多克隆抗体定制的经典免疫程序包含哪些步骤?(基础免疫、加强免疫、效价监测、采血)不同宿主的免疫间隔(如2周/次、3周/次)如何确定?
多克隆抗体定制的经典免疫程序是通过逐步激活宿主免疫系统(产生针对目标抗原的特异性B淋巴细胞增殖与抗体分泌),最终获得高效价抗血清的标准化流程,核心围绕基础免疫、加强免疫、效价监测、采血四大关键环节展开。以下是各环节的详细步骤、原理及操作要点,同时解析不同宿主免疫间隔的确定逻辑。
一、多克隆抗体制备的经典免疫程序(四步核心流程)
1. 基础免疫(Priming Immunization):启动免疫系统 “初次识别”
基础免疫的核心目标是让宿主免疫系统首次接触并识别目标抗原,激活初始 B 淋巴细胞(产生 IgM 型抗体为主),为后续加强免疫的 “二次应答” 奠定基础,是整个免疫程序的 “启动环节”。
关键步骤与操作细节:
(1)抗原预处理:
若抗原为小分子(如多肽、半抗原,<1000Da),需与载体蛋白(如牛血清白蛋白BSA、卵清蛋白OVA)通过化学交联(如EDC、戊二醛法)结合,增强免疫原性(载体蛋白提供 T 细胞表位,帮助激活体液免疫);
若抗原为大分子蛋白(>10000Da,如抗体、酶、病毒颗粒),可直接使用(免疫原性较强),也可通过佐剂增强效果。
(2)佐剂选择与搭配:
经典选择弗氏完全佐剂(Freund's Complete Adjuvant, FCA) :含灭活的卡介苗(分枝杆菌),可激活巨噬细胞、树突状细胞等抗原提呈细胞,强烈诱导 Th1 型免疫应答,是基础免疫的首选佐剂;
配比原则:抗原溶液与FCA按1:1体积混合,通过涡旋振荡或乳化器制成油包水乳化液(滴入水中不扩散为合格标准,避免佐剂刺激局部组织坏死)。
(3)免疫剂量与途径:
剂量:根据宿主体重调整,例如新西兰大白兔(2-3kg)单次抗原剂量 50-200μg;Balb/c 小鼠(20-25g)5-20μg;山羊/绵羊(30-50kg)200-500μg(剂量过低无法激活免疫,过高可能导致免疫耐受);
途径:优先选择皮下多点注射(如兔背部脊柱两侧分4-6点注射)或皮内注射(免疫原性弱时),避免静脉注射(易引发过敏休克)。
(4)核心目的:激活宿主免疫系统对目标抗原的 “记忆”,产生低水平的初始抗体(IgM为主),为后续加强免疫的 “抗体效价爆发” 做准备。
2. 加强免疫(Booster Immunization):诱导 “二次免疫应答”,提升效价与亲和力
加强免疫是基于 “免疫系统二次应答” 原理(记忆B细胞快速增殖分化为浆细胞,产生高亲和力IgG型抗体,效价呈指数级提升),通过多次追加抗原刺激,实现抗体效价与特异性的最大化,是决定抗血清质量的核心环节。
关键步骤与操作细节:
(1)佐剂更换:基础免疫后,加强免疫需换用弗氏不完全佐剂(Freund's Incomplete Adjuvant, FIA)——不含分枝杆菌,仅保留油相载体功能,可避免 FCA 反复使用导致的局部肉芽肿、脓肿或全身免疫过度反应;
(2)免疫间隔:根据宿主类型调整(详见第二部分 “间隔确定逻辑”),通常为2-4周/次,共进行2-3次(多数宿主经1次基础+2次加强后可达到效价峰值);
(3)剂量调整:加强免疫的抗原剂量可与基础免疫一致,或降至基础剂量的1/2(记忆B细胞对低剂量抗原已具备高敏感性,无需过量刺激);
(4)途径优化:若基础免疫后局部反应小,可继续皮下多点注射;若局部有红肿,可改为腹腔注射(小鼠常用)或肌肉注射(大动物如山羊、马常用),减少组织损伤。
3. 效价监测(Titer Monitoring):判断免疫效果,决定采血时机
效价监测是通过特异性检测方法(如ELISA、Western Blot)量化抗血清中目标抗体的浓度,核心目的是避免过早采血(效价不足)或过晚采血(抗体降解、宿主免疫疲劳) ,是保证抗体产量与质量的关键 “质控环节”。
关键步骤与操作细节:
(1)取样时间:最后一次加强免疫后7-10天取样(二次应答的抗体分泌峰值出现在抗原刺激后7-14天,此时效价最高、亲和力最强);
(2)取样方式:
小鼠/大鼠:眼眶静脉丛采血(单次取0.2-0.5mL,不影响宿主健康);
兔/山羊:耳缘静脉采血(兔单次取2-5mL,山羊单次取5-10mL);
(3)检测方法:
首选间接ELISA:以目标抗原包被酶标板,加入待检血清(梯度稀释,如 1:1000、1:5000、1:10000),再用 HRP 标记的二抗(如抗兔 IgG-HRP)检测,通过 OD 值判断效价(通常以 “OD450nm≥0.8 的最高稀释倍数” 为效价,如 1:10000 即表示血清稀释 1 万倍后仍能特异性结合抗原);
验证特异性:若抗原为蛋白,需通过Western Blot确认抗血清能与目标蛋白(而非杂蛋白)特异性结合,排除交叉反应;
效价标准:不同应用场景要求不同 —— 科研用多克隆抗体效价≥1:5000即可,诊断用需≥1:10000,工业级(如中和抗体)需≥1:50000,达到标准即可安排采血。
4. 采血(Blood Collection):获取抗血清,分离纯化
采血是在效价达标后,通过批量收集宿主血液、离心分离血清,获得粗制抗血清的最终环节,需平衡 “抗体产量” 与 “宿主福利”(避免过度采血导致宿主死亡)。
关键步骤与操作细节:
(1)采血时机:效价监测达标后2-3 天内完成(避免间隔过久导致抗体效价下降);
(2)采血方式:
小鼠/大鼠(小体积):若需多次采血,可继续眼眶静脉丛采血(每次间隔 3-5 天,总血量不超过体重的 10%);若需一次性大量采血,可采用心脏穿刺采血(处死宿主后进行,适用于小鼠等小型动物);
兔/山羊(中体积):兔常用耳缘静脉多次采血(每周 1-2 次,每次 10-20mL,总血量不超过体重的 7%);山羊/绵羊常用颈静脉采血(每次 50-100mL,间隔 5-7 天);
马/牛(大体积):工业级制备常用颈静脉采血(每次1000-2000mL,需在兽医指导下进行,避免溶血);
(3)血清分离:
采血管需加入抗凝剂(如肝素、EDTA,若需血清则不加抗凝剂,自然凝固);
血液室温静置1-2小时(或 4℃静置过夜),待血块收缩;
3000-5000rpm 离心 10-15分钟,上层淡黄色液体即为粗制抗血清;
(4)后续处理:抗血清可加入 0.02%叠氮钠(NaN₃)4℃短期保存,或分装后 - 20℃/-80℃长期保存;若需高纯度抗体,可通过蛋白A/G亲和层析、抗原亲和层析进一步纯化。
二、不同宿主免疫间隔的确定逻辑(核心:宿主免疫应答速度+抗原免疫原性)
免疫间隔的本质是 “给宿主免疫系统足够时间完成B细胞增殖、抗体成熟,同时避免间隔过长导致记忆细胞衰退”,其确定需结合宿主种类(免疫应答速度)、抗原类型(免疫原性强弱) 两大核心因素,以下为常见宿主的标准间隔及原理:
宿主类型 |
体重范围 | 标准免疫间隔(基础免疫→加强免疫) | 间隔确定原理 | 适用抗原类型 |
小鼠(Balb/c) |
20-25g | 基础免疫后2周首次加强,之后每2周1次(共2-3次) | 小鼠免疫系统活跃,B细胞增殖周期短(约7-10天),2周可完成一次完整二次应答;若间隔过长(>3周),记忆细胞易衰退,需缩短间隔。 | 蛋白、多肽-载体偶联物(免疫原性中等) |
大鼠(SD) |
200-300g | 基础免疫后2-3周首次加强,之后每3周1次(共2次) | 大鼠免疫应答速度略慢于小鼠,B细胞成熟周期约10-14天,2-3周可平衡 “抗体成熟” 与 “记忆保留”;避免<2周间隔(易引发免疫疲劳)。 | 蛋白、病毒颗粒(免疫原性较强) |
新西兰大白兔 |
2-3kg | 基础免疫后3周首次加强,之后每3周1次(共2次) | 兔为多克隆抗体制备的 “黄金宿主”,免疫应答稳定但速度较慢(B细胞成熟周期14-21天),3周间隔可确保抗体效价逐步累积(IgG占比提升),减少局部佐剂反应。 | 蛋白、多糖、小分子偶联物(通用) |
山羊/绵羊 |
30-50kg | 基础免疫后4周首次加强,之后每4周1次(共1-2次) | 大动物免疫系统庞大,抗原在体内清除速度慢,B细胞增殖分化周期长(21-28天),4周间隔可避免 “抗原未清除时追加刺激” 导致的免疫耐受;若间隔<3周,易引发全身炎症反应。 | 大分子蛋白、重组蛋白(免疫原性较弱) |
马(蒙古马) |
300-500kg | 基础免疫后4-6周首次加强,之后每6周1次(共1-2次) | 马免疫应答极慢但持久,主要用于制备高滴度中和抗体(如抗蛇毒血清),4-6周间隔可让B细胞充分分化为长寿浆细胞,产生高亲和力IgG(效价峰值可持续数月)。 | 毒素、病毒(需高中和活性抗体) |
特殊情况的间隔调整原则:
抗原免疫原性弱(如小分子多肽、多糖):需适当缩短间隔(如兔可从3周缩至2.5周),同时增加加强免疫次数(共3次),通过 “高频低剂量刺激” 强化免疫应答;
抗原免疫原性强(如病毒颗粒、细菌毒素):需适当延长间隔(如小鼠可从2周延至2.5周),避免过度刺激导致宿主出现免疫病理反应(如兔局部脓肿、小鼠过敏);
宿主免疫状态差(如老年兔、免疫缺陷小鼠):需延长间隔(如兔从3周延至4周),同时提高抗原剂量(基础剂量的1.2-1.5倍),确保免疫系统有足够时间响应。
三、经典免疫程序的关键注意事项
佐剂安全:弗氏佐剂(尤其是FCA)对局部组织刺激性强,需确保乳化完全(油包水状态),避免单点注射剂量过大(兔单次单点≤0.5mL),若出现局部红肿、化脓,需暂停免疫并局部涂抹抗生素软膏;
效价监测优先:若某一次加强免疫后效价未达标(如<1:5000),需追加1次加强免疫(间隔同前),并更换佐剂(如FIA换为Montanide ISA 50V,低刺激且免疫原性强);
宿主福利:采血总量需严格控制(不超过宿主体重的7%-10%),避免频繁采血导致贫血;若宿主出现精神萎靡、体重下降(>10%),需立即停止免疫。
多克隆抗体定制的经典程序需围绕 “激活-强化-质控-收集” 的逻辑设计,而免疫间隔则需根据宿主免疫特性动态调整,最终实现 “高效价、高特异性抗血清” 的稳定制备。
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