抗经典猪瘟(Classical Swine Fever, CSF,又称猪霍乱)单克隆抗体(mAb)是针对经典猪瘟病毒(CSFV)抗原(主要为 E2 蛋白,少数为 E0、Core 蛋白等)的特异性抗体,在 CSF 的诊断、病毒分型及免疫机制研究中具有不可替代的作用。以下从抗体结构、靶向抗原、制备流程、关键特性及应用参数等方面详细说明:
一、抗体结构特征
抗 CSFV 单克隆抗体多为鼠源 IgG 类(常见亚型为 IgG1、IgG2a),少数为 IgM(因稳定性和效价限制,应用较少),其基本结构如下:
- 整体结构:由 2 条重链(H 链,约 50 kDa)和 2 条轻链(L 链,约 25 kDa)通过二硫键连接形成 “Y” 型结构,分子量约 150 kDa(IgG)。
- 功能区域:
- 可变区(V 区):重链可变区(VH)和轻链可变区(VL)组成抗原结合位点(CDR1-CDR3),负责特异性识别 CSFV 抗原的线性或构象表位(E2 蛋白的中和表位多为构象表位,依赖蛋白空间结构)。
- 恒定区(C 区):重链恒定区(CH1-CH3)决定抗体效应功能(如 IgG2a 的 Fc 段可介导补体依赖的细胞毒性(CDC)或调理作用),轻链恒定区(CL)辅助维持结构稳定。
- 修饰特征:部分单抗的 Fc 段存在 N - 糖基化修饰,影响抗体在体内的半衰期(若用于被动免疫)和与 Fc 受体的结合能力。
二、靶向的 CSFV 抗原及毒株
CSFV 是黄病毒科瘟病毒属的单链 RNA 病毒,其结构蛋白包括 Core(核衣壳蛋白)、E0(囊膜蛋白,又称 Erns)、E1、E2(主要囊膜蛋白),其中E2 蛋白是诱导中和抗体和免疫保护的关键抗原,也是单抗的主要靶向对象。
1. 核心靶向抗原
- E2 蛋白:全长约 370 个氨基酸,含多个中和表位(如 A、B、C、D 表位),其中 A 表位(位于 N 端)是中和活性的核心区域,多数具有中和功能的单抗靶向此表位。E2 蛋白高度保守(不同毒株间同源性约 80%-95%),但疫苗株与野毒株的表位可能存在细微差异(可用于区分免疫与感染)。
- 其他抗原:少数单抗靶向 E0 蛋白(参与病毒释放)或 Core 蛋白(用于病毒核酸检测的辅助验证),但因 E0 和 Core 的免疫原性较弱,应用范围较窄。
2. 靶向的 CSFV 毒株
CSFV 分为 3 个基因型(1-3 型),我国流行株以 1.1 亚型(如石门株)、2.1 亚型(如 C 株疫苗株)为主,单抗可识别的常见毒株包括:
- 疫苗株:C 株(兔化弱毒疫苗,2.1 亚型,E2 蛋白序列稳定,是单抗制备的常用免疫原)、HCLV 株(猪瘟兔化弱毒疫苗)。
- 野毒株:石门株(强毒,1.1 亚型)、Alfort 株(1 型)、Brescia 株(1 型)、GLV 株(2 型)等。
- 重组抗原:通过杆状病毒 - 昆虫细胞、CHO 细胞表达的重组 E2 蛋白(保留天然构象,含完整中和表位),是单抗制备的首选免疫原(纯度高、安全性好)。
三、制备流程及关键参数
1. 制备步骤
- 免疫原制备:优先选择重组 E2 蛋白(纯度≥95%,浓度 50-100μg / 剂,需验证构象表位完整性),或灭活 CSFV 病毒(滴度≥10⁶ TCID₅₀/mL,需无残留毒力)。
- 动物免疫:BALB/c 小鼠腹腔免疫,基础免疫 3 次(间隔 2 周),加强免疫 1 次(融合前 3 天),血清效价需≥1:10⁴(间接 ELISA 检测,以重组 E2 蛋白为包被抗原)。
- 细胞融合:取免疫小鼠脾脏 B 淋巴细胞与 SP2/0 骨髓瘤细胞融合,融合率≥30%,杂交瘤克隆形成率≥50%。
- 筛选与克隆:
- 初筛:间接 ELISA(检测针对重组 E2 蛋白的抗体)。
- 复筛:免疫荧光(IFA,检测感染 CSFV 的 PK-15 细胞中的特异性荧光)、中和试验(检测对活病毒的中和活性,中和效价≥1:16 为阳性)。
- 克隆纯化:有限稀释法克隆 3 次以上,确保单克隆性(染色体数目稳定,约 90-110 条)。
- 抗体生产:腹水诱生(效价 1:10⁶-10⁸)或无血清悬浮培养(浓度 20-100μg/mL),经 Protein A/G 亲和纯化后纯度≥95%。
2. 制备关键参数
- 杂交瘤稳定性:连续传代 60 次后,抗体分泌能力无显著下降(效价波动≤20%)。
- 抗体效价:ELISA 效价(腹水)≥1:10⁶,中和效价(针对强毒株)≥1:32。
四、特异性与交叉反应率
1. 特异性
- 抗原特异性:仅与 CSFV 的靶抗原(如 E2)结合,不识别 CSFV 的非结构蛋白(如 NS3、NS5)或其他病毒(如猪繁殖与呼吸综合征病毒 PRRSV、猪伪狂犬病病毒 PRV)的抗原。
- 病毒特异性:通过 IFA 和中和试验验证,仅与 CSFV 反应,不与同属的牛病毒性腹泻病毒(BVDV)、边界病病毒(BDV)交叉反应(因三者 E2 蛋白存在部分同源序列,需严格排除交叉)。
2. 交叉反应率
- 与同属病毒:优质单抗对 BVDV、BDV 的交叉反应率≤5%(ELISA 检测 OD 值比值 < 0.05)。
- 与不同基因型 CSFV:因 E2 蛋白保守性高,单抗通常可交叉识别 1-3 型毒株,对 1 型和 2 型毒株的识别率≥90%,对 3 型的交叉率≥85%。
- 区分疫苗株与野毒株:部分单抗可识别野毒株特有的表位(如石门株的 D 表位),对疫苗株(C 株)无反应,交叉率≤1%,可用于 “鉴别诊断(DIVA)” 试剂。
五、其他核心参数
- 亲和力:通过 SPR(表面等离子体共振)或 ELISA 竞争法测定,解离常数(KD)通常为 10⁻⁸-10⁻¹⁰ M(KD 值越小,亲和力越高,中和活性越强)。
- 中和活性:在细胞水平可有效抑制 CSFV 感染,50% 抑制浓度(IC₅₀)≤1μg/mL(针对 100 TCID₅₀的病毒)。
- 热稳定性:37℃放置 7 天,效价保留率≥80%;-20℃冻存 3 年,活性无显著下降。
- 应用适应性:适用于 ELISA(检测抗原或抗体)、IFA(病毒定位)、Western blot(仅识别变性抗原的单抗)、病毒中和试验等,工作浓度范围:ELISA 1:2000-1:10000,IFA 1:500-1:2000。
六、应用场景
- 诊断试剂:作为核心试剂用于 CSFV 抗原检测(如双抗体夹心 ELISA)、病毒分型及 “免疫 - 感染” 鉴别诊断。
- 基础研究:解析 E2 蛋白的功能(如与宿主细胞受体结合机制)、病毒入侵途径。
- 被动免疫:高中和活性的单抗可用于仔猪紧急预防或发病猪的早期治疗(需验证安全性和半衰期)。
抗经典猪瘟单克隆抗体的核心质量指标是中和活性、特异性(无交叉反应)及宽毒株覆盖度,实际应用中需根据需求(如诊断或治疗)选择参数匹配的抗体,并通过第三方验证确保性能稳定。