治疗性抗体药物根据结构可分为单克隆抗体、抗体片段、抗体偶联物等,其中单克隆抗体药物占据了最大的市场份额,自从1986年首个抗体药物Orthoclone OKT3获批上市以来,美国食品药品监督管理局(FDA)已累计批准上市了超过70个抗体药物。虽然单克隆抗体药物自上市以来在临床及商业上取得了巨大的成功,但其研发过程仍然存在诸多挑战,就抗体药物前期研发工作而言,目前主流技术均基于实验手段,其核心是文库筛选,获得高特异性、高亲和力单克隆抗体。主流文库筛选有两大技术平台:噬菌体/酵母展示文库筛选和杂交瘤细胞筛选,但这些平台均存在周期长、成本高、实验过程复杂以及难以大规模生产等限制,面对这些挑战,相关科研和技术人员正在积极开发新的方法,寻找新的技术突破。随着技术的进步,测序成本越来越低,新一代测序(Next Generation Sequencing,NGS)技术得以在生物学和转化医学研究的许多领域被广泛应用。近年来,NGS应用的范围已经延伸到B/T细胞免疫组库测序领域,已经有报道尝试将免疫组库测序和蛋白质组学技术结合起来,应用于高亲和力抗体的筛选工作,但目前仍未见充分利用抗体(免疫)组库中的抗体丰度及丰度动态变化信息提高抗体筛选效率的报道。本研究基于对NGS技术和质谱分析技术的充分学习和研究,开发了一套完整的生物信息学分析平台,可以快速、高通量的筛选出具有高度抗原特异性和亲和力的抗体序列。本平台综合分析了多次免疫后抗体组库中抗体的丰度及其动态变化信息,对NGS数据进行质量评估和基本比对分析后,确定各免疫批次中抗体序列的结构信息,如框架区和互补决定区核酸和氨基酸序列信息,统计CDR3序列的丰度数据,以及同一CDR3序列在不同免疫批次中的丰度动态变化情况;并将NGS分析得到的抗体序列作为质谱数据分析的参考序列库,整合免疫后动物血清中抗体质谱数据的分析结果,确定被鉴定到的肽段序列信息以及对应的抗体蛋白序列,获得鉴定肽段在抗体蛋白序列中的位置以及覆盖度信息,进而筛选和分析能够指示抗体-抗原亲和力的各项特征指标,并通过这些指标进行序列评级以筛选最终的抗体。最后,我们从候选抗体中挑选了10条,进行合成和实验验证,结果显示5条为阳性抗体,抗体阳性率达到了50%。相比于传统的抗体药物前期研发平台,本研究中所开发的平台具有易于操作、更快速和更高效的特点,所有数据分析过程仅需一周的时间即可完成,加上前期动物免疫和后期实验验证的时间,整个过程仅需三个月,而目前广泛使用的噬菌体展示平台需要半年左右的时间,因此,相对而言,本平台大大缩短了抗体开发周期,具有很强的市场应用价值。