目前，在分离具有超越简单结合的功能读数的抗体方面缺乏高通量方法。这种情况阻碍了下一代癌症免疫疗法，例如双特异性 T 细胞接合剂 (BiTE) 抗体或针对共刺激受体的激动剂抗体，无法充分发挥其潜力。
2021年6月11日，南开大学张宏恺团队在Science Advances 在线发表题为“High-throughput functional screening for next-generation cancer immunotherapy using droplet-based microfluidics”的研究论文，该研究开发了一种高效的基于液滴的微流体平台，结合了慢病毒转导系统，可以对数百万种抗体进行功能筛选，以识别具有所需功能的潜在靶标。为了展示该系统的能力，通过两轮筛选鉴定了具有低频率 (<0.02%) 的 CD40 激动作用的功能性抗体。此外，通过将抗 Her2 × 抗 CD3 BiTE 抗体库与功能筛选相结合，证明了该系统的多功能性，从而能够有效识别抗 Her2 × 抗 CD3 BiTE 抗体。该平台可以彻底改变下一代癌症免疫治疗药物的开发并推进医学研究。
利用免疫系统的力量来治疗肿瘤的癌症免疫疗法带来了巨大的进步，并推动了癌症治疗的重大范式转变。第一代癌症免疫治疗药物主要由阻断阴性免疫检查点的拮抗剂抗体组成，例如程序性细胞死亡蛋白 1 (PD-1) 。最近，下一代癌症免疫疗法，包括双/多特异性抗体，如双特异性 T 细胞接合剂 (BiTE) 抗体和共刺激受体激动剂抗体，一直备受关注，显示出在触发抗癌免疫方面的前景 。体外展示技术，例如噬菌体展示，允许从具有 10^11 种多样性的大型组合文库中选择抗体结合剂 。这是通过使用高通量或低通量简单结合分析进行常规抗体药物开发的主要技术之一。下一代癌症免疫疗法，包括激动剂或双/多特异性抗体，尚未充分发挥其潜力。这可能至少部分是由于功能筛选的低通量（最多可以测试几千个抗体)。此外，双/多特异性抗体的开发也可能因使用经验证的单特异性抗体和已知双特异性支架的候选代数有限而导致缺乏多样性。液滴微流体技术允许以前所未有的通量在单细胞水平上分析和筛选细胞，这是使用基于群体的大量测定无法获得的。微流体液滴系统可以以每秒数千个液滴的速度将单个细胞封装在油包水液滴中。由细胞产生的抗体包含在液滴中，从而能够维持液滴内的表型和基因型联系。最后，含有所需细胞的液滴通过荧光激活液滴分选 (FADS) 进行分选。数以百万计的浆细胞可以被筛选出与疫苗或癌症靶标结合的抗体。然而，迫切需要改进以筛选功能性抗体。在这里，该研究开发了一个高效的技术平台来同时筛选抗体的结合和激动活性或双特异性抗体的功能。这种方法结合了基于自分泌的慢病毒转导系统和微流体液滴系统的优势。该平台的技术能力通过从组合抗体库中成功鉴定罕见的强效共刺激受体 CD40 激动剂抗体和活性抗 Her2 × 抗 CD3 双特异性抗体得到证明。该平台可以彻底改变下一代癌症免疫治疗药物的开发并推进医学研究。https://advances.sciencemag.org/content/7/24/eabe3839
