單克隆抗體的研究及應用

【摘要】 單克隆抗體經(jīng)歷了鼠源性、人源性和全人化抗體三個階段。迄今為止世界上已研制出數(shù)以千計的單克隆抗體，并廣泛應用于生物學、醫(yī)學領域，在疾病的發(fā)病機制、診斷和治療方面發(fā)揮重要作用。本文從單克隆抗體的研究現(xiàn)狀和臨床應用方面進行綜述。

【關鍵詞】單克隆抗體  研究現(xiàn)狀  應用   趨勢

1、單克隆抗體的研究現(xiàn)狀

由于人體的自身的免疫系統(tǒng)會與體外蛋白發(fā)生排斥反應，因此，目前人類利用生物技術對以前生產(chǎn)單抗技術進行改造，發(fā)明了嵌合型抗體，人化型抗體和全人型抗體，這些抗體與動物型抗體相比有較好的人體親和性。

1.1單克隆抗體種類

1.1.1、嵌合型抗體

嵌合型抗體主要是指人鼠嵌合型抗體，是將嚙齒動物單克隆抗體的V區(qū)直接連接在人的免疫球蛋白C區(qū)上組成，該抗體能克服鼠單克隆抗體在臨床治療中出現(xiàn)HAMA( 人抗鼠抗體反應)。人鼠嵌合抗體有很多優(yōu)點，包括較低的鼠源型成分，有效的生物學效應和較短的操作和研制周期，并且具有容易操作的特點。目前獲得批準的治療癌癥嵌合型抗體有 Reopro和Rituxan，分別治療高危血管瘤和非霍金式淋巴癌，另外還有些正處于臨床研究階段 。

1.1.2、人化型抗體

    人化型抗體是通過 CDR ( 互補決定區(qū)) 移植，將嚙齒動物單克隆抗體超變區(qū)插入人 IgG( 免疫球蛋白) 構成重組分子，即將鼠單抗 V區(qū)中CDR序列取代人源化抗體相應CDR序列。該抗體在鼠源性單抗的特異性上保持了人抗體的親和力。其主要功能與嵌合型抗體一樣，減弱可能產(chǎn)生的HAMA反應 。目前出現(xiàn)的人化型抗體很多，有Syn agis、Zena—pax Herceptin、CMA676和RhuMab—E25等，且以上抗體均獲得FDA批準、其中Herceptin治療乳腺癌、CMA676治療急性骨髓癌。

1.1.3、全人型抗體

     全人型抗體是利用轉(zhuǎn)基因小鼠或噬菌體顯示技術生產(chǎn)的全人序列的抗體。全人型抗體技術是目前腫瘤免疫治療的一條全新道路、與嵌合型抗體和人化型抗體相比，全人型抗體的功效更好，具有更高的靶結(jié)合親和力，很少產(chǎn)生免疫反應和較低的生產(chǎn)成本。但是基于目前的技術，還不能生產(chǎn)出十分*的人序列。D2E7和 CAT一152是目前正處于臨床階段的全人型抗體，分別治療風濕性關節(jié)炎和視網(wǎng)膜綜合征。

1.2  抗體庫技術構建的人源化抗體

    高度人源化抗體在人體中也可以作為異源蛋白質(zhì)，在臨床治療時，HAMA反應成為使用鼠源性抗體的主要障礙之一。因此在研究單克隆抗體藥物的時候，高度人源化顯得尤為重要。高度人源化可以降低HAMA反應發(fā)生的幾率。并且高度人源化抗體在血液中的半衰期也較長。*人源性抗體才是用于治療的抗體，研究者已經(jīng)創(chuàng)建了一系列的方法來制備此抗體。 

1.2.1 噬菌體抗體庫技術 

    噬菌體抗體庫技術也可以用于抗體的人源化。噬菌體抗體庫技術結(jié)合了噬菌體展示與抗體組合文庫技術，將抗體序列插入噬菌體編碼基因中，使抗體和噬菌體外殼蛋白形成融合蛋白。因此該技術能夠繞過免疫動物和細胞融合等過程，并能通過抗體片段的克隆選擇，分離得到幾乎所有抗原的人源性抗體。噬菌體展示技術包括噬菌體庫的產(chǎn)生、結(jié)合抗原的展示抗體的篩選、展示有高親和力抗體的噬菌體擴增、高親和力抗體的分離和定性等步驟。如吳煒霖等采用上述噬菌體展示技術制備的自身免疫性疾病噬菌體抗體庫。以該方法制備抗體優(yōu)點是實現(xiàn)了抗體基因型和表型的結(jié)合，可方便、迅速地獲得*人源化的、高親和力的抗體， 但缺點是從非免疫抗體庫獲得的抗體親和力不高、 受外源基因轉(zhuǎn)化率限制、抗體庫的庫容不足以涵蓋一些動物的抗體多樣性等。

 1.2.2 表位導向技術

    將噬菌體抗體庫技術與雜交瘤細胞技術結(jié)合，產(chǎn)生r一一類新的以 McAb為基礎的抗體人源化方法，即表位導向選擇法。這一方法的策略是首先構建相應的McAb，通過保留異源抗體的輕鏈或重鏈，用保留的鏈與人源重(輕)鏈抗體庫雜交，組成雜交抗體庫，篩選得到zui高親和力人源重(輕)鏈，再用該鏈與人源輕(重)鏈抗體庫雜交，經(jīng)第二次親和力篩選 即可得到具有原McAb特異性的*人源抗體。該方法目前的技術瓶頸之一是經(jīng)過兩輪篩選，抗體的特異性和親和力可能出現(xiàn)不同水平的下降。但Kim 和Hong 采用該方法將鼠抗TAC~72 McAb重鏈與人輕鏈抗體庫雜交篩選得的TAC ~7 2抗體輕鏈保持了與原 McAb相同的親和力。若能利用方法學的優(yōu)化克服目前表位導向選擇法存在的缺陷，通過該技術制備的抗體與嵌合抗體技術或CDR移植技術制備的抗體相比具有*人源化的特征，具有廣闊的應用前景 。

2、單克隆抗體在臨床上的應用

2.1 用于疾病診斷方面

利用單抗進行疾病的診斷現(xiàn)已被廣泛應用。( 1)可用以檢測淋巴細胞表面分子, 以區(qū)分不同分化階段的淋巴細胞, 用于鑒別淋巴細胞。( 2)可用于鑒定病原體, 準確診斷感染性疾病。將病原體的抗原分離, 再同骨髓瘤細胞雜交建立相應的雜交瘤細胞株, 分泌單克隆抗體, 可以同病原體發(fā)生特異性的抗原- 抗體反應, 通過免疫熒光試驗或ELISA試驗對疾病進行診斷。( 3)可以用于腫瘤的診斷和分型。某些單抗具有在腫瘤部位蓄積的特性, 可用于腫瘤的診斷。目前已批準使用的診斷劑有: 用于結(jié)腸癌的votomab和arc ilumonab, 用于探測感染部位的sulemab, 用于卵巢癌的igovomab,用于黑色素瘤的tecnemab K- 1。(4)激素類單抗可用于測定體內(nèi)激素含量, 判斷內(nèi)分泌的功能狀態(tài)。

2.2 用于疾病的治療

    目前利用單抗對疾病進行治療已取得了很大的成果, 主要是將單抗同藥物耦聯(lián),再與病原體或腫瘤的特異抗原結(jié)合后發(fā)揮作用。

2.2.1、 抗細胞表面分子單抗, 可抑制同種免疫反應,主要用于移植排斥反應的防治

    莫羅單抗(mu2romonab- CD3, Orthoclone OKT3)是FDA批準用于腎移植病人防止異體排斥反應的*只鼠源型單克隆抗體。

2.2.2、 抗細胞因子單抗, 可抑制自身免疫反應, 主要用于自身免疫性疾病的治療

單克隆抗體通過清除激活的細胞、阻滯其功能、或?qū)⑸叩拇傺准毎蜃铀浇抵琳６种七^度的免疫病理學反應。如TNF阻滯劑, 用于治療類風濕性關節(jié)炎和節(jié)段性回腸炎取得了較好的效果。阿達木單抗(Adali2mumab)是繼伊( etanercept)和英夫利昔單( inflixmi ab)之后第三代TNF–A拮抗劑, 法國生產(chǎn)的, 是研制的用于治療類風濕性關節(jié)炎的單克隆抗體。

2.2.3 抗腫瘤單抗, 可用于腫瘤的導向治療

*個獲準用于癌癥治療的嵌合型IgG-1單克隆抗體是rituxmi ab (Mabthera), 其作用標靶為CD20(即在前B淋巴細胞和成熟B淋巴細胞上的跨膜蛋白)。多中心臨床研究顯示, 本品能有效治療復發(fā)的低度濾泡型非何杰金淋巴瘤。

2.2.4 抗血小板治療

糖蛋白II b/ó a受體拈抗劑能阻滯血小板活化和聚集的zui后共同途徑, 作為急性治療藥物有明顯療效。這類拮抗劑中阿昔單抗是*個通過臨床評價的, EPIC臨床研究證實, 本品能顯著降低血管成形術高危病人缺血性并發(fā)癥的發(fā)生率。

3、 抗體藥物研究的主要趨勢

    近年來單克隆抗體是生物技術制藥研究的熱點，它具有特異性和性的特點。目前， 單抗藥物研究的發(fā)展趨勢主要是發(fā)現(xiàn)新的分子靶點和化 。

3．1 尋找新的分子靶點

     抗體藥物的靶向性作用是抗體能夠成為治療或引導治療癌癥的基礎 ，因此確定與癌癥相關的分子靶點是研究不同種類抗體藥物的關鍵。癌癥具有特定 的表達蛋白和生長因子，這些均可以作為抗體藥物的分子靶點。例如基質(zhì)金屬蛋白酶與腫瘤細胞的侵襲與轉(zhuǎn)移有關，可以作為抗腫瘤侵襲與轉(zhuǎn)移的抗體藥物的分子靶點。

3. 2 抗體的化

    化即微量的單抗藥物也能對患病部位產(chǎn)生治療的作用。在構建抗體是還會出現(xiàn)親和力下降的現(xiàn)象，主要原因是人源框架FR(骨架區(qū))中一些氨基酸與CDR的不協(xié)調(diào)，這可以通過對這些氨基酸定點突變來保持抗體的親和性，以此來保證抗體的性，并且研制化抗體藥物需要“ 彈頭" 藥物也能保證抗體的性，即與抗體偶聯(lián)的化療藥物必須具有性的特點。目前常用的化療藥物有阿霉素、甲氨蝶呤等，但這些物質(zhì)需要較多的分子去連接一個抗體分子才能達到對腫瘤細胞的殺傷力。抗體藥物分子的小型化也能提高藥物臨床治療效果。龐大的偶聯(lián)物難以通過毛細管內(nèi)皮層和細胞外間隙到達實體瘤深部的腫瘤細胞，因此抗體藥物的小型化也具有很重要的意義。