单链抗体的构建及其在医学上的应用

#综述#单链抗体的构建及其在医学上的应用*

汪希雅综述,余平**审校

(中南大学湘雅医学院免疫学系,湖南长沙410078)

=摘要>基因工程抗体在疾病诊断、治疗及医学研究等方面都有着广泛的应用。近几年来,国内外学者对抗体的研究已

迈入基因工程抗体阶段,其中单链抗体(single chain F v,scFv)因其具有分子质量小、穿透力强、体内循环半衰期短及排

除了Fc段所致的免疫复合物反应等优点,成为基因工程抗体探索领域中的研究热点。尤其是将scF v应用于医学的研

究已取得突破性进展,现就scF v的构建及其在医学上的应用综述如下。

=关键词>单链抗体;构建;应用;综述

=中图分类号>R392.11=文献标识码>A=文章编号>167325234(2009)1020790203

[J our nal of P a thogen B iology.2009Oct;4(10):790-792.]

Construction of single2chain Fv antibody and its application in the medicine

WANG Xi2ya,YU Ping(Dep ar tment of I mmunology,Xiangya Med ica l College,Centra l Souther n University, Cha ngsha410078,China)

=Abstract>T he genetic engineer ing antibody is widely used in disease diagnosis,tr eat ment and medical resea rch.In re2 cent years,many scholars have taken in the genetic engineering antibody research.And because the single2cha in F v fr ag2 ment(ScFv)has small molecular weight,str ong penetr ating,short half2life in vivo circulation and avoided t he immunity compound response by F c section,it become to a research focus in the genetic engineering antibody.Especially,the medi2 cine applies research of ScF v have obtained br eakthr ough pr ogress.The r eview is given of ScF v constr uction and it s appli2 cation in t he medicine.

=Key wor ds>Single2chain F v antibody(scF v);construction;applicat ion;r eview

在现代免疫学技术迅速发展的今天,抗体尤其是单链抗体技术所具有的优点,使其被广泛应用于医疗和生物技术领域[1,2]。抗体的发展大致可分为3个阶段。第一阶段:以1890年Behr ing和Kit asato发现白喉抗毒素为代表,其特点是利用抗原免疫动物来获取多克隆抗体;第二阶段:以1975年Kohler 和Milstein创建杂交瘤技术制备单克隆抗体(McAb)为代表, McAb具有性质纯、效价高、特异性强、少或无血清交叉反应等特点,已被广泛应用于医学各个领域。由于人2人杂交瘤技术尚无重大突破,目前用于临床的多均为鼠源性的McAb,后者对人是异物抗原,可能引起人抗鼠抗体反应(H AM A)[3]。McAb是特异性很强的药物,严重局限了其在人体内的应用[4];第三阶段:以1994年Winter以基因工程方法制备抗体为代表。这是抗体研究领域出现的又一次技术革命,在此基础上研制出的基因工程抗体保留了天然抗体的特异性和主要生物学活性,去除或减少了无关结构,并赋予抗体分子以新的生物学活性,因而较天然抗体具有更广泛的应用前景。目前,单链抗体是基因工程抗体研究热点。

1单链抗体的结构与特点

1.1单链抗体的结构单链抗体(scF v)是一种新型重组蛋白,它属于基因工程抗体中的一种小分子抗体,仅为完整抗体的六分之一[5],相对分子质量约为27ku[6]。由轻链可变区(VL)和重链可变区(VH)经14~15个氨基酸的弹性短肽(Linker)首尾连接而成。由于传统的单克隆抗体存在某些缺陷,如鼠源性单克隆抗体与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,且与人补体成分结合能力低,对靶细胞的杀伤能力较弱;鼠源性单克隆抗体在人血循环中的半衰期短,发挥的作用时间亦较短;单克隆抗体还难透过致密组织屏障,使其在靶组织的药物浓度常常低于有效浓度而难发挥作用等。相反,scFv具有分子质量小、穿透力强的特点,在疾病的临床诊断和治疗方面有着广泛的应用前景。

1.2scFv的特点scFv作为基因工程中抗体中的小分子抗体,有着如下的优点:1)scFv只含有抗体的V区且保持较完整的抗原结合位点;2)scF v缺乏F c段的特性,使之不与非靶细胞结合,且具低免疫原性,有利于作为药物的导向载体而应用于临床靶向治疗;3)scF v分子质量较小,容易穿透致密组织屏障而到达靶组织;4)scF v体内血循环半衰期短,易从血循环中排除[5];5)相对分子质量较小,scFv无需糖基化修饰即可形成有功能的抗体分子,因而可在原核表达系统中广泛表达且易获得[7]。

但scFv也存在缺点:1)因其只能与抗原结合,故不能激活补体而介导相关的细胞免疫;2)scFv仅有一个抗原结合位点,其亲和力、稳定性较单克隆抗体要低,且筛选受到局限,高亲和力、高特异性scFv的筛选较困难;3)scF v结构中所使用的弹性

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790 #中国病原生物学杂志

J our nal of P a thogen Biology

2009年10月第4卷第10期

October2009,Vol.4,N o.10

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=基金项目>湖南省大学生创新性实验计划资助项目(No.

081053373)。

=通讯作者>E2m ail:yu ping1953@

=作者简介>汪希雅(1988-),女(汉族),湖南长沙人,主要从事免疫学研究。E2m ail:wangxiya@