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单克隆抗体药物的技术开发经历哪些阶段?

发布时间:2023-05-24 14:25      浏览量:734

抗体是由B淋巴细胞分化的浆细胞合成和分泌的。每个B淋巴细胞都会产生抗原受体基因,这些基因在成熟过程中通过随机重排只识别一种抗原。动物脾脏中有数百万种不同的B淋巴细胞系,经过重排后,具有不同基因的B淋巴细胞合成不同的抗体。当身体受到抗原的刺激时,抗原分子上的许多决定簇会激活具有不同基因的B细胞。被激活的B细胞分裂和增殖,形成效应B细胞和记忆B细胞。大量浆细胞克隆、合成并分泌大量抗体分子,分布在血液和体液中。如果可以选择产生特异性抗体的浆细胞进行培养,可以从单个细胞中通过分裂和增殖获得,形成一个细胞群,即单克隆。单克隆细胞将合成针对特定抗原决定簇的抗体,即单克隆抗体。单克隆抗体药物的技术发展经历了鼠源单克隆抗体、人-鼠嵌合抗体、人源化抗体和全人源抗体。

1、鼠源单克隆抗体

自从单克隆抗体制备技术出现以来,制备单克隆抗体的一般程序基本相同。从高度免疫的供体(即抗原免疫小鼠)获得脾细胞,然后与骨髓瘤细胞融合,最后克隆单个细胞以培养分泌单克隆抗体的克隆细胞。目前,产生的单克隆抗体大多是鼠源的,但在临床应用中仍存在很大的不足,主要是由于鼠源的单克隆抗体与NK等免疫细胞表面的Fc受体之间的亲和力较弱,由此产生的抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)较弱,其对人体补体成分的结合能力较低,对肿瘤细胞的杀伤能力较弱,且鼠源性抗体在人体血液循环中的半衰期较短,起到了ADCC的作用。其次,小鼠单克隆抗体也具有免疫原性,使宿主容易发生过敏反应。这一方面会降低单克隆抗体的滴度,另一方面也会给患者带来严重后果。因此,在小鼠单克隆抗体在临床实践中广泛应用之前,还需要进一步的改进。

2、人-鼠嵌合抗体

抗体的恒定区是抗体分子结构中最具免疫原性的部分,抗体的可变区决定了抗体的特异性。从杂交瘤细胞中分离功能可变区基因,与人Ig恒定区基因连接,插入适当的表达载体,并转染到宿主细胞中以表达人-鼠嵌合抗体。也就是说,在保持其抗原结合活性的同时,应尽可能去除小鼠单克隆抗体或用人源化片段代替,以降低小鼠抗体的免疫原性,最大限度地提高其免疫原性。单克隆抗体的异质性降低,同时保持亲本抗体特异性结合抗原的能力。然而,这种抗体的30%仍然是小鼠抗体,可诱发人抗小鼠反应。

单细胞光导系统

3、人源化抗体

由于嵌合抗体的显著异质性,小鼠来源抗体的人源化是必要的。有许多方法可以进一步实现人源化,主要是重塑抗体和表面重塑技术。重组抗体是互补决定区(CDR)移植。将小鼠抗体的CDR移植到人抗体的相应部分,使人源化程度达到90%以上。目前,这种方法是最常用和最基本的单克隆抗体人源化方法。表面重建技术涉及使小鼠抗体框架区域表面的氨基酸残基(SAR)人源化。在这种方法中,只替换与人类抗体的SAR显著不同的区域,并选择与人类抗体表面残基相似的氨基酸,同时保持抗体活性并减少异质性。

4、全人源抗体

尽管人源化抗体解决了小鼠抗体的免疫原性问题,但生产人源化的抗体仍然非常困难;人性化过程需要大量复杂而昂贵的计算机模拟,需要更换不同的氨基酸来恢复选择。在性亲和力方面,工作量非常大,并且总是包含少量的小鼠衍生成分。完整的人类抗体是理想的治疗性抗体。目前主要通过噬菌体抗体库技术、核糖体展示技术和转基因小鼠制备的人源化抗体进行开发。

近年来,随着分子生物学和细胞生物学的发展,单克隆抗体的应用越来越广泛,单克隆抗体理论几乎应用于生命科学生物学研究的所有领域。单克隆抗体技术的出现不仅带来了免疫学领域的一场革命,单克隆抗体在理论和实践中的应用也成为解决生物学和医学许多重大问题的重要手段。随着莱德伯特(北京)生物科技有限公司Beacon这款设备的推出,可节约大量的筛选时间,大大降低了生产成本。常规利用杂交瘤或噬菌体展示技术一般需要3-6 个月,而Beacon单细胞光导系统这款设备仅需 3 天即可获得特异性抗体序列。可以直接在 0.5nl 体系中分离和检测单个浆细胞,从中筛选表达特异性抗体的目标细胞,并获取其重链和轻链 mRNA,反转录后即可直接用于测序和优化。相信Beacon这款设备的出现会为中国单克隆抗体药物带来巨大的贡献。

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