补体依赖的细胞毒性是抗体的重要效应功能。经典补体途径的激活始于补体蛋白 C1q 与结合在细胞表面靶抗原上的免疫球蛋白 Fc 段结合,这种相互作用会触发循环补体蛋白的序贯酶促激活,最终形成介导靶细胞裂解的膜攻击复合物。C1q 结合能力及由此产生的 CDC 活性会影响治疗性单克隆抗体的安全性和有效性,因此在研发过程中需要对其进行表征。目前,通过改造 IgG 抗体的 Fc 段来增强或降低生物制剂募集补体的能力,是一个活跃的研究领域。人 C1q 结合试剂盒用于检测溶液中聚集型 IgG 抗体的 Fc 段与人 C1q 的结合情况。
HTRF 人 C1q 结合检测可在缓冲溶液中测定 IgG 抗体 Fc 段与人 C1q 的结合。与传统需将抗体固定在固相载体上的方法不同,该检测采用均相通用格式,可对抗体进行简单快速的表征。实验中,生物素化抗人 IgG Fab 抗体与链霉亲和素复合,用于在溶液中捕获并聚集待测抗体;结合人 C1q 的抗体通过夹心检测格式进行定量,具体采用铕穴状化合物标记的抗 C1q 抗体和 d2 标记的链霉亲和素。当两个结合伴侣相互作用时,供体荧光团与受体荧光团近距离接触,进而产生荧光共振能量转移信号,信号强度与抗体 Fc 段与人 C1q 的相互作用能力呈正相关。(标注:Principle of the HTRF human C1q binding assay,对应 “人 C1q 结合检测原理示意图”)
人 C1q 结合检测可在 96 孔或 384 孔小体积白色检测板中进行,最终检测体积为 20 微升。依次加入检测试剂后,仅需 1 步孵育即可完成检测。具体操作如下:将待测抗体直接加入检测板,随后加入预混液,再加入人 C1q 蛋白和铕穴状化合物标记的抗 C1q 抗体;在室温下孵育 3 小时后,可在兼容 HTRF 的检测仪上记录 FRET 信号,无需洗涤步骤。该流程可灵活缩小或扩大规模,只需按比例调整各试剂的添加体积即可。(标注:human -C1q-binding-kit-2.svg,对应 “人 C1q 结合检测流程示意图”)
将纯化的人 IgG1、IgG2 和 IgG4 同种型对照抗体用稀释液 #12 进行系列稀释,然后在人 C1q 结合检测中进行测试。各剂量反应结合曲线的信号强度显示,人 IgG1 能有效结合 C1q,人 IgG2 与该补体成分的相互作用较弱,而人 IgG4 不与 C1q 结合。这些结果与文献报道一致。(标注:Validation of human C1q binding assay with human IgG isotype controls,对应 “人 IgG 同种型对照验证人 C1q 结合检测示意图”)
在人 C1q 结合检测中,同时测试治疗性抗 CD20 抗体利妥昔单抗及其以下变体:非岩藻糖基化利妥昔单抗、非糖基化利妥昔单抗、利妥昔单抗 IgG2 同种型和利妥昔单抗 IgG4 同种型。正如预期,与利妥昔单抗相比,非岩藻糖基化抗体的 Fc 结构域缺失岩藻糖残基,并未引起 C1q 结合的可检测变化;相反,非糖基化变体的相互作用能力发生改变,表明抗体 Fc 段糖基化对 Fc 介导的效应机制至关重要;最后,同种型从 IgG1 转换为 IgG2 或 IgG4 会导致抗体结合 C1q 的能力显著下降或完全丧失。(标注:Validation of human C1q binding assay with Rituximab variants,对应 “利妥昔单抗变体验证人 C1q 结合检测示意图”)
在人 C1q 结合检测中测试治疗性抗 CD20 抗体利妥昔单抗和奥法木单抗。II 型抗 CD20 抗体奥法木单抗产生的信号低于 I 型抗 CD20 抗体利妥昔单抗,表明其结合 C1q 的能力较弱,该结果与文献报道一致。(标注:Validation of human C1q binding assay with therapeutic type I & type II anti-CD20 antibodies,对应 “I 型和 II 型治疗性抗 CD20 抗体验证人 C1q 结合检测示意图”)
在人 C1q 结合检测中,同时测试治疗性抗 EGFR 抗体西妥昔单抗及其以下变体:非糖基化西妥昔单抗和西妥昔单抗 IgG2 同种型。正如预期,非糖基化变体的结合能力发生改变,表明抗体 Fc 段糖基化对 Fc 介导的效应机制至关重要;同种型从 IgG1 转换为 IgG2 也会导致抗体与 C1q 的相互作用能力显著下降。(标注:Validation of human C1q binding assay with Cetuximab variants,对应 “西妥昔单抗变体验证人 C1q 结合检测示意图”)
在人 C1q 结合检测中,同时测试治疗性抗 CTLA-4 抗体伊匹木单抗及其 IgG2 同种型变体。生物制剂与其变体之间观察到的信号下降表明,同种型从 IgG1 转换为 IgG2 会导致抗体结合 C1q 的能力显著丧失。(标注:Validation of human C1q binding assay with Ipilimumab and IgG2 isotype variant,对应 “伊匹木单抗及其 IgG2 同种型变体验证人 C1q 结合检测示意图”)
在人 C1q 结合检测中测试治疗性抗体阿替利珠单抗和斯帕妥珠单抗。正如预期,抗 PD-L1 IgG1 抗体阿替利珠单抗显示出与 C1q 的强结合,而抗 PD-1 IgG4 抗体斯帕妥珠单抗不具备与 C1q 相互作用的能力。(标注:Validation of human C1q binding assay with therapeutic anti-PD-L1 & anti-PD-1 antibodies,对应 “治疗性抗 PD-L1 和抗 PD-1 抗体验证人 C1q 结合检测示意图”)
在人 C1q 结合检测中测试治疗性抗 TNF-α 抗体英夫利昔单抗和阿达木单抗。结合剂量反应曲线显示出相似的特征和信号强度,表明两种抗 TNF-α 抗体与 C1q 的相互作用能力相同。(标注:Validation of human C1q binding assay with therapeutic anti-TNF-α antibodies,对应 “治疗性抗 TNF-α 抗体验证人 C1q 结合检测示意图”)