噬菌体免疫沉淀测序(Phage Immunoprecipitation Sequencing,PhIP-seq)技术近年来已成为一种高通量筛选的尖端方法。这一技术结合了高容量的噬菌体展示多肽库、抗体免疫沉淀以及高通量测序,能够实现基于抗原-抗体匹配的系统性抗体库(Antibody Repertoire)分析。由于其高灵敏度,该技术能够高通量检测抗体与多肽的结合,通过深入研究结合位点,从而细致解析抗体与靶标之间的作用机制。PhIP-seq技术在自身抗体组研究、感染性疾病相关抗体以及疫苗研发等多个生物医学领域展现了极大的应用潜力,成为解析复杂免疫学问题的重要工具。
最近,来自荷兰格罗宁根大学的研究团队在顶尖免疫学期刊《Immunity》上发表了两篇相关研究,深入探讨了人血清抗体库的组成,并发现了炎症性肠病(IBD)的特征抗体标志物。这两篇文章使用了相同的噬菌体展示肽库,筛选了超过1000例血清样本,从不同的角度进行了深入的分析。该肽库包含344,000条多肽,其蛋白质来源于微生物(包括肠道微生物、益生菌与致病菌)、致病因子数据库(VFDB)以及免疫表位数据库(IEDB)。每条肽的长度均为64个氨基酸,且相邻肽间存在20个氨基酸的重叠。
第一篇文章聚焦于炎症性肠病(IBD)患者的抗体组分析。研究团队通过高通量噬菌体展示免疫沉淀测序(PhIP-seq)技术,对497例IBD患者及1326例健康对照者的血清抗体进行了检测。分析结果显示,炎症性肠病患者的抗体表位谱与健康人群存在明显差异,识别出373种差异表达的抗体反应,其中17%的抗体在IBD的两种形式(克罗恩病和溃疡性结肠炎)中共存,55%仅存在于克罗恩病中,而28%仅存在于溃疡性结肠炎中。这些多肽之间显示出一定的共线性,暗示它们可能具有共同的抗原识别特征或结构域。
此外,研究还评估了这些多肽与患者临床特征的相关性,发现其与疾病活动度、炎症指标及并发症存在显著相关性,推测对应抗体或源于遗传易感性,在发病前已存在,并在疾病发作后被激活或重新定向。接下来,研究人员选取部分差异化的肽段,使用递归特征消除(RFE)优化模型,以区分IBD患者和对照样本。结果显示,抗体表位谱能够准确地区分克罗恩病患者与健康对照(曲线下面积[AUC]=0.89)。即便只使用10个抗体,仍能较为准确地区分(AUC=0.87),表明这些特异性的多肽在IBD的诊断中具有潜在的应用价值。
通过抗体表位谱对不同组别的分类,研究成果为临床诊断提供了新视角,同时也为药物研发及个性化治疗奠定了基础。随着科技的不断发展,噬菌体免疫沉淀测序(PhIP-seq)技术将在生物医学领域,尤其是在自身免疫病及相关疾病的研究中发挥更大的作用。
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