人源化抗体的制备策略资料讲解
《生物技术制药》课程笔记
《生物技术制药》课程笔记第一章：绪论一、生物技术的发展史1.1 生物技术概述生物技术是指人们利用微生物、动植物体对物质、能量、信息进行操纵的技术。
它广泛应用于食品、农业、环境保护、能源、医药等领域。
1.2 生物技术的发展简史生物技术的发展可以分为三个阶段：（1）传统生物技术阶段：早在公元前22世纪，中国就开始了酿酒、制酱、制醋等传统生物技术应用。
此后，世界各国也逐渐发展了各自的发酵技术。
（2）现代生物技术阶段：20世纪初，科学家们开始研究酶和微生物，发现了遗传物质DNA和RNA，并逐步揭示了生物体的遗传密码。
这一阶段的代表性成果包括抗生素的发现、遗传工程的创立以及生物制品的生产。
（3）生物技术革命阶段：20世纪70年代末，基因工程技术的发展使生物技术进入了一个新的时代。
基因克隆、基因编辑、基因组学等技术的突破，为生物技术在医药、农业、能源等领域的应用开辟了广阔前景。
二、生物技术药物1.2.1 生物技术药物概述生物技术药物是指利用生物技术方法生产的药物，主要包括蛋白质药物、抗体、疫苗、寡核苷酸药物等。
1.2.2 生物技术药物的特性生物技术药物具有以下特点：（1）高特异性：生物技术药物针对性强，能够精确作用于疾病相关分子。
（2）低毒性：生物技术药物通常来源于自然界中的生物体，毒副作用较低。
（3）复杂性：生物技术药物的结构复杂，生产过程需要严格控制条件。
（4）生产成本高：生物技术药物的生产设备、工艺和原材料成本较高。
三、生物技术制药1.3.1 生物技术制药概述生物技术制药是指利用生物技术方法生产药物的过程。
它主要包括基因工程、细胞培养、蛋白质工程等技术。
1.3.2 生物技术制药特征生物技术制药具有以下特征：（1）生产过程高度自动化、精确化。
（2）药物作用机制明确，针对性强。
（3）生产周期较长，生产成本较高。
（4）药物质量和安全性要求严格。
1.3.3 生物技术在制药中的应用生物技术在制药领域的应用主要包括：（1）生产生物技术药物，如蛋白质药物、抗体、疫苗等。
人源化抗体构建过程中假链的产生及应对策略
·基础研究·人源化抗体构建过程中假链的产生及应对策略葛 彦,陈永井,张学光＊(苏州大学生物技术研究所,江苏苏州215007) 摘要:目的 在人源化抗体构建过程中,采用方便、快捷的分子克隆手段,消除SP2/0内源性畸形轻链转录本以获得正确的轻链cDNA。
方法 在mRNA抽提时,不用常规的T RIZO L法抽提总RNA,而采用经腹腔培养,生长状态良好的杂交瘤细胞,用Q IAGEN公司O ligo tex Direct mRNA Purification Kit,将poly A+的mRN A富集。
可有效减少畸变转录本的含量,提高功能型mRNA的丰度。
利用polyA+RN A,采用RT-PCR,我们成功地克隆到了轻链可变区序列,序列分析证实读码框完全正确,属于轻链可变区基因。
结果 NCBI数据库BLAST显示,克隆的基因序列符合小鼠Ig可变区特征,具有正确的CDR和F R功能区及VJ连接区。
结论 采用poly A+mRNA富集技术,成功克隆获得阻断型抗人CD154mA b(4F1)单克隆抗体的轻链、重链可变区基因,成功地消除了SP2/0内源性畸形转录本对免疫球蛋白功能性轻链基因的影响。
关键词:畸形转录;假基因;杂交瘤中图分类号:R392.1 文献标识码:A 文章编号:1673-0399(2006)06-0911-04A Simple and Rapid Protocol for Cloning of the Functional VKappa Chain from Aberrant-chain-positive Murine HybridomasGE Y an,CHEN Yong-jing,ZH ANG X ue-guang＊(Medical Biotechnology Research Institute of Suzhou University,Jiangsu Suzhou215007,China)Abstract:Objective To eliminate endogenous aberrant kappa chain transcripts from sp2/0-de-rived hybridoma cells by a simple and rapid cloning strategy.Methods In order to eliminate the un-functional V kappa transcripts which m ay hinder o r prevent the amplification of correct V kappa chain,Oligotex Direct mRNA Purification sy stem w as employed to covalently bind polyA+mRNA w ith higher capacity and accuracy to reduce the endogenous abVk contamination.Results The result of NCBI gene data bank evidenced that the cDNA w e got by Oligotex Direct mRNA Purification kit w as correct with typical CDRs and FRs domain and functional VJ recombination site.Conclusion This protocol describes the application of a reverse transcriptase PCR strategy to allow the cloning and sequencing of the functional kappa light chain cDNAs from murine hybridomas co-expressing aberrant endogenous kappa chain m RNAs.Key words:unfunctional transcripts;aberrant chain;hy bridoma 人源化抗体开辟了抗体治疗临床应用的新时代。
生物制药--人源化单克隆抗体
局限性
1.在噬菌体展示过程中涉及细菌转化、噬菌体包装、展示 跨膜分泌，这就大大限制了所建库的容量噬菌体中获得很好的表达，因为 有些蛋白质功能的实现需要折叠、转运、膜插入和络合， 导致在体内系统依赖于细胞内基因的表达，所以一 些对细胞有毒性的分子（如生物毒素分子)很难得到有效表 达和展示。
2002年，的世界首个药物——阿达木单抗上市。人源 化及全人源单克隆抗体由于副作用小，在体内停留时间长， 更有利于治疗。
人源化程度
1.嵌合抗体（Chimeric antibody)
用人源基因代替鼠源单抗的恒定区，即该单抗由鼠的 可变区和人的恒定区组成的嵌合抗体。 缺点 由于嵌合抗体可变区（V）约占整个抗体的30%，鼠源 性抗体V区中的框架区（FR)仍残留一定的免疫原性，可 诱导HAMA反应。 解决方案
4.全人单克隆抗体（Fully humaneantibody)
4.1.抗体库筛选技术
4.1.1.噬菌体表面展示技术
它是将体外克隆的抗体基因片段插入噬菌体载体，转 染工程细菌进行表达，然后用抗原筛选即可获得特异的单 克隆噬菌体抗体。 在HIV等病毒感染和肿瘤的诊断与治疗方面有其独特 的优越性。
鼠源抗体
4.1.2.核糖体展示技术 基本原理和程序
人免疫细胞基因组 体外转录、翻译、偶联 mRNA-核糖体-蛋白质三聚体 构建
基因型和表型联系
RT- PCR核糖体展示的蛋白利用抗原-抗体特异性 筛选所需抗体复合体 EDTA解离 获得特异m亲和力的抗体
Thanks!
单克隆抗体的发展史
第一代：鼠源性单抗 药物特异性很强，副作用大，现在已经渐渐退出市场。 不过由于其代谢比较快，目前在放射性元素标记的单克 隆抗体药物中使用。 第二代：人鼠嵌合性单抗 进行人源化改造，使其人源化程度达到70%左右。 第三代：CDR移植抗体和SDR移植抗体 人源化程度达到95%左右，大大降低了毒副作用。 第四代：全人源化单抗
人源化单克隆抗体研究进展
人源化单克隆抗体研究进展人源化单克隆抗体是一种具有高度特异性和亲和力的生物药物，通过杂交瘤技术将鼠源单克隆抗体的可变区与人类抗体的恒定区进行交换，以减少免疫原性，提高治疗效果。
近年来，随着科技的不断进步，人源化单克隆抗体研究取得了显著的进展，为肿瘤、自身免疫性疾病、神经系统疾病等治疗领域提供了新的思路和方法。
研究现状：人源化单克隆抗体方法、成果与不足人源化单克隆抗体研究主要包括抗体库的建立、抗体筛选和优化、以及抗体生产等多个环节。
目前，研究人员已成功建立了多种人源化单克隆抗体，并应用于临床试验，取得了一定的疗效。
例如，针对肿瘤治疗的人源化单克隆抗体药物能够特异性地识别肿瘤细胞，并通过激活免疫反应来杀死肿瘤细胞。
然而，人源化单克隆抗体研究仍存在一定的不足之处，如抗体药物的免疫原性、毒副作用等问题需要进一步解决。
研究方法：人源化单克隆抗体研究实验设计与数据分析人源化单克隆抗体研究的实验设计主要包括建立人源化抗体库、筛选和优化抗体，以及进行药效和毒理试验等。
在实验过程中，需要采集和处理大量的实验数据，并进行深入的统计分析和比对，以获得抗体的最佳配对组合和最佳治疗剂量等参数。
成果和不足：人源化单克隆抗体研究的成果与不足人源化单克隆抗体研究在肿瘤、自身免疫性疾病、神经系统疾病等多个治疗领域取得了显著的成果。
例如，针对肿瘤治疗的人源化单克隆抗体药物已经成功应用于临床试验，并显示出较好的疗效和安全性。
在自身免疫性疾病和神经系统疾病治疗领域的人源化单克隆抗体药物也在研发和试验阶段。
然而，人源化单克隆抗体研究仍存在一定的不足之处，如抗体药物的免疫原性、毒副作用等问题需要进一步解决。
同时，抗体药物的生产成本较高，限制了其在临床上的广泛应用。
尽管人源化单克隆抗体研究取得了一定的成果，但仍存在许多问题需要进一步解决。
未来，研究人员需要进一步探索人源化单克隆抗体的作用机制和优化方法，以获得更高效、安全、低成本的药物。
同时，需要加强抗体药物的工艺研究，提高生产效率和降低生产成本。
人源化单克隆抗体的构建技术
人源化单克隆抗体的构建技术摘要：单克隆抗体从问世到现在已广泛应用于临床,经历了一段曲折的发展历程。
其中人源化抗体是一个重要的里程碑，并伴随着一系列重大的技术革新，如PCR 技术、抗体库技术、转基因动物等。
抗体技术从最初的嵌合抗体、改型抗体逐渐发展为今天的人源化抗体。
本文综述了人源化单克隆抗体的构建技术。
关键词：人源化,单克隆抗体,构建从20世纪7０年代英国学者Milsteｉn和德国学者Koｈler利用细胞融合技术首次成功地制备出单克隆抗体以来[1],单克隆抗体在医学、生物学、免疫学等诸多学科中发挥了巨大的作用。
单克隆抗体可用于分析抗原的细微结构及检验抗原抗体未知的结构关系,还可用于分离、纯化特定分子抗原，甚至用于临床疾病的诊断和治疗等。
然而,单克隆抗体技术在临床治疗应用中的进展却很慢,主要原因是目前单克隆抗体大多是鼠源性的，而鼠源性单克隆抗体应用于人体治疗时存在诸多问题：一是不能有效地激活人体中补体和Fｃ受体相关的效应系统；二是被人体免疫系统所识别,产生人抗鼠抗体（human anｔiｇｅn mｏuｓe ａnｔiboｄy,ＨAMA）；三是在人体循环系统中被很快清除掉。
因此，在保持对特异性抗原表位高亲和力的基础上进行人源化改造,减少异源抗体的免疫原性,成为单克隆抗体研究的重点[2]。
随着对抗体基因的研究和ＤNＡ分子重组技术的应用,通过基因改造获得特异性抗体成为可能。
１989年Huse等首次构建了抗体基因库，从而使抗体的研究从细胞水平进入到分子水平，并推动了第3代抗体—基因工程抗体技术的发展。
至此,抗体的产生技术经历了三个阶段：经典免疫方法产生的异源多克隆抗体;细胞工程产生的鼠源单克隆抗体及基因工程产生的人源单克隆抗体。
人源化抗体就是指抗体的可变区部分（即Ｖh和Vl区）或抗体全部由人类抗体基因所编码。
人源化抗体可以大大减少异源抗体对人类机体造成的免疫副反应。
人源化抗体的形式也从最初的嵌合抗体、改型抗体等逐步发展为今天的人源化抗体。
【精】人源化抗体的制备策略
目录
一、 嵌合抗体 二、CDR 移植的人源化抗体
三、完全人源化抗体
1. 抗体库技术 2. 转基因小鼠技术
一、 嵌合抗体
应用 DNA 重组技术将小鼠抗体基因上的可变区与人抗体基因的恒定区重组, 再将重 组后的基因导入骨髓瘤细胞中表达。根据所用的载体质粒标记基因产物, 选用适当 的抗生素或制剂进行筛选, 再用与传统技术相似的方法克隆出分泌人鼠嵌合抗体的 细胞株。
库获得的抗体亲和力不高、受外源基因转化率的限制、抗体库的库容不足以涵盖一些动物的抗体多样 性等。 因此, 大容量抗体库是获得高亲和力抗体和针对稀有抗原抗体的关键。
2 转ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ因小鼠技术
通过基因敲除技术使小鼠自身的基因失活并导入新基因, 创造出携带人体抗体重、轻链基因 簇 ,而 自 身 抗 体 基 因 失 活 的 转 基 因 小 鼠 。 这 种 转 人 抗 体 基 因 小 鼠( human antibody mouse, HuMab) 所携带的人 DNA 片段具 有 完备的功能, 可以有效地进行同种型转换和亲和力成熟。
二、 CDR 移植的人源化抗体
鼠源性抗体 V 区中的 FR 仍残留一定的免疫原性, 这种抗体还远非真正的人源化 抗体, 有些还能产生很强的抗独特型反应。 为减少鼠源成分, 人们进一步用人的 FR 替代鼠 FR, 形成更为完全的人源化抗体, 即 除 了 3 个 CDR 是 鼠 源 的 外 , 其 余 全部是人源结构, 又称 CDR 移植抗体( CDR- grafted antibody) 或改型抗体 ( reshaped antibody) 。
应通用过基DN因A敲重除组技技术术使将小小鼠鼠自抗身体的基基因因上失的活可并变导区入与新人基抗因体,基创因造的出恒携定带区人重体组抗,体再重将、重轻组链后基的因基簇因导,而入自骨身髓瘤抗细体胞基中因表达失。活 的 转 基 因 小 鼠 。 因由此于,它大发容生量于抗体体外库, 是因获此得不高依亲赖和体力内抗体原和识针别对和稀提有呈抗系原统抗, 在体理的论关上键可。以产生抗任何物质的抗体。
浅论人源化抗体的制备技术
江苏教 育学 院学报 （ 自然科 学）
Ｊｕ ｏ ｍ￣ｏ ａ ｇｕＩｓｔｔ ｏ ｄ ｃｔ ｎ（ ａ ｒｌ ｃｅｃｓ ｆ ｉ ｓ ｎｔｕｅ ｆ ｕａｉ Ｎ ｔ ａ Ｓｉｎｅ ） Ｊｎ ｉ Ｅ ｏ ｕ
Ａｐ ． ２ ０ ｒ ， ０１
Ｖ Ｉ ２ Ｎｏ ４ ｏ ．６ ．
体药物 的未来奠定 了坚实的基础． 中， 其 大容量噬 茵体抗体库技术的不断改进使得 快速 高通量 的不 经免疫即可获得各
种特异性抗体成为可能 ， 为抗体药物的重新兴起 带来 了新 的希望． ［ 关键词 ］ 抗体 ； 人源化抗 体 ； 噬茵体抗体库； 大容量抗体库
［ 中图分类号 ］ Ｒ ４ ９５
抗体 ， 鼠 Ｍｃ ｂ进 行人 源 化 ， 括恒 定 区人 源 化 的 对 Ａ 包
从 人外 周血 、 脾或 骨髓淋 巴细 胞 提取 总 Ｒ Ａ， 用逆 Ｎ 利 转 录． 聚酶链反 应 （ ＴＰ Ｒ） 法扩 增 抗 体 的全 套 多 Ｒ ．Ｃ 方 可 变 区基 因 ， 随机组 合 后转 染 大肠 杆菌 ， 过 噬菌 经 通 体表 面展 示 技 术 ， 把抗 体 Ｆｂ段 或 单链 抗 体 表 达 在 ａ 噬 菌体表 面 ， 建 人 源 抗 体库 Ｊ ’噬 菌体 抗 体 可 构 （ ． 以将 基 因型 和表 型统 一 于 一体 ， 有 强 大 的筛 选 能 具 力， 因为 能将 选 择 能力 和扩 增 能力 偶联 起 来 ， 故能 够 在体外 模 拟体 内 的抗 体 生 成 过 程 ． 免疫 系 统 内 的 在
一
人 源 化抗 体 的制 备 技 术 有 一 个 漫 长 的 发 展 过
、
一Leabharlann 二 、 体 制 备 的历 史 抗［ 收稿 日期］２ ０ ０ ９—１ ２ ２— １
人源化单克隆抗体制备工艺
速度极快, 最快在1 周内即可完成抗体的分离工作。
核糖体展示技术
1997 年Hanes 等在Mattheakis 等的多聚核糖体展示技术的基础上 进行改进建立了核糖体展示技术。
基本ne,September 26, 2012
一、Molecular Modeling and Structural Analysis of D9 Fv
D9 VH and VL mRNA was extracted from D9 hybridoma cells, amplified by Reverse Transcription-PCR and then sequenced. The deduced amino acid sequences are shown here.
抗体药物市场销售额增势不减，世界各国纷纷投入巨资开发这座“金 矿”，全球医药巨头，如辉瑞、罗氏、诺华等更是不惜重金开发抗体 药物。国内方面，成都康弘的郎沐表现出色，2014年上市8个月实现销 售额1亿元，2015年销售额约3亿元。
在临床实践中，抗体药物也呈现愈发活跃的状态。美国詹森研究开发 有限责任公司副总裁威廉·R·斯特罗尔表示，过去十年间，多种抗体治 疗方法和新平台已被设计研发，未来抗体治疗的范围将进一步扩大。 “目前一些针对免疫肿瘤学的抗体已被研发，即将进入临床，为癌症 患者、免疫功能紊乱、代谢障碍等患者提供更多治疗方法。”
抗体的现状
从1992年首个抗体药物Orthoclone上市以来，截至2016年03月，欧美日 等主要市场共上市了61个抗体药物。2014年上市了6个抗体药物，2015 年上市了9个抗体药物，连续两年打破历史记录。2015年，61个抗体药 物合计销售额达到906亿美元，与2014年相比增长了8.2%。从销售数据 来看，前21位的抗体药物都超过了10亿美元。
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二、 CDR 移植的人源化抗体
鼠源性抗体 V 区中的 FR 仍残留一定的免疫原性, 这种抗体还远非真正的人源化 抗体, 有些还能产生很强的抗独特型反应。 为减少鼠源成分, 人们进一步用人的 FR 替代鼠 FR, 形成更为完全的人源化抗体, 即 除 了 3 个 CDR 是 鼠 源 的 外 , 其 余 全部是人源结构, 又称 CDR 移植抗体( CDR- grafted antibody) 或改型抗体 ( reshaped antibody) 。
谢 谢 T
H A N K
Y O U
人源化抗体的制备策略有哪些
目录
一、 嵌合抗体 2. 转基因小鼠技术
一、 嵌合抗体
应用 DNA 重组技术将小鼠抗体基因上的可变区与人抗体基因的恒定区重组, 再将重 组后的基因导入骨髓瘤细胞中表达。根据所用的载体质粒标记基因产物, 选用适当 的抗生素或制剂进行筛选, 再用与传统技术相似的方法克隆出分泌人鼠嵌合抗体的 细胞株。
转基因小鼠制备的人抗体, 其功效优于其他技术生产的抗正常人体蛋白单抗。 小鼠识别抗 原和动员抗原的抗体系统仍保持完整, 容易把人体蛋白识别为异物。 此外, 由于抗体是体内 产生的, 经历了正常装配和成熟过程, 从而保证成品具有较高的靶结合亲和力。 但转基因小 鼠也存在一些缺陷, 即转基因通常有体细胞突变和其他独特的序列, 导致不完整的人序列; 而 且, 由 于抗体是在小鼠体内装配, 因而产生的单抗具有鼠糖基化的模式,所以这些单抗最终并 不是全人源化的。
2 转基因小鼠技术
通过基因敲除技术使小鼠自身的基因失活并导入新基因, 创造出携带人体抗体重、轻链基因 簇 ,而 自 身 抗 体 基 因 失 活 的 转 基 因 小 鼠 。 这 种 转 人 抗 体 基 因 小 鼠( human antibody mouse, HuMab) 所携带的人 DNA 片段具 有 完备的功能, 可以有效地进行同种型转换和亲和力成熟。
三、 完全人源化抗体
1. 抗体库技术 噬菌体抗体库技术的产生依赖于 3 项实验技术的发展: 一是 PCR 技术的发展使人们可以用一组引物 ( 免疫 球蛋白可变区中骨架部分的保守序列) , 通过 RT- PCR 直接从 B 淋巴细胞总RNA 克隆出全套免疫球蛋白可变 区基因, 从而使抗体库的构建简单易行; 二是噬菌体展示技术( 即将抗体通过与噬菌体外壳蛋白融合表达在 噬菌体的表面, 进而经亲和富集法筛选表达有特异活性的抗体) 的建立, 实现了基因型和表型的统一, 提供 了 高效率的筛选系统, 这是噬菌体抗体库技术的核心; 三是从大肠杆菌分泌表达有结合功能的免疫球蛋白 分子片段。