Nature News Feature丨如果你还没有使用重组抗体，这可能会说服你开始

在加拿大蒙特利尔神经病学研究所开展博士后研究时，Laflamme 查阅了大量文献，寻找有关这种蛋白的信息。但问题是，所有论文似乎对这个神秘分子在细胞中工作位置的看法都不一致。

他怀疑这是由于试剂导致的，特别是那些科学家们用来蛋白定量并追踪蛋白在细胞中位置的抗体试剂。因此，他和同事们决定对市售抗体进行检测。他们选定了 16 种市售抗体，这些抗体都号称能够与 C9ORF72 编码的蛋白结合。研究人员在对它们进行检测时，只有三种抗体表现良好 – 既能与目标蛋白结合，又不与其他分子结合。但是没有一篇已发表的研究使用的是这些抗体。约有 15 篇论文在实验中使用了同一款抗体，而这款抗体在 Laflamme 的检测中甚至不与关键蛋白结合。这些论文甚至已经被累积引用了 3,000 多次¹。

Laflamme 的经历并不罕见。科学家们早就知道，许多市售抗体并不能发挥应有的作用 - 它们通常无法识别特定的蛋白，或是会非选择性地与其他靶点结合，这导致了大量时间和资源的浪费，也造成了生物学中所谓的“可重复性危机”，从而降低了药物发现和开发的速度。

Laflamme 是一个不断壮大的社群的一员，这个社群旨在解决研究中抗体不可靠的问题。他与加拿大多伦多大学的分子遗传学家 Aled Edwards 合作，创立了“开放科学抗体表征”组织（YCharOS，发音为“伊卡洛斯”），旨在表征所有靶向人类蛋白的市售研究抗体。

目前他们也在努力生产性能更好的抗体，或确保研究人员能够轻松找到高性能抗体，并鼓励学术界在选择和使用这些分子时采用最佳方案。英国莱斯特大学的医生兼科学家 Harvinder Virk 说，抗体供应商、资助机构和科学出版商都参加了这一行动。

免疫系统会产生抗体以应对诸如病毒和细菌等外来物质，抗体标记它们以便摧毁。这种标记的特性让抗体在实验室实验中发挥着巨大作用。科学家们利用抗体的这种能力，使用它们来标记或定量检测蛋白质片段等特定的生物分子。为了确保有效，这些分子标签需要具有特异性（对靶点有很强的亲和力）和选择性（不标记其它蛋白的能力）。

数十年来，科学家们一直是自己制备这些抗体。他们将蛋白注射到兔子等动物体内，促使动物的免疫系统产生靶向外来分子的抗体。为了实现抗体的长期、一致性供应，研究人员从动物身上提取免疫细胞，并将它们与永生化的肿瘤细胞融合。上世纪90 年代开始，试剂公司开始大规模生产抗体，大多数研究人员转而购买抗体。如今，市场上约有 770 万种研究抗体产品，它们来自全球近 350 家抗体供应商。

一直等到 2010 年前后，科学家们开始报告大量市售抗体的特异性和选择性问题，研究人员开始呼吁成立一个独立的机构来核验这些分子的性能是否与宣传一致。这些年来，已经有几个团体开始致力于评估抗体。

YCharOS 的不同之处就在于它与抗体销售公司达成的合作深度。在着手创办 YCharOS 时，Laflamme 和 Edwards 致电了他们能找到的每一家供应商，有十多家供应商对合作感兴趣。YCharOS 的行业合作伙伴免费提供检测抗体。这些合作伙伴以及该倡议的出资方（包括各种非营利组织和资助机构）均有机会查看表征报告，并在报告发表之前提供反馈意见。

YCharOS 通过比较抗体在正常生物水平下表达目标蛋白的细胞系中的特异性与抗体在缺失该蛋白的基因敲除细胞系中的性能来测试抗体（参见下图“验证方法”）。

在 eLife 去年发表的一项分析中，YCharOS 团队使用该方法评估了靶向 65 种神经科学相关蛋白的共计 614 种市售抗体²。其中三分之二的抗体与制造商的宣传不符。

2023 年，抗体制造商对 YCharOS 标记的性能不佳的抗体中的一半以上进行了重新评估，并针对其中 153 种抗体发布了更新建议，另将 73 种抗体从市场上下架。YCharOS 团队现已检测了与 100 多种人类蛋白结合的 1,000 多种抗体。

“还有很多工作要做，”Laflamme 说。他估计，在 160 万种靶向人类蛋白的市售抗体中，只有约 20 万种是唯一的（许多供应商以不同的名称销售同一抗体）。

YCharOS 正在开展其它表征工作，试图应对这一挑战。Andrea Radtke 和她的合作伙伴都是细胞图谱联盟“人类生物分子图谱计划”的成员，他们建立了器官图谱抗体库 (OMAP)。OMAP 汇集了经学术界验证的多重成像用抗体——多重成像技术需要在单个样本中可视化多种蛋白。与专注于在一种特定场景中对抗体在各种应用中的性能进行严格表征的 YCharOS 不同，OMAP 着眼于抗体的单一应用，但会涉及更多种应用场景，例如抗体在不同的人体组织和成像方法中的表征。为此，OMAP 招募了来自学术界和企业界的科学家，让他们在自己的实验室中开展验证工作。

即使有好的抗体，它们也没有那么容易被找到。2009 年，加利福尼亚州圣地亚哥数据共享平台 SciCrunch 的创始人兼首席执行官 Anita Bandrowski 和她的同事们试图了解从学术期刊文章中识别抗体有多难。在仔细研究了《神经科学杂志》上的论文后，他们发现 90% 的被引抗体没有货号（供应商用来标记特定产品的代码）——因此几乎不可能追踪到这些抗体。Bandrowski 说，要想重复一个实验，一定要有合适的试剂——而合适的标签是找到这些试剂的关键。

在看到其它期刊也存在类似问题后，Bandrowski 和她的同事决定为抗体和其它科学资源（如模式生物）创建唯一且持久的标识符，他们称之为研究资源识别码 (RRID)。如果一家公司停止生产某种产品，货号可能会消失——而且由于每家公司都独立地创建目录号，所以也有可能有两种不同的产品使用相同的货号。RRID 解决了这个问题。

2014 年，Bandrowski 和她的团队与 25 家期刊启动了一个试点项目³，要求作者在稿件中加入 RRID。之后的几年里，有 1,000 多家期刊采纳了要求提供这些识别码的政策。“目前 RRID 在论文中的引用量近一百万次，”Bandrowski 说。

最终的愿景是，每篇学术期刊论文的作者都能用 RRID 清楚地标明他们使用的抗体等材料。

除了要追踪抗体，研究人员还需要一种选择抗体使用的方法。2012 年，在英国巴斯大学担任研究员的 Andrew Chalmers 与他人共同创立了 CiteAb，这一搜索引擎能够帮助研究人员找到引用率最高的抗体。经过多年的发展，该平台已录入 700 多万种抗体——现在还包括相关验证信息（如有）。今年 5 月，CiteAb 开始在其网站上整合 YCharOS 的表征数据。

许多人说基因敲除验证是关键，但 CiteAb 上只有不到 5% 的抗体经过了这种方式的验证，无论是由供应商开展的还是通过其他独立计划（如 YCharOS）开展的这类验证。“我们还有很长的路要走，”Chalmers 说。

和许多人一样，在亲身体验了糟糕的抗体后，Virk 对抗体的可靠性研究产生了兴趣。2016 年，Virk 获得了一笔巨额研究资助，用于研究一种名为 TRPA1 的蛋白在气道炎症中的作用。但他的一位同事表示，根据他自己的经验，他正在使用的抗体可能并不可靠。

在对 TRPA1 抗体进行测试时，Virk 发现他的同事是对的：在用于研究 TRPA1 的三种被引次数最多的抗体中，有两种根本检测不到人类蛋白，而另一种则同时检测到了几种其它蛋白。“这让我很震惊，”Virk 说，“当时我想离开科学界——因为如果事情真的这么不可靠，那还有什么意义呢？”

Virk 没有离开学术界，反而在去年与他人共同创立了优质抗体 (OGA) 社群，旨在将研究人员、抗体生产商、资助机构和出版商等有关方聚集在一起，共同解决抗体性能不佳的问题。今年 2 月，OGA 社群举办了首场研讨会，来自上述团体的人士在会上共同探讨了如何提高使用抗体的研究的可重复性。总部位于伦敦的科学组织和出资方 NC3Rs 也加入了他们，该组织致力于减少动物在研究中的使用。抗体越好，则意味着在生产这些分子和用它们进行实验的过程中使用的动物越少。

目前，OGA 社群正在开展一个项目，旨在帮助研究人员为他们的研究选择合适的抗体，轻松发现、使用和共享有关抗体质量的数据。它还在莱斯特大学试点了 YCharOS 研究中心 - 这是该组织在加拿大境外开设的首个中心，该中心将专注于在呼吸科学中使用的抗体。OGA 社群还与出资方和出版商携手寻找奖励采用抗体相关的最佳方案的研究人员的方法。奖励包括为参与抗体验证倡议的科学家提供资金补助。

抗体生产商也在采取措施提高抗体性能。除了持续增加基因敲除验证的次数，一些抗体供应商还改变了部分产品的生产方式。

2015 年，100 多名科学家共同在《自然》杂志上发表了一篇评论性文章，呼吁学术界放弃由免疫细胞或免疫细胞与肿瘤细胞融合产生的抗体，改用所谓的重组抗体⁴，自此，修改抗体生产规范被提上日程。重组抗体是在基因工程细胞中产生的，这些细胞可以产生特定的抗体。作者们表示，批间一致性问题是旧方法存在的一个重大问题，而使用重组抗体技术能够无限生产出批间完全一致的抗体。

位于马萨诸塞州波士顿的蛋白创新研究所（一家生产重组抗体的非营利性研究机构）的抗体平台主任 Rob Meijers 表示，这一转变更具商业意义。

CiteAb 的数据揭示了过去十年里科学家们在抗体使用方面的行为发生了巨大的转变。2023 年，涉及抗体使用的论文中约 20% 使用了重组抗体。“和十年前相比，这个变化是巨大的，”CiteAb 现任首席执行官 Chalmers 表示。

这些引领改革的人士表示，尽管持续努力提高抗体的可靠性是一项正确的举措，但改变科学家的行为习惯仍然是最大的挑战之一。Williams 称，有些时候，研究人员不想听到别人说他们在实验中使用的抗体实际上没有发挥其应有的作用。

尽管如此，许多科学家仍希望近期的努力能带来亟需的改变。