抗原表位分析：最前沿的抗体抗原研究技术
对于抗原表位的研究是科研人员认知免疫系统和开发新型疫苗的核心节点，但究竟什么是抗原表位呢？当有病原体入侵人体时，或者由细胞和细胞免疫监视系统释放出抗体时，这种存在于抗原表面的能被抗体所识别的特定结构就是抗原表位。抗原在其整个序列中可能包含多个不同位置的表位，这取决于宿主的免疫反应。抗原的这个特性使得它们具有非常广的应用范围，特别是在研究和诊断分析领域。单克隆抗体或多克隆抗体都可用于相关检测;单克隆抗体可以用来识别一个特定的单表位，而多克隆抗体(包含几种抗体)可以识别抗原上的多个位点。在药物开发过程中，大多数单克隆抗体或衍生物被用来结合特定的抗原表位。抗原表位的位置往往决定了治疗性抗体药物的功效。我们通常需要根据具体的应用选择不同类型的抗体，以达到最佳的效果。
了解抗体和抗原表位序列之间的作用机理对科学领域的研究意义重大。它可以帮助人类研发重要的疫苗和免疫疗法，并帮助科研人员设计在诊断分析中捕获病原体的定制化抗体。这对于研究自身免疫性疾病紊乱，以及其他免疫系统攻击正常细胞和组织的疾病，都具有重要的意义。因此，科学和医药的进步离不开抗原表位及其特征的研究。
基于多肽技术的抗原表位分析技术一直是宝欧信特Biosynth引以为傲的专利之一。该技术由Pepscan团队的创始人发明，并已在治疗和诊断抗体领域拥有35年的成功经验。经过我们的技术团队在实际应用中的不断完善，该项技术呈现出涵盖所有样品类型的无与伦比的检测灵敏度和结果重现性。我们的技术可以通过创建三维结构的CLIPSTM肽结构来模仿目标蛋白的天然构象结构，更好地识别目标抗体与其靶标的结合位点。同时通过使用高通量合成技术来生成具有重叠的线性和构象CLIPSTM肽的微阵列。然后选用特定的抗体与线性或构象肽进行特异性结合，以确定这些表位是否存在于结构中。
更多关于抗原表位分析的介绍请点击epitope mapping webpage，并下载产品及服务手册。
抗原表位的类型
抗原表位可以分为线性表位，构象表位以及离散表位。不同的表位对应不同的特征并可应用于不同类型的科学研究。以下是每种表位类型的泛素带图及其描述。
线性表位由蛋白质特定区域内连续的氨基酸序列延伸而成。
在免疫组织化学法，免疫印迹法和免疫荧光共聚焦显微镜法等免疫学检测中，通常只有线性表位能在抗体结合的过程中被识别到。在大多数情况下，这种抗体的线性表位的普遍性是由于在样品的制备过程中经历了pH值变化，还原反应或固定化，导致蛋白质发生了变性。
构象表位指那些蛋白质结构中与二级结构相关的结合位点，例如环状，β折叠以及螺旋形结构。此类表位常见于抗体与处于天然状态下的蛋白质结合的情况。构象型表位与蛋白质的序列及其呈现方式都密切相关。
离散表位是由不相邻（非连续）的蛋白质序列组成的具有三维空间结构的结合区域。绝大部分的抗体与天然蛋白（域）的结合表位都是离散表位。离散表位通常由线性表位和构象表位所组成。
那么我们该如何了解这些表位与抗体之间的关系呢？答案就是利用抗原表位定位技术epitope mapping。
什么是抗原表位定位Epitope Mapping？
抗原表位分析是一项具有开创性的用于识别抗原表位结构与序列的技术。它是抗体疗法和诊断检测产品研发的基石。该项技术的广泛应用使得科学家们能够更好的理解抗体的功能，从而选择那些能够更好地表达特异性的抗体。抗原表位定位能够：
· 对具有相似表位的抗体进行对比
· 根据不同的结合方式区分不同的抗体
· 识别抗原表位区域内的关键氨基酸位点
· 氨基酸位点重要性研究（跨种类，多菌株反应分析）
医疗诊断行业是法律法规严格监督管理的行业。抗体结合位点信息是FDA/EMA批复一款新抗体的必要信息。抗原表位分析能够提供所有法律法规相关的重要信息，以支持知识产权保护，专利申请等。同样的，抗原表位分析的结果也可以支持和保护自身所持有的抗体的唯一性，哪怕只有一个氨基酸位点的不同便足以证明和保护新发现抗体的独特性。以下是涉及该项技术应用的案例分析：
案例分析：CLIPSTM精确表位定位技术鉴别anti-CD20单克隆抗体
ofatumumab和rituximab都是与CD20结合的单克隆抗体，CD20是治疗B细胞恶性肿瘤的靶向跨膜细胞蛋白。为了确保ofatumumab的商业化并获得市场差异化，区分ofatumumab和rituximab在CD20上的不同结合位点就变得非常必要。我们通过使用了CLIPSTM抗原表位定位技术来实现这一目标。如图A所示，CLIPSTM表位定位成功地证明了ofatumumab (Arzerra®)结合了一个独特的不连续表位，与利妥昔单抗(Rituxan®)完全不同。
CLIPSTM对ofatumumab和rituximab的表位定位结果(A)。抗体的表位定位到CD20细胞外结构域的不同区域(Teeling et al. 2006)。(B)在使用CLIPSTM表位作图鉴定利妥昔单抗表位14年后，最终发表了利妥昔单抗完整CD20蛋白的结构(Rougé et al. 2020)，证实了CLIPSTM肽定位技术的有效性
抗原表位分析技术所提供的表位信息和法规性数据证实了它在疫苗开发中的重要作用。最初对甲型流感疫苗的研发就是个很好的例证。在此过程中，抗原表位定位技术被用于发现流感病毒表面蛋白血凝素(HA)上的保守表位，以此来中和一部分针对此表位的抗体。
类似的应用有，表位定位也有助于识别与自身反应性T细胞过度活化有关的表位，这在牛皮癣、免疫性肠病和哮喘等自身免疫性疾病中普遍存在。它也可能有利于监测疾病进展和针对不同免疫失调的靶向治疗的研究。T细胞表位的定位技术能为T细胞反应受限患者设计新的治疗方法铺平道路。同样的应用在研究衰老、艾滋病毒、效应T细胞或调节性T细胞库异常和其他免疫缺陷患者等疾病中也非常显著。新的癌症免疫疗法中，包括癌症疫苗和过继性T细胞疗法，都是利用了T细胞识别“外源”肽的机制。因此，T细胞可以被刺激或修饰，以识别新的(neo)抗原或肿瘤相关(TA)抗原，并激活人体自身免疫系统进行攻击，从而消除癌细胞。这种疗法的实例就是嵌合抗原受体(CAR) T细胞疗法，它主要用于治疗血癌。目前有几种FDA批准的CAR - T细胞疗法，如Tisagenlecleucel(用于治疗B细胞急性淋巴细胞白血病和B细胞非霍奇金淋巴瘤)和Idecabtagene vicleucel(用于治疗多发性骨髓瘤)。
如需了解更多T细胞活性筛选方法的内容，请访问T-Cell Activating Peptide Libraries webpage
Biosynth基于多肽技术的表位定位技术
与其他表位定位技术(x射线法、核磁共振和全蛋白诱变)相比，基于肽技术的表位定位技术有诸多优点，包括识别的线性表位、构象表位和离散表位。因为单个抗体的表位重叠引起的竞争仅限于小分子肽的情况，所以这项技术是研究多克隆抗体与血清结合的唯一可行的方法。然而，肽表位定位的应用同样受限于如何获得高质量的样本。
Biosynth基于肽的表位定位分析平台使用特殊水凝胶基质的固体载体。肽序列直接在该高密度的基质上使用强大的Fmoc肽进行合成。这种方式带来的好处是，即使是微弱的结合信号，也能表达高灵敏度阵列和可靠的检测结果。这也使得该平台不仅适用于抗原表位定位，也适用于其他类型的蛋白质之间相互作用的定位。该阵列载体可重复利用的，这使得我们可以在单个阵列上筛选同一系列的抗体或血清，因此极高的性价比使得这项肽表位定位技术非常适合于最佳样本筛选，抗体特征识别，抗体轮廓研究和其他相关研发项目。Biosynth的CLIPS™技术通过构建三维结构的CLIPS™肽来模拟目标蛋白的离散表位，从而进一步增强表位定位的技术能力。
Biosynth’s CLIPS™ 表位定位技术的核心优势
· 广泛的适用性-线性表位，构象表位，离散表位和复杂的多聚体蛋白表位
· 研究样本多样性-可溶性样本，外域，膜蛋白，病毒
· 样品类型多样性-抗血清，多克隆抗体，纯化单克隆抗体，纳米体，标记蛋白或复合物
· 高灵敏度
· 高性价比、可重复使用的陈列载体
立刻联系我们的专家团队，定制专属的表位定位计划
立刻联系我们的专家团队，定制专属的表位定位计划
参考文献
Björn Forsström et al. (2015) Dissecting Antibodies with Regards to Linear and Conformational Epitopes. PLOS ONE.
10(3): e0121673.
Irene M. Francino-Urdaniz and Timothy A. Whitehead (2021) An overview of methods for the structural and
functional mapping of epitopes recognized by anti-SARS-CoV-2 antibodies. RSC Chemical Biology. 2(6): 1580-1589.
Jonathan M. Gershoni et al. (2012) Epitope Mapping: The First Step in Developing Epitope-Based Vaccines. Biodrugs.
21: 145-156.
Jessica L. Teeling et al. (2006) The Biological Activity of Human CD20 Monoclonal Antibodies Is Linked to Unique
Epitopes on CD201. The Journal of Immunology. 177(1):362-371.
Lionel Rougé et al. (2020) Structure of CD20 in complex with the therapeutic monoclonal antibody rituximab.
Science. 367(6483): 1224-1230.
An Introduction to Antibodies: Antigens, Epitopes and Antibodies. MERCK. Available from :
CAR T Cells: Engineering Patients’ Immune Cells to Treat Their Cancers. National Cancer Institute. 2022. Available
from: https://www.cancer.gov/about-cancer/treatment/research/car-t-cell