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基于噬菌体展示技术筛选人免疫球蛋白E特异性结合肽及其在过敏诊断中的应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月02日 来源:Scientific Reports 3.9
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本研究针对传统IgE检测方法依赖复杂抗体生产过程的瓶颈,通过噬菌体展示技术从12肽库中筛选出16个高特异性克隆,最终鉴定出6种可化学合成的人IgE特异性结合肽。这些合成肽在多重检测中展现出优异性能(检测限低至69 ng/mL),且不与IgA/IgG/IgM发生交叉反应,为开发稳定、经济的过敏诊断新工具提供了创新解决方案。
过敏性疾病困扰着全球数亿人群,而免疫球蛋白E(IgE)作为引发过敏反应的"罪魁祸首",其精准检测对疾病诊断至关重要。传统检测方法如酶联免疫吸附试验(ELISA)和放射性过敏原吸附试验(RAST)虽广泛应用,却面临抗体生产复杂、成本高昂等瓶颈。更棘手的是,现有单链抗体(scFv)和适体(aptamer)技术各自存在稳定性差或缺乏标准化流程的缺陷。
泰国国家遗传工程与生物技术中心(BIOTEC)的研究团队另辟蹊径,利用噬菌体展示技术这一"分子钓鱼"策略,成功从海量随机肽库中钓取出能特异性识别IgE的"分子鱼钩"。相关成果发表在《Scientific Reports》上,为过敏诊断领域带来了突破性进展。
研究采用三大核心技术:1)三轮悬浮生物淘选从12肽库中富集IgE结合噬菌体;2)磁珠偶联抗体建立多重检测系统;3)结合点击化学与碳二亚胺法实现肽段定向固定。通过200余个克隆的筛选,最终获得6个能特异性结合人IgE的合成肽,其独特之处在于完全不与IgA/IgG/IgM交叉反应,且对兔、鼠、羊抗体也保持"零响应"。

在"噬菌体展示肽筛选"部分,研究揭示了一个有趣现象:尽管淘选过程仅使用IgE,但多数克隆意外展现出IgG结合活性。通过序列分析发现,这可能是由于两者共享轻链基因(IGLC)所致。最终确定的6个阳性肽中,源自克隆#1的NTSRLPNYELLH表现尤为突出,其螺旋构象经pepATTRACT服务器预测可有效结合IgE Fc区。
"合成肽特异性"章节通过直接/夹心两种多重检测体系验证了结合特性。其中Peptide 5因含两个带正电荷的精氨酸(R)残基,通过离子相互作用形成稳定复合物。更令人振奋的是,这些合成肽的检测限(LOD)最低达69 ng/mL,完全覆盖临床相关浓度范围(过敏患者通常>240 ng/mL)。
这项研究首次报道了能特异性靶向人IgE的合成肽,相比传统抗体具有三大优势:1)化学合成替代生物制备,成本降低;2)结构简单易于修饰;3)稳定性显著提升。虽然目前灵敏度较商品化ImmunoCAP FEIA(0.24 ng/mL)尚有差距,但为开发新一代床边诊断工具奠定了基础。正如通讯作者Ratthaphol Charlermroj强调,后续将通过临床样本验证推动其转化应用,这对资源有限地区的过敏诊疗具有重要价值。
研究同时留下待解谜题:为何螺旋构象的Peptide 6结合效能低下?这可能与其构象刚性导致的熵罚有关,为未来肽段优化提供了方向。随着更多临床数据的积累,这些"分子捕手"或将成为过敏诊疗领域的游戏规则改变者。
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