全人源单抗制备之（3）-- 单个B细胞抗体制备技术

不同的抗体发现平台均有各自的优势：杂交瘤技术 发展最为成熟、获得抗体分子多具有高亲和力；噬菌体展示技术 可以获得全人抗体序列且无需动物免疫、节省时间；而单B细胞筛选平台 可以更好地保留B细胞多样性，种属适用范围广，同时通常使用记忆B细胞和浆细胞（在体内经历了亲和力成熟过程），因此抗体亲和力高，而且筛选效率独树一帜。

本文涉及如下单B细胞平台种类：包括基于FACS、液滴微流控、微流控小室（Beacon平台）等平台

平台类型	种属	细胞类型	检测通量
流式分选	人、鼠、兔等	记忆细胞 or 浆细胞（需培养）	速度10000 cell/s（一天高达10^8 cells）
液滴微流控	人、鼠、兔等	浆细胞	10^5 cells
Beacon平台	鼠	浆细胞	4块芯片，80k cells

1. 基于流式细胞分选技术（FACS）

（1）动物免疫：小鼠 or 兔子
（2）细胞悬液制备：解离免疫动物脾脏获得单细胞悬液 or 直接获得骨髓、外周血
（3）流式分选：利用荧光标记的抗体对B细胞表面标记物进行染色，通过流体动力聚焦和换能器的振动将流体割裂成微液滴，每一个液滴中包含等待被分选的B淋巴细胞。这些液滴通过激光产生分选信号，满足筛选条件的B细胞带电液滴最后将被静电场引导到收集管中。

如果目标抗原能偶联荧光试剂标记B细胞，可直接用于筛选抗原特异性 记忆B细胞，因为其BCR会以膜蛋白的形式展示在膜表面

（4）B细胞培养：将分选得到的B细胞培养，提取 “细胞培养的上清” 进行阳性克隆筛选
（5）单B细胞免疫组测序：挑选阳性克隆进入下游单细胞转录组测序，扩增单B细胞抗体可变区基因
（6）抗体重组表达验证

基于流式细胞分选技术的单B细胞平台

2. 基于液滴微流控技术

（1）动物免疫：小鼠 or 兔子
（2）细胞悬液制备：解离免疫动物脾脏获得单细胞悬液 or 直接获得骨髓、外周血
（3）分选得浆细胞：流式分选 or 磁珠分选（小鼠：B220阴性、CD138阳性）
（4）细胞浓度调整：加入细胞因子的“包被培养基” 调整细胞浓度在 1 x 10^6 cell/ml
（5）生成液滴：单细胞率60%左右，单个液滴组成（培养基、单个细胞、荧光标记抗原、二抗）
（6）单细胞培养：培养2-3h
（7）单细胞分选：回收产生特异性荧光的液滴（也就是筛选到的阳性克隆）
（8）单B细胞免疫组测序：油滴pool在一起，使用破乳剂释放细胞，构建单细胞cDNA文库后，扩增单B细胞抗体可变区基因

基于液滴微流控技术的单B细胞平台

3. 基于微流控小室技术

Beacon单细胞光导系统整合了微流控技术，信号检测系统，光诱导技术为一体（可以视作细胞培养箱，生物安全柜，荧光显微镜，自动化机械臂的组合），因此可以基于细胞形态和荧光对细胞进行分离，也可以进行细胞的培养，实时检测细胞的分泌情况，在芯片上实现多重检测，并对感兴趣的细胞进行回收，自动化程度高，人员依赖小。

Beacon工作原理：其芯片有不同规格，用于抗体发现的芯片有3种（11k, 14k, 20k，根据nanopen数量区分）；channel用于培养液流动，nanopen用于培养细胞；细胞导入时需要控制浓度，过低则降低nanopen的利用率，过高则造成单个nanopen存在多个克隆；细胞培养时，培养基以较低的速度在channel中流动，营养成分以自由扩散的方式进入到nanopen（纳升级别，体积小-->抗体浓度很高），细胞代谢产物在nanopen中扩散，细胞和微球等大颗粒在nanopen中保持不被冲走，阳性克隆的浆细胞会在其nanopen小室口产生荧光，多轮拍照记录荧光动态检出；选定目标细胞后再通过OEP技术将其导出

（1）动物免疫：鼠 （由于“浆细胞分离试剂”存在种属限制，目前该平台只能做鼠）
（2）细胞悬液制备：解离免疫动物脾脏获得单细胞悬液 or 直接获得骨髓、外周血
（3）分选浆细胞： 流式分选 or 磁珠分选（小鼠：B220阴性、CD138阳性）
（4）Beacon平台运行：OEP细胞导入（细胞落入nanopen）-->芯片内阳性克隆筛选（chanel内导入包被了抗原的磁珠+荧光二抗，多轮拍照的方式动态观察微球荧光产生的过程）-->导出目的细胞
（5）单B细胞免疫组测序：构建单细胞cDNA文库后，扩增单B细胞抗体可变区基因