近年来,肿瘤免疫治疗不断取得突破,越来越多患者因免疫检查点抑制剂而获得新的治疗机会。在众多免疫治疗靶点中,PD-1/PD-L1通路始终是研究非常活跃、临床应用非常成熟的方向之一。围绕这一靶点,全球已有多款抗体药物成功上市,并广泛应用于肺癌、肝癌、胃癌、尿路上皮癌等多种恶性肿瘤的治疗。
然而,随着研究不断深入,人们发现,研发一款真正具有竞争力的PD-L1抗体远比想象中更加复杂。决定药物价值的不仅是抗体能够识别PD-L1,更重要的是其是否具备优异的结合能力、阻断效果、安全性以及稳定的临床转化潜力。因此,如何提高优 质 抗 体的发现效率,已经成为抗体研发领域关注的重要课题。
长期以来,杂交瘤技术和噬菌体展示技术一直是抗体开发的重要基础。
杂交瘤技术能够直接获得天然来源的单克隆抗体,在抗体药物发展过程中发挥了巨大作用。但整个实验流程涉及动物免疫、细胞融合、克隆筛选和扩增培养等多个步骤,从项目启动到获得目标抗体通常需要较长时间。
噬菌体展示技术则突破了传统动物免疫的限制,可通过构建大规模抗体文库实现体外筛选,大幅提高了抗体来源的丰富性。不过,这类方法同样依赖多轮淘洗和后续验证,而且筛选对象多数为纯化后的重组蛋白,与细胞膜上的天然PD-L1仍存在一定差异。
此外,在面对数量极少、功能优异的B细胞或浆细胞时,传统流式细胞分选虽然具有成熟的检测体系,但对于单细胞精准操控、细胞活性保持以及后续连续分析仍存在一定限制。
随着抗体研发越来越强调效率与精准度,这些传统方法开始显现出新的挑战。
近年来,单细胞技术的发展推动了抗体发现模式发生变化。研究人员希望能够直接从数量有限但功能突出的免疫细胞中获取目标抗体,同时尽可能保留细胞天然状态,实现功能评价、序列获取和后续验证之间的无缝衔接。
这意味着筛选平台不仅需要能够识别目标细胞,还要具备精准操控、低损伤处理以及高通量分析等能力。
正是在这样的需求背景下,光电镊(Optoelectronic Tweezers,OET)逐渐成为单细胞操作领域的重要技术之一。
与传统光学操控方式相比,OET技术采用光诱导介电泳的工作原理,通过芯片表面形成可动态调节的虚拟电极,实现对单个细胞的捕获、移动、定位和分离。
由于驱动细胞所需光强明显降低,系统产生的热效应更小,因此更加适合保持细胞活性和生物学功能。
与此同时,结合微流控芯片、高分辨率显微成像以及自动控制系统,OET能够实现多个细胞的同步操控,使整个筛选过程更加灵活、高效,也更容易实现自动化。
对于抗体研发而言,这种技术的优势并不仅仅体现在"能够移动细胞",而是在整个筛选过程中始终保持细胞处于更加接近真实生理状态的环境,从而提高后续功能评价的可靠性。
在实际研发过程中,OET平台通常首先对样本中的B细胞或浆细胞进行高通量导入,并利用单细胞定位技术快速识别目标细胞。
将PD-L1抗原标记微球和荧光二抗导入流道,浆细胞分泌的抗体能与抗原微球结合并在槽口点亮簇状荧光,细胞便会被分析软件识别为阳性细胞。
单张光电镊12k芯片自动导入10233个单细胞,筛选到653株抗原阳性单B细胞,阳性率6.38%。
筛选完成后,目标细胞可被精准回收,结合单细胞测序技术,还能够快速解析抗体重链和轻链序列。
扩增结果(部分)⬇️
在整个流程中,一周内完成从细胞回收到序列获取,单细胞测序成功率达到80%。
相比传统方法,OET平台的连续化流程减少了多个中间操作环节,不仅降低了细胞损耗,也提高了获得优 质 候 选 抗 体的成功率。省下的不仅是3-4个月的时间,更是从筛选到验证之间无数轮重复投入的人力与试剂成本。
光电镊技术把大量 “测序‑构建‑纯化之后才发现作废” 的沉没成本消灭在早期;尤其难靶点,避免项目反复重做带来的管线延期、专利窗口损失。大的药企的需求不只是更快的筛选,而是降低项目报废风险、更高的序列多样性、保护管线时间窗口。
对于竞争激烈的PD-L1靶点而言,这个时间窗口,或许正是决定一个项目能否 领 先 的关键。
微纳动力光电镊单细胞筛选平台——让PD-L1抗体发现从“漫长的等待”变为“可预期的加速”。