人源化抗体
什么是抗体人源化
什么是抗体人源化目前，用细胞工程制备人单抗在技术上和伦理上都存在一些难题，治疗性抗体的开发就集中在具有治疗前景的鼠源单抗上。
但是鼠源单抗对人体具有异源性反应，可诱发人抗鼠抗体效应（Human anti-mouse antibodies, HAMA反应），使得单抗的治疗效果明显滞后。
随着基因重组技术的发展和人们对抗体结构认识的深入，研究者们尝试对鼠源性抗体进行改造，致力于在保留与抗原结合的高亲和力的基础上，减少异源性抗体的免疫原性，推动抗体人源化研发的进程。
人源化抗体主要指以用基因克隆及DNA重组技术对鼠源单克隆抗体改造，重新表达产生的抗体。
其大部分氨基酸序列被人源序列取代，基本保留亲本鼠单克隆抗体的亲和力和特异性，又降低了其异源性，有利应用于人体。
嵌合抗体和CDR移植抗体根据人源化程度不同，单抗又可分为嵌合抗体（60%-70%人源化氨基酸序列）和CDR(complementarity-determining region)移植抗体（90%-95%人源化氨基酸序列）。
1、人-鼠嵌合抗体人-鼠嵌合抗体（chimeric antibody）：第一代人源化抗体。
其是在基因水平上将鼠源单克隆抗体的V区和人抗体的C区(variable region, 可变区)连接，在合适的宿主细胞内表达可得到人-鼠嵌合抗体。
嵌合抗体用于人体所产生的HAMA反应比鼠源单抗明显减弱；另外，人源C区(constant region，恒定区)可更有效地介导人体一些免疫反应，如CDC（complement-dependent cytotoxicity, CDC, 依赖补体的细胞毒性作用），ADCC（antibody dependent cell mediated cytotoxicity, 抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用）。
2、CDR移植抗体嵌合抗体虽然可以部分解决异种蛋白的排斥问题，但由于其还含有鼠源V区，依然有可能会诱发HAMA反应，干扰抗体疗效，诱发超敏反应，在临床上其应用会受到一定限制。
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。
抗体人源化思路
重组抗IL-1R人源化抗体制备思路：
1.制备生产高亲和力的抗IL-1R鼠源单克隆抗体的杂交瘤细胞株；→
2.杂交瘤细胞总RNA提取，用RT-PCR 技术克隆鼠源单抗可变区基因；→
3.IL-1R鼠源单克隆抗体可变区氨基酸序列的分析；→
4.IL-1R鼠源单克隆抗体相应可变区片段（Fv）的模型构建；→
5.人抗体接纳体构架氨基酸序列的分析和选择；→
6.人源化抗体的设计和实际构建；
（设计、构建策略：
①模板替换，使用与鼠对应部分有较大同源性的人FR替换鼠FR；
②表面重塑，对鼠CDR和FR表面残基进行镶饰或重塑，使类似于人抗体CDR
的轮廓或人FR的型式；
③补偿变换，对起关键作用的残基进行改变，以补偿完全的CDR移植；
④定位保留，人源化单抗以人FR保守序列为模板，但保留了鼠源单抗可变
区中参与抗原结合的氨基酸残基，包括CDR和FR中的一些关键残基；）→
7.将构建的抗体重轻链基因电转化到CHO细胞中，制备获得抗IL-1R重组抗体；
8.通过体外和/或体内测定方式证实制备抗体具有高亲和力及高特异性；
9.获得产生抗IL-1R人源化抗体的单克隆细胞株。
抗体人源化是什么？
抗体人源化是什么？
抗体人源化，是重组抗体（单克隆抗体）生产制备实验研究的重要组成部分。
所谓抗体人源化，为从鼠源性抗体往人源性抗体发展的过程。
百余年前，抗体与抗原特异性结合、抗体被动免疫特性等原理的揭示，开辟了疾病诊断的新途径。
而1975年单克隆抗体技术的问世，加快了这一方法的广泛应用。
初期，临床上使用的单抗多数为鼠源性单抗，由于人和小鼠的种属特异性，鼠源性抗体的使用存在种种限制。
鼠抗体虽然对靶抗原是特异的，可以与靶抗原特异性结合，但它不能激活相应的人体效应系统，如抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(ADCC)、补体依赖的细胞毒作用(CDC)等，从而无法正常的发生抗原-抗体反应；此外，鼠抗体作为外源蛋白进入人体，会使人体免疫系统产生应答，产生以鼠抗体作为抗原的特异性抗体，即产生人抗鼠抗体(human anti．mouse antibody，HAMA)，通常异源蛋白在人体内会很快得到清除，半衰期很短。
由于鼠源性抗体在临床应用上存在种种限制，人们利用重组DNA技术对鼠源抗体进行人源化改造，使抗体人源化。
【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。
抗体的人源化
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五、单域抗体和分子识别单位
（1）单域抗体:由VH(VL)单个可变区组成的，只有 抗体分子的1/12，而且表面疏水性强，与抗原非特 异结合能力也强。
（2）分子识别单位（MRU）:是由单个CDR区构成的 小分子抗体，亲和力较低。
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多功能抗体及其制备
一、双功能抗体
二、多功能抗体 三、抗体融合蛋白
抗体的人源化
基因工程抗体
基因工程抗体是以基因工程技术等高新生物技术为 平台，制备的生物药物总称。 由于目前制备的抗体均为鼠源性，临床应用时，对 人是异种抗原，重复注射可使人产生抗鼠抗体，从 而减弱或失去疗效，并增加了超敏反应的发生，因 此，在 80 年代早期，人们开始利用基因工程制备 抗体，以降低鼠源抗体的免疫原性及其功能。
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Ig分子的结构模式图
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原理： 抗体同抗原结合的功能：决定于抗体分子的可变区 （V） 同种性免疫源性：决定于抗体分子的稳定区（C）。
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一、人—鼠嵌合抗体（chimeric antibody）
在基因水平上将鼠源单 克隆抗体可变区和人抗 体恒定区连接起来并在 合适的宿主细胞中表达， 这种抗体称为人－鼠嵌 合抗体
Fv
ScFvPage Fra bibliotek1515
三、Fab和Fv抗体
（1）Fab
由完整的轻链和Fd组成，大小为完整分子的1/3。 把Fab与细菌的前导肽相连，在前导肽的作用 下Fab进入质周腔，装配折叠后，它具有结合抗 原的活性。
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（2）Fv 或 ScFv Fv、ScFv的大小约为全分子的1/6。
将鼠单抗可变区表面暴露的骨架区氨基酸残基中 改成人源的，就成为了镶面抗体
人源化单克隆抗体
什么是人源化单克隆抗体？
人源化单克隆抗体是利用现有的无数已详细分析 过的小鼠抗体，取其与抗原直接接触的那段抗体片段 （互补决定区，CDR）与人的抗体框架嫁接，经亲和 力重塑，可维持其特异性和大部分的亲和力，同时几 乎去除免疫原性和毒副作用的抗体。
人源单克隆抗体的发展
斯坦利斯（Steinitz）1977年报道了利用EB病毒（一 种常见疱疹病毒），在体外直接感染人外周血淋巴细胞， 建立了能分泌半抗原抗体的人B淋巴细胞系。
真正意义上的抗体人源化。抗体中除了3个互补决定区（CDR） 是鼠源的外，其余全部是人源结构，人源化程度可达到95%以上， 具有更高的安全性和更低的毒性。 不足
有时异基因的CDR人源化抗体可能引起抗个体基因型反应。
改良方案
——进行SDR移植改良
临床应用
近年来 ,人源化抗体和人抗体的出现为临床应用带来 了新的希望 ,当前正处于临床研究的多种抗体中 , 嵌合抗 体和 人 源 化 抗 体 所 占 比 例 大 于70 %。目前的人源化 抗体 ,主要用于肿瘤、 自身免疫性疾病和心血管疾病的治 疗以及抗移植排斥反应和抗病毒感染等方面。
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后来用这种技术成功获得了抗病毒、Байду номын сангаас菌、血型抗 原、自身抗原及肿瘤相关抗原的人单克隆抗体分泌细胞。
制备人源单克隆抗体的方法
1、人—鼠杂交瘤单克隆抗体。 人-鼠杂交瘤的融合方法基本与鼠-鼠杂交相同。
亲本骨髓瘤细胞是小鼠骨髓瘤细胞，亲本B细胞来源 于人外周血淋巴细胞、淋巴结细胞、脾细胞。
2、人—人杂交瘤单克隆抗体。 建立人骨髓瘤或其他人细胞系与人淋巴细胞融合来制
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。
人源化抗体与单克隆抗体制备的主要方法
against mouse syndrome)。
•
基本原理：
借助基因工程手段，将编码Ab的重轻链可变区基因重组到真核表达载体上并进行表达。
基因工程抗体的分类
1.人源改造抗体 （1）嵌合抗体（chimeric antibody） （2）人源化抗体（humanized antibody） （3）完全人源抗体
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。 噬菌体抗体库将基因型和表型统一于一体, 将选择能力与扩增能力偶联起来, 具有强大的筛选功能, 能 够在体外模拟体内的抗体生成过程, 使抗体工程技术进入了一个新的时代。 噬菌体抗体库技术的发展 使体外不经过免疫获得抗体成为可能。 由于它发生于体外, 因此不依赖体内抗原识别和提呈系统, 在理 论上可以产生抗任何物质的抗体。目前噬菌体抗体库技术也存在不足之处, 如从未经免疫动物的抗体 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。 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。
抗体的人源化
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抗体导向酶-前药疗法 为了解决对恶性肿瘤化疗特异性差易对正常组织造 成破坏的问题而提出。 选用单抗导向原理，与前药专一性活化酶交联并选 择性地结合于肿瘤部位，使前药可区域特异性地在 肿瘤组织内转化为活性细胞毒分子，有效增加肿瘤 部位浓度降低正常组织中浓度。
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抗体治疗药物
目前的客观现实是：研究进展迅速，但未达到常规治疗的 应用阶段 障碍（原因）：抗体相对分子质量大，穿透力低，不能达 到靶部位或摄取量低。鼠源性抗体的排斥反应
一，放射性同位素标记的抗体治疗药物
二，抗癌药物偶联的抗体药物
三，毒素偶联的抗体药物
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抗体诊断试剂
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一、血清学鉴定用的抗体试剂
血清学鉴定是指用已知抗体来鉴定未知的抗原型， 主要用于疾病病原菌诊断和血型鉴定。包括： 鉴定病原菌的抗体试剂 乙型肝炎病毒表面抗原（HBsAg)的反向被动血 凝诊断试剂 妊娠诊断试剂
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一、放射性同位素标记的抗体治疗药物
优点：操作简便，用量少，能观察到药物在体内的 分布和药物动力学。放射性同位素标记抗体杀伤范 围较大，相对分子质量又小，更容易穿透到达肿瘤 部位。
缺点：有些同位素来源困难，需放射线保护和污物 处理。
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二、抗癌药物偶联的抗体药物
常用的抗癌药物：氨甲喋呤（methotrexate, MTX）、阿霉素(adriamycin,ADM) 丝裂霉素 (mitomycin, MMC)、环磷酰胺 (cyclophosphamide, CTX) 、新抑癌蛋白 (neocarzinostatin, NCS) 、正定霉素 (doxorubicin, DOX)等。
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人源化抗体
中文名称：人源化抗体
英文名称：humanized antibody
其他名称：互补决定区移植抗体
定义：将小鼠抗体分子的互补决定区序列移植到人抗体可变区框架中而制成的抗体。
此抗体可明显降低由鼠源单克隆抗体所致的人抗鼠抗体反应。
概述
人源化抗体就是指抗体的可变区部分（即Vh和Vl区）或抗体所有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。
人源化抗体包括嵌合抗体、改型抗体和全人源化抗体等几类。
嵌合抗体
嵌合抗体是利用DNA重组技术，将异源单抗的轻、重链可变区基因插入含有人抗体恒定区的表达载体中，转化哺乳动物细胞表达出嵌合抗体，这样表达的抗体分子中轻重链的V区是异源的，而C区是人源的，这样整个抗体分子的近2/3部分都是人源的。
这样产生的抗体，减少了异源性抗体的免疫原性，同时保留了亲本抗体特异性结合抗原的能力。
改型抗体
改型抗体也称CDR植入抗体(CDRgraftingantibody)，抗体可变区的CDR是抗体识别和结合抗原的区域，直接决定抗体的特异性。
将鼠源单抗的CDR移植至人源抗体可变区，替代人源抗体CDR，使人源抗体获得鼠源单抗的抗原结合特异性，同时减少其异源性。
然而，抗原虽然主要和抗体的CDR接触，但FR区也常参作用，影响CDR的空间构型。
因此换成人源FR区后，这种鼠源CDR和人源FR相嵌的V区，可能改变了单抗原有的CDR构型，结合抗原的能力会下降甚至明显下降。
虽然目前已能对抗体进行分子设计，在人源FR区引入鼠源FR区的某些关键残基，如配置得当，其亲和力可与原有小鼠抗体的亲和力相当，但人化抗体常达不到原有鼠源单抗的亲和力。
表面重塑抗体
表面重塑抗体是指对异源抗体表面氨基酸残基进行人源化改造。
该方法的原则是仅替换与人抗体SAR差别明显的区域，在维持抗体活性并兼顾减少异源性基础上选用与人抗体表面残基相似的氨基酸替换；另外，所替换的区段不应过多，对于影响侧链大小、电荷、疏水性，或可能形成氢键从而影响到抗体互补决定区（CDR）构象的残基尽量不替换。
全人源化抗体
全人源化抗体是指将人类抗体基因通过转基因或转染色体技术，将人类编码抗体的基因全部转移至基因工程改造的抗体基因缺失动物中，使动物表达人类抗体，达到抗体全人源化的目的。