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還在用細(xì)胞培養(yǎng)做篩選？這家實(shí)驗(yàn)室已用“無(wú)細(xì)胞”方案搶跑抗體研發(fā)

更新時(shí)間：2026-04-01 點(diǎn)擊次數(shù)：293

傳統(tǒng)的抗體發(fā)現(xiàn)如同一場(chǎng)馬拉松：構(gòu)建、轉(zhuǎn)染、表達(dá)、純化、檢測(cè)……周期長(zhǎng)達(dá)數(shù)周甚至數(shù)月，而且通量有限，對(duì)于難表達(dá)的抗體或毒性蛋白表達(dá)成功率低。此外，許多潛在的高活性抗體因表達(dá)量不足而被誤判為“陰性"，導(dǎo)致候選分子的流失。

而無(wú)細(xì)胞蛋白表達(dá)（CFPS）技術(shù)，則為抗體篩選創(chuàng)造了“超高速通道"，將傳統(tǒng)以“周"、“月"為單位的流程，壓縮至以“天"計(jì)算。

結(jié)合已有文獻(xiàn)研究，CFPS在抗體篩選中展現(xiàn)出兩大核心優(yōu)勢(shì)：

高產(chǎn)量與高活性并存

Gang等人利用大腸桿菌的無(wú)細(xì)胞合成系統(tǒng)（OCFS：一種CFPS技術(shù)），成功合成了正確折疊、具備完整功能的無(wú)糖基化全長(zhǎng)曲妥珠單抗，并且與哺乳動(dòng)物細(xì)胞生產(chǎn)的抗體具有同等的抗原結(jié)合親和力。

這些抗體在標(biāo)準(zhǔn)生物反應(yīng)器中批量快速生產(chǎn)，數(shù)小時(shí)內(nèi)可線(xiàn)性擴(kuò)展，其產(chǎn)量可達(dá)百mg/L，規(guī)模變化超過(guò) 100 萬(wàn)倍，證明其可作為從抗體發(fā)現(xiàn)到臨床前開(kāi)發(fā)的無(wú)縫銜接平臺(tái)^[1]。

圖1：OCFS系統(tǒng)示意圖

極速篩選，效率倍增

基于CFPS的集成化平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)從DNA模板組裝、蛋白合成到結(jié)合活性檢測(cè)的全流程自動(dòng)化，Hunt等人在針對(duì)SARS-CoV-2 spike蛋白的測(cè)試中，不到24小時(shí)內(nèi)完成數(shù)百個(gè)抗體的表達(dá)與功能評(píng)估，成功識(shí)別出所有已獲緊急使用授-權(quán)（EUA）的中和抗體，并發(fā)現(xiàn)了新的候選分子。相比傳統(tǒng)方法數(shù)周的周期，效率提升數(shù)十倍^[2]。

圖2：快速無(wú)細(xì)胞抗體篩選工作流程

Ojima-Kato等人開(kāi)發(fā)了一種高通量、低成本的單抗抗體篩選方法 ——“Ecobody"，通過(guò)將單B細(xì)胞篩選與CFPS技術(shù)相結(jié)合，在2個(gè)工作日內(nèi)完成了從免疫動(dòng)物B細(xì)胞到抗原結(jié)合片段（Fab）篩選與評(píng)價(jià)的全流程，相較于傳統(tǒng)方法，速度有了數(shù)量級(jí)的提升^[3]。

圖3：利用CFPS從單B細(xì)胞中快速篩選單克隆抗體的Ecobody技術(shù)

成功案例

珀羅汀生物（PLD Technology）成功建立高通量無(wú)細(xì)胞蛋白表達(dá)工作站，日篩抗體三千個(gè)，自動(dòng)合成無(wú)人工！

抗體篩選告別以周甚至月為周期。擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CFPS系統(tǒng)支持多條肽鏈的自主組裝，可實(shí)現(xiàn)VHH、scFv等抗體分子以及全長(zhǎng)抗體IgG的上清可溶表達(dá)。ELISA實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，我司表達(dá)的抗體具備高免疫活性。

圖：某IgG與Fab片段SDS-PAGE圖及其ELISA活性（CFPS）

參考文獻(xiàn)

Yin, Gang et al. “Aglycosylated antibodies and antibody fragments produced in a scalable in vitro transcription-translation system." mAbs vol. 4,2 (2012): 217-25. doi:10.4161/mabs.4.2.19202
Hunt, Andrew C et al. “A rapid cell-free expression and screening platform for antibody discovery." Nature communications vol. 14,1 3897. 3 Jul. 2023, doi:10.1038/s41467-023-38965-w.
Ojima-Kato, Teruyo et al. “Ecobody technology: rapid monoclonal antibody screening method from single B cells using cell-free protein synthesis for antigen-binding fragment formation." Scientific reports vol. 7,1 13979. 25 Oct. 2017, doi:10.1038/s41598-017-14277-0.