基因工程抗体
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
第五章基因工程抗体分子生物学技术的发展，推动了免疫球蛋白遗传学的研究。
抗体的研究从原来的血清学方法、氨基酸水平分析发展到大免疫球蛋白基因结构、表达及调控DNA水平的研究，揭示了抗体多样性、等位基因排斥现象、抗体的分泌型和膜结合型形式、H链类别转换以及亲和力成熟机制等多种生物学现象。
自1975年Milstein和kÖhler等人研制出单克隆抗体以来，抗体技术得到了广泛的应用和发展，但在生物研究和临床疾病的治疗中却遇到了一定的困难。
异源性鼠抗体在人体内诱生免疫应答，产生抗小鼠抗体；人单克隆杂交瘤制备困难，生产量少，稳定性差；获得特异性类别抗体比较困难。
随着对抗体基因的研究和DNA分子重组技术的应用，通过基因改造获得特异性抗体成为可能。
1989年Huse等首次构建了抗体基因库，从而使抗体的研究从细胞水平进入到分子水平，并推动了第3代抗体—基因工程抗体技术的发展。
至此，抗体的产生技术经历了三个阶段：经典免疫方法产生的异源多克隆抗体；细胞工程产生的鼠源单克隆抗体及基因工程产生的人源单克隆抗体。
抗体产生的技术革命为抗体治疗开辟了广阔的前景。
第一节免疫球蛋白概述免疫球蛋白（immunoglobulin）是指具有抗体活性或化学结构与抗体分子相似的球蛋白。
它是介导体液免疫重要的免疫球蛋白分子。
免疫球蛋白可作为B细胞表面跨膜受体，参与膜信号转导，促进B细胞的激活、分化及凋亡。
血浆中分泌型抗体，具有中和抗原、激活补体或介导细胞毒作用等功能。
一、抗体的生成理论侧链学说( Side chain theory)，模板学说(Template theory )，克隆选择学说(clonal selection theory)二、抗体的结构1、轻链与重链Ig分子由两条轻链（light chain,L）和两条重链（heavy chain, H）组成。
轻链的分子量约为24kD，重链的分子量约为55kD或77kD。
轻链的种类有两种，即κ和λ。
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。
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。
基因工程抗体研究进展及其临床应用
基因工程抗体研究进展及其临床应用一、引言基因工程抗体是基于人工合成的DNA序列，经过转染到适当的宿主细胞中，通过细胞的代谢和转录过程转化为抗体蛋白。
自20世纪70年代以来，基因工程抗体领域取得了长足的发展。
本文将对基因工程抗体的研究进展及其在临床应用中的应用进行详细介绍。
二、抗体研究进展1、抗体的结构与特性1.1 抗体的基本结构1.2 抗体的免疫学特性1.3 抗体的结构与功能关系2、基因工程抗体的制备方法2.1 体外基因合成法2.2 表达载体构建与转染2.3 细胞培养与抗体表达2.4 抗体纯化与鉴定3、基因工程抗体的改良与优化3.1 抗体亲和力改良3.2 抗体稳定性提高3.3 抗体毒性降低4、基因工程抗体的多样化应用4.1 体外诊断应用4.2 肿瘤治疗应用4.3 感染性疾病治疗应用4.4 自身免疫性疾病治疗应用三、基因工程抗体临床应用研究1、基因工程抗体在肿瘤治疗中的应用1.1 单克隆抗体的临床应用1.2 双特异性抗体的临床应用1.3 抗体药物联合治疗的临床应用2、基因工程抗体在感染性疾病治疗中的应用2.1 抗抗体的临床应用2.2 抗细菌抗体的临床应用3、基因工程抗体在自身免疫性疾病治疗中的应用3.1 抗体与自身免疫性疾病的关系3.2 自身免疫性疾病治疗中的抗体应用四、附件本文涉及的附件包括：- 图表：包括抗体结构示意图、抗体改良实验结果图等。
- 数据表格：包括基因工程抗体的制备方法比较表、抗体在不同疾病治疗中的临床应用表等。
五、法律名词及注释- 法律名词1：注释1- 法律名词2：注释2- 法律名词3：注释3。
基因工程抗体
VH和VL是抗原决定簇结 VH和VL是抗原决定簇结 合位点 高变区 HVR 决定簇互补区CDR 决定簇互补区CDR 骨架区FR 骨架区FR CH1和CL：Ig同种异型 CH1和CL：Ig同种异型 的遗传标志 CH2： CH2：补体结合位点 CH3：某些细胞Fc受体 CH3：某些细胞Fc受体 Fc 结合部位
Ag
ScFv应用 ScFv应用： 应用： 用于肿瘤的导向治疗 肿瘤的影像分布 基因治疗 研究基因结构与功能的关系
三、单域抗体 抗体与抗原的结合主要由Ig 抗体与抗原的结合主要由Ig的V区决定， Ig的 区决定， 因此只含V区基因片段的小分子抗体， 因此只含V区基因片段的小分子抗体，即只 有VH或 VL一个功能结构域，也能保持原单 VH或 VL一个功能结构域 一个功能结构域， 克隆抗体的特异性。这种小分子的抗体片段 克隆抗体的特异性。 就称为单域或单区抗体， 就称为单域或单区抗体，其分子量仅为整个 Ig分子的 12，故也称之为小抗体。 Ig分子的1／12，故也称之为小抗体。 分子的1
双特异性抗体的特点
* 将免疫细胞锚着于肿瘤部位，提高肿瘤 部位的效靶比。 * 不受MHC的限制，直接激活免疫细胞的 杀瘤机制。
2 1
3
提高抗体效应功能
双特异性抗体 抗体融合蛋白
提高抗体 效应功能
细胞内抗体
偶连细胞毒物质
抗体融合蛋白：抗体的一部分被非抗体序列替代， 抗体融合蛋白：抗体的一部分被非抗体序列替代，
基因工程抗体名词解释
基因工程抗体名词解释
基因工程抗体是由人工合成或修改的基因来产生的抗体，也称为重组抗体。
与传统的抗体不同，基因工程抗体不受限于动物来源，可以通过人工合成的方式来获得。
基因工程抗体的制备过程包括选择目标抗原、构建重组抗体基因、转染宿主细胞、高效表达和纯化等步骤。
因为基因工程抗体可以定制化地设计和制备，具有高度特异性和亲和力，因此在生物医学研究、临床诊断和治疗等方面具有广泛的应用前景。
常见的基因工程抗体包括单克隆抗体、人源化抗体、嵌合抗体和重组抗体等。
其中，单克隆抗体是指由单一克隆细胞产生的抗体，具有高度特异性和一致性；人源化抗体是将动物源的抗体人源化，避免了人体免疫系统对异种抗体的攻击；嵌合抗体是将两种或以上不同来源的抗体结合起来产生的新型抗体，具有更广泛的抗原覆盖范围和高亲和力；重组抗体则是根据目标抗原的结构和性质，设计并合成新的抗体基因来产生新型抗体，具有更高的特异性和亲和力。
基因工程抗体的发展将会在生物医学领域带来更多的应用和发展机会，同时也将推动基础研究和药物研发的进步。
基因工程抗体
（三）双链抗体（diabody)及三链抗体 （triabody)
通过缩短scFv的接头，使两个单链抗体分子间互 相形成VH和VL配对，以非共价键结合在一起形成二 聚体，从而构建出的双价小分子抗体。
如果将两个不同特异性的单链抗体分子的VH和VL 交叉组合构建两个杂合的单链抗体基因，重组到同 一表达载体中，则可在大肠杆菌中表达出双特异双 链抗体。
• 细胞内抗体的应用 表型敲除：在细胞内表达特定抗体分子阻断某 内源蛋白的活性，可用研究靶蛋白的生物学功 能。 基因治疗：通过细胞内抗体对某些蛋白功能的 干扰也可达到基因治疗的目的，如利用癌基因 的细胞内抗体为抗肿瘤的基因治疗提供了一个 新的途径。 目前抗HIV gp120（外壳蛋白）的Fab段和抗Tat （调节蛋白）的scFv已进入临床试用。
• 缺点 有时ScFv比其亲本抗体的亲和力明显降
低，并常常显示聚集倾向，尤其在37度
时稳定性较差，这与轻重链可变区由作
用力较弱的非共价键连接在一起有关。
四、dsFv
• 在VH和VL之间导入了一个链间二硫键，构 建了disulfide-stabilized Fv, dsFv。 二硫键可设计在CDR也可在骨架区。由于 CDR涉及抗原结合，需了解Fv段的立体结构 才能确定正确的引入二硫键的部位。在远 离CDR的结构较保守的骨架区设计二硫键， 具备通用性。
创新的癌症免疫疗法——BiTE抗体技。
• 今年9月，安进向FDA提交首个BiTE疗法blinatumomab上市 申请。
• FDA日前表示，已接受审查BiTE免疫疗法blinatumomab生物
制品许可申请（BLA），同时已授予该药优先审查资格。 • 此前，FDA和EMA均已授予该药孤儿药地位，FDA还授予该 药突破性疗法认定。
基因工程抗体的名词解释
基因工程抗体的名词解释
嘿，你知道基因工程抗体吗？这可不是什么普通的玩意儿啊！基因
工程抗体就像是一个被精心打造的超级武器！比如说，普通抗体可能
就像一把普通的剑，能战斗，但能力有限。
而基因工程抗体呢，那简
直就是一把经过高科技改良的激光剑，威力超强！
基因工程抗体呀，是通过基因工程技术对抗体进行改造和重组得到的。
这就好像是给抗体来了一场华丽的变身秀！科学家们就像是神奇
的魔法师，运用各种技术手段，让抗体变得更强大、更精准、更有针
对性。
想象一下，疾病就像是一群可恶的小怪兽，而基因工程抗体就是专
门来对付它们的超级英雄。
它可以精准地找到那些小怪兽，然后毫不
留情地发起攻击。
你看啊，在医学领域，基因工程抗体可是有着大用处呢！它能帮助
医生们更有效地诊断疾病，就像一个敏锐的侦探，能迅速找出问题所在。
而且在治疗疾病方面，它也是一把好手，能给患者带来新的希望。
我记得有一次，我和朋友聊天，说到基因工程抗体，他一脸茫然。
我就给他解释，就像给他打开了一扇通往新世界的大门。
他惊叹道：“哇，原来还有这么神奇的东西！”
基因工程抗体的发展真的是太迅速了，就像火箭一样蹭蹭往上冲！
它不断地给我们带来惊喜和希望。
难道你不想多了解了解它吗？它真
的是太有趣、太重要了！我觉得基因工程抗体就是未来医学的一颗闪耀明星，它会给我们的健康带来更多的保障和奇迹！。
基因工程抗体和抗体工程
2023-10-30contents •基因工程抗体概述•基因工程抗体技术•抗体工程技术•基因工程抗体和抗体工程的应用•未来展望与挑战目录01基因工程抗体概述基因工程抗体是指通过基因工程技术对抗体基因进行改造或合成，以产生具有特定性能的抗体分子。
基因工程抗体是通过操作DNA分子层面，根据需求对抗体基因进行各种形式的改造，如插入、敲除或突变等，以获得具有特定性能或去除不良特性的抗体。
基因工程抗体的定义基因工程抗体的种类将鼠源性抗体的人源化改造，使其具有人抗体的亲和性和特异性，同时降低鼠源性抗体的免疫原性。
人源化抗体单克隆抗体双特异性抗体突变体抗体通过杂交瘤技术，将鼠源性的B细胞和骨髓瘤细胞融合，产生的杂交瘤细胞能产生单一抗体的克隆。
具有识别两种不同抗原表位的抗体，通常用于肿瘤免疫治疗和自身免疫性疾病的治疗。
通过基因突变技术，改造抗体分子的结合位点，以获得更强的亲和力、更高的稳定性或降低免疫原性。
基因工程抗体可以用于肿瘤免疫治疗，如靶向肿瘤细胞的抗体-药物偶联物(ADC)，通过将细胞毒性药物偶联到抗体上，实现定向杀伤肿瘤细胞。
肿瘤免疫治疗基因工程抗体可以用于治疗自身免疫性疾病，如类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等，通过抑制或调节免疫反应达到治疗目的。
自身免疫性疾病治疗基因工程抗体可以作为疫苗的一部分，通过刺激机体产生特异性抗体来增强免疫力。
疫苗开发基因工程抗体的应用02基因工程抗体技术从免疫原刺激的B细胞中提取抗体基因，包括重链和轻链可变区基因。
抗体基因的获取将抗体基因与适当的载体连接，构建成表达载体。
载体构建将表达载体导入合适的宿主细胞，如细菌、酵母或哺乳动物细胞系。
转化宿主细胞在宿主细胞中表达抗体，通常以融合蛋白的形式存在。
抗体表达抗体基因的克隆和表达抗体库的建立和筛选抗体筛选通过亲和力、特异性等指标筛选出高亲和力和高特异性的抗体。
抗体库的建立通过PCR扩增抗体基因，构建成多样性抗体库。
B细胞克隆从免疫动物的脾脏或淋巴结中提取B细胞，并克隆化。
基因工程抗体制备大致流程
基因工程抗体制备大致流程嘿，朋友们！今天咱来聊聊基因工程抗体制备的那档子事儿。
你说这基因工程抗体啊，就好像是我们手里的一把神奇魔杖。
咱先得找到那个关键的“魔法因子”，也就是我们要研究的目标基因。
这就好比要去茫茫人海中找到那个对的人，可不容易嘞！然后呢，就像搭积木一样，把这个基因小心地放进一个合适的载体里。
这载体就像是一辆小车子，带着基因到处跑。
接下来，就得让这个带着基因的小车子进入到一些细胞里面。
这些细胞就像是一个个小工厂，开始生产我们想要的抗体啦。
这过程就好像是给小工厂下达了一个特殊任务，它们就得加班加点地干起来。
生产出来的抗体可不能直接就用啊，还得经过一番筛选和纯化呢。
这就好像是从一堆沙子里淘出金子一样，得把那些杂质都去掉，留下最纯最有用的部分。
哎呀，你想想看，要是没有这个过程，那得到的抗体不就跟大杂烩似的，根本没法用嘛！咱再想想，这基因工程抗体制备就像是盖房子。
目标基因是地基，载体是框架，细胞就是施工队，筛选和纯化就是最后的装修。
只有每一步都做得稳稳当当的，最后才能盖出一栋漂亮坚固的房子来呀。
而且啊，这可不是随随便便就能成功的事儿。
有时候可能会遇到各种问题，就像盖房子时可能会遇到天气不好啦，材料不够啦之类的。
但咱不能怕呀，得想办法解决。
这基因工程抗体制备可是有大用处的呢！可以用来治病救人，可以用来做各种研究。
你说这多了不起啊！所以说啊，基因工程抗体制备这事儿，虽然复杂，虽然有挑战，但咱只要用心去做，就一定能做出好成果来。
就像那句话说的，世上无难事，只怕有心人嘛！咱可不能小瞧了自己的本事，得加油干，让这基因工程抗体为我们的生活带来更多的好处和惊喜！大家一起努力吧！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
31第3.3章基因工程抗体的制备一
（2）可变区片段(variable fragment, Fv)
定义： 是抗体分子中保留抗原结合部位的最小功能性片段，是由轻链和重链可
变区以非共价键结合而成的单价小分子，其大小为完整抗体的1/6。
（3）单链抗体(single chain variable fragment, ScFv)
（2）改形抗体(reshaped antibody, RAb)
定义：为进一步降低抗体的免疫原性，应用基因工程技术将 鼠源McA b中CDR移植至人源抗体可变区，替代人源抗体 CDR，即为“CDR植入抗体(CDR grafting antibody)”。
（2）改形抗体(reshaped antibody, RAb)
3
基因工程抗体的优点
降低甚至消除人体对鼠单抗的排斥反应 分子量较小，易进入病灶的核心部位 可根据治疗需要制备新型抗体 可采用多种表达形式，大大降低生产成本
Hale Waihona Puke 一、人源化抗体定义：是指利用DNA重组技术对鼠源的McAb进行 改造，使其大部分氨基酸序列为人源序列所取代而 获得的抗体。
一、人源化抗体
特点： 保持鼠源单抗的特异性和亲和力 几乎对人体无免疫原性
二、小分子抗体
定义：是指分子量较小但具有抗原结合功能的分子片段。 优点：
分子量小，易到达靶部位，可用于免疫治疗 可在大肠杆菌等原核细胞中表达，降低生产成本 免疫原性比原来的单抗弱 不含Fc段，更能集中到达靶细胞部位，有利于作为
特点： 分子量小 稳定性高 免疫原性弱 组织穿透力强
思考题
PD-1抗体是当前研究的热点，目前各公司制备的PD-1抗体是 否是基因工程抗体？为什么？
特点： 降低对人体的免疫原性 保留单抗的特异性和亲和力
基因工程抗体的定义及种类
基因工程抗体的定义及种类
基因工程抗体是通过基因工程技术手段，将人工合成的抗体基因导入到生物体中，使其能够产生特定的抗体蛋白。
基因工程抗体具有高效、可定制、可扩展的特点，被广泛应用于生物研究、医学诊断和治疗等领域。
根据抗体来源的不同，基因工程抗体可以分为以下几类：
1. 全人源抗体：完全由人类基因编码的抗体，与人体内自然产生的抗体非常相似，因此具有较低的免疫原性和较高的亲和力，被广泛用于治疗人类疾病。
2. 人鼠嵌合抗体：将人源的可变区（variable region）基因与
小鼠的恒定区（constant region）基因组合，形成具有人源可
变区和小鼠源常变区的抗体。
这种抗体在结构上更接近于人体抗体，可以减少免疫反应。
3. 草鼠抗体：有时称为小鼠源抗体，是最早被研究和开发的基因工程抗体。
草鼠抗体的可变区与小鼠相同，常量区与人类相似。
尽管草鼠抗体具有较高的免疫原性，但其广泛用于研究和诊断领域。
4. 单特异性抗体：这是由单个抗体链变体或人工构建的抗体基因克隆产生的抗体。
与完整抗体相比，单特异性抗体更小，更便于制备和改造，广泛应用于研究和临床领域。
5. 二抗（二抗体）：由两种不同的单克隆抗体通过基因工程技
术合并而成，具有双重特异性。
这种抗体可用于治疗癌症、自身免疫性疾病等。
总的来说，基因工程抗体的种类非常丰富，每一种都具有特定的特点和应用价值。
随着基因工程技术的不断发展，未来还会有更多新型的基因工程抗体涌现。
《基因工程抗体》课件
通过基因工程技术改进抗体的稳定性、半衰期等特性，实 现抗体药物的长效化，减少给药频率，提高患者依从性。
基因工程抗体面临的挑战与机遇
免疫原性
基因工程抗体的免疫原性是一个重要问题，需要加强研究以降低免疫 原性，提高安全性。
生产成本
基因工程抗体的生产成本较高，需要进一步降低生产成本，提高可及 性。
《基因工程抗体》 PPT课件
目 录
• 基因工程抗体的概述 • 基因工程抗体的技术原理 • 基因工程抗体的应用实例 • 基因工程抗体的未来展望
CHAPTER 01基因工程Βιβλιοθήκη 体的概述基因工程抗体的定义
基因工程抗体是指利用基因工程技术，通过重组DNA或RNA技术制备的 抗体分子。
基因工程抗体可以针对特定抗原或抗体，通过体外基因操作和表达，获得 具有特定结构和功能的抗体分子。
基因工程抗体的制备流程
01
抗体基因的克隆
从免疫小鼠的脾细胞中提取抗体 基因，经过PCR扩增后，将目的 基因片段插入到载体分子中。
02
抗体基因的表达
03
抗体蛋白的纯化
将重组载体导入到宿主细胞中， 通过培养和筛选，获得能够表达 目标抗体的细胞株。
从表达抗体的细胞培养液中分离 出抗体蛋白，经过层析等手段进 行纯化。
监管政策
随着基因工程抗体的快速发展，监管政策也需要不断完善，以确保安 全性和有效性。
机遇
基因工程抗体在肿瘤免疫治疗、自身免疫性疾病、感染性疾病等领域 具有广阔的应用前景，为患者提供更多治疗选择。
基因工程抗体的发展前景与展望
肿瘤免疫治疗
基因工程抗体在肿瘤免疫治疗 领域具有巨大潜力，未来将有 更多针对肿瘤相关抗原的抗体
治疗方案。
基因工程抗体的定义及种类
基因工程抗体的定义及种类一、基因工程抗体定义基因工程抗体是指通过基因工程技术对抗体基因进行克隆、表达和纯化，产生的具有高度特异性和稳定性的抗体。
与传统抗体相比，基因工程抗体具有更高的特异性和亲和力，并且可以克服传统抗体生产中的一些限制，如产量低、批次间一致性差等问题。
二、基因工程抗体种类1.单克隆抗体单克隆抗体（Monoclonal Antibody，简称mAb）是通过杂交瘤技术产生的单一特异性抗体。
杂交瘤技术是将免疫后的B淋巴细胞与肿瘤细胞融合，形成的杂交瘤细胞具有分泌特异性抗体的能力。
通过筛选和克隆，可以得到具有所需特性的单克隆抗体。
单克隆抗体具有高度特异性和亲和力，广泛用于治疗、诊断和科研等领域。
2.多克隆抗体多克隆抗体（Polyclonal Antibody）是来自免疫后的动物血清或脾脏组织的混合抗体。
多克隆抗体的制备相对简单，适用于大规模生产。
但是，由于是多克隆抗体，其特异性不如单克隆抗体高。
多克隆抗体通常用于基础研究和临床诊断等应用。
3.人源化抗体人源化抗体（Humanized Antibody）是通过基因工程技术将鼠源单克隆抗体的可变区基因插入到人抗体基因中，形成嵌合抗体基因，然后将嵌合抗体基因转染到人类细胞系中表达产生。
人源化抗体的免疫原性较低，可以在人体内保持较长时间的活性，并且副作用较小。
人源化抗体适用于治疗和诊断等领域。
4.功能化抗体功能化抗体（Functionalized Antibody）是通过基因工程技术对抗体可变区基因进行改造，引入新的功能基团或其他蛋白质，使其具有新的功能。
功能化抗体可以在保持原有抗体的特异性和亲和力的基础上，增加新的治疗或诊断功能。
例如，可以引入酶活性基团，使其具有细胞毒性作用；也可以引入荧光基团，使其具有荧光示踪功能。
功能化抗体在肿瘤治疗、自身免疫性疾病等领域具有广泛的应用前景。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基因工程抗体综述前言：抗体的实验研究始于上世纪末，1888年Emile及Alexander Yersin由白喉杆菌的培养上清分离到可溶性毒素，后者注入动物内可引起典型的白喉发病症状。
Von Behring及同事Kitasato(北里)报告，以白喉或破伤风毒素免疫动物后，其血清中可产生一种中和毒素的物质，该物质能阻止毒素引发的疾病，来自实验动物的抗血清用于感染的患儿，获得明显的治疗效果，尤其是在发病的早期。
于是将能中和毒素的物质称为抗毒素(antitoxin)，随后引入抗体一词，泛指抗毒素一类的物质，而将引起相应抗体产生的物质称为抗原（antigen）。
1896年Gruber和Durham发现了凝集素。
1897年Draus发现可与相应抗原形成沉淀反应的抗体，称为沉淀素。
于是认识到毒素及细菌之外的众多蛋白质均可诱导相应抗体的生成，是一种广义的免疫现象。
直至本世纪30年代，“抗体”一词才得以通用，1939年，Tiselius和Kabat采用电泳方法证实抗体的活性存在于泳动速度最慢的血清组分，称为丙种球蛋白（gammaglobulin）。
免疫后的抗血清的电泳图形中，gamma球蛋白明显升高，抗血清经相应抗原吸收后再电泳，其gamma球蛋白又恢复到正常血清图形相同。
在之后相当长的一段时期内，人们曾将抗体与gamma球蛋白作为同义词相互用。
但事实上，具有抗体活性的球蛋白并不都泳动至gamma组分，反之在gamma组分的球蛋白并不都具有抗体活性。
在1968年和1972年世界卫生组织和国际免疫学会联合会所属专门委员会决定，将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白（immunoglobulin），由此可见，抗体是一个生物学和功能的概念，可理解为能与相应抗原特异结合的具有免疫功能的球蛋白，免疫球蛋白则是一个结构概念，除抗体外，它尚包括正常个体中天然存在的免疫球蛋白及病理情况下（如骨髓瘤，巨球蛋白血症及冷球蛋白血症等）患者血清中的免疫球蛋白及其亚单位等，因此，抗体是免疫球蛋白，但免疫球蛋白不一定都具有抗体活性，至少目前尚不了解这此天然的或病理的球蛋白的免疫功能。
一：抗体产生技术自上世纪末，以抗原免疫动物获得抗血清这一途径一直是获得抗体的经典方法。
1975年Kohler及Milstein建立了B淋巴细胞杂交瘤技术，这是抗体产生的重大技术革命。
该技术的普及使得众多科学家通过细胞工程可以在体外定向地制备各种单隆抗体。
由于单抗特异性强，性质均一，易于大量生产，在生命科学研究及医学实践方面作出了杰出的贡献，并形成产业，成为生物技术的重要支柱之一。
然而，单抗多为鼠源性，采用类似的原理制备人源单抗迟迟未获进展，极大地限制了单抗作为治疗制剂在人体内的应用。
为克服鼠源单抗的异源性反应，80年代中期人们开始尝试基因工程方法改造鼠源单抗，即所谓单抗的“人源化（humanized antibody）”，包括鼠Ig的V区与人Ig的C区拼接而成的嵌合抗体，或将鼠IgV 区的CDR区移植到人Ig的V区拼接成的改型抗体[3]。
同时，考虑到完整抗体的分子过大，不利于发挥“药物”的作用，从而采用基因工程方法使之“小型化”，如单链抗体（single chain antibody），为VH与VL直接相连，分子量仅为完整抗体的1/6。
以基因操作的方式制备抗体却始于1989年底英国剑桥Winter小组与Scripps研究所Lerner小组创造性的工作，他们采用PCR方法克隆抗体全部的可变区基因（reptoire）并装于原核表达载体中，以标记抗原即可筛选到相应抗体，当时称为组合抗体库技术。
90年代初期，这一技术有了进一步的发展，即将抗体基因（VH或Fd）与单链噬菌体的外壳蛋白合并表达于噬菌体表面，以固相化的抗原吸附相对应的噬菌体抗体，经多次“吹附－洗脱－扩增”即可筛选得所需抗体。
这是抗体产生的又一次重大技术革命，首先该技术将抗体的基因型及表型密切连系起来，每轮操作可使特异性抗体富集102-103。
噬菌体抗体库技术不仅摆脱了细胞融合等繁琐的操作，而且可不经免疫制备抗体，为制备人源抗体开辟了新途径。
这一点已为实验所证实，然而由一个未经免疫的初级抗体库中筛选出理想的抗体肯定不是一件轻松的事情，由于人体不能随意免疫，转人Ig基因小鼠的尝试80年代后期即有进行，免疫后约4%的抗体为人源。
新近这一技术有了重大突破，首先采用同源重组技术将小鼠胚胎干细胞（ES）中的鼠Ig基因敲除（knock out），而后采用融合技术将YAC库中大片段人Ig基因（200MB）导入，筛选后代即可获得免疫后仅产生人抗体的转基因小鼠，转人Ig基因小鼠的商品化并与噬菌体抗体库技术相结合，终于使多年徘徊不前的人源抗体的产生取得了突破。
由多克隆抗体到单克隆抗体，直至噬菌体抗体，由不均质的异源抗体到均质的异源性抗体，直至人源抗体，是抗体产技术的三个时代，从一个侧面反映了生命科学由整体水平、细胞水平、到基因水平水平的进展，同时也为抗体作为医药生技术产业的一个重要支柱奠定了基础。
二：抗体的分子结构（一）、抗体分子的基本结构尽管抗体分子是一个极不均一的分子群，既有许多不同的类和亚类，又表现出各不相同的抗原特异性，但所有抗体分子都有着相同的基本结构：二条相同的重链和二条相同的链组成的免疫球蛋白单体，重链（heavy chain）为分子量在50－70KD的多肽链，轻链（light chain）,较短，分子量在23KD左右，每一条肽链可分为二个区域，重链氨基端的四分之一或五分之一与轻链氨基端的二分之一的氨基酸序列在不同抗体分子之间变化较大，称作可变区，其余部分称为恒定区，免疫球蛋白单体是对称性的分子，一个重链和一个轻链以一个二硫键和非共价键结合在一起，二个重链又靠非共价键及一个或多个二硫键接在一起形成免疫球蛋白单体，有些抗体分子是由多个单体连接起来形成多聚体，如IgM可为五聚体，IgA可为二聚体。
早在50年代末期，Porter和Nisonoff通过将免疫球蛋白用蛋白酶消化成不同的片段研究免疫球蛋白的结构，使人们对免疫球蛋白的基本组成有的初步的了解，由此形成对免球蛋白片段的命名也延用至今，在免疫球蛋的研究中仍在广泛使用。
Porter用木瓜蛋白酶（papain）消化免疫球蛋白单体可得到二个相同的Fab(fragment with antigen binding)和一个Fc(fragment of crystallization)，前者可以和抗原结合，后者则与抗体的效应功有有关。
Nisonoff用胃蛋白酶水解得到由二个Fab段构成的片段，这是因为木瓜蛋白酶在重链间二硫键的羧基侧切断了重链，从而二个Fab段仍由链间二硫键连接在一起，而剩余的Fc段则水解成小分子肽。
这一研究，结合电镜观察结果，导致了经典免疫球蛋白单体的Y型结构模式，其二个臂为每一个Fab段，由一个轻链和部分重链组成，Fc 段则包含剩下的重链。
除了Fab,Fc段和F(ab')2段，免疫球蛋白分子还可以分成其它不同的片段，VH为重链可变区，VL为链可变区。
Fv是VH和VL结合在一起的片段，是抗体与抗原结合的最基本的单位，VH和VL之间没有二硫键，而是靠共非价键结合在一起的，在浓度较低的溶液中易于解离，Fd段为Fab段中的重链部分，这些不同的片段对基因工程抗体的组建有重要的意义。
（二）抗体分子的功能区结构抗体分子的轻链和重链都有若干个结构类似的功能区组成，每一个功能区含有大约110个左右氨基酸，内有二个半胱氨酸，二者间隔约60个氨基酸，所形成的链内二硫键使功能区成为一个环状结构，将不同功能区的氨基酸进行比较，可发现它们之间有明显的同源性，即有些位置的氨基酸有着高度保守性，如形成二硫键的二个半胱氨酸，与第一个半胱氨酸相隔约14个氨基酸的色氨酸等等，因此所有的功能区都有非常类似的立体结构：它们含有二个反向平行β折叠片，这二个片层由链内二硫键连在一起，互相作用，形成一个球状结构；其核心为疏水区；在恒定区，一个β折叠片层含有四个反向平行肽链，另一个含有三个反向平行肽链，可变区与此类似，但二个β折叠片都含有四个反向平行肽链，在反向平行链折返处的环状结构，其氨基酸序列的保守性要低一些，可变区这些环形成了抗原结合部位。
轻链含有二个功能区，氨基端为可变区，羧基端恒定区，重链在不同的类或亚类可以有四个功能区或五个功能区，其氨基端为可变区，其余是恒定区，大部分重链在CH1和CH2之间有一个绞链区，绞链区的长度在10－60多个氨基酸之间不等，其中IgD和IgG3的最长，分别含有64个和62个氨基酸残基，绞链区含有较多的脯氨酸残基，富有柔性，可赋予Fab 段较大的自由活动，有利于抗体和抗原的结合，绞链区还有不等数目的半胱氨酸，参于重链间二硫键的形成，由于绞链区较为伸展，易被蛋白酶消化。
轻链和重链的可变区互相作用构成Fv段，形成抗原结合部位，可变区是在分析了大量免疫球蛋白氨基酸序列的基础上，发现其变化较多而得名。
但分析结果表明氨基酸序列的变异并非随机地分布在整个可变区，而是集中在较小区段，这些区域被称为高变区，超变区，或互补决定区。
轻链可变区有三个CDR区，按Kabat编号系统，其CDR1位于第24－34位氨基酸，CDR2位于第50－56位氨基酸，CDR3位于89－97位氨基酸。
由于可变区的长度变化，在不同的种属或不同的亚群，第27位可有1－6个氨基酸，第95位也可有1－6个氨基酸，它们在原编号的基础上加上英文字母进行编位，如27A，27B，95A，95B等待，在重链可变区，初期曾认为有四个高变区，后经抗原亲和标记及立体构形分析，发现组成抗原结合部位的只有三个，故现在公认重链也有三个CDR区，它们分别位于第31－35位，50－65位，95－102位氨基酸，同轻链可变区类似，在35位，52位82位及100位也可有多个氨基酸，以A，B，C，D等号，在可变区的立体构象中，CDR区位于连接反向平行折叠链环部，通过X线晶体衍射分析证实CDR区位于Fab段的未端，是抗体和抗原结合的部位。
尤其是近年将小鼠单克隆抗体的CDR区移植到人抗体骨架区，使改型后的人单抗获得了与亲本鼠单抗相同的抗原特异性，更是确定无疑地证实了CDR区是抗体与抗原的结合部位。
(三)免疫球蛋白的不均一性免疫球蛋白是一组理化性质极不均一的蛋白分子，这种不均一性来自免疫球蛋白可变区和恒定区蛋白质一级结构的差异，对免疫球蛋白不均一性的研究最初是通过将免疫球蛋白作为抗原进行体内免疫，对抗血清进行血清学分析，对异种进行免疫主要鉴定同种型，对同种进行免疫主要分析同种异型，在同系动物或同一个体内则可分析独特型，这些血清学分析反映了免疫球蛋白在不同层次上组成成分的差异。