 ng/mL。
  • 胶体金试纸条
    用于动物唾液、脑组织悬液中 RV 抗原的现场快速检测(15 分钟内出结果),适合狂犬病疫区野外筛查。
(2)G 蛋白单抗的应用
  • 中和试验(VNT)
    基于抗 G 蛋白中和性单抗的病毒中和试验(如快速荧光灶抑制试验,RFFIT),用于评估疫苗诱导的中和抗体滴度(WHO 推荐疫苗效力检测方法)。
  • 病毒分型与进化分析
    通过不同 G 蛋白单抗的结合谱,区分 RV 不同基因型(如基因 1 型至基因 7 型),辅助流行病学调查。
2. 疫苗研发与质量控制
  • 疫苗效力评价
    抗 G 蛋白中和性单抗可用于检测疫苗免疫后动物血清的中和活性,替代传统的动物攻毒试验。
  • 疫苗抗原纯化
    抗 N 蛋白单抗偶联至亲和层析柱,用于 RV 疫苗株(如 Vero 细胞培养的 Flury 株)的抗原纯化,提升疫苗纯度。
3. 治疗性抗体开发
  • 狂犬病被动免疫
    人源化抗 G 蛋白中和性单抗(如 RB001)可替代马源免疫血清或人狂犬病免疫球蛋白(HRIG),用于暴露后紧急预防,降低过敏风险。
  • 中和机制研究
    抗 G 蛋白单抗可阻断病毒与宿主受体结合(如竞争抑制试验),为抗病毒药物设计提供靶点参考。
五、技术挑战与前沿方向
  1. 病毒变异的应对
    蝙蝠源 RV 毒株的 G 蛋白存在高频突变(如抗原位点 IV 的氨基酸替换),需开发针对跨基因型保守表位的广谱中和性单抗。
  2. 检测技术的升级
    结合微流控芯片技术,将抗 N/G 蛋白单抗集成于便携式检测平台,实现唾液样本中 RV 抗原的超敏检测(检测限达 10² TCID₅₀/mL)。
  3. 双特异性抗体应用
    设计同时靶向 N 蛋白(诊断)和 G 蛋白(中和)的双特异性抗体,用于狂犬病的即时诊断 - 治疗一体化策略。
总结

抗 RV N/G 蛋白单克隆抗体在狂犬病的诊断、预防及研究中扮演关键角色。N 蛋白单抗凭借高保守性成为检测核心工具,而 G 蛋白单抗则通过中和活性推动治疗性抗体与疫苗评价技术的发展。未来需结合基因工程技术与病毒进化研究,持续优化抗体的特异性与功能,为全球狂犬病防控提供更高效的分子工具。

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