一、什么是抗体亲和力（Affinity）？

亲和力描述的是抗体的单个抗原结合位点与相应抗原表位之间的结合强度。

抗体与抗原主要通过氢键、静电相互作用、范德华力和疏水相互作用等非共价作用结合。这些相互作用共同影响抗体对特定表位的结合。

亲和力通常可以通过平衡解离常数KD来表征。在适当的测量模型下，KD越低，通常表示亲和力越高。

KD与结合速率常数kon和解离速率常数koff的关系为：

KD = koff / kon

其中，kon反映结合速率，koff反映已形成的抗体-抗原复合物的解离速率。

因此，亲和力不能简单理解为“结合越快越好”，而是需要综合考虑结合与解离行为。

The dynamic equilibrium of antigen-antibody binding

什么时候需要关注亲和力？

当你想比较抗体单个结合位点与目标表位的结合能力，或者研究抗体改造是否改善了结合性能时，亲和力就很重要。

例如，在可比的实验条件下，两种抗体的KD分别为1nM和10nM，那么前者通常具有更高的结合亲和力。

SPR（表面等离子体共振）和BLI（生物层干涉）可以用于分析抗体与抗原的结合动力学，并在适当的实验设计和模型下估算KD。

不过，如果实验受到多价结合或再结合效应的影响，测得的数值可能反映整体体系的表观结合行为，而不完全代表单个结合位点的内在亲和力。

二、什么是抗体亲合力（Avidity）？

如果亲和力关注单个结合位点，亲合力关注的就是多个结合相互作用共同产生的整体结合效果。

亲合力反映多个结合相互作用形成的整体结合强度与稳定性。

以IgG抗体为例，一个典型的IgG分子具有两个抗原结合位点。如果抗原具有合适的重复表位，且空间排列允许两个位点同时参与结合，就可能形成多点结合。

即使其中一个结合位点暂时解离，另一个位点仍可能保持结合；已经解离的位点也可能重新结合。因此，多点结合可能使整个抗体更难从抗原上脱离。

为什么IgM的亲合力可能很高？

分泌型五聚体IgM通常具有十个潜在的抗原结合位点。当抗原结构和表位排列适合多点结合时，多个结合相互作用可能共同提高整体结合稳定性。

但这不意味着IgM的每个结合位点都具有很高的亲和力。

单个位点的亲和力与多个位点共同产生的亲合力，是两个不同层面的概念。实际亲合力还受到抗原结构、表位间距、结合位点可及性等因素影响，不能仅凭结合位点的数量判断。

什么时候需要关注亲合力？

当研究涉及多价抗体、多价抗原，或者需要解释整体结合稳定性时，亲合力就尤其重要。例如，研究人员希望理解IgM与具有重复表位的抗原为何能够形成稳定结合，就不能只看单个位点的亲和力，还需要考虑多点结合及解离后的再结合等因素。

三、亲和力与亲合力有什么区别？

需要注意，亲合力不是把多个亲和力数值简单相加。它受到多价结合、再结合及分子空间排列等因素影响，不能用一个适用于所有体系的简单公式计算。

Diagrammatic representation of various antibody–epitope bonds

四、做实验时，究竟应该看哪个？

理解概念之后，更重要的是判断它们能否回答你当前的实验问题。

1. 使用SPR或BLI比较抗体结合能力

如果目的是比较抗体单个结合位点的内在亲和力，需要采用适当的实验设计，尽量减少多价结合和再结合造成的干扰。必要时，可以考虑使用单价Fab等抗体片段。如果研究的是完整抗体与多价抗原的整体结合行为，则需要考虑亲合力效应。因此，SPR或BLI测得的数值究竟反映内在亲和力，还是受到多价效应影响的表观结合行为，需要结合分子形式、固定方式、实验条件和拟合模型判断。

2. 做ELISA，信号越强，亲和力就越高吗？

不一定。

ELISA信号可能受到抗体浓度、抗原包被量、抗原呈递方式、结合行为和检测体系等多种因素影响。

例如，在其他条件不完全相同的情况下，抗体浓度较高或多价结合效应更明显，都可能带来更强的信号。这不能直接证明抗体单个位点的亲和力更高。

如果目的是比较内在亲和力，就不能只依赖ELISA吸光度，还需要选择能够回答这一问题的适当测量方法。

3. 做WB或流式细胞术，需要优先看哪个？

对于日常检测实验，通常不需要先测定亲和力或亲合力才能选择抗体。更重要的是明确实验目的，并查看抗体的特异性、应用验证数据及适用条件。

• WB：关注抗体是否经过WB验证、目标识别的特异性，以及在相应样本条件下的实际表现。

• ELISA：关注抗体是否适用于检测体系、检测灵敏度、特异性和背景水平。

• 流式细胞术：关注目标表位的可及性、抗体特异性、染色条件及信噪比，同时考虑多价结合可能带来的影响。

例如，即使一种抗体在纯化蛋白体系中具有较高的亲和力，如果WB处理后的目标表位不再适合识别，或流式实验中的目标表位不易接近，它仍可能无法获得理想的检测结果。亲和力和亲合力有助于理解抗体的结合行为，但不能单独决定抗体在某种实验中的表现。

五、亲和力越高，抗体就越好吗？

不一定。

评价抗体时，还需要区分三个概念：

• 亲和力（Affinity）：单个结合位点与目标表位之间的结合强度。

• 亲合力（Avidity）：多个结合相互作用形成的整体结合效果。

• 特异性（Specificity）：抗体识别目标表位、区别于其他分子或相似表位的能力。

高亲和力不等于高特异性，也不意味着抗体一定适用于所有实验。抗原构象、表位可及性、样本处理方式及检测体系都可能影响最终表现。因此，选择抗体时，应先明确实验目的和应用场景，再结合特异性、应用验证数据及必要的结合性能参数进行综合判断。

总结

亲和力和亲合力的区别，可以归结为两个问题：

亲和力：单个结合位点与抗原表位结合得有多紧？

亲合力：多个结合相互作用共同参与时，整体结合有多稳定？

如果需要比较单个结合位点的结合能力，可以关注亲和力及相关动力学参数；如果研究涉及多价抗体、多价抗原或整体结合稳定性，则需要进一步考虑亲合力。

而在WB、ELISA或流式细胞术等实际应用中，不应仅凭亲和力或亲合力判断抗体是否好用。结合实验目的、特异性和应用验证数据进行评估，才更有助于选择合适的抗体。

了解抗体亲和力与亲合力，有助于更合理地解读实验结果并选择合适的研究试剂。AntibodySystem提供抗体、重组蛋白及ELISA试剂盒，助力您的蛋白研究与免疫检测工作。

参考文献

1. Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition.

2. Affinity Enhancement of Antibodies: How Low-Affinity Antibodies Produced Early in Immune Responses Are Followed by High-Affinity Antibodies Later and in Memory B-Cell Responses

3. Understanding antibody-target antigen interactions and the avidity effect using mathematical modelling

4. Integrating thermodynamics and molecular kinetics into western blotting teaching

5. www.slideserve.com