大湾区协同院企业风采丨微纳动力：光电镊技术让抗体发现更快速、更高效

近年来，我国恶性肿瘤发病、死亡率逐年上升，每年恶性肿瘤所致的医疗花费超过2200 亿元。目前，基于抗体的药物免疫疗法、CAR-T细胞治疗等过继免疫疗法是肿瘤治疗的主要研究、应用方向，市场需求巨大。据中金企信统计数据，中国抗体药物市场规模从2015年的128亿元增长至2021年的705亿元，年复合增长率为32.9%，并预计持续增长至2030年超2,000亿元。

开发单克隆抗体药物、双特异抗体药物、ADC药物和CAR-T等细胞治疗药物都离不开抗体发现。随着抗体药的需求越来越大，抗体发现技术也在不断发展，且越来越多样化。目前常用的抗体发现技术包括杂交瘤技术、噬菌体展示技术和单B细胞克隆技术等。

单B细胞抗体制备技术是近十几年发展起来的一种抗体制备技术，原理是分离得到免疫后的浆细胞或记忆B细胞，筛选出分泌目标抗体分子的B细胞，再结合测序技术获得其抗体基因序列以构建表达载体，进一步表达、纯化和筛选后获得目标抗体。

通过该技术获得的抗体能确保轻重链的天然配对，相较于传统的抗体发现技术具有抗体多样性丰富、筛选流程短、启示细胞量少、大量节省时间、费用等优势。

▲ 图：单B细胞的抗体制备技术流程

一、 单B细胞技术与杂交瘤平台比较

传统杂交瘤平台需要将B细胞和肿瘤细胞融合进行永生化后再进行进一步的筛选、亚克隆等工作，实际应用中产生了很多不可避免的问题。首先，融合这一步骤会导致高达90%的B细胞多样性损失。其次，由于需要融合、筛选、亚克隆、复筛等多个复杂且耗时的步骤，杂交瘤筛选的周期往往需要六至八周（不包括动物免疫时间）。第三，这一融合需求限制了目前尚未有融合伙伴的物种（如鸡、骆驼、鲨鱼）。

相比于杂交瘤平台，单B细胞分选平台使科学家摆脱了融合的限制和负面影响，同时，多数平台都整合了高通量的模式进行筛选，可在一天之内筛选完数万或者数十万量级的B细胞，效率大大提高。

二、单B细胞技术与噬菌体展示技术（全人文库平台）比较

噬菌体展示平台与单 B 细胞筛选技术相比，噬菌体展示平台有以下两种问题：由于噬菌体展示文库平台中抗体重链和轻链随机组合，无法保持抗体重链轻链的天然配对，并且随机组合后的抗体亲和力偏低，需要多轮淘洗才能得到较高的亲和力。合成和天然的噬菌体文库虽然不用做抗体人源化改造，但是由于未经过体内的抗体成熟过程所筛选出的抗体序列往往亲和力有限，需要建立单点突变文库完成亲和力成熟，这意味着进行二次大规模的筛选，增加了工作量。由此可见，利用噬菌体体展示来进行抗体筛选，无法保证筛选的成功率。

微纳动力开发的Light Workbench光电镊高通量单细胞筛选平台，基于光电镊-AI生物芯片技术，用一块CPU大小的光电镊芯片作为单细胞研究实验室。该设备可以同时对上万个单B细胞进行快速分离、分析、培养及导出，对细胞进行多种功能检测，如实时lgG分泌检测、多重抗原分泌检测、多种属交叉检测、表面标志物检测、报告细胞实验、配体阻断实验等。

Light Workbench一天时间就可以完成阳性浆细胞的筛选工作，一周内可以得到抗体序列，将候选抗体药物的发现时间缩短2个月以上，设备和耗材比进口产品成本降低80%左右，抗体多样性序列提升50倍以上。目前，该技术已广泛应用于抗体发现、细胞株开发、细胞治疗、合成生物学、农业、基因编辑、干细胞表征等领域。

关于微纳动力

微纳动力（北京）科技有限公司成立于2022年3月，是一家国际领先的、以设计制造高精尖医疗器械和单细胞级微操作与微手术仪器设备开发为主要业务的高新技术公司，致力于推动微纳米机器人技术及物理场驱动、控制技术在生物医学领域的应用落地。微纳动力拥有研发实力强大的团队，通过十几年在非接触物理场控制方面的技术积累，基于四大物理场控技术的专研（磁场、电场、光场、超声）开发了多个创新型产品，主要有高通量、单细胞精准筛选光电微流控系统，磁悬浮胶囊胃肠镜机器人系统及肿瘤靶向给药微纳米机器人系统等。