抗原對于抗體的制備至關重要,好的抗原是制備優質抗體的前提,不同用途需求的抗體需要不同類型的抗原,所以抗原設計或者是制備不當是不可能得到好的抗體,更別說是適合于特殊需求的抗體了。
那么一個好的抗原需要具備哪些普遍性特點呢?
抗原通用特點:
分子量大:大分子物質能長時間留在機體內,有更多機會和免疫細胞(主要是巨噬細胞、T淋巴細胞和B淋巴細胞)接觸,引起免疫細胞作出免疫反應(佐劑最主要的原理之一就是油狀物質包裹在體內緩慢釋放,使其長時間留在體內);而對于小分子物質,體內代謝很快將其排出體外,沒有機會與免疫細胞接觸;同理,即使大分子蛋白太容易降解的也不適合做抗原。小于4kD的蛋白很難激發抗體的原因,一反面是因為其容易被排出機體;另外一方面平均每5-10kD的蛋白才有一個抗原表位也就是抗原決定簇(epitope),按照平均值來說,分子量太小的蛋白很難有有效表位。
外源性強:個體形成的早期,機體對自身物質形成免疫耐受,與機體物質相似度很高的物質一般不會引起機體產生免疫反應,只有異質性的物質侵入體內,機體才能迅速對抗外來物質的侵害,保護自身;但是機體對有些部分如大腦,眼球,睪丸等物質成分不會產生免疫耐受,此區域成為免疫赦免區,如果以此類物質作為抗原可以不考慮免疫耐受和外源性問題。
結構復雜:外源性只是從歸類宏觀角度上論述抗原性問題,實際上從微觀上來說,作為抗原的分子物質的結構必須盡可能復雜,簡單重復的序列或者直鏈物質(比如:糖、氨基酸)組成的序列一般抗原性都很弱,這類物質比如明膠、淀粉、核酸和多聚氨基酸等;
降解性好:作為抗原,必須是可以降解才能抗原提呈;塑料、鋼鐵等難降解的物質免疫原也很弱。因為機體不能降解D-氨基酸組成的蛋白或多肽,所以由D-型氨基酸組成的物質免疫原性都很弱。
常用的抗原的制備途徑究竟有哪些:
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天然提純抗原:
從機體純化的天然提純抗原(主要是蛋白質)保持了抗原本身結構(自身修飾,正確構象)特點,但是天然抗原的純化難度比較大,蛋白純化在世界范圍內都是一個難題,并且只有表達比較量高的天然蛋白才能比較容易純化。天然蛋白是一種很好的抗原,用天然蛋白做抗原制備的抗體,一般適合ELISA、免疫層析和免疫比濁等類抗體的制備。
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重組蛋白抗原:
重組蛋白抗原制備常用的有原核表達系統、酵母表達系統、真核表達系統,真核表達系統主要有昆蟲細胞-桿狀病毒表達和哺乳動物細胞表達系統;這種方式表達制備的抗原一般來說量比較大,并且在構建的時候一般會加上一個融合標簽便于下游純化,常用的標簽主要有GST、6*His、Myc、MBP、Flag、Fc等,根據下游對蛋白質的使用需求,如果不需要標簽可以切除,如果不切除標簽,后期制備的抗體的時候可以用標簽蛋白去中和高免血清。重組蛋白與天然蛋白相比較,在構象和修飾和蛋白活性上跟天然提純蛋白還是有差距的,一般來說真核比原核在蛋白構象和修飾上又進步了一大截,更加接近于天然蛋白;這類抗原制備的抗體一般適合于ELISA、免疫層析和免疫比作抗體的制備,只不過制備的過程中需要用實體標本交付驗證。
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人工合成抗原:
人工合成抗原只要用于制備小分子抗體和多肽抗體,這類合成抗原都需要偶聯到蛋白質載體上才能形成大分子抗原,常用的蛋白質載體主要有BSA(牛血清白蛋白),RSA(兔血清白蛋白),HSA(人血清白蛋白),OVA(卵清蛋白),GST(谷胱甘肽S轉移酶),KLH(Knoweyhole Limpet Hemocyanin,鑰孔戚血藍蛋白),MAP(多價抗原肽,主要指多聚Lys)。小分子抗體直接偶聯載體很難連上或者連上之后造成構象變化,所以只有通過合成途徑引入一些連接臂或者Liker然后再連接到蛋白質大分子載體上制備出完全抗原;對于多肽來說偶聯到載體上很容易,多肽鏈上的羧基或者氨基通過EDC(碳二亞胺)或者EDC與NHS(N-羥基琥珀酰亞胺)聯用將多肽和載體歐聯在一起,更為高效的方式是在多肽上加上一個Cys,通過Sulfo-SMCC試劑定向偶聯到蛋白質載體上。合成抗原偶聯到載體上一般一個載體上偶聯10-20個,本身對于抗原表位也是一個富集的過程;人工合成多肽主要應用于那些抗原難以提取液難于通過重組表達來實現的或者是想檢測某一特定蛋白,而這個特定蛋白本身與其他蛋白高度同源的。多肽的合成在現代化工上是一個比較成熟的技術,多肽作為抗原主要難點在于多肽的設計(抗原表位的選取)。
