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人源化單抗技術：多維度視角下的最新進展

來源：作者：人氣：-發表時間：2024-12-16 16:59:00【大中小】

人源化單抗技術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構，以降低其免疫原性并提高其臨床應用價值的技術。這項技術的發展經歷了多個階段，從最初的嵌合抗體到現代的全人源化單抗，技術不斷演進和完善。

多種CD20單抗結構[1]

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

人源化單抗技術路線[2]

技術進展

轉基因小鼠技術：

轉基因小鼠技術在單克隆抗體的制備中也發揮了重要作用。通過將人類免疫球蛋白基因導入小鼠體內，可以生產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，不會產生人抗鼠抗體反應，因此安全性更高。

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

轉基因小鼠技術還涉及使用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效率，還避免了自身免疫反應的問題。

為了進一步降低免疫原性，研究人員還嘗試通過重組技術將小鼠抗體的Fab序列與包含人類Fc區域的模板序列進行剪接，生成具有小鼠和人類抗體特異性的復合抗體。Bruggemann et al. (2015) 和 Osborn et al. (2013) 討論了在轉基因動物中產生人類抗體的方法，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：

噬菌體展示技術在人類單克隆抗體生產中的應用也得到了進一步發展。這項技術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，從而實現高通量篩選和優化抗體序列。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年開發了抗體結合表位映射（AbMap）技術，能夠在一次實驗中對數百種抗體進行表位映射，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在單基因庫中表位映射的應用，為抗體工程提供了新的工具。Ibsen和Daugherty通過隨機肽庫篩選和下一代測序預測抗體結構表位，展示了噬菌體展示技術在抗體工程中的創新應用。

單個B細胞抗體制備技術：

近年來，單個B細胞抗體制備技術成為新一代快速制備單克隆抗體的方法。該技術利用每個B細胞僅能產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細胞，并對其表達抗體重鏈和輕鏈的基因進行克隆和體外表達，從而獲得特異性單克隆抗體。相較于傳統抗體制備技術，該技術具有快速、高效、產量高等優點，且表達的抗體具有天然構象，不僅可用于病原微生物相關抗原的抗體開發、病毒跨種傳播機制等研究，還在抗腫瘤治療、抗自身免疫病等方面發揮重要作用。

Cheng等人利用SEC-seq技術將分子特征與數千個單人漿細胞的抗體分泌關聯起來，為抗體發現開辟了新途徑。此外，de Rutte等人開發了可懸掛的水凝膠納米球，用于大規模并行的單細胞功能分析和分選，這為單細胞研究提供了新的工具。

流式細胞術分選技術：

通過流式細胞術結合單個B細胞基因擴增技術，使得全人源單克隆抗體的構建和篩選更為容易。這種技術的發展為抗體藥物的研發提供了新的思路，并推動了單克隆抗體藥物市場的擴展。

流式細胞術被廣泛用于從血漿中分離和篩選B細胞。通過使用BD FACS AriaII細胞分選器，可以對B細胞進行洗滌、稀釋和過濾，去除聚集的細胞，并進一步門選活細胞和特定表面標志物表達的B細胞，如CD19+CD10-CD20+等。在流式細胞術的基礎上，可以進一步進行單細胞測序，以研究B細胞的基因表達和V(D)J重排情況。這種方法能夠提高抗原經驗B細胞的比例，從而增強后續分析的準確性。重組CHO技術和重組GS-NS0技術的應用使得單克隆抗體的產量大幅提高，從而支持了大規模生產的需求。

新型抗體藥物的研發：

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展。這些新型抗體藥物在治療領域展現出巨大的潛力，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，成功開發了多種雙特異性IgG抗體。此外，研究還涉及了通過CD3親和力調制生成的T細胞重定向雙特異性抗體，以及針對腫瘤的4-1BB激動劑抗體-白蛋白融合物。這些研究為開發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技術和交叉雙變量免疫球蛋白G技術設計了三特異性抗體VRC01/PGDM1400-10E8v4和N6/PGDM1400-10E8v4，這些抗體展示了廣譜中和活性，并在非人靈長類動物中提供了保護。然而，盡管這些雙特異性和三特異性抗體增強了HIV-1的中和廣譜性，但它們在增強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。

人源化單抗技術已經在癌癥治療、自身免疫性疾病、病毒感染等領域展現出巨大的應用潛力。例如，在癌癥治療中，人源化單抗能夠有效誘導ADCC（抗體依賴性細胞毒性）和CDC（補體依賴性細胞毒性）效應，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、病毒感染和風濕性疾病等。

參考文獻

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