抗体酶的人源化
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。
人源化抗体的研究进展
抗体的研究进展摘要：单克隆抗体的问世使得人们对于一种新的治疗疾病的药物充满期待，然而鼠源性抗体往往会受到人体免疫系统的排斥，因而抗体的人源化已成为治疗性抗体的发展趋势。
用人抗体取代鼠抗体，是克服鼠单抗临床应用障碍的关键。
随着分子生物学研究的深入和一些技术的突破，抗体人源化技术日益成熟。
大量人源化抗体已经被广泛应用于临床试验和应用。
本文主要介绍了目前人源化抗体构建的三种方法：嵌合、重构和表面重塑，并对人源化抗体的未来发展趋势进行了展望。
关键字：基因工程抗体人源化1 基因工程抗体简介基因工程抗体(genetically engineered antibodies ，GEAb)是按人工设计所重新组装的新型抗体分子，它既保留或增加了天然抗体的特异性和生物学活性，又去除或减少了无关结构，降低或基本消除抗体的免疫原性，使抗体人源化，并改善抗体的药物动力学，具有生产简单，价格低廉，容易获得稀有抗体的优点，具有广阔的临床应用前景。
其主要技术原理是：首先从杂交瘤或免疫脾细胞、外周血淋巴细胞等提取mRNA，逆转录成cDNA，再经PCR分别扩增出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，并在适当的宿主细胞(如大肠杆菌、CHO细胞、酵母细胞、植物细胞及昆虫细胞等)中表达并折叠成有功能的抗体分子，筛选出高表达细胞株，再用亲和层折等手段纯化抗体片段[1]。
1984年，Morrison等首次报道人鼠嵌合抗体在骨髓瘤成功表达，标志着基因工程抗体的诞生。
1986年，Jones等人源化抗体构建和表达成功。
1988年，Skerra 等第一次证明抗体的F ab和F v片段可以在大肠杆菌(E。
coli)中正确地装配成保持原抗体特异性的小分子抗体。
1989年，Huse等用外分泌型载体构建成功小鼠抗体库，利用抗体库技术获得了全人源化的抗体。
1994年，德国基因工程抗体研究小组成功地将基因工程抗体在培养细胞中表达，抗体释放到组织培养液中，获得了较高的抗体产量[2]。
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。
抗体人源化的主要原理
抗体人源化的主要原理抗体人源化是指将动物来源的抗体（如小鼠抗体）转化为人源化的抗体，以增强其在人体内的稳定性和效力。
这一技术的研发和应用，为人类在治疗疾病方面带来了革命性的变革。
本文将介绍抗体人源化的主要原理，从基因工程的角度解释其实现方法。
抗体人源化的主要原理基于两个关键概念：可变区和框架区。
可变区决定了抗体的特异性，而框架区则决定了抗体的稳定性和结构。
在动物来源的抗体中，可变区和框架区通常相互关联，难以分离。
为了实现抗体人源化，需要对这两个区域进行调整和优化。
人源化抗体的设计通常涉及到克隆和表达人类免疫球蛋白基因。
其中，免疫球蛋白基因是一种编码抗体的基因，包括了可变区和框架区。
通过克隆和表达人类免疫球蛋白基因，可以获得人类免疫球蛋白。
为了使人源化抗体具有与动物来源抗体相似的特异性和效力，需要将动物来源抗体的可变区与人类免疫球蛋白基因的框架区进行重组。
这一步骤需要利用基因工程技术，将动物来源抗体的可变区和人类免疫球蛋白基因的框架区进行融合。
通过这种方式，可以将动物来源抗体的特异性与人类免疫球蛋白的结构相结合，实现抗体人源化。
在抗体人源化的过程中，还需要考虑到抗体的亲和力和稳定性。
亲和力是指抗体与靶标结合的紧密程度，而稳定性则是指抗体在人体内的耐受性和长期效果。
为了增强抗体的亲和力和稳定性，可以通过点突变和序列优化的方法进行改良。
点突变是指通过人工改变抗体分子中的一个或多个氨基酸残基，以增强其与靶标的结合能力。
序列优化则是指通过人工改变抗体分子的氨基酸序列，以增强其稳定性和生物活性。
抗体人源化的主要原理可以总结为：克隆和表达人类免疫球蛋白基因，重组动物来源抗体的可变区和人类免疫球蛋白基因的框架区，通过点突变和序列优化的方法进行改良，以获得具有高亲和力和稳定性的人源化抗体。
抗体人源化技术的发展和应用，为药物研发和临床治疗提供了新的途径。
相比于动物来源的抗体，人源化抗体在人体内的稳定性和效力更高，副作用更少。
抗体人源化的主要原理
抗体人源化的主要原理抗体人源化是一种生物技术手段，用于将动物源性抗体转化为人源性抗体，以提高其在临床应用中的效果和安全性。
这一技术的主要原理是通过基因工程方法将动物免疫系统中产生抗体的基因导入到人体细胞中，使其能够产生与动物源性抗体具有相同抗原特异性的人源性抗体。
抗体是人体免疫系统中的重要组成部分，其能够识别并结合到入侵体内的病原体或异常细胞，从而触发免疫反应，清除这些病原体或异常细胞。
然而，由于动物源性抗体与人体内抗原的差异，使用动物源性抗体在临床应用中存在一些问题，如免疫原性反应、抗体产量低、抗体结构与功能的不稳定等。
为克服这些问题，科学家们开展了抗体人源化的研究。
首先，需要从动物中提取抗体基因，通常是通过免疫动物模型来获得。
然后，利用基因克隆技术将这些抗体基因导入到人源细胞中，使其能够产生与动物源性抗体具有相同抗原特异性的抗体。
这一过程主要包括以下几个步骤：1. 抗体基因的选择和克隆：从动物的淋巴细胞中提取抗体基因，通常是通过PCR技术扩增目标基因。
然后，将扩增的基因序列进行纯化和克隆，得到抗体基因的克隆片段。
2. 基因导入和表达：将抗体基因导入到人源细胞中，通常是通过转染等技术实现。
导入后，细胞会利用其自身的机制进行基因的表达和蛋白质的合成，从而产生人源性抗体。
3. 抗体的筛选和优化：通过筛选和优化的方法，从转染的细胞中筛选出产生目标抗体的细胞株。
同时，可以通过基因工程方法对抗体的结构和功能进行优化，以提高抗体的亲和力和稳定性。
4. 抗体的大规模生产：一旦获得了产生目标抗体的细胞株，就可以进行大规模的抗体生产。
通常采用的方法是利用细胞培养技术，将产生目标抗体的细胞株培养在培养基中，通过细胞的分裂和增殖，大量产生目标抗体。
抗体人源化的主要原理是通过基因工程方法将动物免疫系统中产生抗体的基因导入到人体细胞中，使其能够产生与动物源性抗体具有相同抗原特异性的人源性抗体。
这一技术的应用广泛，不仅可以用于治疗各种疾病，如肿瘤、感染性疾病等，还可以用于研究和诊断。
抗体人源化的主要原理
抗体人源化的主要原理抗体人源化是一种重要的生物技术，它可以将动物源性抗体转化为人源性抗体，从而提高抗体的稳定性和效力。
抗体人源化的主要原理是通过基因工程技术将动物源性抗体的变异区域与人源性抗体的框架区域进行重组，从而得到具有人源性的抗体。
抗体是一种能够识别和结合特定抗原的蛋白质分子，它们在人体的免疫系统中起着重要的作用。
传统上，抗体是从动物体内提取的，如小鼠、兔子等。
然而，这些动物源性抗体在临床应用中存在一些问题，如免疫原性反应、免疫复合物形成等。
因此，研究人员开始探索将动物源性抗体转化为人源性抗体的方法。
抗体人源化的主要原理是通过基因工程技术将动物源性抗体的变异区域与人源性抗体的框架区域进行重组，从而得到具有人源性的抗体。
具体来说，抗体人源化的过程包括以下几个步骤：1. 克隆动物源性抗体的基因序列。
这一步骤通常通过PCR技术从动物体内提取的抗体细胞中扩增出抗体基因序列。
2. 选择人源性抗体的框架区域。
人源性抗体的框架区域是指抗体分子中不参与抗原结合的区域，它们具有较高的稳定性和低的免疫原性。
因此，选择人源性抗体的框架区域可以提高抗体的稳定性和降低免疫原性。
3. 将动物源性抗体的变异区域与人源性抗体的框架区域进行重组。
这一步骤通常通过PCR技术将动物源性抗体的变异区域与人源性抗体的框架区域进行连接，从而得到具有人源性的抗体。
4. 通过表达和纯化技术得到抗体。
将重组后的抗体基因序列导入表达系统中，通过表达和纯化技术得到具有人源性的抗体。
抗体人源化的主要优点是可以提高抗体的稳定性和效力，降低免疫原性反应和免疫复合物形成等问题。
此外，抗体人源化还可以减少动物实验的使用，从而降低动物伦理问题和成本。
总之，抗体人源化是一种重要的生物技术，它可以将动物源性抗体转化为具有人源性的抗体，从而提高抗体的稳定性和效力。
抗体人源化的主要原理是通过基因工程技术将动物源性抗体的变异区域与人源性抗体的框架区域进行重组。
随着生物技术的不断发展，抗体人源化技术将在临床应用中发挥越来越重要的作用。
抗体人源化的主要原理
抗体人源化的主要原理抗体人源化是一种重要的生物工程技术，通过对抗体进行基因工程改造，使其具备与人类抗体相似的结构和功能，从而增强其在治疗和诊断领域的应用。
抗体人源化的主要原理包括人源化基因设计、基因克隆、表达和纯化等步骤。
人源化基因设计是抗体人源化的关键步骤之一。
一般来说，人源化的抗体是通过将小鼠源抗体的可变区与人源抗体的框架区（FR）进行重组来实现的。
在设计人源化基因时，需要选择与小鼠源抗体可变区高度同源的人源抗体可变区作为替代。
这样，可以保留小鼠源抗体的结构和功能，同时减少人体免疫系统对抗体的排斥反应。
基因克隆是将人源化基因插入真核表达载体的过程。
首先，需要设计引物，引物的选择应根据人源化基因的序列设计，确保引物与目标基因的特异性和互补性。
然后，通过PCR反应扩增人源化基因，并经过酶切和连接等步骤，将目标基因插入真核表达载体。
最后，将重组的质粒转化到大肠杆菌中，经过筛选和测序，得到正确的克隆。
接下来，表达是指将基因在宿主细胞中转录和翻译成蛋白质的过程。
通常使用哺乳动物细胞作为表达宿主，如CHO细胞或HEK293细胞。
将重组的真核表达载体导入到宿主细胞中，通过细胞培养和优化培养条件，促使基因在细胞中进行表达。
随着基因的表达，抗体蛋白质会被合成和折叠成稳定的三维结构。
纯化是将表达的抗体蛋白质从细胞培养上清中提取和纯化的过程。
通常采用亲和层析、离子交换层析和凝胶过滤等技术，根据抗体的特性和目的，选择合适的纯化方法。
通过这些纯化步骤，可以去除杂质和其他蛋白质，最终得到高纯度的抗体。
抗体人源化技术的主要原理是通过基因工程手段将小鼠源抗体改造成人源化抗体，使其在结构和功能上更接近人类抗体。
这样做的目的是为了减少抗体治疗中的免疫反应和排斥反应，提高抗体的治疗效果和安全性。
抗体人源化技术的发展为临床医学带来了革命性的突破，为疾病的治疗和诊断提供了更多选择和可能性。
总结起来，抗体人源化的主要原理包括人源化基因设计、基因克隆、表达和纯化等步骤。
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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2014-5-24
Morrison 等从杂交瘤细胞中获得抗体 V 区 cDNA ，克隆到重组了人抗体 C 区的载体中， 转化哺乳动物细胞表达出人鼠嵌合抗体。 改造后的抗体保留了原单抗特异结合抗原 的V区，去除了非人源序列(C区)；但由于 其整个 V 区都是异源的，所以嵌合抗体的 异源性还很明显，解决HAMA的效果并不理 想。嵌合抗体完整地保留了异源单抗的 V 区，最大限度地保持了其亲和活性，可作 进一步改造的亲和力参照体，也是进一步 提高补体活化及细胞毒作用等的基础对照。
该方法的原则是仅替换与人抗体表面可及残 基 (SAR) 差别明显的区域 , 在维持抗体活并 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。免疫 球蛋白Fv区中表面可及残基(SAR)通常是指 30%氨基酸暴露在溶液中的区段。
抗体酶的人源化
何谓抗体酶 应用中存在的问题 怎么解决
2014-5-24
一 何谓抗体酶
抗体酶（Abzyme)： 或催化抗体（Catalytic antibody)是一种 新型人工酶制剂，是一种具有催化功能的 抗体分子，在其可变区赋予了酶的属性。 它是利用现代生物学与化学的理论与技术 交叉研究的成果，是抗体的高度选择性和 酶的高效催化能力巧妙结合的产物。
2014-5-24
三 怎么解决
思路：抗体酶的人源化 方法：1 嵌合抗体 2 表面重塑 3 重构抗体 4 链替换
2014-5-24
1 嵌合抗体
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，但由于其整个V 区都是异源的,所以嵌合 抗体的异源性还很明显, 解决HAMA的效果并不理想
2014-5-24
抗原(antigen)抗体(antibody)的一般概念
抗原(antigen)： 一类能刺激机体免疫系统使之产生特异性免疫应答，并能 与相应免疫应答产物(抗体或抗原受体)在体内外发生特异 性结合的物质 抗体(antibody)： 能与相应抗原(表位)特异性结合的具有免疫功能的球蛋白 根据其化学结构和抗原的不同可分为IgG、IgM、IgA、 IgE和IgD5种类型.
2014-5-24
2
表面重塑
通常认为,抗原上的抗原决定簇应具残基的运
动和溶剂的可及性 , 多集中在抗原表面 , 因此可推
测异源抗体在人体内引起免疫反应的主要抗原决
定簇应是该抗体的表面上溶液可及的残基。
因此，可以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。
2014-5-24
2014-5-24
3 重构抗体
重构抗体是由异源抗体中与抗原结合相关的残基 与人抗体重新拼接构建的。
CDR移植 抗原结合位点的重构
部分CDR移植
SDR转移 一致化法
FR的选择 FR重构 FR改造
2014合的FR回复突变 完善抗体生物学活性的相关FR改造 两步设计法
4
链替换
实验发现一些抗体中轻、重链V区在结
合抗原中起的作用不同,对于作用较弱的链 进行链替换,同样可以获得高亲和力的抗体。
2014-5-24
2014-5-24
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抗体结构
其中： 抗体分子的可变区（V区）决定了抗体同抗原 结合的功能 抗体分子的稳定区（C区）决定了同种性免疫 源性
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二
存在的问题
1抗体酶的底物专一性、反应选择性和催化效率 不如天然酶 2 抗体酶的存在率低，制备过程费时费事且价 格昂贵 3具有一定抗原性，鼠源单抗用于人体时常被人 免疫系统所识别,产生人抗鼠抗体 (HAMA)
2014-5-24
抗体酶的催化反应
酰基转移反应 重排反应 氧化还原反应 金属螯和合反应 磷酸酯水解反应 磷酸酯闭环反应 光诱导反应 光聚合反应（二聚作用） 光裂解反应
制备方法
诱导法 引入法 拷贝法
2014-5-24
抗体酶的研究，为人们提供了一条合理途径 去设计适合于市场需要的蛋白质，即人为 地设计制作酶。它是酶工程的一个全新领 域。利用动物免疫系统产生抗体的高度专 一性，可以得到一系列高度专一性的抗体 酶，使抗体酶不断丰富。随之出现大量针 对性强、药效高的药物。