常见问题与解答
重组抗体的产生及优势有哪些？
文章来源：自创
作者：genecreate
发布时间：2017-09-06 14:06
1890年冯˙贝林（von Behring）发现了抗白喉毒素血清，发明了人工被动免疫，并提出了抗原和抗体的概念，在后续漫长的抗体研究中，人类相继发展出三代抗体制备技术：
①第一代抗体：以抗原免疫高等脊椎动物制备的多克隆抗体；
②第二代抗体：由杂交瘤技术产生的只针对某一种特定抗原决定簇的单克隆抗体；
③第三代抗体：应用分子克隆技术、基因突变技术改造某种抗体的基因编码序列，生产出的性能更优越的抗体，也称为基因工程抗体或重组抗体。
单抗的出现及其显著的优越性（特异性高、蛋白类天然产物等特性）使其在疾病的研究、诊断和治疗中得到广泛应用，但也受到人体的强烈排斥。第三代抗体的产生在一定程度上解决了由于鼠单抗的异源性导致的排斥反应。
从最初的人-鼠嵌合抗体将人源化比例升到60~70%，到通过CDR嫁接技术产生的人源化比例更高的人源化抗体，再到由噬菌体展示技术获得的全人抗体，技术的发展不断提高着抗体的质量及人类对抗疾病的能力。除此之外，基因工程除了可获得全长抗体，还可获得抗体片段——小分子抗体，例如单链抗体、Fab片段等。这些小分子抗体由于其独特的分子量小、组织渗透性强等特点，也被广泛应用于临床诊断及治疗。
下面小编带大家看看这些重组抗体是怎么产生的：
1.人-鼠嵌合抗体。用人抗体恒定区基因与小鼠单抗抗体可变区基因组合表达，形成人-鼠嵌合抗体，人源区域占比在60-70%。
嵌合抗体的结构组成
2.人源化抗体。因为嵌合抗体仍然有较大比例的鼠源性区域，在临床实践中仍会产生比较强烈的排斥反应。为了进一步降低鼠源性区域，产生了CDR嫁接技术（CDR grafting），该技术仅仅保留了鼠源单抗的可变区CDR区域，其他区域是人源的，得到的人源化抗体的人源化比例可高达80-90%。此处科普下CDR区域，它是抗体互补决定区（Complementary Determining Regions，CDRs），是与抗原分子上的表位氨基酸相互作用的区域，也称高变区（Hypervariable Region，HVR）。后续科学家们又发展出表面重塑技术，即对鼠源抗体的可变区进行表面残基的修饰处理，以降低其免疫原性。
抗体的CDR区域（抗体可变区中CDR区域之外的为FR区域）
人源化抗体的结构组成
3.全人抗体。人源化抗体虽然显著降低了异体排斥反应，然而并未完全消除，其潜在的安全隐患使得科学家不断进行探索。近年来人们将核糖体展示技术、噬菌体展示技术应用于抗体药物的研发，使得制备全人抗体成为可能。噬菌体抗体库筛选是利用噬菌体展示技术，将编码抗体可变区的基因片段与噬菌体表面蛋白的编码基因融合（插入信号肽与衣壳蛋白基因间），以融合蛋白的形式呈现在噬菌体的表面，利用特定蛋白/抗原进行筛选获得高亲和力可变区的抗体片段。当使用人源的免疫细胞（或组织）得到的人抗体可变区基因片段构建噬菌体库，然后利用特定抗原进行展示库的筛选，即可获得针对某抗原的人源抗体片段及对应基因序列，最后通过体外蛋白表达及筛选可得到包含人抗体重链和轻链的特异性全人抗体。
噬菌体展示技术 全人抗体的开发流程
4.小分子抗体
通常我们所说的抗体是全长抗体，包括了轻链和重链全长，全长抗体分子分子量在150~196kDa之间。这么大的分子量在实际运用中常遇到组织渗透性差、易降解等问题，为解决这些问题，科学家开发出分子量小、结合力强的抗体片段，如单链抗体、Fab抗体等。
4.1 单链抗体（single chain variable fragment，scFv）由抗体的重链可变区与轻链可变区连接而成，分子量仅全长抗体的1/6，具有很好的组织穿透性，在临床治疗中得到很好的应用。单链抗体由于保持了全长抗体轻链和重链的可变区，其抗原结合位点没有变化因此仍具有良好的结合特异性。另外，单链抗体的多肽接头可根据需要设计为其他位点如金属螯合位点、连接药物位点等，在临床应用中是一种强有力的工具。
单链抗体的结构组成
4.2 Fab片段（antigen binding fragment，抗原结合片段）保留了抗原结合区域，分子量是抗体全长的1/3，具有较好的组织渗透性，同时因为其没有Fc段故免疫原性低，常用作导向药物载体及显影等。
Fab片段的结构组成
4.3 多价抗体是能结合多个抗原的抗体，是联合基因工程技术和化学偶联技术制备的一种新型抗体。目前关注较多的“双特异性抗体”，能结合两种不同的抗原，在肿瘤免疫治疗中具有显著的优势。例如，能结合肿瘤细胞表面抗原和杀伤性Ｔ细胞表面抗原的双特异性单抗，可以促使这两种细胞彼此靠近，利于杀伤性Ｔ细胞杀伤肿瘤细胞，起到促进治疗的作用。
多价抗体的结构组成
重组抗体除了人源化这一显著优点之外，还有什么其他的优势呢？
1、相对于多抗，传统方法制备的多抗性能容易受生产批次的影响，重组抗体则利用分子克隆和蛋白表达的方式，大大降低了批次产生的影响。
2、相对于单抗，传统的单抗制备得到的细胞株存在抗体染色体丢失、细胞复苏后停止生长或死亡等风险，而重组抗体具有序列已知、抗体基因可以长期保存、抗体性质稳定、实验重复性好等优点，是一种标准化的抗体生产流程，回避了单多抗生产保存过程中出现的风险因素。
3、另外，重组抗体的开发使单克隆抗体制备不再局限于小鼠，其它物种也可制备出高亲和力的单抗。
最后，看看我们的实验成果 ，利用哺乳动物细胞表达的全长抗体：
哺乳动物细胞表达的全长抗体
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