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流式细胞术检测抗体类药物的抗体活性

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抗体类药物的活性检测,除了ELISA法,流式细胞术测定也是一种常用的手段。其原理与ELISA类似,所不同的是将可溶性抗体变为细胞,并通过流式细胞仪测定阳性率或荧光强度指标来检测待测抗体的结合情况或是效应情况。该方法的优点是选用携带抗原的细胞进行检测,细胞表面的抗原空间结构更接近体内存在形式,使待测结果更接近实际情况,另外该方法还避免了相应抗原的制备纯化过程。

如进行亲和力的检测,可采用梯度稀释的IgG孵育同等细胞数的能表达特异性抗原的阳性细胞和不能表达特异性抗原的阴性细胞,再用PE-抗 IgG抗体来检测与阳性细胞结合的IgG抗体,通过检测平均荧光强度(MFI)计算抗体与靶细胞结合的平衡解离常数(KD)来判定亲和力的强弱。

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流式检测亲和力模拟图

另外,由于抗体能够以多种方式介导细胞杀伤。所以,细胞凋亡、补体介导的机制和抗体依赖性细胞毒性(ADCC)等都是可以通过分析来表征候选抗体的效应。而流式细胞术能同时测定多个细胞群、多个参数,并可追溯到每个细胞的定性和定量分析能力,所以常被用于进行抗体效应功能的检测。

如评估曲妥珠单抗介导的ADCC效应,采用HER2高表达的人类乳腺癌细胞系BT-474作为靶细胞,用CFSE(羧基荧光素二醋酸盐琥珀酰亚胺酯)对其进行标记,按照不同的靶效比添加外周血单个核细胞PBMC或表达FcγRIIIa的人NK细胞系NK-92MI(NK92MI+CD16a)作为效应细胞,再添加不同浓度的曲妥珠单抗共同培养过夜,最后收集细胞,用固定活性染料FVD对死细胞进行染色后用流式细胞仪进行检测。发现死亡靶细胞仅在曲妥珠单抗存在时增加[1]。

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曲妥珠单抗介导的ADCC效应流式结果图

此外,还能检测曲妥珠单抗的靶分子的特异性,方法跟ADCC效应实验一致,只是采用三种人类乳腺癌细胞系BT-474(HER2高表达), MCF-7(HER2中表达) 和Hs578T(HER2无表达)作为靶细胞,并添加曲妥珠单抗及贝伐单抗,发现在MCF-7和BT-474中,曲妥珠单抗治疗可增加死亡靶细胞的数量,而Hs578T中,死亡靶细胞的数量并没有增加。

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曲妥珠单抗靶分子的特异性检测结果统计

ADCP、CDC效应,同样也可以用流式细胞术进行检测[2]。近年来为了能反映药物在体内与靶点作用的程度和时间,常常还进行受体占有率(RO)的检测。受体占有率是指药物相关受体相互作用的定量测量,目前受体占有率检测也成为抗体类药物生物效应水平建立的最佳方式,并且主要依赖于流式细胞技术。

目前常用的受体占有率检测模式主要有 3 种,一是通过检测已与受体结合的药物水平和总受体水平,计算受体占有率。二是通过检测游离受体水平和总受体水平,计算受体占有率 。三是通过检测给药后游离受体水平,与给药前游离受体水平进行比较来计算受体占有率[3]。

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三种受体占有率检测模式

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参考文献

[1] A novel method for evaluating antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity by flowcytometry using cryopreserved human peripheral blood mononuclear cells。Scientific Reports ,6:19772

[2] Flow cytometry-based assessment of direct-targeting anticancer antibody immune effector function.  Methods Enzymol. 2020 ; 632: 431–456.

[3] 基于流式细胞技术的受体占有率检测方法的建立及验证内容探讨。中国医药工业杂志,2019, 50(9)

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