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生物技术制药之单克隆抗体

【摘要】杂交瘤技术使鼠源单克隆抗体被广泛用于人类疾病

的诊断和研究，建立了治疗性抗体的第一个里程碑。随着生物学

技术的发展和抗体基因结构的阐明，应用ＤＮＡ重组技术和抗体

库技术对鼠单抗进行人源化改造，先后出现了嵌合抗体、人源化

抗体和全人抗体，它们从不同角度克服了鼠单抗临床应用的不

足，使抗体制备技术进入了一个全新的时代。

【关键词】单克隆抗体、分类、制备、纯化、应用

【前言】1975年Koehler和Milstein创立了体外杂交瘤技术

(Koehler等,1975)，得到了鼠源性单克隆抗体，开始了多克隆抗

体走向单克隆抗体的新时代。与多克隆抗体相比，单克隆抗体具

有无可比拟的优越性，它具有特异性高、效价高、纯度高、理化

性状均一、重复性强、成本低并可大量生产等优点。鼠源性单抗

应用于人类有较强的免疫原性，但主要缺陷是诱发人抗鼠抗体

（humananti－mouseantibody，HAMA）反应，其次是鼠单抗不

能有效地激活人体的生物效应功能，因此限制了其临床应用

(Dhar等，2004)。减少或避免HAMA反应并提高疗效的主要途径是

鼠源性单抗人源化，随着对各类抗体结构和氨基酸序列及其变异

的种属和功能之间关系的深入了解，而能够利用抗体工程技术对

抗体结构进行改造。抗体的应用经历了非人源抗体、人鼠嵌合抗

体、人源化抗体，最终到制备全人源单抗的转基因小鼠和噬菌体

展示文库等不同的阶段。

1、单克隆抗体定义

抗体主要是由B淋巴细胞合成，每个B淋巴细胞有合成一种抗

体的遗传基因。动物脾脏有上百万种不同的B淋巴细胞系，含遗

传基因不同的B淋巴细胞合成不同的抗体。当机体受抗原刺激时，

抗原分子上的许多决定簇分别激活各个具有不同基因的B细胞，

被激活的B细胞分裂增殖形成该细胞的子孙，即克隆由许多个被

激活B细胞的分裂增殖形成多克隆，并合成多种抗体。如果能选

出一个制造一种专一抗体的细胞进行培养，就可得到由单细胞经

分裂制增殖而形成细胞群，即单克隆。单克隆细胞将合成一种决

定簇的抗体，称为单克隆抗体（monoelonalantibody,简称单抗)

2、单抗的分类

2．1鼠源性单抗

目前生产的单抗大多是鼠源性的，但其在临床应用方面还存

在着很大的弊端，主要是鼠源单抗与NK等免疫细胞表面Fc段受体

亲和力弱，产生的抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(ADCC)较

弱，而且它与补体成分结合能力低，对肿瘤细胞的杀伤能力较弱，

并且鼠源性抗体在人血循环中的半衰期短，它发挥ADCC作用的时

间较短；其次鼠单克隆抗体还具有免疫原性，易引起宿主过敏反

应。这样一方面降低了单抗的效价，另一方面又会给病人带来严

重的后果，因此鼠源性单克隆抗体还应改善才能应用于临床。

2．2嵌合抗体

20世纪80年代中期开始研制的第一代人源化抗体，即简单的

嵌合抗体，是用人源基因代替鼠源单抗的恒定区。这样构建的嵌

合抗体不仅保留了抗原抗体结合的特异性，又大大降低了鼠源单

抗的免疫原性。美罗华（Rituximab）作为第一个用于肿瘤治疗

的基因工程抗体，就是由鼠可变区和人恒定区组成的嵌合抗体。

但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，可诱发HAMA反应。

灵长目源抗体也是一类嵌合抗体，通过免疫短尾猿猴产生。由于

短尾猿猴抗体的可变区几乎与人可变区无差异，这类嵌合抗体不

需要作任何改变，而不致发生抗体反应。

2．3人源化抗体

由于嵌合抗体异源性仍然很大，因此需要对鼠源抗体进行人

源化改造。

2．4人源性抗体

虽然人源化抗体解决了鼠抗体的免疫原性等问题，但生产人

源化抗体仍有很大的困难；人源化过程需大量繁复、昂贵的电脑

模拟，需取代不同的氨基酸以恢复选择性和亲和力，工作量非常

大，并且它总还含有少量鼠源性成分。完全的人源性抗体才是用

于治疗的理想抗体。

3、单抗的制备

3．1嵌合抗体

从杂交瘤细胞分离出功能性可变区基因，与人Ig恒定区的基

因连接，再插入适当表达载体,转染宿主细胞，表达人--鼠嵌合

抗体。也就是将鼠源性单抗在保留其抗原结合活性的基础上，尽

可能的去除鼠源化部分或代之以人源化片断，减少了鼠源性抗体

的免疫原性，从而尽可能的减少单抗的异源性,同时保留了亲本

抗体特异性结合抗原的能力。但是这种抗体仍保留了30%的鼠源

性，可诱发人抗小鼠反应(HAMA)。

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