人源化单克隆抗体的研究进展

论人源化单克隆抗体的研究进展

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（生物工程一班生命科学学院 ***大学哈尔滨 150080）

摘要：自从单克隆抗体问世至今已广泛应用与临床治疗，然而鼠源性单克隆抗体在临床治疗中会产生人抗鼠抗体反应，从而使鼠源性单克隆抗体的应用受到极大限制。随着基因工程技术和抗体工程技术的迅速发展，人源性单克隆抗体开始快速发展而逐渐代替鼠源性单克隆抗体。本文将就人源化单克隆抗体的构建以及其在临床治疗方面的应用进行综述。

关键词：单克隆抗体人源化临床治疗

Theory humanized monoclonal antibody research progress

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(The 1st class of Bioengineering , College of Life Science, *** University, Harbin, 150080) Abstract: Since the advent of monoclonal antibody has been widely applied in clinical treatment, but the mouse source sex monoclonal antibodies in clinical treatment will produce people resistance to mouse antibody response, so that the rat source sex monoclonal antibody application are highly limited. Along with the genetic engineering technology and the rapid development of antibody engineering technology, humanized sex monoclonal antibody began to rapid development and gradually replaces the rat source sex monoclonal antibody. This paper will review humanized monoclonal antibody construction and the application of clinical treatment in this article.

Keywords: monoclonal antibody humanized clinical treatment

1975年。Kohler和Milstein将小鼠骨髓瘤细胞和经免疫的小鼠脾细胞融合，形成了可产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，该细胞机能产生抗体，又可无限增殖，从而创立了单克隆抗体杂交瘤技术[1]，此后单抗药物开始迅速发展并广泛应用于临床。1982年，Philip Karr 将第一株抗独特型单抗(anti- ld) 应用于B细胞淋巴瘤的临床治疗并取得成功[2]，使得治疗性抗体的研究很快成为生物医药的热点，许多以单克隆抗体为研究对象的公司相继成立。然而，鼠源性单克隆抗体应用于人类有较强的免疫原性，能诱发人抗鼠抗体( Human ant-i mouse antibody, HAMA) 反应，引起强烈的免疫排斥反应[3]，而且鼠源性单克隆抗体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。这使研究学者意识到研制鼠源性单克隆抗体人源化或完全的人源性抗体才有可能减少或避免HAMA反应并提高疗效。然而反复实验证明, 杂交瘤技术不能提供稳定分泌人抗体的细胞株。直到80年代末期，随着分子生物学研究的深入，在抗体基因工程研究领域相继出现了一

些技术突破，如用PCR 方法扩增抗体可变区基因、大肠杆菌表达功能性抗体片段以及噬菌体展示抗体功能片段等，这些技术为抗体人源化和人抗体的研究奠定了基础。

1、人源化单克隆抗体的构建

鼠抗体人源化的构建就是通过基因改造，使其和人体内的抗体分子具有极其相似的轮廓，从而逃避人免疫系统的识别，避免诱导HAMA 反应。当用人的序列代替鼠的框架时，其氨基酸残基的接触作用发生改变，进而影响鼠抗体互补决定区( Complementaritydeterm ining re ign, CDRs)的空间构型而使其抗原亲和力降低或消失[4]。人源化单克隆抗体的构建经历了非人源抗体、人-鼠嵌合抗体、人源化抗体、全人源化抗体等的先后发展，最终制备全人源化单抗的转基因小鼠和噬菌体展示文库。

1.1、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, 是利用DNA 重组技术将鼠源单抗的轻、重链可变区基因插入含有人抗体恒定区的表达载体中, 转化哺乳动物细胞表达出人鼠嵌合抗体, 其人源化程度达到70% 左右。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。“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[5]。虽然嵌合抗体仍有30%左右的鼠源性成分，但90%的HAMA 反应是针对抗体恒定区的[6]。为了降低在嵌合抗体中鼠源部分, 只移植鼠抗体互补决定区( Complementaritydetermining reign, CDRs), 而不移植整个抗体可变区, 所构建的“嵌合”抗体随后就成为了研究热点。

1.2、CDR 移植的人源化抗体

由于鼠源性抗体V 区中的FR 仍残留一定的免疫原性, 这种抗体还远非真正的人源化抗体, 有些还能产生很强的抗独特型反应。为减少鼠源成分, 人们进一步用人的FR 替代鼠FR, 形成更为完全的人源化抗体，即鼠源单抗上六个CDR 通过PCR 等方法克隆到人抗体相应的框架区(FR) 上构建成新抗体。与嵌合抗体相比, CDR 移植进一步减少了抗体中异源序列的含量, 降低了抗体异源性, 其人源性可达90% 以上[7]。但对于特定的抗原分子来讲，FR 并不是可以随意替代的。具有支持作用的FR 不仅为CDR 的构象提供了环境, 有时还参与抗体结合位点正确构象的形成, 甚至参与抗原的结合。因此, 简单CDR 移植到人抗体FR而忽略某些关键位点的氨基酸残基，往往会明显降低抗原- 抗体反应的亲和力, 甚至丧失与抗原结合的能力[8]。多数情况下, 仅仅移植CDRs到人抗体FR 上产生的改型抗体将丧失全部或大部分抗原亲和力, 只有同时再移植某些关