维普资讯 http://www.cqvip.com 2007,23(6) Chinese Journal of Zoonoses 中国人兽共患病学报 527 文章编号:1002—2694(2007)06—0527—05 适于HIV一1 p24抗原检测试剂的单抗制备与筛选* 郭永利,陈毅歆,黄德党,罗海峰,葛胜祥,程 通,张 军,夏宁邵 摘要:目的 制备抗HIV-1 p24单克隆抗体(单抗。McAb)。并利用双抗体夹心ELISA法建立HIV-1 p24抗原检测试 剂。方法 以基因工程原核重组抗原HIV-1 p24蛋白免疫BALB/c小鼠,利用常规杂交瘸技术和间接ELISA法制备单克隆 抗体,单抗经纯化和HRP标记后,利用双抗体夹心ELISA筛选检测p24蛋白的最佳配伍单抗以期建立HIV-1 p24抗原检测 试剂。结果 成功筛选到l6株稳定分泌抗HIV-1 p24单抗的杂交瘤细胞株,并从中筛选出最佳单抗配伍组合“l6Gl2+ 2F2b-HRP”,该组合对p24蛋白的检测灵敏度为20 Pg/mL,对感染性克隆pNL4-3表达的HIV病毒培养上清检测呈阳性,对 100份HIV阴性人血清无非特异性反应,显示出良好的检测灵敏度和特异性。结论 本研究初步成功地建立了HIV-1 p24 抗原的检测试剂。并为最终建立HIV诊断试剂(HIV Ag/Ab Assay)奠定了坚实的基础。 关键词:HIV l;p24蛋白;单克隆抗体;夹心ELISA 中图分类号:R376文献标识码:A Preparation and selection of the monoclonal antibody used for kits to detect the p24 antigen of HIV-1 GUO Yong—li,CHEN Yi—xin,HUANG De-dang,LUO Hai—feng, GE Sheng—xiang,CHEN Tong,ZHANG Jun,XIA Ning—shao (National Institute of Diagnostics and Vaccine Development of Infectious Diseases, The Key Laboratory of Education Ministery for Cell Biology and Tumor Cell Engineering of Xiamen University,Research Center of Medical Molecular Virology of Fujian Province. School of L science,Xiamen University,Xiamen 361005,China) ABSTRACT:To prepare the monoclonal antibody(McAb)used for kits to detect the p24 antigen of HIV-1 by means 0f double-antibody sandwich ELISA assay,BALB/c mice were immunized with purified recombinant p24 protein of HIV-1.and by routine hybridoma technique,1 6 hybridoma cell lines secreting potent McAb against HIV p24 antigen were obtainedThe subtype of these 16 McAb was found to be IgG1 and their cross-blocking properties were analyzed,when they reacted with the p24 protein in direct EL1SA in order to offer the valuable data for selecting feasible pair of McAb in the detection of the p24 an— tigen.All the McAbs were used for the detection of p24 antigen by double-antibody sandwich ELISAIn addition,the McAbs were purifid and HRI’e-labdled in advance.Finally。we had successfully screened a pair of McAbs,i.e16G12+2F2b-HRP. which exhibited a sensitivity of 20 pg/ml for the detection of p24 antigen.Also,this pair of McAbs could specifically react with the supernatants of the cultured HI、Ll from pNL4-3 transfected clone,but it showed no reactivity with 100 negative sera of pa- tients.It is evident that this pair of McAb shows excellent sensitivity and specificity for the detection of the HIV—l p24 antigeiL KEY WoRDs;HIv_l;p24;monoclonal antiody;Sandwibch-ELISA 人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种含双拷贝单股 正链RNA的包膜病毒,属逆转录病毒科慢病毒属 灵长类免疫缺陷病毒亚属。已发现的人免疫缺陷病 毒有两型:HIV-1和HIV-2,其中HIV一2毒力较弱, 流行范围主要局限于西部非洲,而HIV-1则在全球 广泛流行,也是引起我国AIDS流行的主要病原体。 据wHo官方报道n ,截止2005年l2月,全球已有 HIV感染者和AIDS患者4 030多万,2005年有超 过300万HIV感染者死亡。据国家卫生部截止 2005年底的统计数字 显示,我国约有HIV感染 者和AIDS患者65万,2005年因HIV死亡约2.5 *国家十五攻关项目(2004BA719A08),福建省科技重大专项 (2004yz01—1) 通讯作者:夏宁邵,Emaill nsxia@xrllt1.edu.cn 作者单位:厦门大学国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中 心,细胞生物学与肿瘤细胞工程教育部重点实验室,福建 省医学分子病毒学研究中心,厦门 361005 维普资讯 http://www.cqvip.com 528 中国人兽共患病学报 Chinese J ournal of Zoonoses 万人,且HIV疫情在中国已呈现出由高危人群向一 般人群扩散趋势。因此对HIV的日常监测和筛查 四次。融合前3 d再以静脉注射100 ̄g p24蛋白做 最后加强免疫。细胞融合、克隆化、腹水制备及纯 化均按照常规方法进行 。 1.6单抗一般特性的鉴定 杂交瘤细胞培养上清 已成为公共卫生的重要工作。目前我国HIV筛查 仍以检测抗HIV抗体为主,但HIV抗体检测一般 存在4~6周的窗口期。 ,在控制用血安全方面仍有 及腹水中单抗滴度的测定采用间接ELISA法。单 抗类与亚类的鉴定采用间接ELISA法分析,将合适 稀释度的单抗腹水加入预包被p24蛋白的微孔板中 反应,酶标二抗为HRP—GAM IgM、IgG1、IgG2a、 定缺陷。 HIV衣壳蛋白p24在HIV感染后体内抗体阳 转前的急性期即可大量产生,是患者体内HIV病毒 复制和HIV病毒载量的重要指标“ 。通过检测患 者体内p24蛋白可以有效缩短HIV检测窗口期,并 可作为临床HIV抗病毒治疗效果评估的依据。本 研究利用自行表达的基因工程重组抗原HIV一1 p24 蛋白作为免疫原筛选高亲合力抗p24单克隆抗体, 并用于建立HIV一1 p24抗原检测试剂。 1材料与方法 1.1质粒、细胞、病毒、血清和动物HIV感染性 克隆pNL4—3,质粒pTO-T7订 ,小鼠骨髓瘤细胞株 SP2/0-Agl4(Sp2/0),HIV病毒培养上清,HIV标 准阳性血清、HIV阴性人血清、BALB/c小鼠等材 料均为本实验室自行保藏或提供。E.coli ER2566 菌株购自New England Biolabs公司。 1.2试剂PEG1500、次黄嘌呤、胸腺嘧啶、氨 基喋呤、DMSO、HRP等化学药品均购自Sigma 公司。RPMI 1640基础培养基购自Gibco公司。 胎牛血清购自Hyc|one公司。碱性磷酸酶标二抗 (AP—GAH)为Protos公司产品。抗亚型多抗和辣 根过氧化物酶标记的抗亚型多抗(HRP—GAM IgG 及HRP GAM IgM、IgG1、IgG2a、IgG2b、 IgG3)购自Becton Dickinson公司。 1.3 HIV-I p24克隆的构建及表达HIV-I p24 基因源自pNL4—3质粒,以pTO-T7为表达载体构 建非融合表达质粒pTO-T7一p24,表达菌株采用E coli ER2566,表达产物经饱和硫酸铵沉淀及HPLC 离子交换层析法纯化。克隆构建及蛋白的表达和纯 化依据标准方法操作 。 1.4 HIV一1 p24蛋白印迹实验(Western Blotting) 纯化的HIV一1 p24蛋白经12 的SDS-PAGE电 泳分离,以HIV标准阳性血清为一抗,以HIV阴性 血清为对照,AP—GAH为酶标二抗,以常规方法 操作 。 1.5 单克隆抗体的制备 选用6周龄的雌性 BALB/c小鼠,以HIV一1 p24蛋白经皮下注射免 疫,初免与等量福氏完全佐荆混合,免疫剂量为 lO0 ̄g/只,此后每隔两周加强一次,加强免疫与不 完全福氏佐剂混合,免疫剂量为50 ̄g/只,加强免疫 IgG2b和IgG3。 1.7 NaSCN置换ELISAn ” 纯化后的p24抗 原预先溶解于20mmol/L的醋酸盐缓冲液(CB, pH9.6)中,按100ng/ ̄L包被于96孔聚苯乙烯微孔 板(微孔板)上,37℃吸附2h,4℃过夜;PBST洗板1 次,按200 ̄tL/孔加入封闭液(含2 明胶、0.2 的 酪蛋白和2 蔗糖的PBS),37℃封闭2h;扣干后按 loOtLL/ ̄L;b1]入纯化单抗(20 ̄g/mL,PBS),37℃温 育30min;PBST洗板3次,扣干后按100 ̄L/:/L分 别加入o、2和3 mol/L的NaSCN(Sodium thiocy— anate)溶液,室温温育15minlPBST洗板5次,扣干 后加入GAM酶标二抗1OO L/孔,37℃温育 30min;PBST洗板5次,扣干后加入显色剂,37℃反 应15min后终止、读值。最后用2和3 mol/L Na— SCN处理孔反应值与0 mol/L NaSCN处理孔反应 值的比值百分比来表示不同单抗对NaSCN的耐受 能力,即单抗与P24抗原的亲合力,耐受浓度越高, 亲合力也越大。 1.8阻断ELISA单抗的辣根过氧化物酶(HRP) 标记采用改良过碘酸钠法n∞。PBS百倍稀释的单 抗腹水(对照为PBS)1OO L/孔加入预包被p24抗 原的微孔板中,37℃温育30min;PBST洗板3次,扣 干后加入各合适浓度的HRP—McAb 100/ ̄L I:E, 37℃温育30min;PBST洗板5次,扣干后显色读值。 根据以下公式计算阻断率,阻断率一(对照孔OD值 反应孔OD值)/xt照孔OD值) ,阻断率大于 5O 9,6认为有阻断,以“+”表示;小于5O%认为无阻 断,以“一”表示。 1.9 双抗体夹心ELISA 纯化单抗预先溶解于 20mmol/L磷酸缓冲液(PB,pH7.4)融解,按 lOOng/: ̄h包被于微孔板,4℃过夜,PBST洗板一次 后封闭2h(方法同上);再加入含有p24蛋白的样 品,37℃温育30min;PBST洗板5次,扣干后加入合 适浓度的HRP—McAb,37℃温育30min;PBST洗板 5次,扣干后显色读值。 2 结 果 2.1 重组HIV一1 p24蛋白的活性 重组p24蛋白 维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com +++ 一 + 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 ++++ 一 ++++++ 一 一 一 一 8Fl 9D6 +++++++一 一 一 一 一 一 一 一 lH3 lHl +++++ 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 llFll +++++ 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 5F8 7Fl2 +++++++ 一 一 一 一 一 一 一 一lE7 lE4 +++++++一 一 一 一 一 一 一 一 4G3 2F2b +++++++ 一 一 一 一 一 一 一 一 l6Gl2 7Dl +++ 一 一 + 一 ++ 一 一 一 一 一 一 6Fl2 2C7 一 一 一 一 一 一 一 ++ 一 一 一 一 一 一No:16株单抗阳性阻断某一特定单抗的个数I++++++++:有阻断效果I一;一 一 + 一 一 一 无阻断效果;一一:有增强效果 一 一 No:the number of 16 McAbs which can block positively any given McAb in this test;+.positive block;一.negative block;一一.reactivity of 2C7 with p24 antigen was enhanced +++++++ 一 一 一 + 一 一 一 一 配伍组合“16G12+2F2b-HRP”(前者表示包被单 ++++ 一一 一 一 一 一 一 + 一表2 双抗体夹心ELI 一一 SA比较六种抗p24单抗配伍组合检 抗,后者表示酶标单抗)的检测灵敏度达1:3 200。 测HIV培养病毒稀释液的灵敏度 同时,用100份HIV阴性人血清分析上述6种配伍 +++++++ 一 一 一 一 +Tab.2 + 一Sensiti 一 vity comparison of six pairs of anti—p24 McAb 组合的检测特异性,由表3可知,配伍组合“16G12 in detecting serial diluted HIV culture viruses by +2F2b—HRP”和“1E4+2F2b—HRP”的特异性最 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 + 一doubl e antibody Sandwich-ELISA 好,都无非特异性反应;其余4种配伍组合都有2 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 4 的非特异性反应。综上结果可知,单抗配伍组 合“16G12+2F2b—HRP”具有最好的检测灵敏度和 n 儿 9 8 3 3 2 2 2 l 1 l 特异性,适合用于HIV-1 p24抗原检测试剂的 *:检测HIV培养病毒稀释液的最大稀释倍数;nd: 研制。 未检测 *:Maximum diluted times of HlV culture virus which indicate positive in the test;nd.Not detected 日2P2b ̄IE4髓 表3双抗体夹心ELISA比较六种p24单抗配伍组合对100 口 2b ̄'l6cl射 份HIV阴性人血清的特异性 ●l6cl2+lE删RP Tab.3 Specificity of six pairs of anti—p24 McAbs in detecting ■l6cl2+ 2bIⅡ中 100 human HIV negative Sera by double antibody l ■IM+ a 呻 Sandwich-ELlsA ■lH+lr ̄l狮 0 0.2 2 20 c0nc%trni∞of p24 m-llt ̄.gmn (p‘/t) 图3双抗体夹心ELISA检测p24蛋白的灵敏度 S/CO:样品OD读值与cutoff OD读值之比.比值大 于l判定为阳性. Fig.3 Sensiitvity in detecting pz4 antigen by Sandwith-ELIsA 3讨论 S/C0:sample-to-cutoff ratlos,positive when the 本研究利用自行表达的基因工程重组蛋白p24 value exceed l 作为免疫原,成功筛选出16株稳定分泌抗HIV-1 维普资讯 http://www.cqvip.com 2007,23(6) 中国人兽共患病学报 1Chi nese Journal of Zoonoses 531p24单抗的杂交瘤细胞株,通过阻断实验和双抗体 夹心ELISA一一配对筛选,最终筛选到1对最佳单 抗配伍组合“16G12+2F2b—HRP”,其检测p24蛋 白的灵敏度可达20 pg/mL,且对l份倍比稀释的灭 活HIV培养病毒检测灵敏度最高,而对HIV阴性 人血清无非特异性反应,提示这对单抗用于HIV-1 p24抗原检测试剂的研制具有较好的灵敏性和特 异性。 (2)卫生部,联合国艾滋病规划署和世界卫生组织.2005年中国艾 滋病疫情与防治工作进展.httpl//www.mob.gov.cn/news/ more_index.aspxvtp—class—C602&urladdr=/news/sub—in— dex.aspx (33 Hashida S.Hashinaka K,Nishikata l,et a1.Shorting of the window period in diagnosis of HIV-1 infection by simultaneous detection of p24 antigen and antibody IgG tO p17 and reverse transcriptase in serum with ultrasensitive enzyme immunoassay [J).Journal of Violrogieal Methods,1 996,62 l 43—53.  ̄43Strainer S,Heller J.Coombs R,et a1.Markers of HlV infection 快速有效筛选最佳单抗配伍组合是建立HIV一 1 p24抗原检测试剂的难点。本研究总结了如下3 点经验:第一、单抗问交叉阻断ELISA是1个直接 有效的筛选方法,交互阻断率低的单抗所组成的配 伍在双抗体夹心ELISA中会有较好的灵敏度。第 二、间接ELISA中反应性较好的单抗未必适于建立 双抗体夹心ELISA,这可能与p24蛋白在不同反应 体系中的表位暴露情况有关。间接ELISA是将 p24蛋白直接包被于固相板上,天然多聚体p24在 包被后可能解聚,这是1种固相反应体系;而双抗体 夹心ELISA不会破坏p24蛋白的天然多聚体,是1 种液相反应体系。显然,此两种反应体系中的p24 蛋白所暴露的抗原表位是不同的,故存在单抗 2F2b、1E4和16G12在双抗体夹心ELISA中检测 p24蛋白灵敏度最高,但在间接ELISA中与p24蛋 白的反应性却非最高这一现象。第三、NaSCN置换 ELISA分析单抗亲和力有助于单抗配伍组合的筛 选但不是决定性因素,如本研究最终确定的单抗配 对2F2b和16G12均可耐受3 mol/L NaSCN溶液, 但并非所有耐受3 mol/L NaSCN的单抗(如单抗 5C2和1H3)均可适用于双抗体夹心ELISA,此两 株单抗在双抗体夹心中灵敏度较低。 参考文献: (1)World Health Organization.AIDS Epidemic UIx:late[R/OL]l December 2005.http l//www.who.int/hiv/pub/epidemiology/ epiupdate2005/en/ prior to IgG antibody seropositivity[J).JAMA·1989,262:64— 69. 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