人源化單抗技術(shù)：多維度視角下的最新進(jìn)展

來源：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2024-12-16 16:59:00【大中小】

人源化單抗技術(shù)是一種將鼠源單克隆抗體（McAb）通過基因工程手段改造為更接近人類抗體的結(jié)構(gòu)，以降低其免疫原性并提高其臨床應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了多個(gè)階段，從最初的嵌合抗體到現(xiàn)代的全人源化單抗，技術(shù)不斷演進(jìn)和完善。

多種CD20單抗結(jié)構(gòu)[1]

人源化單抗技術(shù)的主要目的是解決鼠源性單抗在人體應(yīng)用中可能引發(fā)的免疫原性反應(yīng)，如人抗鼠抗體（HAMA）反應(yīng)、生物活性降低和半衰期短等問題。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，科學(xué)家們采用了多種方法，包括基因重組表達(dá)和轉(zhuǎn)基因小鼠技術(shù)等。

人源化單抗技術(shù)路線[2]

技術(shù)進(jìn)展

轉(zhuǎn)基因小鼠技術(shù)：

轉(zhuǎn)基因小鼠技術(shù)在單克隆抗體的制備中也發(fā)揮了重要作用。通過將人類免疫球蛋白基因?qū)胄∈篌w內(nèi)，可以生產(chǎn)出全人源化的單克隆抗體，這些抗體由于其序列均來自于人，不會(huì)產(chǎn)生人抗鼠抗體反應(yīng)，因此安全性更高。

轉(zhuǎn)基因小鼠平臺(tái)在生產(chǎn)人類治療性單克隆抗體方面已經(jīng)取得了重要進(jìn)展。通過將人類免疫球蛋白基因座插入生殖細(xì)胞系，轉(zhuǎn)基因小鼠能夠表達(dá)人類抗體庫(kù)，從而生產(chǎn)出高親和力的人類抗體。這些抗體來源于多種轉(zhuǎn)基因小鼠和大鼠，如OmniRat、Omni-Mouse、Kymouse等，這些動(dòng)物被用于生產(chǎn)完全人類異型抗體，這使得它們成為未來治療性抗體開發(fā)的重要平臺(tái)。

轉(zhuǎn)基因小鼠技術(shù)還涉及使用Y染色體顯性遺傳載體（YACs）和人類化免疫球蛋白基因，以及在小鼠中表達(dá)人類重鏈和輕鏈等策略，以提高抗體的多樣性和效率。這些策略不僅提高了雜交瘤生產(chǎn)效率，還避免了自身免疫反應(yīng)的問題。

為了進(jìn)一步降低免疫原性，研究人員還嘗試通過重組技術(shù)將小鼠抗體的Fab序列與包含人類Fc區(qū)域的模板序列進(jìn)行剪接，生成具有小鼠和人類抗體特異性的復(fù)合抗體。Bruggemann et al. (2015) 和 Osborn et al. (2013) 討論了在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物中產(chǎn)生人類抗體的方法，包括敲除小鼠的免疫球蛋白基因并替換為人類基因。

噬菌體展示技術(shù)：

噬菌體展示技術(shù)在人類單克隆抗體生產(chǎn)中的應(yīng)用也得到了進(jìn)一步發(fā)展。這項(xiàng)技術(shù)通過將抗體基因插入噬菌體基因組中，利用噬菌體作為載體展示抗體片段，從而實(shí)現(xiàn)高通量篩選和優(yōu)化抗體序列。這種方法不僅提高了抗體篩選的效率，還降低了成本。

Qi等人在2021年開發(fā)了抗體結(jié)合表位映射（AbMap）技術(shù)，能夠在一次實(shí)驗(yàn)中對(duì)數(shù)百種抗體進(jìn)行表位映射，提高了抗體工程的效率。Fuhner等人在2019年介紹了噬菌體展示技術(shù)在單基因庫(kù)中表位映射的應(yīng)用，為抗體工程提供了新的工具。Ibsen和Daugherty通過隨機(jī)肽庫(kù)篩選和下一代測(cè)序預(yù)測(cè)抗體結(jié)構(gòu)表位，展示了噬菌體展示技術(shù)在抗體工程中的創(chuàng)新應(yīng)用。

單個(gè)B細(xì)胞抗體制備技術(shù)：

近年來，單個(gè)B細(xì)胞抗體制備技術(shù)成為新一代快速制備單克隆抗體的方法。該技術(shù)利用每個(gè)B細(xì)胞僅能產(chǎn)生一種特異性抗體的特性，通過直接篩選出分泌特異性抗體的B細(xì)胞，并對(duì)其表達(dá)抗體重鏈和輕鏈的基因進(jìn)行克隆和體外表達(dá)，從而獲得特異性單克隆抗體。相較于傳統(tǒng)抗體制備技術(shù)，該技術(shù)具有快速、高效、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，且表達(dá)的抗體具有天然構(gòu)象，不僅可用于病原微生物相關(guān)抗原的抗體開發(fā)、病毒跨種傳播機(jī)制等研究，還在抗腫瘤治療、抗自身免疫病等方面發(fā)揮重要作用。

Cheng等人利用SEC-seq技術(shù)將分子特征與數(shù)千個(gè)單人漿細(xì)胞的抗體分泌關(guān)聯(lián)起來，為抗體發(fā)現(xiàn)開辟了新途徑。此外，de Rutte等人開發(fā)了可懸掛的水凝膠納米球，用于大規(guī)模并行的單細(xì)胞功能分析和分選，這為單細(xì)胞研究提供了新的工具。

流式細(xì)胞術(shù)分選技術(shù)：

通過流式細(xì)胞術(shù)結(jié)合單個(gè)B細(xì)胞基因擴(kuò)增技術(shù)，使得全人源單克隆抗體的構(gòu)建和篩選更為容易。這種技術(shù)的發(fā)展為抗體藥物的研發(fā)提供了新的思路，并推動(dòng)了單克隆抗體藥物市場(chǎng)的擴(kuò)展。

流式細(xì)胞術(shù)被廣泛用于從血漿中分離和篩選B細(xì)胞。通過使用BD FACS AriaII細(xì)胞分選器，可以對(duì)B細(xì)胞進(jìn)行洗滌、稀釋和過濾，去除聚集的細(xì)胞，并進(jìn)一步門選活細(xì)胞和特定表面標(biāo)志物表達(dá)的B細(xì)胞，如CD19+CD10-CD20+等。在流式細(xì)胞術(shù)的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步進(jìn)行單細(xì)胞測(cè)序，以研究B細(xì)胞的基因表達(dá)和V(D)J重排情況。這種方法能夠提高抗原經(jīng)驗(yàn)B細(xì)胞的比例，從而增強(qiáng)后續(xù)分析的準(zhǔn)確性。重組CHO技術(shù)和重組GS-NS0技術(shù)的應(yīng)用使得單克隆抗體的產(chǎn)量大幅提高，從而支持了大規(guī)模生產(chǎn)的需求。

新型抗體藥物的研發(fā)：

新型抗體藥物雙特異性抗體、三功能抗體等的研究正在快速發(fā)展。這些新型抗體藥物在治療領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力，尤其是在腫瘤治療和自身免疫性疾病治療方面。

通過“knobs-into-holes”策略和免疫球蛋白域交叉技術(shù)，成功開發(fā)了多種雙特異性IgG抗體。此外，研究還涉及了通過CD3親和力調(diào)制生成的T細(xì)胞重定向雙特異性抗體，以及針對(duì)腫瘤的4-1BB激動(dòng)劑抗體-白蛋白融合物。這些研究為開發(fā)更有效的治療策略提供了新的思路和方法。

通過使用knob-in-hole技術(shù)和交叉雙變量免疫球蛋白G技術(shù)設(shè)計(jì)了三特異性抗體VRC01/PGDM1400-10E8v4和N6/PGDM1400-10E8v4，這些抗體展示了廣譜中和活性，并在非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物中提供了保護(hù)。然而，盡管這些雙特異性和三特異性抗體增強(qiáng)了HIV-1的中和廣譜性，但它們?cè)谠鰪?qiáng)親和力方面的能力有限，這可能部分歸因于HIV-1表面gp160三聚體的低密度。

人源化單抗技術(shù)已經(jīng)在癌癥治療、自身免疫性疾病、病毒感染等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。例如，在癌癥治療中，人源化單抗能夠有效誘導(dǎo)ADCC（抗體依賴性細(xì)胞毒性）和CDC（補(bǔ)體依賴性細(xì)胞毒性）效應(yīng)，提高治療效果。此外，人源化單抗還被用于治療自身免疫性疾病、病毒感染和風(fēng)濕性疾病等。

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