免疫检查点分子(如PD-1/PD-L1, CTLA-4,
LAG-3等)的亲和力测定,不仅关乎药物筛选的准确性,更直接关系到对免疫微环境功能的理解。与常规蛋白互作不同,免疫检查点的测定面临“低亲和力(微摩尔级)”、“糖基化影响大”以及“空间原位状态复杂”三大挑战。
1. 体外无标记动力学分析:分子水平的“金标准”
这是药物研发中常用的方法,用于精确测定抗体或融合蛋白与检查点分子的结合参数。
表面等离子体共振 (SPR/Biacore):
应用: 测定PD-1抗体(如Nivolumab, Pembrolizumab)与PD-1的结合动力学。
关键数据: 2025年的研究显示,利用SPR可以区分阻断型抗体和激动型抗体。例如,某些新型PD-1抗体的亲和力( KDKD )可达0.1-1
nM,优于临床药物Pembrolizumab(约8 nM)。
注意:
对于CAR-T靶点(如ICAM-1),研究发现微摩尔级(低亲和力)的CAR-T细胞在实体瘤治疗中反而比纳摩尔级(高亲和力)更安全、有效,能避免脱靶毒性。
生物层干涉技术 (BLI/Octet):
优势: 适合高通量筛选。例如,在CD40/CD40L激动剂筛选中,BLI被用于快速测定抗体阻断天然配体结合的能力(IC50)以及动力学常数。
2. 细胞原位功能结合检测:看见“真实”的互作
仅仅知道分子间的亲和力是不够的,细胞膜上的空间位阻、糖基化修饰会极大影响实际结合。
流式细胞术 (Flow Cytometry):
原理: 在表达天然构象PD-1的细胞表面滴定抗体,计算EC50。
价值:
验证重组蛋白抗体是否能识别细胞表面的天然抗原。2025年的一项研究中,52个候选PD-1抗体中有38个在流式实验中证实能高保真结合,且部分表现出亚纳摩尔级的效力。
荧光共振能量转移 (FRET/FLIM) —— 空间功能蛋白组学:
技术亮点: 这是2026年的前沿技术(如Hawk
Biosystems的QF-Pro平台)。它利用FRET原理,在患者肿瘤组织切片(FFPE)上直接检测PD-1和PD-L1是否真的“挨在一起”(距离1-10nm)。
颠覆性发现:
临床数据显示,PD-L1的表达量(TPS评分)与PD-1/PD-L1的实际功能结合状态无相关性。高结合效率的患者免疫治疗生存期显著更长(31个月 vs
10个月)。这意味着,测定“功能结合状态”比单纯测定“蛋白表达量”更能预测药效。
邻近连接分析 (PLA/Naveni):
应用:
利用NaveniPlex技术,可以在组织切片上同时多重检测PD-1/PD-L1互作、CD8/MHCI互作等,直观展示肿瘤微环境中的免疫抑制状态。
3. 特殊挑战应对:低亲和力与糖基化
免疫检查点分子(特别是TCR与pMHC)通常亲和力极低,且高度依赖糖基化。
针对低亲和力(微摩尔级)的检测:
MHC Dextramer技术:
传统的Tetramer往往检测不到低亲和力的T细胞(如在癌症或自身免疫病中)。Dextramer利用右旋糖酐骨架挂载更多的pMHC复合物,显著提高了灵敏度,能捕获到传统方法漏掉的低亲和力抗原特异性T细胞。
针对糖基化影响的检测:
真核表达系统的重要性:
大肠杆菌表达的PD-1缺乏糖基化,其亲和力测定结果可能失真。研究表明,哺乳动物细胞(HEK-293T)表达的PD-1对PD-L1的亲和力比昆虫细胞或大肠杆菌表达的高24-50倍。因此,必须使用真核表达蛋白进行亲和力测定,才能模拟体内真实情况。
4. 高通量单细胞筛选:从源头发现
微液滴技术 (AbDrop):
流程: 将单个浆细胞包裹在油滴中,与抗原共孵育,筛选分泌高亲和力抗体的细胞。
效率: 可以在一周内从百万级细胞中筛选出纳摩尔级亲和力的PD-1抗体序列。
来源:网络