单克隆抗体越来越多地用于预防和治疗病毒感染，并且在大流行应对工作中发挥着关键作用。抗体分泌细胞（ASC；浆细胞和浆母细胞）是具有治疗潜力的高亲和力抗体的极好来源。目前研究抗原特异性ASC的方法要么通量低，需要昂贵且劳动密集型的筛选，要么技术要求高，因此无法广泛使用。
近期，有研究人员提出了一种结合微流控技术和流式细胞分选技术的高通量方法，用于快速筛选和发现具有高亲和力和中和能力的单克隆抗体，特别是针对SARS-CoV-2的抗体，为抗体药物开发和免疫学研究提供了新的策略。相关研究以“Rapid discovery of monoclonal antibodies by microfluidics-enabled FACS of single pathogen-specific antibody-secreting cells”为题目，发表在期刊《Nature Biotechnology》上。
本文要点：
1、本研究提出了一种快速筛选单克隆抗体的方法，通过微流控技术结合单细胞抗体捕获水凝胶和传统流式细胞分选技术，从抗原特异性抗体分泌细胞（ASCs）中筛选出具有治疗潜力的高亲和力单克隆抗体。
2、技术流程包括将B细胞与苄基鸟嘌呤（BG）琼脂糖混合后，封装进油包水型乳液液滴中，形成单细胞稳定的琼脂糖微室。
3、通过将单域抗体（VHH）与SNAP标签融合，形成SNAP-VHH融合蛋白，并将其固定在BG-琼脂糖水凝胶基质中，构建出一个可控的抗体捕获矩阵，使封装细胞分泌的抗体在细胞周围被捕获，实现了抗体与原始细胞的物理链接。
4、通过流式细胞分选技术，筛选出特异性抗体，并进行单细胞测序，以获得重组表达和抗体特性的抗体基因。
5、这项技术在两周内筛选了数百万小鼠和人类ASCs，成功获得了针对SARS-CoV-2的高亲和力和中和能力的单克隆抗体，命中率超过85%，为高效抗体发现和免疫学研究提供了新的途径。
这种新的抗体发现方法的主要优势包括：
1、高通量性：能够在短时间内（2周）从数百万个ASCs中筛选出目标抗体，大大提高了发现效率。
2、高命中率：从人源和小鼠ASCs中筛选出的抗体，有超过85%能够结合目标抗原，并具有高亲和力和中和活性。
3、利用活跃的体液免疫反应：直接从ASCs中筛选抗体，能够获得更高亲和力的抗体，而不局限于记忆B细胞。
4、技术简单易行：结合微流控和传统流式细胞术，无需复杂的专有设备，可以被更广泛的研究团队使用。
5、高度模块化：抗体捕获矩阵可以通过替换捕获试剂来适应不同种类的分泌蛋白，扩展应用范围。
总之，这种新方法大幅提高了抗体发现的效率和质量，为快速开发治疗性抗体和免疫学研究提供了一种简单实用的新工具。
这项技术在应对突发疫情时如何发挥作用，它对全球公共卫生安全有何潜在影响？
1、快速响应疫情：在疫情爆发时，这项技术能够迅速从康复患者的B细胞中筛选出具有中和潜力的抗体，为快速开发疫苗和治疗药物提供了可能。
2、提高防疫能力：通过快速发现有效的抗体，可以加强公共卫生体系对新出现病原体的防御能力，减少疫情对全球健康和经济的影响。
3、促进全球合作：该技术的易用性和高效性鼓励了全球科研机构之间的合作，共享资源和数据，加速抗体药物的全球开发和分配。
4、长期防疫准备：作为一项平台技术，它为未来可能出现的新型病原体提供了一种快速的抗体发现和响应机制，增强了全球对新疫情的准备和应对能力。
图1.对单细胞分泌的抗体进行高通量功能分析的工作流程。
图2.小鼠抗SARS-CoV-2 RBD抗体的生成。
图3.人抗SARS-CoV-2 RBD抗体的产生。
图4.生成不与RBD结合的人抗SARS-CoV-2 S1抗体。
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41587-024-02346-5
