艾沐蒽助力发表|浙大团队攻克抗体筛选难题,打造有机磷农药检测新探针

有机磷农药残留严重威胁人体神经系统健康,欧盟已将对硫磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷等列为禁用农药。免疫快速检测是农残筛查的核心手段,但传统抗体稳定性差、批次不均、依赖动物,重组抗体的功能性基因精准筛选更是行业长期卡脖子难题。
近日,浙江大学邹如冰、郭逸蓉团队在分析化学期刊《Analytical Chemistry》发表重磅研究,创新性将反向虚拟筛选技术与ImmuHub免疫组测序平台结合,无需参考模型、高效锁定抗有机磷农药的重组抗体基因,成功研发可同时识别3种欧盟禁用有机磷的广谱重组抗体,为小分子农残抗体研发提供全新范式!
研究背景

农残免疫检测的核心是高特异性抗体,但传统技术存在致命缺陷:

1.多克隆抗体:批次差异大,检测结果无法复现;

2.杂交瘤单克隆抗体:基因异质性强,长期保存易丢失结合活性,还涉及动物伦理问题;

3.重组抗体:可稳定量产,但从杂交瘤杂合基因中精准获取功能性抗体可变区(VR)基因,缺乏高效、低成本的筛选 + 验证手段。

如何快速、低成本找到有效抗体基因?这正是本研究要解决的核心问题。为此,研究者开发了反向虚拟筛选(计算)+ ImmuHub® 平台(实验验证)双技术联动,以彻底解决半抗原抗体基因筛选难题。

 

 

fig. 1 反向虚拟筛选流程图

方法与结果

研究以对硫磷(典型有机磷农药)为模型,一步步完成从基因到功能抗体的验证:

1.构建抗体模型库

从抗对硫磷杂交瘤中扩增抗体可变区基因,得到1条轻链(VL)+6条重链(VH),配对构建6个Fv同源模型。

2.反向虚拟筛选

以对硫磷为正配体、吡虫啉为负配体,对6个模型进行分子对接。通过结合能、CDOCKER打分、分子相互作用分析,发现Model 6脱颖而出,被预测为最优抗对硫磷抗体模型。

3.测序验证可信度

高通量免疫组测序(IR-Seq)证实:Model 6对应的VR基因,在杂交瘤中表达丰度超99%,是真正的功能性基因。

4.重组表达抗体

用HEK293 (F)哺乳动物细胞表达系统,成功制备重组抗体rAb-Model 6。

5.结合机制解析

通过100ns分子动力学模拟,找到抗体识别农药的关键氨基酸(Asn-36、Gly-99、Tyr-51等),揭示广谱结合的分子原理。

 

fig. 2 抗体性能验证图

 

本研究的核心实验验证环节,依托ImmuHub® 平台完成,它是精准锁定功能性抗体基因的关键。

01
高效建库

基于抗对硫磷杂交瘤总RNA,通过ImmuHub®平台的5′ RACE技术,使用通用上游引物+同型特异性下游引物,一次性完成抗体重链(HC)、轻链(LC)文库构建,覆盖IgG/IgA/IgM等全部亚型及κ/λ轻链

02
高通量测序

文库在Illumina HiSeq平台PE150模式测序,依托ImmuHub® 配套生信分析流程,完成V/D/J区段分型、CDR3区克隆型组装

03
精准验证

过滤无义突变序列后,Model 6对应的VR基因表达丰度超 99%,是杂交瘤中真正的功能性抗体基因,完美验证反向虚拟筛选的预测结果

经双重检测验证,rAb-Model 6表现堪称行业标杆:

高灵敏度:对3种欧盟禁用有机磷IC₅₀仅4.94–9.70ng/mL,远低于残留限量; 

高亲和力:KD达3.84×10⁻⁹–1.07×10⁻⁸ M,结合能力极强;

广谱特异性:同时识别对硫磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷,无交叉干扰;

稳定可量产:重组质粒易保存,无动物源污染,可标准化生产。

fig. 3 抗体性能验证图

讨论与展望

本研究的突破,离不开ImmuHub® 平台的强力支撑,也为行业带来三大价值:

01
技术创新

首次建立无参考反向虚拟筛选+免疫组测序的半抗原抗体基因筛选体系,可复制到小分子污染物、毒素、兽药残留等领域

02
工具升级

实现抗体组库快速解析、功能性基因精准定位,大幅降低抗体研发的时间与成本

03
产业落地

重组抗体替代传统抗体,解决快检产品重复性差、标准化难的痛点,可开发多残留同步快检试纸 / 试剂盒。

总结
从杂交瘤杂合基因中精准筛选功能性抗体基因,一直是免疫检测的卡脖子问题。浙大团队以反向虚拟筛选为核心,实现了抗体基因的高效、低成本挖掘,不仅研发出性能优异的有机磷检测广谱重组抗体,更搭建了一套可规模化复制的抗体研发流程。
未来,这项技术有望落地为试纸条、试剂盒等快检产品,走进田间地头、商超市场,为我们的餐桌安全筑牢更精准、更绿色的防线!

参考文献:Zou Rubing, Guo Yuanhao, Wang Zhenyu, et al., Efficient Discovery of Immunoglobulin Genes for Detecting Organophosphorus Pesticides Using a Reverse Virtual Screening Pipeline, Anal. Chem. 2026, 0003-2700.

艾沐蒽专注于免疫驱动医学领域多年,开发的ImmuHub®技术平台方法全面,检测物种多样,建库方法具有灵活性,致力于为各大高校、医院、科研机构、企业等提供优良的科研服务。

 

什么是ImmuHub®技术?

 

 

 

ImmuHub®部分科研方向

 

ImmuHub®适用基因座

 

部分数据分析结果展示

关于艾沐蒽

 

杭州艾沐蒽生物科技有限公司成立于2016年,是国际前沿的专注于免疫驱动医学技术的国家高新技术企业和专精特新企业。创始人团队来自美国芝加哥大学,在2010年开始使用免疫组基因高通量测序技术开展各种疾病相关研究,于2016年通过自主研发,全国首家推出NGS-MRD血液肿瘤微小残留病(MRD)检测Seq-MRD®,并授权泛生子使用。同时,公司拥有Immun-Traq®肿瘤治疗伴随诊断、Immun-Cheq® 免疫力测评以及ImmuHub®免疫组测序科研服务产品,并布局有基于AI机器学习算法的T-classifier®肿瘤早筛、单细胞测序、新抗原、TCR和抗体发现等平台管线。目前为止发表了50余篇论文,其中包括:The New England Journal of Medicine(IF:158.5), The Lancet(IF:98.4), Nature(IF:65), Signal Transduction and Targeted Therapy(IF:40), Cellular and Molecular Immunology(IF:24), Nature Communications (IF:17)等多篇高分杂志。公司构建几十项发明专利和软件著作权为核心的自主知识产权体系,为医院临床、生命科学研究、新药开发等提供解决方案和产品。艾沐蒽专注于通过解码适应性免疫系统来改变疾病的诊断和治疗,并致力于推进免疫驱动医学领域发展。

 

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