单克隆抗体的制备及其应用研究进展
单克隆抗体制备及应用研究

单克隆抗体制备及应用研究随着科学技术的不断进步,单克隆抗体已经成为生物医学领域中广泛应用的一种重要工具。
单克隆抗体是指由一种单一的B细胞克隆所产生的抗体分子,其在结构、特异性和亲和力方面均具有高度一致性。
这种高度的一致性使得单克隆抗体在诊断和治疗等方面具有极大的潜力。
一、单克隆抗体制备的方法单克隆抗体的制备可以分为体外和体内两种方法。
体外制备是指在外体条件下使用克隆技术对B细胞进行限制性扩增和鉴定,然后从中筛选出单克隆抗体,再进行体外扩增和纯化。
体内制备是指将基因重组到特定的动物模型中,通过抗原刺激和筛选,得到单克隆抗体。
对于体外制备方法,最常用的技术是杂交瘤技术。
这种技术是将与目标抗原免疫的B细胞与骨髓瘤细胞进行杂交,得到一个能够不断分裂并产生单克隆抗体的细胞系。
通过克隆技术,筛选得到特异性高、亲和力强的克隆细胞,进而获得单克隆抗体。
另外,还有一种名为脾细胞融合技术的方法。
该方法是将由脾细胞产生的抗体与骨髓瘤细胞进行融合,得到能够不断生长并产生单克隆抗体的细胞系。
该方法的优点是获得的单克隆抗体特异性较高,且更适用于一些难以用杂交瘤技术得到的抗原。
二、单克隆抗体在医学领域中的应用单克隆抗体在医学领域中具有广泛的应用。
它们可以用于疾病的诊断和治疗,以及药物的研发等方面。
在疾病的诊断方面,单克隆抗体可以用来检测各种疾病的生物标志物,如肿瘤标志物、病毒标志物等。
例如,临床上常用的肝癌标志物甲胎蛋白,是由单克隆抗体检测技术得到的。
此外,单克隆抗体还可以应用于传染病的诊断,如乙型病毒性肝炎、艾滋病等。
在治疗方面,单克隆抗体的应用也非常广泛。
它们可以用于癌症和自身免疫性疾病的治疗,如靶向肿瘤细胞表面抗原的单克隆抗体药物,可以增强免疫系统对肿瘤的攻击力。
另外,单克隆抗体还可以被用来防止器官移植排异和某些病毒感染,如丙肝等。
在药物研发方面,单克隆抗体也具有重要作用。
它们可以用来筛选和开发新的药物,如癌症免疫治疗领域的PD-1免疫检查点抑制剂,就是最近几年广泛应用的一种新型药物。
免疫学研究中单克隆抗体的制备及其在疾病预防和治疗中的应用

免疫学研究中单克隆抗体的制备及其在疾病预防和治疗中的应用中文版:免疫学研究中单克隆抗体的制备及其在疾病预防和治疗中的应用单克隆抗体(mAb)是由单一的淋巴细胞克隆所产生的抗体,是目前广泛应用于疾病预防和治疗的一类生物制品。
单克隆抗体具有高特异性、高亲和力以及高度稳定性等优点,因此研究和开发单克隆抗体已成为生物制品领域的热点之一。
本文将简要介绍单克隆抗体的制备原理及其在疾病预防和治疗中的应用。
单克隆抗体的制备原理制备单克隆抗体的基本原理是从一个淋巴细胞中获得特异性单一的抗体基因并进行扩增,从而得到大量相同的单克隆抗体。
其过程包括以下几个步骤:1. 免疫原选择首先需要选择合适的免疫原,一般采用纯化的蛋白质、多肽或者病毒、细胞等生物体的整体或部分结构。
此外,也可以利用人工合成的类似物或其他不同来源的物质进行免疫原选择。
2. 免疫反应将免疫原注射到动物体内,动物的免疫系统便会针对该免疫原产生相应的抗体。
这个过程需要仔细控制免疫原的种类、用量和注射方式等因素,以确保获得高效的及特异性的免疫反应。
3. 细胞融合将免疫细胞和肿瘤细胞进行融合,形成杂交瘤细胞(Hybridoma)。
该过程需要注意克隆合适的融合细胞和免疫细胞,以保证融合后的细胞能够稳定分泌特异性的单克隆抗体。
4. 筛选与鉴定对杂交瘤细胞进行筛选和鉴定,以获得产生高效的单克隆抗体的细胞株。
筛选方法包括酶联免疫吸附试验(ELISA)、流式细胞术、免疫组化等多种方法。
5. 生产和纯化选优的杂交瘤细胞株进行大规模生产,获得相应的单克隆抗体。
此外,还需要对其进行充分的纯化和质量分析等,以保证单克隆抗体的稳定性和高纯度。
单克隆抗体在疾病预防和治疗中的应用单克隆抗体广泛应用于疾病预防和治疗领域,其疗效与其优越的结构和性质密切相关。
在疾病预防中,单克隆抗体可用于对特定细菌、病毒等病原体的识别和清除,从而预防感染和疾病的发生。
目前已经有多种单克隆抗体用于疾病预防,其中包括白喉疫苗、流感疫苗等。
单克隆抗体的应用与研究

单克隆抗体的应用与研究单克隆抗体是一种特殊的抗体,由单个克隆的浆细胞所分泌。
相比多克隆抗体,单克隆抗体具有更好的特异性和稳定性,因此在医学、生物学、分子生物学等领域有广泛的应用。
本文将介绍单克隆抗体的研究进展和应用。
一、单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备可以分为三个步骤:免疫原制备、免疫动物及其免疫和细胞融合和筛选。
首先需要制备免疫原,这个免疫原通常是目标抗原或者抗体对其特异性的区域片段。
如果是目标抗原,通常要首先纯化得到。
其次,需要为制备单克隆抗体的动物进行免疫。
一般是选择小鼠等实验动物,将免疫原注射到动物身体内,让它们产生特异性抗体。
之后,需要从这些动物体内获取免疫细胞,即B淋巴细胞。
最后,需要使用细胞融合技术通过融合免疫B细胞和癌细胞,来获取产生单克隆抗体的杂交瘤细胞。
这些细胞能够长期分泌具有特异性的抗体,并形成混合瘤。
通常,这些细胞的混合物需要进行严格的筛选和鉴定,以确保其产生的抗体都是特异性单克隆抗体。
二、单克隆抗体的应用1. 诊断和治疗单克隆抗体在临床上的应用越来越广泛。
例如,它们可以用于诊断和治疗晚期癌症。
新兴的单克隆抗体医学治疗(Monoclonal Antibody Therapy,MAT)被评价为一种有希望的抗癌治疗方法,特别是在血液系统的癌症治疗方面。
由于单克隆抗体的特异性,可以通过将它们与药物或放射性同位素结合,使它们更好地治疗癌症。
2. 分子生物学在分子生物学领域,单克隆抗体经常用来在Western blotting和其他分析技术中检验目标蛋白质的存在。
单克隆抗体还可用于免疫共沉淀、免疫沉淀、染色和免疫组化等实验中。
3. 生物分子检测单克隆抗体也广泛应用于药品研究和开发,例如用于高度灵敏的免疫印迹,以检测蛋白质、肽和DNA序列等生物分子。
此外,单克隆抗体还用于流式细胞术、细胞分选、病毒、菌和细胞诊断。
三、单克隆抗体的未来单克隆抗体作为一种新型的生物技术,其应用领域正在不断拓宽。
单克隆抗体药物的研究进展及临床应用_综述_

单克隆抗体药物的研究进展及临床应用_综述_ 单克隆抗体药物的研究进展及临床应用综述1:引言1.1 背景1.2 目的2:单克隆抗体的概述2.1 抗体的基本结构和功能2.2 单克隆抗体的定义和特点3:单克隆抗体的研究进展3.1 单克隆抗体的制备方法3.1.1 高亲和力的单克隆抗体制备方法3.1.2 人源化单克隆抗体制备方法3.2 单克隆抗体的改良和优化3.2.1 重组单克隆抗体的改良3.2.2 人源化单克隆抗体的改良3.3 单克隆抗体的选择和验证3.3.1 亲和力筛选3.3.2 特异性验证3.4 单克隆抗体的结构与功能研究3.4.1 结构分析3.4.2 功能研究3.5 单克隆抗体的药物开发3.5.1 注射剂制备3.5.2 经口给药剂型的制备3.5.3 缓控释剂型的制备3.5.4 接合物制备4:单克隆抗体的临床应用4.1 抗癌药物4.1.1 HER2阳性乳腺癌的治疗4.1.2 EGFR阳性非小细胞肺癌的治疗 4.1.3 CD20阳性淋巴瘤的治疗4.2 自身免疫性疾病治疗4.2.1 类风湿关节炎的治疗4.2.2 炎症性肠病的治疗4.3 其他临床应用5:结论5.1 单克隆抗体药物的研究进展5.2 单克隆抗体药物的临床应用前景附件:[附件名称](可以相关研究文献、数据、图片等)法律名词及注释:1、专利法:指规定了对发明创造的保护范围的法律法规。
2、药品注册法:指规定药品注册和监督管理的法律法规。
3、临床试验管理规定:指规定了临床试验的监督与管理要求的法律法规。
4、知识产权保护条例:指规定了对知识产权进行保护的法律法规。
单克隆抗体在医疗领域中的应用研究

单克隆抗体在医疗领域中的应用研究单克隆抗体(monoclonal antibody,mAb)是一种以单个细胞克隆为基础制备的、能够高度特异性结合某一特定抗原的抗体分子。
自1975年首次制备出第一种mAb以来,该技术已广泛应用于生物医学领域,成为目前最为热门的医学研究方向之一。
单克隆抗体具有高度特异性、高度稳定性,从而大大增强了其在医疗领域的应用价值。
1. 单克隆抗体的制备和研究进展单克隆抗体的制备基于克隆技术和体外免疫化学技术,通常需要进行以下步骤:1)选取某一抗原,注射到动物体内引起免疫反应,收集动物的淋巴细胞;2)体外激活淋巴细胞,将其融合到特定的细胞系中,以获得混合型瘤细胞;3)将混合型瘤细胞进行单克隆化培养,筛选出单克隆细胞;4)将单克隆细胞培养大量扩增,从而制备出具有高度特异性的单克隆抗体。
单克隆抗体在医疗领域中的重要性越来越引人注目。
近年来,科学家们对单克隆抗体的研究开展了广泛的应用探索。
例如,在乳腺癌、肺癌、胃癌、头颈癌、结肠癌等多种人类恶性肿瘤中,单克隆抗体已经成为一种非常重要的治疗策略。
此外,单克隆抗体还可以被用于抗病毒、抗菌、抗疟等疫苗设计和生物传感器制备等方面。
2. 单克隆抗体在治疗肿瘤中的应用单克隆抗体在治疗肿瘤方面被广泛应用,其最大的优势是能够非常特异地结合肿瘤细胞表面的分子靶点。
这种特异性不仅可以降低发生严重的副作用,提高治疗效果,同时可以减少对正常细胞的损伤。
以trastuzumab针对HER2在乳腺癌治疗中的应用为例,其可以结合HER2在肿瘤细胞上的表达,从而抑制肿瘤细胞的生长。
患者的生存期和生存质量都可以在使用该抗体药物之后得到改善。
海拔嗅(bevacizumab)和tecentriq(atezolizumab)在非小细胞肺癌等肿瘤治疗中也被广泛应用,取得了显著的疗效。
3. 单克隆抗体在生物传感器中的应用除了治疗肿瘤,单克隆抗体在生物传感器中的应用也备受关注。
生物传感器是一种能够高度灵敏检测环境中特定分子的装置,其中单克隆抗体的作用在于特异性地识别特定分子。
单克隆抗体制备技术的最新进展及应用前景

4.单克隆抗体的最新进展
4.1 噬菌体抗体库技术 基本原理:是用基因工程技术克隆人抗体 基本原理 可变区的全套基因,然后将克隆的基因插 入噬菌体编码衣壳蛋白的基因中,建立噬 菌体抗体,从而使该异源分子呈现于 噬菌体表面
制备方法: 制备方法:
将抗原包被在固项介质上, 将抗原包被在固项介质上,加入待筛选的噬菌体颗粒与 固定的抗原结合,获取结合的抗体, 固定的抗原结合,获取结合的抗体,将未结合的抗体洗 脱,从噬菌体库中筛选出针对特定抗原的特异性抗体的 可变区
2.1 单克隆抗体在预防方面应用 2.2 单抗在临床治疗方面的应用
纯抗体治疗,“生物导弹”治疗
2.3 单克隆抗体在蛋白提纯中的应用
单克隆抗体能与其相应的抗原特异性结合,因而能够从复杂系统 中识别出单个成分。只要得到针对某一成分的单克隆抗体,利用它 作为配体,固定在层析柱上,通过亲合层析即可从复杂的混和物中 分离、纯化这一特定成分。
热点和难点:如何提高抗体的生产效率, 同时保持其优良特性,且能同时解决免疫 原性
优点
库容量大,更容易筛选到目标分子 不需要考虑细胞毒性 避免了体内体外操作的转换,具有建库周 期短,筛选简便
此外,还有RNA-多肽融合技术, 转 此外,还有 基因小鼠制备全人抗体, 嵌合抗体等 单克隆抗体制备技术
6.展望
由于鼠源性单抗的免疫源性导致机体产生 一系列的急性反应,使药物的功效降低, 因此单抗的人源化 单抗的人源化是单抗药物的发展趋向 单抗的人源化
用表达有相应抗体分子的噬菌体颗粒去感染宿主菌, 用表达有相应抗体分子的噬菌体颗粒去感染宿主菌,使 该噬菌体颗粒得到扩增, 该噬菌体颗粒得到扩增,将抗体可变区与恒定区组合得 到具有完整功能的全人单克隆抗体
优点:
单克隆抗体药物的开发与应用研究

单克隆抗体药物的开发与应用研究一、引言单克隆抗体(Monoclonal Antibody, mAb)药物是一种新型的生物制剂,它是由单一的抗体分子构成的一种高度特异性、高亲和力的药物。
自1986年第一个mAb药物上市至今,已有多达70多个mAb药物进入市场,包括治疗癌症、炎症、自身免疫性疾病、心血管病、感染性疾病、神经系统疾病等各种领域。
mAb药物的研究和应用也成为当今国际生物医药领域的热点之一。
二、单克隆抗体药物的研究与开发1.单克隆抗体的制备技术单克隆抗体的制备技术主要包括杂交瘤技术和酶标记技术两种。
其中,杂交瘤技术是最早产生单克隆抗体的方法,它利用骨髓瘤或肿瘤细胞与淋巴样细胞的融合,从而产生长期稳定的细胞系,这些细胞系能够一直产生相同的克隆抗体。
而酶标记技术则是利用单克隆抗体与对应的抗原结合,从而检测抗原的存在。
2.单克隆抗体的特征及应用单克隆抗体具有许多优越的特点,如高度特异性、高亲和力、长时间保持生物活性等,因此其应用也十分广泛。
其中,治疗肿瘤是目前mAb药物最主要的应用领域之一。
目前市面上已上市的抗肿瘤单克隆抗体药物主要包括三大类:IgG1型单克隆抗体、IgG2型单克隆抗体和IgG4型单克隆抗体。
此外,单克隆抗体还可以用于其他许多领域,如自身免疫性疾病、感染性疾病、神经系统疾病等。
三、单克隆抗体药物的优势与不足1.优势单克隆抗体药物的优点主要为:高特异性,选择性很大,药物效果较为稳定;抗体能够识别和结合到细胞膜上表达的抗原,在靶向治疗方面具有很大的优势;据临床使用情况显示,其安全性相对较高,副作用小等。
2.不足单克隆抗体药物的不足主要为:有些疾病领域仍存在不可回避的局限性,如治疗神经系统疾病等;由于其生产成本很高,价格相对昂贵,使其在临床上应用受到一定制约。
四、结论随着生物技术的不断发展,越来越多的mAb药物将会进入市场,并有望成为治疗各种疾病的有效手段。
而在单克隆抗体药物的研究和开发中,需要进一步研究其机制性能、疗效、副作用等方面,以便更好的发掘其疗效。
单克隆抗体的制备与应用

单克隆抗体的制备与应用单克隆抗体是一种高度特异性的生物分子,能够识别并结合特定的抗原,对于现代生命科学研究和临床医学诊治具有重要意义。
一、单克隆抗体的制备单克隆抗体的制备主要包括以下几个步骤:(1)选择合适的免疫原:免疫原应具有较好的生物学活性、易于纯化,并且可以诱导动物产生足够的免疫反应。
常用的免疫原包括蛋白质、多肽、糖类、DNA等。
(2)免疫动物:将免疫原注射到小鼠、大鼠、兔子等动物身上,诱导其产生免疫反应。
此过程需要严格控制免疫剂量及免疫间隔时间,以保证动物身体内产生充分的免疫反应。
(3)筛选克隆:从免疫动物获得脾细胞,与骨髓瘤细胞进行融合,生成杂交瘤细胞。
将杂交瘤细胞进行分离、克隆和筛选,最终获得单克隆细胞系。
(4)制备单克隆抗体:将单克隆细胞系进行扩增,并通过细胞培养和大规模发酵获得充足的单克隆抗体产物。
二、单克隆抗体的应用(1)免疫诊断:通过单克隆抗体对特定分子的识别和结合能力,可以用于免疫诊断。
例如,通过检测患者体液中特定抗原的单克隆抗体结合情况,可以诊断疾病,并对病情进行判断。
(2)药物研发:单克隆抗体在药物研发中具有广泛的应用前景。
例如,在抗肿瘤药物的开发中,单克隆抗体可以针对肿瘤细胞特异性抗原,实现有选择性地杀伤肿瘤细胞。
(3)免疫治疗:单克隆抗体可以作为一种抗体治疗手段,对病原体或某些癌细胞进行特异性杀伤。
例如,在肿瘤治疗中,单克隆抗体能够选择性地结合癌细胞表面的受体,阻断其信号传递,从而抑制肿瘤细胞的生长和扩散。
(4)生物学研究:单克隆抗体可以用于生物学研究中的诸多方面。
例如,通过单克隆抗体对特定蛋白的结构和功能进行研究,可以深入了解其生物学特性和作用机制。
三、单克隆抗体的前景与挑战单克隆抗体拥有广泛的应用前景,近年来,其在医学、生命科学研究领域得到了广泛的应用。
然而,单克隆抗体的研发仍面临着一些挑战。
(1)制备难度:单克隆抗体的制备要求高度的技术和设备支持,需要在动物免疫、细胞融合、细胞培养等环节中严格把控。
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单克隆抗体的制备及其应用研究进展燕珊珊摘要:单克隆抗体技术的突破为医学和生物学的基础研究开创了新纪元。
基因工程抗体技术的发展更为疾病治疗、临床试验和科研方面做出巨大贡献。
此外,抗体还可能执行除目前所具有之外的更多功能。
本文将就单克隆抗体的制备及其应用研究进展进行论述。
关键词:单克隆抗体;基因工程;小鼠骨髓瘤细胞;细胞杂交瘤技术;噬菌体;临床应用抗体是机体免疫系统的重要效应分子,从第一代多克隆抗体(polyclonalantibody,PcAb)到第二代单克隆抗体的成功制备,人们投入了大量的临床应用研究,对医学和生物学的发展发挥了巨大的作用。
单克隆抗体(monoclonal antibodies,mAbs)技术的突破为医学和生物学的基础研究开创了新纪元。
基因工程抗体技术的发展更为疾病治疗、临床试验和科研方面做出巨大贡献。
目前,制备mAbs 的方法中比较成熟的主要有以下几种:1. 抗原特异性的B 淋巴细胞杂交瘤技术;2. 人-鼠嵌合抗体制备技术; 3.噬菌体展示技术获得的抗原特异性人源性抗体;4. 转基因小鼠制备的人mAbs;5.核糖体展示技术。
通过这些方法,我们利用相应抗原靶向构建治疗性抗体,从而达到预防、治疗疾病的目的,促进生物制药学的发展。
以下主要是对抗体制备技术的发展及其应用研究进展进行综述。
1 鼠源性抗体1975 年,Kohler 和Milstein[1] 将小鼠骨髓瘤细胞和经绵阳红细胞免疫的小鼠脾细胞融合,形成了可产生单克隆抗体的杂交瘤细胞,该细胞既能产生抗体,又可无限增殖,从而创立了单克隆抗体杂交瘤技术。
由免疫B细胞-浆细胞、瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞系可分泌单一、特异性、纯化的抗体,且能在选择培养基中生长、无限增值、分裂,同时在选择培养基作用下,利用代谢缺陷补救机理筛选出同时具有两种细胞特征的细胞克隆。
这种经过反复克隆而挑选出来的融合细胞所产生的抗体称为单克隆抗体(McAb)。
它在分子结构、氨基酸序列以及特异性等方面都是一致的。
淋巴细胞杂交瘤技术的主要步骤包括:动物免疫、细胞融合、杂交瘤细胞的筛选与单抗检测、杂交瘤细胞的克隆化、冻存、单抗的鉴定等。
至今,科学家们已经建立众多鼠源性mAbs 来诊断和治疗多种人类疾病。
然而作为在人体内的应用,鼠源单抗尚存在一些问题。
鼠源性抗体作为异种蛋白应用于人体可引起免疫反应,产生人抗鼠抗体(human anti-mouse antibody,HAMA)[2],很大程度上限制了mAbs 的临床应用。
此外,鼠源性mAbs 不能与人类抗体FcRn 结合[3]。
为了克服以上这些问题,近年,随着分子生物学的发展,人们已有可能通过抗体工程技术制备人-鼠嵌合抗体、人源化抗体或全人抗体。
嵌合抗体指的是鼠mAbs 的恒定区基因被人Abs 的恒定区基因通过基因重组技术所替换而编码产生的单克隆抗体[4-5]。
这样既能保持鼠单抗的特性,又使获得的单抗降低了在人体内的免疫反应。
Jones[6]等在20 世纪80 年代中期首次成功构建了小鼠抗半抗原-4-羟基-3-硝基苯乙酰基己酸(NP)的免疫球蛋白VH 基因,并最终获得可特异结合NP的人源化嵌合抗体,再通过定点突变法进行单纯的CDR 移植构建,形成第一代人源化抗体。
随后还相继研发了阿昔单抗(抗GPIIb-IIIa鼠-人嵌合抗体)、美罗华(Rit-uximab)、Cetuximab(C225,Erbitux)、Zevalin 和Bexxa 等嵌合抗体,现均已被广泛应用于科学研究与疾病诊断之中。
CDR 移植抗体,又称改型抗体,它是在嵌合抗体的基础上,利用基因工程技术,进一步用人的FR 代替鼠FR,形成的只剩3 个鼠源CDR 的、更为完全的人源化抗体。
由于具有支持作用的FR 不仅为CDR 的构想提供了环境,还参与抗体结合位点正确构像的形成和抗原的结合,常常使得CDR 移植抗体的亲和力和特异性大大降低,有的甚至还丧失了抗原结合能力[7]。
通过大量研究,我们发现选用与鼠源单抗具有高度同源性的人源抗体,但保留鼠源单抗中的一些关键氨基酸残基,并在此基础上,对鼠CDR 和FR 的一些表面氨基酸残基进行修饰或重塑,对关键氨基酸残基进行一定的改变,能在保留CDR 移植抗体的亲和力和特异性下,大大降低其免疫原性。
因此,相对于嵌合抗体,第二代人源化抗体-CDR 移植抗体的人源化程度能达到70%以上,有利于其在临床试验中的应用与研究。
为了能使单克隆抗体大量的应用于疾病治疗、临床试验和科研中,我们不仅要降低其免疫原性,还要对其亲和力质量、治疗能力强弱等方面提更高的要求。
目前,研究人员已建立多种方法生产完全人源性抗体,主要有噬菌体展示技术和转基因小鼠技术。
3.1 噬菌体展示技术1985 年,Smith G P[8]将外源基因通过基因工程技术插入丝状噬菌体基因组中,从而在噬菌体表面以融合蛋白的形式展示,这一技术即为噬菌体展示技术。
该技术把基因表达产物与亲和筛选结合起来,可以利用适当的靶蛋白将目的蛋白或多肽挑选出来,从而得到全套的噬菌体库。
近年来该技术在众多基础和应用研究领域如免疫学、细胞生物学、药物开发中产生的影响已日渐明显。
噬菌体展示首先是通过大肠杆菌特异性的噬菌体发展起来。
迄今为止,已建立的噬菌体展示系统,如:丝状噬菌体、l 噬菌体、T4噬菌体、T7 噬菌体和真核病毒系统等。
此外多肽还被展示在细菌及酵母的表面。
虽然这些不同展示系统的优点在特殊应用中得到了证明,但都是基于丝状噬菌体M13 和噬菌粒相互作用之上。
噬菌体展示的基本原理是将抗体重链可变区(VH)和轻链可变区(VL)基因通过基因工程技术随机插入噬菌体的外壳蛋白基因,继而感染大肠杆菌,经增殖并以抗体片段Fab 或ScFv[9]外壳蛋白融合蛋白的形式展示在噬菌体表面;利用靶分子,经过“亲和-洗脱-扩增-亲和”循环过程筛选,除去杂蛋白并富集特异性抗体[10]。
在噬菌体表面所展示的是随机肽段或蛋白质的抗体库称为全套抗体库,从中筛选到的抗体称为噬菌体抗体,它的最大特点是实现了直接将基因型和表型完美的结合在一起,可以快速而高效地从大量克隆筛选出表达特异性的抗体。
其中美国Scripps 研究所Lerner 实验室在1989年首次应用噬菌体表面展示技术构建了噬菌体抗体库[11]。
至今,由这一技术产生的抗体至少有14 个已用于临床试验中[5,12]。
然而,它还存在着如未经免疫获得的抗体亲和力相对较弱,抗体库的库容无法涵盖一些动物的抗体多样性等缺点,因此,大容量抗体库的亲和力和抗体多样性问题将是我们今后研究抗体库技术所必须考虑的关键。
3.2 转基因小鼠技术自1994 年Lonberg 等[13]建立了表达人免疫球蛋白(Ig)的转基因小鼠以来,人源性抗体便可由动物制备。
该技术是将人抗体基因微位点转入小鼠体内,产生能分泌人抗体的转基因小鼠[14]。
到1998 年,Green 等[15]将人抗体轻重链基因构建成酵母人工染色体(yeastartificial chromosome,YAC),通过基因打靶技术将其转入自身抗体基因位点已被灭活的小鼠基因组中,通过繁殖筛选,建立分泌高亲和力人抗体的小鼠品系,Mendez 等[16]采用细胞融合法,将YAC 的酵母细胞与鼠胚干细胞(ES)融合,将整合有目的基因的ES 细胞导入小鼠囊胚,形成嵌合体小鼠,通过反复筛选,最后获得分泌完全人抗体的转基因小鼠。
再用传统的杂交瘤技术,将产生人抗体转基因鼠的B 细胞与骨髓瘤细胞融合,获得杂交瘤细胞系,产生高亲和力的人源抗体。
由转基因小鼠产生的单克隆抗体,是由多个同源V 基因片段编码而成的,因此在很大的程度上,此抗体的活性能够大大的增强。
至目前为止,大约有33 个是由转基因小鼠制备而来的抗体已投于临床实验中[17]。
虽然如此,但是该技术至今还未发展完全,其转基因片段较小,且相邻基因片段高度同源,重组过程复杂,在面对抗原多样性时,无法完全产生相应的抗体。
随着免疫学技术和分子生物学等的发展,将会有越来越多的人源性抗体用于临床试验之中,从而促进靶向药物治疗的发展。
3.3 核糖体展示技术核糖体展示是一种完全在体外合成并筛选蛋白质的有力工具。
Mattheakis 等人在1994 年建立了体外核糖体展示随机肽系统,利用“蛋白质-核糖体-mRNA”三元复合物在体外将基因型和表型联系起来。
随后Hanes和Plukthun 等[18]在此基础上对该技术加以完善和改良,正式建立了这种体外筛选技术。
该技术的基本原理是利用PCR 扩增含目的基因的cDNA 文库,再加上启动子、核糖体结合位点及茎环结构,在转录/翻译偶联系统作用下,形成“蛋白质-核糖体-mRNA”三元复合物,用相应抗原对反复筛选复合物,分离mRNA,通过RT-PCR 富集目的基因,并将目的基因导入表达载体,从而获得库容量大、特异性强、亲和力高的人源基因工程抗体库。
核糖体展示技术与噬菌体展示技术和转基因技术相比,由于其完全属于体外操作系统,无需依赖细胞技术和毒性蛋白对宿主生长的影响,不受体内环境的限制,扩大了展示文库的库容量和分子多样性。
此外,核糖体展示技术无需进行体内外系统转化,全程只需通过PCR 技术复制、扩增,使得其建库时间缩短,筛选简便。
PCR 技术还可引入突变,增加分子多样性,从而获得高亲和力抗体。
目前还有多研究表明,核糖体展示技术还能提高小分子抗体的稳定性,如三结构域抗体(VH/K)可以明显改进ScFv 的稳定性[19]。
而核糖体展示技术的最大缺点就是mRNA 易降解。
目前已有研究表明,氧钒核糖核苷复合物(VRC)作为过渡阶段的类似物发生作用,可有效地抑制核酸酶,提高mRNA 的稳定性。
另外“蛋白质-核糖体-mRNA”三元复合物的稳定性也较差,但可通过在缓冲液中加入一定浓度的镁离子、交联核糖体RNA 的磷酸基团,抑制核糖体复合物的解离[20]。
4重组抗体的临床应用及其最新进展从鼠源单抗开始,已通过多种技术制备了具有高度亲和性的完全人源化抗体,作为靶向治疗多种疾病的新型药物。
其中由杂交瘤技术制备的单克隆抗体不仅结果均一、纯度高、特异性强、血清交叉反应弱,而且制备成本低,而基因工程抗体既保持单抗的均一性、特异性强等优点,又能克服其为鼠源性的不足,因此,拓展mAbs 的广泛应用,是研究开发治疗性抗体药物最理想的途径。
近三十年来,在基因工程抗体方面的研究成果振兴了整个生物制药行业。
目前,全球约有500多种治疗性药物正处于临床前研究,100 多种已处于临床试验中。
其中,已被FDA 批准的有治疗淋巴瘤的Rituximab,治疗乳腺癌的Herceptin [21],以及抗肿瘤坏死因子的嵌合mAb (infliximAb)对克隆病(Crohns disease,CD)等自生免疫性疾病方面的治疗应用。