自上世纪80年代人源化抗体的成功开发以来,抗体药物凭借其免疫原性低、可持续给药等优势,在临床治疗中发挥了越来越重要的作用。截至目前,已有超过100种单克隆抗体(monoclonal antibody,mAb)和衍生药物被批准用于疾病治疗,其中抗体衍生物主要包含Fc融合蛋白、抗体药物偶联物(antibody-drug conjugate,ADC)等。
这些新型抗体药物不仅保留了抗体的靶向特异性,还融合了其他生物活性组分,进一步增强了药物疗效。其中,Fc融合蛋白凭借其独特的结构和功能,在治疗自身免疫性疾病等领域展现出了广阔的应用前景。代表性产品如依那西普、阿法西普和阿巴西普等,为患者提供了更多有效的治疗选择。
已获批上市的Fc融合蛋白药物
数据显示,2023年全球Fc融合蛋白药物市场规模大约为2229亿元(人民币),预计2030年将达到4514亿元,2024-2030期间年复合增长率(CAGR)为10.7%,表明Fc融合蛋白在自身免疫疾病治疗领域有广阔发展空间。
Fc融合蛋白和抗体药物的半衰期是其开发过程中的一个重要考量因素。在健康人中,IgG1 的血清半衰期约为21天,这与新生儿 Fc 受体(Neonatal Fc receptor,FcRn)与IgG的相互作用密切相关。
为了开发高效可靠的抗体药物筛选技术,科研人员已经建立了多种检测FcRn-IgG相互作用的体外方法,包括基于细胞和非细胞的两大类:
• 基于细胞的检测通常采用流式细胞术,直接表征细胞表面FcRn与已被标记的IgG之间的结合活性,可以更好地模拟生理条件下的受体-配体相互作用。
• 基于非细胞的检测包括表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)、生物层干涉技术(Biolayer interferometry,BLI)、均相时间分辨荧光(homogeneous time-resolved fluorescence,HTRF)和Alpha技术(Amplified Luminescent Proximity Homogeneous Assay)等。检测对象为FcRn蛋白,这些方法可以评估其在不同酸碱度条件(如溶液状态或人工固相表面)下与IgG的结合特性。
不同检测方法在灵敏度、精度、可重复性、时间和成本等方面各有优劣。荧光共振能量转移(Fluorescence resonance energy transfer,FRET)理论于1948年被首次提出,并于1967年得到了实验验证,它可以测定1.0-6.0nm距离内分子间的相互作用。通过科学家的不断探索,FRET技术凭借其灵敏度高、检测简便、应用范围广等优点,成为了重要的分子生物学检测手段,已成功运用到抗体候选物的筛选中。
基于时间分辨荧光共振能量转移(time-resolved fluorescence resonance energy transfer,TR-FRET)技术,利用了人IgG抗体竞争性结合FcRn的机制,ACROBiosytems百普赛斯重磅推出新产品:Human FcRn Binding Kit (TR-FRET) (Cat. No. FRT-01)。
Human FcRn Binding Kit (TR-FRET)的原理示意图
Human FcRn Binding Kit (TR-FRET)中的能量供体(Donor)为生物素标记的人FcRn和铕螯合物标记的链霉亲和素(SA)的混合物,能量受体(Acceptor)为特定荧光素FA标记的人IgG1抗体。当样品中不含与FcRn结合的其他组分时,供体与受体结合,在空间上非常接近,同时供体荧光团的荧光光谱与受体的激发光谱有部分重叠。供体在特定光源激发下发出620 nm的信号,该信号被受体接收后,受体会被激发出665 nm的信号,发生了有效的荧光共振能量转移。当样品中含有可与供体结合的其他组分(样品)时,它们会阻止供体与受体结合,导致无法发生荧光共振能量转移,检测信号降低。
• “精准可靠”——检测灵敏度高,结果准确,基质效应弱;
• “迅疾如风”——无需繁杂的洗板步骤,操作简单快捷,大幅节省时间;
• “稳如泰山”——严格把控原材料质量,批间一致性高,稳定供货。
1. 将样品或人IgG标准品与供体(生物素化人FcRn和铕螯合物标记的SA)混合,室温孵育0.5小时。
2. 混合液中加入受体(FA标记的人IgG抗体),继续在室温下孵育0.5小时以上。
3. 使用酶标仪中TR-FRET模块读取665 nm和620 nm处的荧光信号。
FRET比值(Ratio)根据公式计算:Ratio = (665 nm信号)/(620 nm信号) × 10^4。该比值与样品中抗体浓度呈负相关,可用于定量评估样品与FcRn结合能力。
• 典型IgG抗体结合数据
Inhibition of Europium-chelate labeled FcRn: FA labeled human IgG antibody binding by Human IgG
Premix serial dilutions of Human IgG standard (Catalog # FRT01-C03) (1:4 serial dilution, from 1000 μg/mL to 0.24 μg/mL (6666.67-1.63 nM)) and Human FCRN&B2M Heterodimer Protein Europium-chelate (Catalog # FRT01-C01) and incubate at room temperature (20℃-25℃) for 0.5 hour. Then add FA labeled human IgG antibody (Catalog # FRT01-C02) and incubate at room temperature (20℃-25℃) for 0.5 hour. Detection was performed with IC50 of 20.14 μg/mL. The assay was performed according to the above-described Datasheet (QC tested).
• 不同IgG抗体亚型结合能力
The kit (Cat. No. FRT-01) has been used to detect different human IgG isoforms of Human IgG1, Human IgG2, Human IgG3, Human IgG4, and modified Human IgG1 Fc (C103S, M135Y, S137T, T139E, H316K, N317F) Protein, His Tag (Cat. No. IG1-H52H8) with different affinities binding to FcRn.
当高灵敏度的TR-FRET技术和ACRO的高质量FcRn蛋白碰撞出了火花,诞生了这款可靠的Human FcRn Binding Kit (TR-FRET) (Cat. No. FRT-01),为您节省时间和金钱,是高通量抗体筛选的不二之选!
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参考资料来源:
1.Liu L. Pharmacokinetics of monoclonal antibodies and Fc-fusion proteins. Protein Cell. 2018 Jan;9(1):15-32. doi: 10.1007/s13238-017-0408-4.
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