基因工程抗体1
基因工程抗体名词解释
基因工程抗体名词解释基因工程抗体是利用基因工程技术对人工合成抗体进行定制和改造的一种生物工程技术。
抗体是一种由免疫系统产生的蛋白质，它可以识别和结合体内外的异物，从而协助机体进行免疫防御。
基因工程抗体通过选择性克隆和定制抗体基因序列，可以产生特异性更强、稳定性更好、生产成本更低的抗体。
基因工程抗体包括以下几种：1. 单克隆抗体（Monoclonal Antibodies）：基因工程技术可以使得单个淋巴细胞克隆产生大量相同的抗体，从而获得具有高度特异性的单克隆抗体。
这种抗体广泛应用于医学诊断、疾病治疗和科学研究等领域。
2. 重链抗体（Recombinant Antibodies）：重链抗体是利用基因工程技术使抗体重链蛋白的编码基因与其他蛋白的编码基因相融合，生成融合抗体。
这种重链抗体可以通过改变其结构和功能来提高其生物活性和稳定性。
3. 组合抗体（Bispecific Antibodies）：基因工程技术可以将两种不同的单克隆抗体的编码基因进行融合，产生具有双特异性的组合抗体。
这种抗体可以同时结合两个不同的目标分子，从而实现更强的疗效和更多样化的应用。
4. 人源化抗体（Humanized Antibodies）：由于小鼠源抗体和人类抗体在体内效价和安全性方面存在差异，基因工程技术可以通过改造抗体的基因序列，使得抗体具有更接近人类抗体的结构和功能。
这种人源化抗体更适合在治疗和预防疾病时使用。
基因工程抗体的应用广泛，其中的一些常见应用包括：1. 肿瘤治疗：通过基因工程技术，可以定制针对特定肿瘤抗原的单克隆抗体，用于治疗癌症。
2. 自身免疫性疾病治疗：基因工程抗体可以定制具有特异性和高效的抗体，用于治疗自身免疫性疾病，如类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮等。
3. 传染病治疗：通过基因工程技术，可以改造抗体的结构和功能，用于治疗传染病，如艾滋病、流感和乙肝等。
4. 分子诊断：基因工程抗体可以用于检测和诊断疾病，如癌症标志物的检测和感染性病原体的检测等。
基因工程抗体
基因工程抗体[摘要]抗体在生物医学领域中的应用极为广泛,其制备技术经历了从多克隆抗血清、单克隆抗体到基因工程抗体等3个发展阶段。
基因工程抗体是按人类设计所重新组装的新型抗体分子,可保留或增加天然抗体的特异性和主要生物学活性,去除或减少无关结构,从而可克服单克隆抗体在临床应用方面的缺陷。
关键词: 基因工程抗体；抗体基因工程抗体,即应用基因工程技术将抗体的基因重组并克隆到表达载体中,在适当的宿主中表达并折叠成有功能的一种抗体分子。
一、基因工程抗体概述基因工程抗体具有分子小、免疫原性低、可塑性强及成本低等优点。
此技术的基本原理是[1],首先从杂交瘤或免疫脾细胞、外周血淋巴细胞等中提取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,筛选出高表达的细胞株,再用亲和层析等手段纯化抗体片段。
基因工程抗体技术的着眼点在于尽量减少鼠源成分,保留原有抗体的亲和力和特异性。
借助于基因工程技术,既可以对完整抗体,又可以对抗体片段进行改造。
二、基因工程抗体类型1.重组抗体片段小分子抗体以表达抗体轻重链可变区基因为主,含或不含外源肽链的分子较小的抗体片段,以分子小、体内半衰期短、免疫原性低、可在原核细胞系统表达、易于基因工程操作等特点而倍受关注。
主要包括单链抗体、双特异性抗体、二硫键抗体、抗体Fab段、单域抗体(single domain antibody,SDA)、三链抗体(triabody)、抗体F(ab')2等。
目前研究较多的是单链抗体、双特异性抗体、二硫键抗体和抗体Fab段。
1.1单链抗体单链抗体单链抗体是用基因工程方法将抗体重链和轻链可变区通过一段连接肽连接而成的重组蛋白,是保持了亲本抗体的抗原性和特异性的最小功能型抗体片段,具有分子小、免疫原性低、无Fc端、不易与具有Fc受体的靶细胞结合、对肿瘤组织的穿透力强等特点,可作为将药物、毒素、放射性核素、细胞因子导向肿瘤的有价值分子;还可以将单链抗体基因导向到肿瘤细胞,在肿瘤细胞中表达,干扰肿瘤细胞蛋白表达,这种抗体称为胞内抗体。
基因工程制备抗体方案有哪些
基因工程制备抗体方案有哪些引言抗体是一种可以识别并结合特定抗原的蛋白质，具有重要的生物学功能和临床应用价值。
传统制备抗体的方法主要是从动物（如小鼠、兔子等）中提取抗体，但该方法存在一些缺点，如周期长、成本高、质量不稳定等。
因此，基因工程技术的发展使得制备抗体的方法得到了革命性的改变，可以通过基因工程技术在体外合成抗体，提高了抗体的质量和稳定性。
本文将介绍基因工程制备抗体的方法和流程，包括抗体的选择和克隆、表达、纯化和鉴定等环节。
通过基因工程方法获得的抗体，可以应用于药物研发、医学诊断、生物学研究等领域，具有广阔的应用前景。
1. 抗体的选择和克隆（1）抗原的选择制备抗体的第一步是选择合适的抗原。
抗原是引发免疫反应的物质，可以是蛋白质、多肽、多糖、药物等。
根据需要制备的抗体类型，可以选择相应的抗原。
例如，如果需要制备单克隆抗体，可选择单个抗原蛋白作为抗原进行制备。
（2）抗体基因的克隆在选择了合适的抗原后，下一步是将抗体基因克隆到表达载体中。
通常可以利用PCR方法从免疫细胞中扩增出抗体基因，并将其插入表达载体中。
选择合适的表达载体是非常重要的，通常选择在哺乳动物细胞或大肠杆菌中表达。
2. 抗体的表达（1）表达载体的构建在决定抗体表达载体后，接下来是进行表达载体的构建。
通常表达载体包括启动子、终止子、选择标记基因等，通过合成或限制性内切酶切割等方法将抗体基因插入表达载体中。
（2）转染和筛选将构建好的表达载体导入宿主细胞中，可以通过转染等方法实现。
转染后，需要进行筛选，筛选出表达抗体的稳定细胞株。
通常可以利用克隆技术选取高表达的细胞株。
3. 抗体的纯化（1）细胞培养和收获经过筛选的稳定细胞株可以进行大规模培养，收获细胞培养上清液。
（2）亲和层析纯化常用的抗体纯化方法包括亲和层析纯化。
可以利用蛋白A/G或其他具有特异性结合抗体的配体进行纯化。
通过这种方法可以高效地将目标抗体从细胞培养上清液中纯化出来。
4. 抗体的鉴定（1）免疫印迹（Western blot）通过Western blot方法，可以验证纯化得到的抗体是否具有结构完整，是否与目标抗原结合。
基因工程抗体的例子
基因工程抗体的例子
基因工程抗体是通过基因重组技术将特定抗体基因导入至其他生物细胞中，使其具备产生抗体的能力，从而实现大规模生产高效、高纯度的抗体。
以下是一些基因工程抗体的例子：
1. 重组抗体药物：例如，重组人源单克隆抗体药物，如阿达木单抗（Adalimumab）和帕尼单抗（Panitumumab），用于治疗自身免疫疾病和某些癌症。
2. 基因工程抗体治疗疫苗：例如，COVID-19疫苗中使用的mRNA 疫苗，通过基因工程技术将病毒的抗原编码序列导入到人体细胞中，诱导免疫系统产生抗体来抵抗病毒感染。
3. 重组抗体诊断试剂：例如，基因工程技术可用于生产特定病原体抗体，如新冠病毒SARS-CoV-2抗体，用于开发快速诊断试剂盒，帮助早期检测和诊断疾病。
4. 基因工程抗体治疗：例如，CAR-T细胞疗法，通过基因工程技术将患者自身T细胞中的受体基因改造，使其能够识别和杀死癌细胞，用于治疗某些血液恶性肿瘤。
5. 基因工程抗体生产：基因工程技术可用于大规模生产特定抗体，如重组人源单克隆抗体，用于研究和治疗领域。
这些基因工程抗体的例子说明了基因工程技术在抗体研究、生产和
应用中的重要性和广泛应用性。
比较三代抗体在制备和应用方面的优缺点
比较三代抗体在制备和应用方面的优缺点摘要：抗体技术的发展主要经历了三个时期，相应产生了三代抗体：多克隆抗体、单克隆抗体和基因工程抗体。
多克隆抗体技术即免疫血清制备技术较简便，但免疫血清特异性较低。
自从第一个单克隆抗体产生以来，单抗已广泛地应用于疾病的诊治上。
为了克服传统的鼠源性单抗存在的弊端，随着分子生物学和细胞生物学的快速发展，基因工程抗体技术取得了比较大的进展，包括对鼠源性单抗的改造、人源性单抗的研制及对抗体分子结构和功能的改造，尤其是以噬菌体抗体库技术、核糖体展示技术和转基因小鼠技术为代表的人源性单抗制备技术的研制最为瞩目。
本文就三代抗体在制备及应用方面的优缺点作了简单的比较。
关键词：多克隆抗体单克隆抗体基因工程抗体抗体(antibody)是机体在抗原物质刺激下，由B细胞分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白。
抗体技术的发展主要分为三个时期，1890年Emil A. V. Behring等发现白喉抗毒素，并用于人工被动免疫，第一代抗体——多克隆抗体(Polyclonal antibody, PcAb)，继而产生。
第二代抗体于1975年，Köhler和Milstein创建杂交瘤技术制备出针对一种抗原决定簇的抗体，称为单克隆抗体(Moclonal antibody, McAb)，单克隆抗体是均质的异源抗体。
20世纪80年代采用基因工程的手段研制抗体及其与功能的关系，并对抗体基因进行改造和重组等，而制备出的抗体为基因工程抗体（Genetic engineering antibody, GEAb），即第三代抗体。
[1]一、多克隆抗体(Polyclonal antibody, PcAb)1、免疫血清的制备（1）抗原的制备制备多克隆抗体对抗原纯度要求十分严格。
抗原越纯，获得抗体的特异性越高，要求至少达到电泳纯或色谱纯。
（2）佐剂（Adjuvant）的应用对可溶性抗原而言，为了增强其免疫原性或改变免疫反应的类型、节约抗原等目的，常采用加佐剂的方法以刺激机体产生较强的免疫应答。
单克隆抗体和基因工程抗体
疾病诊断和治疗
基因工程抗体可以用于疾病的 诊断和治疗，如肿瘤免疫治疗 、自身免疫性疾病治疗等。
药物研发
基因工程抗体可以作为药物研 发中的靶点筛选、药物设计和 优化等环节的重要工具。
基因工程抗体的优缺点
优点
基因工程抗体具有高度的特异性和亲和力，能够针对特定抗原进行高灵敏度检测和靶向治疗；同时， 基因工程抗体可以通过基因工程技术进行改造和优化，提高其稳定性和功能。
抗体的分类和发展历程
天然抗体
由免疫系统自然产生的抗体，类型多样，特异性各 异。
单克隆抗体
通过杂交瘤技术制备的单一抗体，具有高度特异性 ，可用于治疗和诊断。
基因工程抗体
利用基因工程技术改造的抗体，如人源化抗体、小 分子抗体等，具有更好的治疗潜力和应用前景。
抗体的分类和发展历程
单克隆抗体技术最初诞生于20世纪70年代，由两位科学家Kohler 和Milstein发明。该技术通过将具有特定抗体的B淋巴细胞与骨髓 瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞，进而筛选出能够持续稳定产生单 一抗体的细胞系。单克隆抗体在临床治疗和诊断领域发挥了重要 作用，如治疗癌症、自身免疫性疾病等。
100%
生物治疗
用于治疗肿瘤、自身免疫病、感 染性疾病等，通过与药物结合或 直接作用于靶点发挥作用。
80%
免疫学研究
用于研究免疫应答机制、细胞信 号转导等。
单克隆抗体的优缺点
优点
高度特异性、易于制备和纯化、 可大量生产、稳定性好等。
缺点
制备过程复杂、成本高、可能引 发免疫反应等。
03
基因工程抗体
挑战
机遇
单克隆抗体和基因工程抗体的研发和生产成 本较高，同时存在免疫原性和副作用等问题， 需要进一步研究和改进。
抗体工程 - 1
B淋巴细胞 融合
骨髓瘤细胞
多种杂交细胞
选择培养基上培养
专一抗体 检验阳性 专一抗体 检验阳性 分开不同杂交细胞，克隆 专一抗体，检验阳性细胞 体外培养
克隆杂交细胞
注射到小鼠体内
单克隆抗体
基因工程抗体
基因工程抗体制备
基因工程抗体(Genetic engineering antibody)
根据研究者的意图，采用基因工程方法，在
抗体攻击病毒
凝 集 细 菌
抗 SARS 的单抗 SARS-CoV
整体水平抗体生成技术
多克隆抗体（抗血清）
细胞工程抗体生成技术
单克隆抗体
嵌合抗体、改形抗体
基因工程抗体生成技术
“小型化抗体”（单链抗体）
组合抗体库技术
噬菌体抗体库技术 抗体真核表达技术
多克隆抗体
多克隆抗体（polyclonal antibody）
基因水平，对免疫球蛋白基因进行切割、拼接或 修饰后导入受体细胞进行表达，产生新型抗体。 主要包括嵌合抗体、单链抗体、人源化抗体、双 价抗体和双特异性抗体。
一、人源化抗体
将小鼠Ig基因敲除，转染人Ig基因，在
小鼠体内产生人Ab，再经杂交瘤技术，产生
大量完全人源化抗体
（一）嵌合抗体
方法： 从杂交瘤细胞分离出功能性可变区基因，与人Ig恒定 区基因连接，插入适当表达载体，转染宿主细胞，表达人 -鼠嵌合抗体 特点： 减少了鼠源性抗体的免疫原性 保留了亲本抗体特异性结合抗原的能力
小结
杂交瘤单克隆抗体制备技术的原理是利用聚乙二
醇作为细胞融合剂，使免疫的小鼠脾细 胞与具有在体 外不断繁殖能力的小鼠骨髓瘤细胞融为一 体，在HAT 选择性培养基的作用下，只让融合成功的杂交瘤细胞 生长，经过反复的免疫学检测筛选和单个细胞培养 （克隆化）,最终获得既能产生所需单克隆抗体,又能 不断繁殖的杂交瘤 细胞系，将这种细胞扩大培养，接 种于小鼠腹腔，在其产生的腹水中即可得到高效价的
抗体工程复习内容
一、抗体的结构与功能1、抗体（Ab）：抗原剌激机体后，由浆细胞产生的并能与抗原发生特异性结合的球蛋白。
免疫球蛋白（Ig）：具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。
2、免疫球蛋白超家族：含有免疫球蛋白折叠结构样功能区的分子。
Ig分子超家族的成员多数为细胞膜表面分子。
3、按免疫球蛋白抗原特性分类：1）同种型：指同一物种内所有个体的抗体共同具有的抗原特异性，存在于恒定区。
同种型抗原特异性因种属而异，主要包括Ig的类、亚类、型、亚型。
2）同种异型：是指同一种属不同个体间Ig分子所具有的不同抗原特异性。
可作为遗传标记，存在Ig的恒定区。
3）独特型：每一个抗体形成细胞克隆所产生的抗体分子上所特有的抗原特异性。
由V H或V L可变区氨基酸序列的不同所决定。
与抗体结合抗原的特异性密切相关。
4、人免疫球蛋白重链基因定位于第14号染色体长臂，跨度约1100kb，由V、D、J和C四种基因片段组成。
人免疫球蛋白轻链基因分为λ和қ基因，分别定位于第22号染色体长臂和第2号染色体短臂。
5、决定抗原物质免疫原性的四个主要因素是：抗原物质的异物性、分子大小、化学组成和结构复杂性以及与抗原提呈细胞MHC分子结合的能力。
二、多克隆抗体1、多克隆抗体（polyclonal antibody，PcAb）：用普通抗原免疫动物所获得的抗体，由于抗原含多种抗原决定簇，同时刺激多个B细胞克隆产生抗体，所获得的抗体是包括多种特异性抗体的混合物，此为多克隆抗体。
2、抗体应答反应中初次应答和记忆应答的各自的特点。
初次应答：潜伏期长。
抗体类型最早产生IgM，接着才产生IgG，2w～2m才产生IgA。
抗体总量低。
维持时间短。
亲和力弱。
记忆应答：潜伏期短。
抗体类型IgG为主，IgM很少。
抗体总量高。
维持时间长。
亲和力强。
由初次应答和记忆应答的特点可看出：要获得高效价的抗血清，不仅与免疫剂量有关，而且免疫方法、接种途径和免疫的间隔时间等均至关重要。
3、免疫佐剂：概念：先于抗原或与抗原混合同时注入动物体内，能非特异性地改变或增强机体对该抗原的特异性免疫应答，发挥辅助作用的物质，被称为佐剂或免疫佐剂。