抗体作为生物医学研究领域最重要的工具之一，其可靠性与稳定性对获得可重复的研究结果至关重要。然而，几十年以来，性能不佳的抗体时常使研究人员陷入研究结果不确定的困境。2024年11月4日，Diana Kwon在Nature期刊发表评论文章，探讨了有关这一问题的现状和科研界、产业界做出的改变举措[1]。
有问题的抗体阻碍科研进程
文中作者列举了几个研究案例，说明了有问题的抗体对科研界的不良影响：
(1) 在一项神经系统疾病相关C9ORF72基因编码蛋白的抗体性能测试中，商用的16种抗体中仅3种表现良好，而这些有问题的抗体已在论文中被大量使用或引用。
(2) 在一项评估靶向65种神经科学相关蛋白的614种商业抗体的研究中，其中三分之二的抗体未能发挥预期的作用。
(3) 在一项关于瞬间受体电位离子通道A1（TRPA1）的抗体研究中，发现目前被引用次数最多的两个抗体检测不到人体样本中的目的蛋白，而另一种会同时检测到其他几种蛋白。
改善抗体质量的举措
对抗体进行检测
随着杂交瘤技术的推广应用，试剂公司具备了大规模生产抗体的能力。如今，全球市场上大约有770万种研究用途的抗体产品，由近350家抗体供应商销售。然而许多市售抗体在特异性和选择性方面存在的问题，促使研究人员呼吁成立独立机构以对它们的质量和性能进行评估，“通过公开科学性进行抗体表征”（YCharOS）团队便是其中之一（图1）。至今，他们已对与100多种人类蛋白质结合的1000多种抗体进行了测试，取得了一定成效。不过，鉴于市面上约有160万种针对人类蛋白的商业化抗体（其中独特的抗体约20万种），该项目仍面临漫长而艰巨的道路。
图1 YCharOS的抗体验证流程[2]
而考虑到抗体在不同使用环境下作用的差异，YCharOS项目虽然有效，但并不能解决全部问题。在另一项名为“人类生物分子图谱计划”（HuBMAP）的项目中，专门建立了“器官映射的抗体组合工作流程”（OMAPs）。OMAPs通过多重成像技术—一种能在单个样本中对多种蛋白质进行成像的技术，分析抗体在多重复杂背景下的应用情况，例如在不同人体组织以及成像方法中的应用（图2）。毕竟供应商无法对所有的应用场景逐一测试，而科研人员可以对不同场景下抗体的性能做更深入的测试评估。
图2 OMAPs抗体验证流程[3]
建立数据库，收集追踪优质抗体的使用信息
尽管存在部分抗体试剂性能不佳的问题，市场上仍存在很多的优质抗体，只是往往它们并不易于被找到。造成这一现状的一大原因是科研论文中关于所用抗体的信息描述并不明确。例如数据共享平台SciCrunch团队在对Journal of Neuroscience期刊发表的论文进行分析后发现，90%被引用的抗体都缺少产品目录编号，这使得追溯这些抗体几乎变得不可能。因此，他们为抗体和其他科研资源创建了一种独一无二且持久有效的标识符—研究资源识别码（RRIDs），目前已有超过1000家期刊要求提供RRIDs，并且论文中对RRIDs的引用已接近100万次。
然而，对于科研人员，仅追溯抗体信息还远远不够，他们还需要一种方法来选择使用哪些抗体。在此背景下，CiteAb搜索引擎应运而生。它可以帮助研究人员查找被引用次数最多的抗体，至今其已涵盖了700多万种抗体，并纳入了有关验证的内容。此外，他们现已整合YCharOS的鉴定数据，这将有力推动科研工作的高效开展。
采用多种方法对抗体进行评估
目前研究人员通过多种方法对他们使用的抗体进行测试（图3）。免疫组织化学方法可以对表达目标蛋白质的细胞样本进行染色；蛋白质免疫印迹法能够揭示抗体是否会与具有预期分子量的特定蛋白质相结合；通过免疫沉淀法将蛋白质从混合物中分离出来，然后利用质谱分析可以确定其信息。使用敲除目的蛋白基因的细胞，是测试抗体性能的关键方法，但该方法费时费力，根据CiteAb平台收录的数据，目前经敲除验证的抗体还不到5%。因此对抗体进行严谨、深入的评估还有很长的路要走。
图3 常用的抗体验证技术[1]
利益相关方参与其中
“只选优质抗体”（OGA）社群，是一个旨在将研究人员、抗体生产商、资助机构以及出版商等利益相关方汇聚到一起，以解决抗体性能不佳的问题的团队。他们正在积极携手世界各地的合作伙伴，共同推进对科研抗体的验证工作。
抗体供应商-生产重组抗体
除了科研人员以外，抗体供应商也在积极采取措施来提高抗体质量和性能。一方面有越来越多供应商开始自行开展敲除验证，一些供应商也在转变部分产品的生产方式。在2015年Nature杂志上发表了一篇评论文章，呼吁从使用杂交瘤生产的抗体和动物生产的多抗，转向使用由基因工程改造的细胞制备的重组抗体[4]。重组抗体具有的可无限量生产、批次间稳定等特征将大幅改善抗体试剂的现状。目前一些供应商正在向生产重组抗体的方向转变，例如Abcam已提供3.2万多种重组抗体。根据CiteAb的数据显示，在过去十年里，科学家使用抗体的行为发生了巨大变化。例如，在2023年使用抗体的论文中，约有20%使用了重组抗体。
科研界、产业界目前为提高抗体可靠性所做的努力是朝着正确方向迈出的一步，而该目标绝非一蹴而就，未来还需要各界的紧密配合，持续推动行业的健康发展。
关注点
1. 抗体试剂的可靠性是生物医学领域研究的重要基石，其现状的改善需要科研界、产业界的共同努力。
2. 重组抗体是获得质量可控抗体的有效方法，获得准确可靠的序列是重组抗体生产的重要前提。
3. Rapid Novor（快序生物）的REmAb蛋白从头测序技术，可以直接测到抗体蛋白的全长100%精准氨基酸序列，用于重组抗体生产。
4. Rapid Novor（快序生物）的REpAb是全球唯一对血清多抗直接测序，获得轻重链正确配对，经亲和力验证的抗体序列的技术。通过该技术，可以将性能优异的多抗，转变成重组单抗或重组多抗，实现可控生产。
参考文献
[1] Kwon D. The antibodies don't work! The race to rid labs of molecules that ruin experiments. Nature. 2024 Nov;635(8037):26-28. doi: 10.1038/d41586-024-03590-0.
[2] Monteiro FL, Voskuil JLA, Williams C. YCharOS protocol for antibody validation. Nat Protoc. 2024 Dec 17. doi: 10.1038/s41596-024-01108-6.
[3] Quardokus EM, et al. Organ Mapping Antibody Panels: a community resource for standardized multiplexed tissue imaging. Nat Methods. 2023 Aug;20(8):1174-1178. doi: 10.1038/s41592-023-01846-7.
[4] Bradbury A, Plückthun A. Reproducibility: Standardize antibodies used in research. Nature. 2015 Feb 5;518(7537):27-9. doi: 10.1038/518027a.
