基因工程抗体研究进展及临床应用

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1、基因工程抗体研究进展及临床应用摘要：基因工程抗体是继多克隆抗体和单克隆抗体之后的第三代抗体，近年来随着生物工程技术的发展，许多基因工程抗体陆续问世，本文详细介绍了基因工程抗体的研究进展，概述了基因工程抗体在临床方面的明显优势和应用潜力。抗体在生物医学领域中的应用极为广泛，其制备技术经历了从多克隆抗血清、单克隆抗体到基因工程抗体等3个发展阶段。由于单克隆抗体的高度特异性,使其在细胞生物学、基础医学、临床诊断及其他领域得到广泛应用。为了克服大分子单克隆抗体的缺点，人们利用基因工程技术制备了人鼠杂交和完全人源化

2、的抗体，以生产更加有效的抗体诊断及治疗制剂，越来越多地被用于临床医学和临床研究，这类抗体被称为第三代抗体。目前,构建基因工程重组抗体及其片段已逐渐成为设计高亲和性、以蛋白为基础的靶向诊断和治疗用生物制品的趋势。仁基因工程抗体概述基因工程抗体，即应用基因工程技术将抗体的基因重组并克隆到表达载体中，在适当的宿主中表达并折叠成有功能的一种抗体分子。基因工程抗体具有分子小、免疫原性低、可塑性强及成本低等优点。此技术的基本原理是,首先从杂交瘤或免疫脾细胞、外周血淋巴细胞等中提取mRNA,逆转录成cDNA,再经PCR

3、分别扩增岀抗体的重链及轻链基因，按一定的方式将两者连接克隆到表达载体中，并在适当的细胞中表达并折叠成有功能的抗体分子，筛选出高表达的细胞株,再用亲和层析等手段纯化抗体片段。基因工程抗体技术的着眼点在于尽量减少鼠源成分，保留原有抗体的亲和力和特异性。借助于基因工程技术，既可以对完整抗体，又可以对抗体片段进行改造。2抗体类型基因工程抗体按分子结构可以分为嵌合抗体、重构抗体、单链抗体及单域抗体等。其中以嵌合抗体研究的较多，技术也较为成熟。而单链抗体、单区抗体等小分子抗体，具有结构简单、分子小、免疫源性低的优点，

4、但其临床应用前景十分广阔。抗体基因组文库技术的出现，从根本上改变了单抗的制备流程，操作简便、成本低、产量大，被称为抗体发展史上的一次革命。下面我们分类加以介绍。2.1完整抗体此类抗体结构与天然抗体相似，具有完整的轻链和重链，只是将抗体中部分鼠源性成分人源化，从而降低其免疫源性。2.1.1嵌合抗体在基因水平上连接鼠抗体可变和人抗体稳定区，插入表达质粒在转染细胞表达所产生的抗体，称之为嵌合抗体。由于嵌合抗体中含有75%-80%人源性成分，只有20%鼠源性成分，故可以大大减少注入人体后产生的免疫反应。目前国外已

5、制备出多种可用于肿瘤导向治疗的嵌合抗体，部分已进入II期临床阶段。2.1.2重构抗体重构抗体是在嵌合抗体的基础上发展起来的。因为CDR的结构是不依赖FR的，假如将人抗体可变区的CDR改换成小鼠单抗的CDR,使其变为具有小鼠单抗特异性的人源抗体，这就是所谓的重构抗体。重构抗体的设想是用互补性决定区(CDR)移植的方法将鼠源单抗重新构建为人源单抗。但由于人-鼠嵌合抗体的可变区仍保留着小鼠抗体成分，因而不能完全克服其在人体内的免疫原性，从而使其应用受到了限制。2.2亚单位抗体亚单位子抗体是利用重组DNA技术，通

6、过细菌表达决定抗体特异性的结构域所得到的，因其大小只有完整IgG分子的l/6~l/2,故也称之为小分子抗体。根据小分子抗体结构的特点，又可分为以下4种类型。2.2.1单链抗体单链抗体(Singlechainantibody,scFv)是指在重链V区CDNA5端与轻链V区CDNA5'端之间用一寡聚核甘酸连接，在大肠杆中表达成一单链多肽，并在细菌体内折叠成只由重链和轻链可变区构成的一种新型的抗体，大小仅为完整IgG的1/60单链抗体的独特组成是其多肽接头，多肽接头可设计为具有特殊功能的位点，如金属螯合、连接毒

7、素或药物等，以用于影像和临床治疗。2.2.2双链抗体通过缩短单链抗体间的接头，可以使VHVL之间形成配对，这就是双链抗体这种抗体比单链抗体在抗原识别和结合方面性能更好，在免疫诊断和免疫治疗方面前景广阔。2.2.3F(ab')将重链的V区和CHI的cDNA与完整的轻链cDNA连接在一起，在细菌的启动子控制下在大肠杆菌中表达为Fab,其具有抗体的活性，而大小为完整IgG的1/3o另外，因为其不含有Fc段、分子量小、抗原性低，故在肿瘤治疗上有其优越性。2.2.4单域抗体Ward等1989年发现单独的VH区也具有

8、与抗原结合的能力，且保持了完整抗体的特异性，称其单域抗体。单域抗体大小只有完整IgG分子的1/12,更比较容易穿入细胞，到达完整抗体不能接近的部位。2.3多价抗体传统的抗体只能结合单一特异性的抗原分子，而多价抗体的多个抗原结合位点具有不同的特异性，能够结合不同的抗原分子。研究较为深入的多价抗体是双特异性抗体，现在已有至少9种双特异性抗体进行了临床试验，在一些病例中已取得效果。2.4抗体基因组文库抗体库是近些年出现的一门新技术，