基因工程抗體的研究生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)

《基因工程抗體的研究生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基因工程抗體的研究生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)（23頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、基因工程抗體的研究摘要：免疫學(xué)自誕生以來(lái)便一直是生物科學(xué)界的研究熱點(diǎn)，其在醫(yī)學(xué)臨床等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用，如免疫預(yù)防，免疫治療和免疫診斷等。免疫學(xué)的研究對(duì)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。近年來(lái)，隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展，免疫學(xué)的研究也取得了新的突破，對(duì)基因工程抗體，基因工程疫苗，基因工程細(xì)胞治療等研究的深入，使免疫學(xué)研究進(jìn)入了新的階段。抗體分子作為免疫學(xué)研究的核心之一，在基因工程等技術(shù)的改造下，產(chǎn)生了新的價(jià)值。通過(guò)基因工程等技術(shù)，對(duì)抗體分子進(jìn)行改造，優(yōu)化了許多傳統(tǒng)抗體分子應(yīng)用的弊端，提高了抗體分子應(yīng)用的水平和效率，具有廣闊的發(fā)展前景。但有些新技術(shù)也存在問(wèn)題，需要逐步完善優(yōu)化才可廣泛使用，本文對(duì)基因

2、工程技術(shù)在抗體分子研究領(lǐng)域的應(yīng)用，存在的問(wèn)題及發(fā)展前景等方面進(jìn)行了綜述。關(guān)鍵詞：基因工程抗體，免疫學(xué)，人源化技術(shù)，抗體藥物Study On Genetically Engineered AntibodyAbstract: Immunology has been a research hotspot in bioscience since its birth. It has an important application in the field of clinical medicine, such as immunoprophylaxis, immunotherapy and immunod

3、iagnosis. Immunology research has made an important contribution to the development of human society. In recent years, with the development of genetic engineering technology, immunology research has also made new breakthroughs. With the in-depth study of genetic engineering antibody, genetic enginee

4、ring vaccine, and genetic engineering cell therapy, immunology research has entered a new stage. As one of the core of immunology research, antibody molecules had new value under the transformation of gene engineering and other technologies. Through genetic engineering and other technologies, the an

5、tibody molecules were modified to optimize the disadvantages of many traditional antibody molecules, improve the level and efficiency of the application of antibody molecules, and have broad prospects for development. However, some new technologies also have some problems that need to be gradually i

6、mproved and optimized before they can be widely used. This article reviews the application of genetic engineering technology in the field of antibody molecule research, existing problems and development prospects.Keywords: Genetically engineered antibodies; Immunology; Humanized technology; Antibody

7、 drugs引言抗體(antibody)是免疫系統(tǒng)中重要的免疫分子，可以識(shí)別并特異性結(jié)合抗原，具有中和毒素，阻止病原體入侵，激活補(bǔ)體系統(tǒng)產(chǎn)生膜攻擊復(fù)合體破壞靶細(xì)胞，調(diào)理吞噬細(xì)胞以及介導(dǎo)抗體依賴(lài)的細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用(ADCC)等重要免疫功能。自1975年，Kohler等1建立了B淋巴細(xì)胞雜交瘤單克隆抗體(Monoclonal antibody,McAb)技術(shù)，利用該技術(shù)可獲得大量特異性很高的抗體，使免疫學(xué)得到了很大的發(fā)展，該技術(shù)可廣泛用于疾病的診斷與治療等研究中。但是單克隆抗體本身的性質(zhì)限制了它的臨床應(yīng)用，如：由于人-人單克隆抗體雜交瘤技術(shù)不成熟2，應(yīng)用于臨床的鼠源性單克隆抗體對(duì)人具有抗原性，

8、且會(huì)引起人抗鼠抗體反應(yīng)(human anti-mouse antibody reaction;HAMA reaction)3，此外產(chǎn)生的單克隆抗體分子量過(guò)大，難以通過(guò)血腦屏障，胎盤(pán)等結(jié)構(gòu)。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，基因工程技術(shù)取得重要突破，對(duì)免疫學(xué)的研究產(chǎn)生了重要的影響。80年代，科研人員通過(guò)DNA重組技術(shù)，對(duì)已有的單克隆抗體基因進(jìn)行改造獲得了人源化程度高，分子量小且特異性高的抗體，使抗體技術(shù)更好的為人類(lèi)服務(wù)。現(xiàn)已通過(guò)基因工程技術(shù)構(gòu)建出人源化抗體及全人抗體，使其抗原性顯著降低，更有利于臨床應(yīng)用；在抗體類(lèi)藥物的研究方面也取得了巨大的突破，雙特異性抗體，融合蛋白等改造抗體，因具有較高特異性及較強(qiáng)的親和

9、力而被廣泛研究及應(yīng)用；此外，噬菌體展示技術(shù)及核糖體展示技術(shù)的開(kāi)發(fā)并應(yīng)用于蛋白質(zhì)類(lèi)藥物的篩選，抗體作用的研究，醫(yī)學(xué)診斷和治療等領(lǐng)域也顯示了良好的成效。1 基因工程抗體1.1 嵌合抗體(chimeric-antibody)嵌合抗體的基因是由鼠源性抗體的V 區(qū)基因與人抗體的C 區(qū)基因拼接而成，將連接后的基因構(gòu)建相應(yīng)載體，轉(zhuǎn)染骨髓瘤細(xì)胞，獲得分泌人-鼠嵌合抗體的骨髓瘤細(xì)胞。該類(lèi)抗體人源化程度達(dá)到70，是通過(guò)基因工程技術(shù)最早制備成功的抗體。1984年，Morrison等4-5在前人研究的基礎(chǔ)上，創(chuàng)立了人-鼠嵌合抗體技術(shù),通過(guò)該方式獲得的人-鼠嵌合抗體保留了原鼠單克隆抗體的高特異性和親和力，減少了鼠源成分

10、，從而降低了鼠源性抗體引起的不良反應(yīng)，且其人源Fc片段能有效介導(dǎo)ADCC等生物學(xué)效應(yīng)，還具有操作相對(duì)方便，以及可根據(jù)不同需要選擇性變換多種亞型等優(yōu)點(diǎn)。目前，該類(lèi)抗體已在抗腫瘤，治療類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，以及器官移植的抗排斥治療中應(yīng)用廣泛，其中由美國(guó)FDA批準(zhǔn)的主要應(yīng)用于治療非霍奇金淋巴瘤(NHL)、慢性淋巴細(xì)胞白血病(CLL)、和類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)等疾病的Rituxan(rituximab)嵌合抗體比較典型，此外還有Erbitux(cetuximab),Simulect等嵌合抗體也較為常見(jiàn)6-7。但該類(lèi)抗體鼠源性仍然高達(dá)30，仍會(huì)誘發(fā)HAMA反應(yīng)，臨床應(yīng)用與研究仍然受限。1.2 改型抗體改型抗體

11、又叫CDR移植抗體(complementary determination region antibody), 是利用基因工程技術(shù)，將人抗體可變區(qū)（V）中互補(bǔ)性決定區(qū)（CDR）的氨基酸序列換成鼠源單抗CDR序列，該抗體的3個(gè)互補(bǔ)決定區(qū)(CDR)為鼠源性成分，而骨架區(qū)(FR)等為人源性成分，在嵌合抗體的基礎(chǔ)上進(jìn)一步減少鼠源性成分，使該抗體的人源化程度達(dá)到90%以上，該類(lèi)抗體被應(yīng)用于癌癥等疾病的治療取得了較顯著的成效。我國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(SFDA)在2008年批準(zhǔn)上市的由我國(guó)百泰生物藥業(yè)二次開(kāi)發(fā)的CDR移植抗體-泰欣生（尼妥珠單抗注射液），人源化程度達(dá)到95%，該類(lèi)抗體聯(lián)合放療、化療等對(duì)治療神

12、經(jīng)膠質(zhì)瘤，胰腺癌，食道癌，肝癌等實(shí)體瘤具有較高的臨床價(jià)值8。但由于該類(lèi)抗體仍未完全解決鼠源性成分的抗原性問(wèn)題，CDR移植常導(dǎo)致抗體分子親和力下降，且該操作不具有普遍性等缺點(diǎn)，限制了該類(lèi)抗體的發(fā)展9。1.3 小分子抗體1.3.1 Fab及F(ab)2 片段 Fab 片段( fragment with antigen binding，F(xiàn)ab) 由完整輕鏈和重鏈的VH 與CH1構(gòu)成，其大小僅為完整抗體的1/3，通過(guò)基因工程技術(shù)將輕鏈和重鏈可變區(qū)分別與人抗體的 鏈和重鏈CH1重組，獲得重組Fab,該類(lèi)抗體分子量小、親和力高、抗原性低, 在生物治療領(lǐng)域可用于導(dǎo)向藥物顯影和靶向生物治療劑等。目前已有多個(gè)片

13、段藥物獲得FDA批準(zhǔn)上市。如作為冠狀動(dòng)脈導(dǎo)管插術(shù)時(shí)預(yù)防心肌缺血的輔助用藥的阿昔單抗( abciximab，ReoPro)；治療黃斑變性的蘭尼單抗( lucentis)以及治療克羅恩病和風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的阿昔單抗（abciximab，ReoPro）等。F(ab)2是由兩個(gè)Fab片段通過(guò)鉸鏈區(qū)相連形成的小分子抗體在臨床常用于放射免疫治療，Cheng等10利用基因工程技術(shù),將抗腫瘤的糖蛋白F(ab)2片段與放射性元素125I/131I連接構(gòu)建了耦聯(lián)蛋白CC49,該抗體具有較高親和力，具有較強(qiáng)的定位腫瘤的能力。1.3.2 單鏈抗體單鏈抗體（single chain antibody fragment，sc

14、Fv），是利用基因工程技術(shù)，將抗體重鏈可變區(qū)和輕鏈可變區(qū)通過(guò)1520個(gè)氨基酸的短肽連接而成的抗體，是具有抗體活性的最小功能單位11。該類(lèi)抗體的分子量?jī)H為完整抗體的1/6，具有分子量小、穿透力強(qiáng)、抗原性弱等明顯優(yōu)勢(shì)，scFv能較好地保留其對(duì)抗原的親和活性，可分別在胞內(nèi)，胞外表達(dá)也可以融合蛋白形式表達(dá)，且其在體內(nèi)循環(huán)的半衰期短，易清除。單鏈抗體在生物醫(yī)學(xué)中較廣泛用于靶向治療，利用重組技術(shù)將單鏈抗體(scFv)與白細(xì)胞介素-2(IL-2),蓖麻毒素，腫瘤壞死因子(TNF)和干擾素(IFN)等毒性蛋白或細(xì)胞因子融合,形成免疫毒素等特異性殺傷靶細(xì)胞。此外，該類(lèi)抗體在生物檢測(cè)、診斷方面也具有顯著優(yōu)勢(shì)，它具

15、有分子量小，穿透力強(qiáng)，在組織中分布指數(shù)高的特點(diǎn)，且其攜帶的放射性核素在體內(nèi)排出快，常用于腫瘤的顯像定位診斷12。1.3.3 納米抗體和分子識(shí)別單位1.3.3.1 納米抗體納米抗體又稱(chēng)為單域抗體（VHH），由一個(gè)重鏈可變區(qū)組成,其抗原結(jié)合區(qū)為與鉸鏈區(qū)相連的Fc區(qū)單結(jié)構(gòu)域,其分子量約為完整抗體的1/10。VHH具有良好的親和力，且具有高度水溶性和穩(wěn)定性，使其在胃液和內(nèi)臟等器官中仍保持抗原結(jié)合活性，通過(guò)基因工程技術(shù)，對(duì)人源抗體VH結(jié)構(gòu)域FR2中的一些氨基酸進(jìn)行VHH特征性改造,可得到單域VH抗體。VHH抗體可結(jié)合一些常規(guī)抗體無(wú)法結(jié)合的抗原表位。并可進(jìn)入酶的活性部位及細(xì)菌或病毒表面受體裂縫中，可以利用

16、該特點(diǎn)設(shè)計(jì)酶的抑制劑、受體的激動(dòng)劑或拮抗劑等，由于該類(lèi)抗體分子量很小可穿過(guò)血腦屏障等結(jié)構(gòu)，在治療神經(jīng)性疾病和腦腫瘤等疾病方面具有廣闊發(fā)展前景。納米抗體也可制成抗體芯片用于臨床疾病標(biāo)志物的檢驗(yàn)13。1.3.3.2 分子識(shí)別單位分子識(shí)別單位( molecularrecognition unit，MRU)是由單個(gè)互補(bǔ)決定區(qū)組成的小分子抗體片段，分子量約為完整抗體的1/80-1/70，可結(jié)合抗原，且具有分子量小、穿透力強(qiáng)、半衰期短、顯像時(shí)本底低等優(yōu)點(diǎn)，在臨床診斷中具有潛在的應(yīng)用前景。可通過(guò)基因工程手段獲得。1.4 全人抗體 分子生物學(xué)的發(fā)展是全人抗體的獲得成為可能。目前，轉(zhuǎn)人抗體基因小鼠和噬菌體展示技

17、術(shù)為獲得該類(lèi)抗體的方式。近年來(lái)，基因編輯等技術(shù)取得了重大突破，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物方面的研究也逐漸深入，通過(guò)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物獲得全人抗體有幾種不同的方式。其中一種方式是，將已產(chǎn)生免疫反應(yīng)的供體患者的淋巴細(xì)胞，導(dǎo)入嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷小鼠，使其作為人的免疫系統(tǒng)，暫時(shí)發(fā)揮功能14。此后，通過(guò)雜交瘤技術(shù)獲得產(chǎn)人抗體的細(xì)胞。但此方法存在無(wú)法選擇具有針對(duì)性的抗原，以及該系統(tǒng)作用必須依賴(lài)已產(chǎn)生免疫效應(yīng)的供體細(xì)胞等自身缺陷，而使其應(yīng)用及發(fā)展受限。另一種較為常見(jiàn)的獲得全人抗體的方式為利用基因編輯技術(shù)，將小鼠的抗體基因敲除，并轉(zhuǎn)入人的抗體基因片段，從而創(chuàng)造出具有人抗體基因簇而自身抗體基因失活的轉(zhuǎn)基因小鼠。該類(lèi)小鼠被稱(chēng)為（Human

18、 antibody mouse,HuMab）,該類(lèi)抗體特異性高，親和力好，且可有效進(jìn)行同種型轉(zhuǎn)換，使抗體免疫治療的安全性得到很大的提高廣泛用于癌癥及一些慢性病的治療15。在此基礎(chǔ)上，又發(fā)展出了轉(zhuǎn)人染色體小鼠16，這種小鼠基因組攜帶了從人染色體上分離的含有全部人抗體重鏈和輕鏈胚系基因簇的染色體片段，這種抗體在更加與人體內(nèi)基因環(huán)境相近的條件下產(chǎn)生，更加有應(yīng)用價(jià)值和安全性。1.5 其他抗體 在小分子抗體的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行改造和修飾，改善其親和力、免疫原性及效應(yīng)。構(gòu)建更高級(jí)更復(fù)雜的抗體分子，使抗體具有更高的利用價(jià)值。上文中在有些抗體的應(yīng)用方面已提到以下某些抗體類(lèi)型。1.5.1 雙特異性抗體雙特異性

19、抗體抗體（bispecific antibody,BSAB）為具有兩個(gè)特異性抗原結(jié)合位點(diǎn)的人工抗體，通常一個(gè)與靶細(xì)胞抗原表位結(jié)合，另一個(gè)與免疫細(xì)胞（如淋巴細(xì)胞，中性粒細(xì)胞，單核巨噬細(xì)胞等）結(jié)合，產(chǎn)生導(dǎo)向性的效應(yīng)功能?？赏ㄟ^(guò)化學(xué)交聯(lián)，細(xì)胞工程，基因工程等方式獲得17。該類(lèi)抗體靶向性好，主要用于腫瘤的免疫治療。Michaelson 等18將抗LTR 的ScFv 片段融合于抗TRAIL-R2 單抗的重鏈端，設(shè)計(jì)了同時(shí)以TNF家族膜受體TRAIL-R2 和LTR 為靶點(diǎn)的IgG 樣BsAb。此類(lèi)抗體半衰期長(zhǎng)，體外實(shí)驗(yàn)證明，該雙特異性抗體兩端均具有抗腫瘤細(xì)胞的能力，且有較強(qiáng)的的藥效，可顯著地縮小腫瘤體積

20、。Rossi等19構(gòu)建了基因工程人源化6 價(jià)抗CD20 /22 的BsAb20-22和22-20。它們無(wú)需第二抗體交聯(lián)即可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡和抑制其增殖，它們具有更強(qiáng)的殺傷淋巴瘤細(xì)胞的功效，且對(duì)同體正常B細(xì)胞的作用較弱。1.5.2 抗體融合物抗體融合物是利用基因工程技術(shù)將小分子抗體與生物活性蛋白，如：毒素，細(xì)胞因子，酶類(lèi)，放射性標(biāo)記抗體片段甚至化療藥物以及核酸（反義寡核苷酸，小RNA）等融合或耦聯(lián)，而形成的抗體融合物，提高靶向治療的效果。其中，將抗體片段與細(xì)菌或植物毒素連接,可使其具有特異性的識(shí)別腫瘤細(xì)胞的功能, 并利用毒素來(lái)殺傷腫瘤細(xì)胞；Di Paolo等20，將人源化的抗Ep-CAM的單鏈抗

21、體4D5MOCB與綠膿假單胞外毒素A融合,形成Ep-CAM特異性重組免疫毒素，其可定位在Ep-CAM陽(yáng)性的腫瘤細(xì)胞, 并能抑制腫瘤細(xì)胞在裸鼠體內(nèi)的生長(zhǎng),具有良好的應(yīng)用前景?？蓪⒖贵w片段與白細(xì)胞介素（IL-2,IL-12）或粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF）等細(xì)胞因子結(jié)合形成成融合蛋白,細(xì)胞因子可激活某些免疫細(xì)胞，從而增強(qiáng)免疫效應(yīng)，靶向殺傷腫瘤細(xì)胞，DeBruyn等構(gòu)建了兩種融合蛋白 anti-CD3：trai和 K12：TRAIL，它們均可提高T細(xì)胞抗腫瘤活性，并延長(zhǎng)移植瘤小鼠的壽命。此外“生物導(dǎo)彈”治療將抗體 片段與“彈頭”藥物（放射免疫耦聯(lián)物，化學(xué)免疫耦聯(lián)物，免疫毒素等）相連接，

22、具有特異性高、性質(zhì)均一等特點(diǎn)，可特異性殺傷腫瘤細(xì)胞，對(duì)正常組織損傷小，且作用持久。CA125耦聯(lián)放射性核素，在治療卵巢癌研究以及臨床方面已取得較大進(jìn)展21。許多抗體耦聯(lián)藥物也在廣泛被開(kāi)發(fā)，有些已進(jìn)入臨床III期試驗(yàn)階段，具有廣闊的發(fā)展前景22。1.6 抗體庫(kù)1.6.1 噬菌體抗體庫(kù)技術(shù) 抗體庫(kù)技術(shù)是基于分子生物學(xué)方法建立的，噬菌體抗體庫(kù)技術(shù)和核糖體展示技術(shù)是抗體庫(kù)篩選技術(shù)的主要手段。20世紀(jì)80年代Smith23，發(fā)現(xiàn)了可以體外表達(dá)并顯示目的基因的噬菌體展示技術(shù)。噬菌體抗體庫(kù)（phage antibody library）是由B淋巴細(xì)胞全套抗體可變區(qū)基因克隆并組裝成的噬菌體群體24。該技術(shù)依賴(lài)

23、于PCR技術(shù)，DNA重組技術(shù)，及噬菌體表面呈現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展。該技術(shù)的基本原理為通過(guò)PCR等技術(shù)克隆全套抗體可變區(qū)基因，利用基因工程等技術(shù)將克隆的基因片段插入到噬菌體編碼衣殼蛋白的基因中，抗體Fab片段或單鏈抗體等可以與噬菌體衣殼蛋白形成融合蛋白，從而在噬菌體表面展示，建立噬菌體抗體文庫(kù)。通過(guò)該技術(shù)可獲得大量人源化抗體，且該技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單，周期短等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于藥物篩選25，以及抗體，酶類(lèi)，激素等蛋白的制備，并且通過(guò)該技術(shù)可獲得普通方法無(wú)法獲得的抗體，在動(dòng)物疾病的預(yù)防，診斷，治療等領(lǐng)域具較大發(fā)展空間26-27。但該技術(shù)也具有庫(kù)容不足，蛋白質(zhì)無(wú)法正確修飾等缺點(diǎn)。1.6.2 核糖體展示技術(shù)核糖體展示

24、技術(shù)28-29（ribosome display,RD）是一種完全在體外合成蛋白質(zhì)分子，并進(jìn)行選擇與進(jìn)化的技術(shù)。其主要原理為利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因，在該過(guò)程同時(shí)引入啟動(dòng)子，核糖體結(jié)合位點(diǎn)，莖環(huán)等結(jié)構(gòu)，隨后轉(zhuǎn)入耦聯(lián)轉(zhuǎn)錄/翻譯的無(wú)細(xì)胞翻譯系統(tǒng)中進(jìn)行孵育，形成“mRNA-蛋白質(zhì)-核糖體”三元復(fù)合體，從而目的基因的翻譯產(chǎn)物展示在核糖體標(biāo)面30。該系統(tǒng)庫(kù)容大，可以更容易的篩選到目標(biāo)分子，且具有表達(dá)分子范圍廣泛，及效率高，周期短等優(yōu)點(diǎn)。此后又發(fā)展出了mRNA展示技術(shù)（mRNA display），也稱(chēng)RNA多肽融合技術(shù)或體外病毒技術(shù)，該系統(tǒng)將mRNA分子與其所編碼的多肽利用嘌呤霉素分子聯(lián)結(jié)，形成mRNA

25、-DNA-嘌呤霉素分子文庫(kù)，類(lèi)似于核糖體展示技術(shù)，可在體外翻譯。2 基因工程抗體的應(yīng)用基因工程抗體是在單克隆抗體基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展而來(lái)的，其在生物，醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究及臨床應(yīng)用更為廣泛更具針對(duì)性，在疾病的檢測(cè)，預(yù)防以及治療等方面已取得顯著成效，其中抗體類(lèi)藥物開(kāi)發(fā)的研究較為廣泛，包括治療癌癥，自身免疫病，神經(jīng)性疾病，感染性疾病，以及抗移植排斥及抗凝血等，其中部分藥物已批準(zhǔn)使用，部分藥物已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。2.1 抗腫瘤 基因工程抗體類(lèi)藥物廣泛用于癌癥治療。因其具有特異性，靶向性，較長(zhǎng)的半衰期及獨(dú)特的生物學(xué)效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，使其治療腫瘤具有顯著效果。如雙特異性抗體，融合蛋白等基因工程抗體分子廣泛用于淋巴瘤

26、，肝癌，卵巢癌，及消化道癌的治療。2.2 抗自身免疫病 在深入了解各種免疫反應(yīng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)針對(duì)引起自身免疫病的免疫反應(yīng)的基因工程抗體，如構(gòu)建針對(duì)炎性因子，細(xì)胞因子等的釋放及降解的抗體分子，抑制過(guò)度免疫應(yīng)答，從而緩解自身免疫病,已應(yīng)用于類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎及系統(tǒng)性紅斑藍(lán)瘡等疾病的治療31。此外具抗凝血及抗移植后免疫排斥的抗體也在研究發(fā)展中。2.3 抗病毒感染抗體分子經(jīng)基因工程改造后具有特異性強(qiáng)，親和力高，分子片段小通透性強(qiáng)，且半衰期長(zhǎng)等特點(diǎn)，耦聯(lián)毒素，酶類(lèi)等蛋白的基因工程抗體，在病毒性疾病如呼吸系統(tǒng)病毒感染，肝炎，艾滋病，狂犬病等疾病的預(yù)防和治療中顯示了極大優(yōu)勢(shì)32。3 基因工程抗體存在的問(wèn)題3.1

27、 抗體的免疫原性隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展從嵌合抗體，改型抗體到小分子抗體等，改造的抗體分子人源化程度不斷提高。但因其產(chǎn)生在老鼠等異種生物體內(nèi)，產(chǎn)生的抗體分子仍會(huì)引起不同程度的人抗鼠抗體反應(yīng)(human anti-mouse antibody reaction，HAMA）及抗體嵌合反應(yīng)（Human anti-chimeric antibody,HACA）等，仍會(huì)有免疫原性，從而導(dǎo)致安全問(wèn)題，限制了臨床應(yīng)用。3.2 抗體的親和力基因工程抗體分子的親和力僅為原鼠源抗體的33%-50%。這很大程度的限制了它們的應(yīng)用及實(shí)用效率。需進(jìn)一步研究其結(jié)構(gòu)及表面修飾等因素，使該問(wèn)題得到優(yōu)化，3.3 抗體的結(jié)構(gòu)及修飾

28、由于抗體分子為四條鏈（兩條重鏈，兩條輕鏈）組成的三維立體結(jié)構(gòu)，其空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且分子修飾繁瑣，在異種生物體內(nèi)，表達(dá)由于環(huán)境不同于人體內(nèi)環(huán)境，會(huì)造成在肽鏈一級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上盤(pán)曲，折疊，組裝的方式有所改變，以及蛋白質(zhì)糖基化等修飾有所不同，導(dǎo)致抗體分子活性受影響。3.4 抗體的穿透性抗體分子的分子量，是決定其能否通過(guò)血管壁，組織屏障等結(jié)構(gòu)的重要因素，治療性基因工程抗體分子，需在保持自身完整性并攜帶藥物蛋白的基礎(chǔ)上，可通過(guò)各結(jié)構(gòu)到達(dá)作用位點(diǎn)，所以兼顧兩方面因素的技術(shù)手段，需進(jìn)一步研究發(fā)展。4 結(jié)語(yǔ)近年來(lái)基因工程技術(shù)迅速發(fā)展，利用該技術(shù)改造的抗體也被廣泛研究，許多基因工程抗體已進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)階段，在免疫預(yù)

29、防，免疫治療等領(lǐng)域取得了顯著成效，推動(dòng)著生物醫(yī)學(xué)的進(jìn)步。但改造的抗體分子存在免疫原性，以及親和力，特異性差等問(wèn)題，此類(lèi)問(wèn)題也是未來(lái)基因工程抗體研究的發(fā)展優(yōu)化方向。本文綜述了近年來(lái)基因工程抗體的研究進(jìn)展，各類(lèi)抗體的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域，以及存在待改善的問(wèn)題等，并強(qiáng)調(diào)了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要作用及發(fā)展趨勢(shì)。相信不久的將來(lái)，基因工程抗體將得到進(jìn)一步的發(fā)展，在其質(zhì)量，效率等方面都有顯著的改善，從而更加廣泛地應(yīng)用于各領(lǐng)域，更好地為人類(lèi)服務(wù)。參考文獻(xiàn)1 Kohler GMi istein CContinuous cultures of fused cells secreting antibody of pred

30、efined specificity JNature，1975，256(5517)：495497 2 Winter G，Milstein CMan-made antibodiesJNature,1991，349(6307)：293299 3 Vaughan T J，Williams A J，Pritchard K，et a1Human antibodies with sub-nanomolar affinities isolated from a large nonimmunized phage display 1ibrary JNat Biotechnol,1996，14(3)：309-31

31、44 Sharon,J., Gefter,M.L.，Manser, T.,et al.Expression of a VHC chimaeric protein in mouse myeloma cells J.Nature,1984,309(5966):364-367.5 Morrison, S. L.， Johnson, M. J.， Herzenberg, L. A,et al.Chimeric human antibody molecules: mouse antigen-binding domains with human constant region domains J.Proc

32、eedings of the National Academy of Sciences,1984,81(21):6851-5.6 陳志南.基于抗體的中國(guó)生物制藥產(chǎn)業(yè)化前景 J.中國(guó)醫(yī)藥生物技術(shù)，2007，2(1)，2-5.7 Reff ME , Carner K, Chambers KS et al. Depletion of B2cells in vivo by a chimeric mouse human monoclonal antibody to CD20. Blood , 1994 , 83 (2) : 425 - 445. 8 何遠(yuǎn)，張娟，李致科等. 抗腫瘤人源化抗體藥物的研究進(jìn)展

33、 A.藥學(xué)學(xué)報(bào)，2012，47(10):1269-1274.9 林 蕓,閻錫蘊(yùn).人源化抗體研究歷程及發(fā)展趨勢(shì)A.生物工程學(xué)報(bào)，1000-3061（2004）01-0001-05.10 Cheng KT.Radioiodinated anti-TAG-72 CC49 (Fab)2antibody fragment DB/OL.MICAD (Molecular Imagingand Contrast Agent Database), 2007.11 David Filpula.Antibody engineering and modification technologies J. Iomolec

34、ular Engineering, 2007, 24:201-215.12 秦海艷，毛曉燕，喬玉玲.單鏈抗體的研究進(jìn)展 A.現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，1673-6273（2011）04-795-03.13 Sukhanova A, Even-Desrumeaux K, Kisserli A, et al. Oriented conjugates of single domain antibodies and quantum dots:toward a new generation of ultrasmall diagnostic nanoprobes J. Nanomed Nanotechnol Bi

35、ol Med, 2012, 8: 516- 525.14 Reisner Y,Dagan S.The Trimera mouse:generating human monoclonal antibodies and an animal model for human diseases.Trends Biotechnol,1998,16(6):242-246.15 Yang XD,Corvalan JR,Wang P et al.Fully human anti-interleukin-8 monoclonal antibodies:potential therapeutics for the

36、treatment of inflammatory disease states. J Leukocyte Biol,1999,66(3):401-410.16 Kuroiwa Y,Tomizuka K,Shinohara T et al.Manipulation of human minichromosomes to carry greater than megabase -sized chromosome inserts.Nat Biotechnol,2000,18(10):1086-1090.17 Evan P. Booy， Dina Johar， Srilekha Maddika,et

37、 al .Monoclonal and bispecific antibodies as novel therapeutics J.Archivum Immunologiae et Therapiae Experimentalis ,2006, 54(2):85-101.18 Michaelson JS，Demarest SJ，Miller B，et a1 Anti-tumor activity of stability-engineered IgG-like bispecific antibodies targeting TRAIL-R2 and LTR J. MAbs，2009，1：128

38、-141. 19 Gupta, P.，Goldenberg, D. M.， Rossi, E. A et al.Multiple signaling pathways induced by hexavalent, monospecific, anti-CD20 and hexavalent, bispecific, anti-CD20/CD22 humanized antibodies correlate with enhanced toxicity to B-cell lymphomas and leukemias A.Blood ,2010,116(17):3258-67.20 Di Pa

39、olo C，Willuda J，Kubetzko S et al.A recombinant immunotoxin derived from a humanized epithelial cell adhesion molecule-specific single-chain antibody fragment has potent and selective antitumor activity A. Clinical Cancer Research ,2003,9(7):2837-48.21 吳嘉涵.CA125單克隆抗體治療卵巢癌的研究進(jìn)展J.國(guó)際婦產(chǎn)科學(xué)雜志，2009,36（1）:72

40、-74.22 Zhang JB，Liu X，BellA，eta1. Transient expression and purification of chimeric heavy chain antibodiesJ Protein Expr Purif,2009，65：77-82 23 Smith GP.Filamentous fusion phage:novel expression vectors that display co-loned antigens on the virion surfaceJ.Science,1985,228：1315-1317.24 Watanabe T S,

41、Ohtori S,Koda M,et al.Adenoviral gene transfer in the peripheral nervous systemJ.J Orthop Sci,2006,11(1):64-69.25 張愛(ài)華，余模松.噬菌體抗體庫(kù)技術(shù)J.國(guó)際生物制品學(xué)雜志，2006,29（1）:13-16.26 Osbourn J,Jermutus L,Duncan A.Current methods for the generation of human antibodies for the treatment of autoimmune diseasesJ.Drug Discov

42、 Today,2003,8(18):845-851.27 OConnell D,Becerril B,Roy-Burman A,et al.Phage versus phagemid libraries for generation of human monoclonal antibodiesJ.J Mol Biol,2002,321(1):49-56.28 Mattheakis LC,Bhatt RR,Dower WJ.An in vitro polysome display system for identifying ligands from very large peptide lib

43、rariesJ.Proc Natl Acad Sci USA,1994,91:9022.29 Hanes J,Pluckthun A.In vitro selection and evolution of functional proteins by using ribosome display J.Proc Natl Acad Sci USA,1997,94:4937.30 Douthwaitel JA,Groves MA.An improved method for an efficient and easily accessible eukaryotic ribosome display

44、 technology J.Protein Engineering ,Design &Selection,2006,19(2):85.31 Wemblatt M E,Keystone E C,Furst D E et al.Long term efficacy and safety of adalimumab plus methotrexate in patients with rheumatoid arthritis: ARMADA 4 year extended study A.Annals of the Rheumatic Diseases ,2006,65(6):753-9.32 Haynes, L. M.， Tonkin, J.， Anderson, L. J et al.Neutralizing Anti-F Glycoprotein and Anti-Substance P Antibody Treatment Effectively Reduces Infection and Inflammation Associated with Respiratory Syncytial Virus Infection A.Journal of Virology ,2002,76(14):6873-81.