摘要:單克隆抗體（mAbs）的研發(fā)核心，是從海量B細(xì)胞中精準(zhǔn)捕獲能產(chǎn)生目標(biāo)抗體的“優(yōu)質(zhì)細(xì)胞”。單B細(xì)胞技術(shù)解決了“如何識(shí)別目標(biāo)細(xì)胞”的科學(xué)問(wèn)題，而自動(dòng)化設(shè)備則攻克了“如何高效分離篩選”的工程難題。本文結(jié)合 CellCelector Flex全自動(dòng)無(wú)損單細(xì)胞篩選系統(tǒng)，深度解析設(shè)備如何與單B細(xì)胞技術(shù)協(xié)同，從技術(shù)原理、工作流程、核心優(yōu)勢(shì)等方面，拆解抗體藥物研發(fā)從實(shí)驗(yàn)室篩選到規(guī)模化生產(chǎn)的全鏈條優(yōu)化方案，為生物醫(yī)藥從業(yè)者提供實(shí)操性技術(shù)參考。一、傳統(tǒng)單B 細(xì)胞技術(shù)：雜交瘤技術(shù)的堅(jiān)守與局限

雜交瘤技術(shù)是最早的單克隆抗體制備方法，核心是將短壽抗體分泌細(xì)胞與永生骨髓瘤細(xì)胞融合，形成可無(wú)限增殖、持續(xù)分泌特定抗體的雜交瘤細(xì)胞。

操作上，小鼠經(jīng)目標(biāo)抗原免疫后，提取脾臟抗體分泌細(xì)胞，經(jīng)PEG介導(dǎo)與骨髓瘤細(xì)胞融合，再通過(guò)HAT培養(yǎng)基篩選、有限稀釋法亞克隆，最終獲得目標(biāo)細(xì)胞（如圖 1A 所示）。

該技術(shù)短板明顯：流程耗時(shí)4-6個(gè)月，細(xì)胞融合效率極低（每10萬(wàn)個(gè)僅約1個(gè)成功），通量低；還存在抗體產(chǎn)量低、染色體不穩(wěn)定問(wèn)題，培養(yǎng)中高分泌克隆可能被淘汰。

但其仍被沿用，優(yōu)勢(shì)在于可利用可溶性抗體篩選膜蛋白、GPCR等難處理抗原，且能借助常規(guī)設(shè)備開(kāi)展功能檢測(cè)，具有不可替代性。

傳統(tǒng)范疇還有記憶B細(xì)胞與ASC培養(yǎng)技術(shù)：?jiǎn)蝹€(gè)B細(xì)胞經(jīng)特定條件培養(yǎng)或EB病毒永生化后，通過(guò)ELISA檢測(cè)抗體（如圖 1B 所示）。熒光灶法則無(wú)需物理分隔，可通過(guò)熒光信號(hào)篩選更多單B細(xì)胞。

膜結(jié)合BCR染色技術(shù)通過(guò)熒光標(biāo)記抗原結(jié)合B細(xì)胞表面BCR，流式分選目標(biāo)記憶B細(xì)胞（如圖 1C 所示），其通量高、成本低，但依賴(lài)可溶性抗原，易出現(xiàn)假陽(yáng)性。

圖1 單 B 細(xì)胞篩選技術(shù)（傳統(tǒng)細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)備）來(lái)源：Trends in Immunology, December 2021, Vol. 42, No. 12

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二、前沿高通量單細(xì)胞技術(shù)：突破篩選瓶頸的新范式

隨著技術(shù)發(fā)展，微流控、微腔室技術(shù)憑借微型化、高通量的特點(diǎn)，成為單B細(xì)胞技術(shù)的新寵。它通過(guò)縮小反應(yīng)體積，大幅縮短了抗體檢測(cè)的時(shí)間，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)B細(xì)胞的精準(zhǔn)操控，尤其適合體外存活時(shí)間短的骨髓源漿細(xì)胞研究。

單B細(xì)胞篩選方法分為開(kāi)放型和封閉型檢測(cè)（如圖 2A 所示）。開(kāi)放型如 Berkeley Lights Beacon 技術(shù)，將單個(gè)B細(xì)胞置于納升級(jí)的 NanoPen 腔室中，借助熒光信號(hào)快速檢測(cè)抗原特異性抗體，再通過(guò)光電極定位技術(shù)回收目標(biāo)細(xì)胞；微流控腔室、微雕刻系統(tǒng)和微毛細(xì)管陣列也屬于開(kāi)放型，各有不同的篩選和細(xì)胞回收方式，其中微毛細(xì)管陣列能實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)級(jí)B細(xì)胞的篩選，通量極高。

封閉型檢測(cè)主要是油包水液滴微流控系統(tǒng)，將單個(gè)B細(xì)胞、抗原偶聯(lián)磁珠等封裝在油滴中，通過(guò)抗體與抗原的結(jié)合信號(hào)篩選目標(biāo)細(xì)胞，部分系統(tǒng)還會(huì)利用熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）信號(hào)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。不過(guò)這類(lèi)技術(shù)成本較高，且需要專(zhuān)業(yè)的操作技能。

B細(xì)胞復(fù)制技術(shù)則是另一種創(chuàng)新思路（如圖 2B 所示），先從短壽的抗體分泌細(xì)胞中獲取天然配對(duì)的VH-VL基因，構(gòu)建文庫(kù)后在酵母、噬菌體等宿主細(xì)胞表面展示，再進(jìn)行抗原篩選。這種方法解決了短壽B細(xì)胞的研究難題，但技術(shù)復(fù)雜度高，僅少數(shù)實(shí)驗(yàn)室能開(kāi)展。

單B細(xì)胞庫(kù)分析與克隆擴(kuò)增指導(dǎo)鑒定技術(shù)（如圖 2C 所示）是借助單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組技術(shù)，分析免疫后擴(kuò)增的B細(xì)胞克隆，篩選出高豐度的 VH-VL 序列，再通過(guò)重組表達(dá)驗(yàn)證抗體特異性。該技術(shù)適合未知靶點(diǎn)的抗體發(fā)現(xiàn)，但流程較長(zhǎng)，且難以篩選到稀有克隆。

圖2單 B 細(xì)胞篩選技術(shù)（微型化設(shè)備），來(lái)源：Trends in Immunology, December 2021, Vol. 42, No. 12

三、技術(shù)痛點(diǎn)：?jiǎn)?/strong>B細(xì)胞篩選為何需要自動(dòng)化設(shè)備？

單B細(xì)胞技術(shù)的核心目標(biāo)是“精準(zhǔn)、高效獲取抗原特異性B細(xì)胞”，但傳統(tǒng)操作流程中存在三大痛點(diǎn)：

1.單克隆性驗(yàn)證難：手動(dòng)篩選無(wú)法保證分離的細(xì)胞是真正的單細(xì)胞克隆，易出現(xiàn)混合克隆污染，導(dǎo)致后續(xù)研發(fā)失敗。

2.通量與效率矛盾：傳統(tǒng)方法一天僅能處理數(shù)百個(gè)細(xì)胞，面對(duì)數(shù)百萬(wàn)級(jí)別的B細(xì)胞庫(kù)時(shí)，篩選周期長(zhǎng)達(dá)數(shù)月，影響整體研發(fā)效率。

3.細(xì)胞存活率低：手動(dòng)挑取、轉(zhuǎn)移過(guò)程中，細(xì)胞易受機(jī)械損傷，尤其是嬌貴的B細(xì)胞和雜交瘤細(xì)胞，存活率往往不足 50%。

4.數(shù)據(jù)追溯性差：手動(dòng)操作難以記錄每個(gè)細(xì)胞的來(lái)源、篩選過(guò)程和檢測(cè)數(shù)據(jù)，不符合 GLP/GMP 規(guī)范，影響臨床轉(zhuǎn)化。

而 CellCelector Flex 這類(lèi)全自動(dòng)設(shè)備的出現(xiàn)，正是針對(duì)這些痛點(diǎn)設(shè)計(jì)的，通過(guò) “圖像驗(yàn)證 + 精準(zhǔn)操控 + 高通量處理”，讓單B細(xì)胞篩選從 “實(shí)驗(yàn)室手工活” 升級(jí)為 “標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)流程”。

四、核心協(xié)同：CellCelector Flex如何適配單B細(xì)胞技術(shù)？

單B細(xì)胞技術(shù)的核心流程是“細(xì)胞分離→篩選驗(yàn)證→克隆擴(kuò)增→抗體獲取”，CellCelector Flex通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)和專(zhuān)屬技術(shù)，完美適配每個(gè)環(huán)節(jié)，尤其在單B 細(xì)胞、雜交瘤細(xì)胞、CHO細(xì)胞的篩選中表現(xiàn)突出。

（一）納米孔技術(shù)：解決單克隆性核心難題

單克隆性是抗體藥物研發(fā)的“生命線”，CellCelector Flex 搭載的高通量納米孔克?。?/strong>HT-NIC）技術(shù)，從根源上保證了細(xì)胞的單克隆性。

圖3. CellCelecter全自動(dòng)無(wú)損細(xì)胞分離系統(tǒng)

其核心載體是納米孔板 —— 每個(gè)孔底部有數(shù)千個(gè)微型納米孔（最大規(guī)格可達(dá) 10 萬(wàn)個(gè)），孔徑僅 100-200μm，能將單個(gè)細(xì)胞精準(zhǔn)分隔在獨(dú)立納米孔內(nèi)。這種設(shè)計(jì)既實(shí)現(xiàn)了 “物理隔離”，又讓所有細(xì)胞共享同一種培養(yǎng)基，形成有效的共培養(yǎng)環(huán)境，兼顧了單克隆性和細(xì)胞生長(zhǎng)活力。

圖4 掃描孔和不同縮放級(jí)別的概覽（10倍），可以細(xì)化到單個(gè)納米孔的成像。CellCelector允許自動(dòng)掃描和檢測(cè)納米孔板和孔

與傳統(tǒng)甲基纖維素半固體培養(yǎng)基相比，納米孔板的液體培養(yǎng)環(huán)境更利于細(xì)胞生長(zhǎng)，即使是極難培養(yǎng)的B細(xì)胞系，也能達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先的單細(xì)胞生長(zhǎng)率。鋪板后，設(shè)備通過(guò)明場(chǎng)成像自動(dòng)掃描，識(shí)別包含單細(xì)胞的納米孔并記錄位置，提供可視化的單克隆性證明，徹底擺脫了傳統(tǒng)方法“靠概率保證單克隆”的局限。

（二）全流程自動(dòng)化：打通單B細(xì)胞篩選快速通道

CellCelector Flex 將單B細(xì)胞篩選的多個(gè)步驟整合為自動(dòng)化流程，從陽(yáng)性細(xì)胞鑒定到陽(yáng)性細(xì)胞轉(zhuǎn)移，全程無(wú)需人工干預(yù)，大幅提升效率。

1.B細(xì)胞篩選專(zhuān)屬workflow（一天內(nèi)完成）

細(xì)胞上樣（10分鐘）：將單細(xì)胞混懸液加入納米孔板，細(xì)胞按泊松分布隨機(jī)捕獲在納米孔中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分隔。

圖5.H 100 型納米孔：正六邊形 100 μm 納米孔，接種 B 細(xì)胞和特異性抗原包被微球

單細(xì)胞篩選（15分鐘）：設(shè)備通過(guò)倒置顯微鏡和高精度自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)，在明場(chǎng)下掃描識(shí)別單細(xì)胞，生成納米孔內(nèi)細(xì)胞分布圖。

圖6. 使用 CellCelector 在明場(chǎng)中掃描接種孔。軟件自動(dòng)識(shí)別單細(xì)胞納米孔

分泌抗體分析（2-3小時(shí)）：直接在納米孔內(nèi)進(jìn)行分泌物檢測(cè)，支持多種分析模式 —— 包括抗原包被納米孔板、報(bào)告細(xì)胞測(cè)定、抗原偶聯(lián)微球檢測(cè)等，精準(zhǔn)篩選分泌目標(biāo)抗體的 B 細(xì)胞。

圖7. 基于納米孔的分泌測(cè)定示意圖

陽(yáng)性細(xì)胞轉(zhuǎn)移（1小時(shí)）：采用溫和的機(jī)械挑取模式，將陽(yáng)性B細(xì)胞轉(zhuǎn)移至 PCR 板，保證高存活率，以便后續(xù)提取抗體基因。

圖8. 細(xì)胞轉(zhuǎn)移

輸出報(bào)告（15分鐘）：自動(dòng)生成包含細(xì)胞圖像、熒光數(shù)據(jù)、陽(yáng)性細(xì)胞納米孔編號(hào)與目標(biāo)孔板位置的完整報(bào)告，可對(duì)接 LIM 系統(tǒng)，滿足合規(guī)要求。

這種流程設(shè)計(jì)，讓原本需要數(shù)天的B細(xì)胞篩選工作濃縮在一天內(nèi)完成，尤其適合稀有抗體的快速挖掘 —— 能高效檢測(cè)具有獨(dú)特特性的稀有B細(xì)胞，解決了傳統(tǒng)方法難以找到稀有抗體的痛點(diǎn)。

（三）多場(chǎng)景適配：覆蓋抗體藥物研發(fā)全鏈條

除了單B細(xì)胞篩選，CellCelector Flex 還能適配雜交瘤技術(shù)、CHO 細(xì)胞篩選等傳統(tǒng)抗體藥物研發(fā)路徑，實(shí)現(xiàn) “一套設(shè)備覆蓋全流程”。

1.雜交瘤細(xì)胞篩選：精準(zhǔn)識(shí)別高產(chǎn)克隆

雜交瘤技術(shù)的關(guān)鍵是篩選高產(chǎn)抗體的克隆，CellCelector Flex 通過(guò)“熒光光暈法” 實(shí)現(xiàn)高效篩選：雜交瘤細(xì)胞分泌的抗體在半固體培養(yǎng)基中形成熒光光暈，設(shè)備通過(guò)對(duì)比克隆大小與光暈強(qiáng)度，計(jì)算抗體產(chǎn)生率，自動(dòng)排序并挑選高產(chǎn)克隆。

其半固體培養(yǎng)基挑取模塊提供500μm和1200μm兩種挑頭，可根據(jù)克隆尺寸精準(zhǔn)挑取，轉(zhuǎn)移過(guò)程溫和，細(xì)胞存活率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)方法，轉(zhuǎn)移后能快速在 96/384 孔板中擴(kuò)增。

圖9 半固體培養(yǎng)基挑取模塊

2. CHO細(xì)胞篩選：適配工業(yè)量產(chǎn)需求

CHO 細(xì)胞是抗體藥物工業(yè)生產(chǎn)的核心細(xì)胞系，CellCelector Flex 能從納米孔板中精準(zhǔn)分離 CHO 細(xì)胞克隆，支持明場(chǎng)、相差、熒光等多種成像模式，可通過(guò)熒光標(biāo)記二抗檢測(cè)CHO細(xì)胞克隆抗體分泌水平，挑取后的細(xì)胞在新環(huán)境中能持續(xù)生長(zhǎng)，滿足規(guī)?；a(chǎn)對(duì)細(xì)胞活力的要求。

五、技術(shù)優(yōu)勢(shì)：自動(dòng)化設(shè)備帶來(lái)的研發(fā)變革

CellCelector Flex 與單 B 細(xì)胞技術(shù)的結(jié)合，不僅解決了傳統(tǒng)流程的痛點(diǎn)，更帶來(lái)了三大核心變革：

1.效率提升：從批量篩選精準(zhǔn)狙擊

傳統(tǒng)單B細(xì)胞篩選依賴(lài) 96 孔板手動(dòng)操作，通量低、周期長(zhǎng)；而CellCelector Flex的納米孔技術(shù)可實(shí)現(xiàn)單塊板1,000,000個(gè)B細(xì)胞的同時(shí)篩選，一天處理上百萬(wàn)個(gè)B細(xì)胞，通量提升數(shù)十倍，大幅縮短研發(fā)周期。

2.成本優(yōu)化：減少資源浪費(fèi)與重復(fù)工作

通過(guò)圖像驗(yàn)證生產(chǎn)細(xì)胞系單克隆性，避免了因混合克隆導(dǎo)致的二次篩選，節(jié)省了培養(yǎng)基、耗材和培養(yǎng)箱空間；同時(shí)，高產(chǎn)克隆的精準(zhǔn)篩選減少了后續(xù)擴(kuò)增和檢測(cè)的無(wú)效投入，整體研發(fā)成本降低 30% 以上。

3.合規(guī)性保障：滿足臨床轉(zhuǎn)化要求

全程自動(dòng)化記錄和數(shù)據(jù)追溯，符合GLP/GMP標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)挑取過(guò)程都有高質(zhì)量顯微圖像供查驗(yàn)，解決了傳統(tǒng)手動(dòng)操作數(shù)據(jù)不完整、合規(guī)受限的問(wèn)題，為抗體藥物從實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究走向臨床實(shí)驗(yàn)提供了可靠保障。

六、未來(lái)趨勢(shì)：?jiǎn)?/strong>B細(xì)胞技術(shù)與自動(dòng)化設(shè)備的深度融合

隨著抗體藥物研發(fā)向 “更快、更準(zhǔn)、更低成本” 方向發(fā)展，單B細(xì)胞技術(shù)與自動(dòng)化設(shè)備的融合將更加緊密：

1.高通量與高特異性結(jié)合：未來(lái)設(shè)備將整合更多熒光通道（目前已支持 6 個(gè)通道、14 種顏色），實(shí)現(xiàn)多抗原同時(shí)篩選，進(jìn)一步提升稀有抗體的發(fā)現(xiàn)效率。

2.功能篩選一體化：將抗體中和活性檢測(cè)、成藥性評(píng)估等功能整合進(jìn)自動(dòng)化流程，在早期篩選階段排除成藥性差的克隆，減少后期研發(fā)失敗。

3.AI輔助篩選：結(jié)合人工智能算法，通過(guò)分析細(xì)胞形態(tài)、熒光強(qiáng)度等數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)抗體產(chǎn)量和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn) “智能篩選”，進(jìn)一步提升研發(fā)精準(zhǔn)度。

七、結(jié)語(yǔ)：技術(shù)工具推動(dòng)生物醫(yī)藥創(chuàng)新

單B細(xì)胞技術(shù)為抗體藥物研發(fā)提供了“精準(zhǔn)識(shí)別”的科學(xué)基礎(chǔ)，而 CellCelector Flex 這類(lèi)自動(dòng)化設(shè)備則提供了“高效落地”的工程解決方案。兩者的協(xié)同，讓抗體藥物研發(fā)從“依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)的手動(dòng)操作”升級(jí)為“標(biāo)準(zhǔn)化、高通量、可追溯的工業(yè)流程”，不僅縮短了研發(fā)周期、降低了研發(fā)成本，更提高了抗體藥物的研發(fā)成功率。

即便AI技術(shù)飛速發(fā)展，單B細(xì)胞技術(shù)依然不可或缺。對(duì)天然配對(duì) VH-VL 抗體的分離，以及無(wú)抗原靶向的抗體篩選，仍是免疫學(xué)研究的核心，也將持續(xù)為單克隆抗體的發(fā)現(xiàn)提供關(guān)鍵支撐。

對(duì)于生物醫(yī)藥企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)而言，掌握這種“技術(shù) + 設(shè)備”的協(xié)同方案，將在抗體藥物研發(fā)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)先機(jī)。未來(lái)，隨著設(shè)備技術(shù)的不斷迭代和單 B 細(xì)胞技術(shù)的持續(xù)突破，必將有更多高效、安全的抗體藥物走向市場(chǎng)，為疾病治療帶來(lái)新的希望。

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