从兔抗体库到兔单克隆抗体

兔子作为动物模型在免疫学中发挥了数十年重要作用。如今，兔仍然是多种用途广泛的单克隆抗体(monoclonal antibody，mAb)和多克隆抗体（polyclonal antibody, pAb）的主要来源。多克隆抗体（polyclonal antibody, pAb）是针对特定病原体或抗原产生的针对不同表位的抗体，单克隆抗体(monoclonal antibody，mAb)是针对一个确定的抗原结合位点(对应表位)，通常只与一个表位高亲和力和特异性结合的抗体。IgG是兔单克隆抗体(monoclonal antibody，mAb)最常见的同种型。

IgG格式的天然兔抗体示意图

兔单克隆抗体(monoclonal antibody，mAb)和多克隆抗体（polyclonal antibody, pAb）已被广泛应用于基础科学研究（如免疫组织化学、蛋白质印迹和流式细胞术）和临床药物开发（如赛伐珠单抗、布西珠单抗等）。事实上，兔子自身独有的特征使其在上述领域拥有独特优势。首先，兔子属于Lagomorpha目，它在进化上与鼠类啮齿目不同，兔抗体能够识别啮齿动物中非免疫原性的人类抗原上的表位，增加可靶向表位的总数，并促进与人类抗原的小鼠直系同源物交叉反应的抗体的产生。这是基础研究和临床前研究的一个重要方面。其次，已经观察到兔子对小分子和半抗原产生强烈的免疫反应，这在啮齿动物中并不常见。第三个重要方面是近交兔品系的稀缺性，而大多数小鼠品系是近交的。人们认为，近交系通常会引起不太多样化的免疫反应，这使得培养强大而多样化的结合物变得更加困难。相应地，在许多将兔和小鼠单克隆抗体(monoclonal antibody，mAb)与相同的人类抗原进行比较的IHC研究中，兔单克隆抗体(monoclonal antibody，mAb)始终显示出更高的灵敏度。

兔B细胞和抗体库的产生

兔B细胞库的发育与其他哺乳动物的发育明显不同。兔体内B细胞和抗体多样化主要包括三个主要不同的发育阶段。B淋巴细胞生成主要局限在早期发育过程中，主要的“免疫前”B细胞库在出生后的前2个月内在肠道相关淋巴组织（GALT）中进化，以及通过免疫原结合激活B细胞时产生的二级“免疫”B细胞库。

兔B细胞的个体发育与抗体库

兔子主要先重新排列它们的重链，即重链的VH-D-JH重组，然后是其作为前B细胞受体的表达。在刺激前B细胞受体后，VL-JL轻链重组开始。虽然可能有200个VH基因在重链重排中发挥作用，但其中大多数很少表达或不表达。仅有10~20个D基因和4~5个JH基因被发现，且这些基因簇中有一部分被优先利用: VH1是最接近D的VH基因，存在于80~90%的重链基因重排中。此外有相关研究显示，在VH1阴性的家兔中，80-90%的重链重排都使用了VH4片段。然而，这种重链重排在成年兔中非常罕见，这表明VH4重排在大多数情况下是非生产性的，因此在发育过程中丢失。

人们普遍认为，在重组过程中，兔子通过在VH–D和D–JH连接处添加N-核苷酸，部分抵消了某些VH、D和JH基因的优先利用。重链的第三个互补决定区（CDR）被称为HCDR3，它包括两个连接，因此是六个CDR中可变性最强的。与小鼠和人类HCDR3的平均±s.d.长度分别为11±2（mode=10个氨基酸）和15±4（mod e=15个氨基酸）。这些发现证实，与小鼠HCDR3相比，兔HCDR3与人HCDR3具有更多的相似性。兔子部分通过在重组过程中在VH-D和D-JH连接处添加N-核苷酸来补偿某些VH，D和JH基因的这种优先利用。

兔抗体库中序列多样化的分子机制

尽管在新生兔的B细胞库中，重链的使用有限，但可以通过使用不同的轻链来补偿。兔轻链有两种类型——κ 和 λ，κ 轻链存在于两种不同的同种型中，称为 K1 和 K2。这些兔κ轻链同种异型的恒定结构域序列比人类Ig同种异型具有更高的氨基酸序列多样性，成对氨基酸序列差异高达40%。

值得注意的是，与小鼠(IgG1, IgG2a, IgG2b和IgG3)和人类(IgG1, IgG2, IgG3和IgG4)的4种IgG同种型相比，兔子只有1种IgG同种型(1个Cγ基因)。相比之下，兔子有13个Cα基因，可产生至少10种功能性IgA同种型，这是已知的最多样化的IgA系统，而小鼠只有1种IgA同种型，人类有2种。综上所述，B细胞个体发育和抗体库的独特特征使兔成为产生高亲和力和特异性抗体的有价值的来源。