单克隆抗体的研究及应用

单克隆抗体的研究及应用

【摘要】 单克隆抗体经历了鼠源性、人源性和全人化抗体三个阶段。迄今为止世界上已研制出数以千计的单克隆抗体，并广泛应用于生物学、医学领域，在疾病的发病机制、诊断和治疗方面发挥重要作用。本文从单克隆抗体的研究现状和临床应用方面进行综述。

【关键词】单克隆抗体  研究现状  应用   趋势

1、单克隆抗体的研究现状

由于人体的自身的免疫系统会与体外蛋白发生排斥反应，因此，目前人类利用生物技术对以前生产单抗技术进行改造，发明了嵌合型抗体，人化型抗体和全人型抗体，这些抗体与动物型抗体相比有较好的人体亲和性。

1.1单克隆抗体种类

1.1.1、嵌合型抗体

嵌合型抗体主要是指人鼠嵌合型抗体，是将啮齿动物单克隆抗体的V区直接连接在人的免疫球蛋白C区上组成，该抗体能克服鼠单克隆抗体在临床治疗中出现HAMA( 人抗鼠抗体反应)。人鼠嵌合抗体有很多优点，包括较低的鼠源型成分，有效的生物学效应和较短的操作和研制周期，并且具有容易操作的特点。目前获得批准的治疗癌症嵌合型抗体有 Reopro和Rituxan，分别治疗高危血管瘤和非霍金式淋巴癌，另外还有些正处于临床研究阶段 。

1.1.2、人化型抗体

    人化型抗体是通过 CDR ( 互补决定区) 移植，将啮齿动物单克隆抗体超变区插入人 IgG( 免疫球蛋白) 构成重组分子，即将鼠单抗 V区中CDR序列取代人源化抗体相应CDR序列。该抗体在鼠源性单抗的特异性上保持了人抗体的亲和力。其主要功能与嵌合型抗体一样，减弱可能产生的HAMA反应 。目前出现的人化型抗体很多，有Syn agis、Zena—pax Herceptin、CMA676和RhuMab—E25等，且以上抗体均获得FDA批准、其中Herceptin治疗乳腺癌、CMA676治疗急性骨髓癌。

1.1.3、全人型抗体

     全人型抗体是利用转基因小鼠或噬菌体显示技术生产的全人序列的抗体。全人型抗体技术是目前肿瘤免疫治疗的一条全新道路、与嵌合型抗体和人化型抗体相比，全人型抗体的功效更好，具有更高的靶结合亲和力，很少产生免疫反应和较低的生产成本。但是基于目前的技术，还不能生产出十分*的人序列。D2E7和 CAT一152是目前正处于临床阶段的全人型抗体，分别治疗风湿性关节炎和视网膜综合征。

1.2  抗体库技术构建的人源化抗体

    高度人源化抗体在人体中也可以作为异源蛋白质，在临床治疗时，HAMA反应成为使用鼠源性抗体的主要障碍之一。因此在研究单克隆抗体药物的时候，高度人源化显得尤为重要。高度人源化可以降低HAMA反应发生的几率。并且高度人源化抗体在血液中的半衰期也较长。*人源性抗体才是用于治疗的抗体，研究者已经创建了一系列的方法来制备此抗体。 

1.2.1 噬菌体抗体库技术 

    噬菌体抗体库技术也可以用于抗体的人源化。噬菌体抗体库技术结合了噬菌体展示与抗体组合文库技术，将抗体序列插入噬菌体编码基因中，使抗体和噬菌体外壳蛋白形成融合蛋白。因此该技术能够绕过免疫动物和细胞融合等过程，并能通过抗体片段的克隆选择，分离得到几乎所有抗原的人源性抗体。噬菌体展示技术包括噬菌体库的产生、结合抗原的展示抗体的筛选、展示有高亲和力抗体的噬菌体扩增、高亲和力抗体的分离和定性等步骤。如吴炜霖等采用上述噬菌体展示技术制备的自身免疫性疾病噬菌体抗体库。以该方法制备抗体优点是实现了抗体基因型和表型的结合，可方便、迅速地获得*人源化的、高亲和力的抗体， 但缺点是从非免疫抗体库获得的抗体亲和力不高、 受外源基因转化率限制、抗体库的库容不足以涵盖一些动物的抗体多样性等。

 1.2.2 表位导向技术

    将噬菌体抗体库技术与杂交瘤细胞技术结合，产生r一一类新的以 McAb为基础的抗体人源化方法，即表位导向选择法。这一方法的策略是首先构建相应的McAb，通过保留异源抗体的轻链或重链，用保留的链与人源重(轻)链抗体库杂交，组成杂交抗体库，筛选得到zui高亲和力人源重(轻)链，再用该链与人源轻(重)链抗体库杂交，经第二次亲和力筛选 即可得到具有原McAb特异性的*人源抗体。该方法目前的技术瓶颈之一是经过两轮筛选，抗体的特异性和亲和力可能出现不同水平的下降。但Kim 和Hong 采用该方法将鼠抗TAC~72 McAb重链与人轻链抗体库杂交筛选得的TAC ~7 2抗体轻链保持了与原 McAb相同的亲和力。若能利用方法学的优化克服目前表位导向选择法存在的缺陷，通过该技术制备的抗体与嵌合抗体技术或CDR移植技术制备的抗体相比具有*人源化的特征，具有广阔的应用前景 。

2、单克隆抗体在临床上的应用

2.1 用于疾病诊断方面

利用单抗进行疾病的诊断现已被广泛应用。( 1)可用以检测淋巴细胞表面分子, 以区分不同分化阶段的淋巴细胞, 用于鉴别淋巴细胞。( 2)可用于鉴定病原体, 准确诊断感染性疾病。将病原体的抗原分离, 再同骨髓瘤细胞杂交建立相应的杂交瘤细胞株, 分泌单克隆抗体, 可以同病原体发生特异性的抗原- 抗体反应, 通过免疫荧光试验或ELISA试验对疾病进行诊断。( 3)可以用于肿瘤的诊断和分型。某些单抗具有在肿瘤部位蓄积的特性, 可用于肿瘤的诊断。目前已批准使用的诊断剂有: 用于结肠癌的votomab和arc ilumonab, 用于探测感染部位的sulemab, 用于卵巢癌的igovomab,用于黑色素瘤的tecnemab K- 1。(4)激素类单抗可用于测定体内激素含量, 判断内分泌的功能状态。

2.2 用于疾病的治疗

    目前利用单抗对疾病进行治疗已取得了很大的成果, 主要是将单抗同药物耦联,再与病原体或肿瘤的特异抗原结合后发挥作用。

2.2.1、 抗细胞表面分子单抗, 可抑制同种免疫反应,主要用于移植排斥反应的防治

    莫罗单抗(mu2romonab- CD3, Orthoclone OKT3)是FDA批准用于肾移植病人防止异体排斥反应的*只鼠源型单克隆抗体。

2.2.2、 抗细胞因子单抗, 可抑制自身免疫反应, 主要用于自身免疫性疾病的治疗

单克隆抗体通过清除激活的细胞、阻滞其功能、或将升高的促炎细胞因子水平降至正常而抑制过度的免疫病理学反应。如TNF阻滞剂, 用于治疗类风湿性关节炎和节段性回肠炎取得了较好的效果。阿达木单抗(Adali2mumab)是继伊( etanercept)和英夫利昔单( inflixmi ab)之后第三代TNF–A拮抗剂, 法国生产的, 是研制的用于治疗类风湿性关节炎的单克隆抗体。

2.2.3 抗肿瘤单抗, 可用于肿瘤的导向治疗

*个获准用于癌症治疗的嵌合型IgG-1单克隆抗体是rituxmi ab (Mabthera), 其作用标靶为CD20(即在前B淋巴细胞和成熟B淋巴细胞上的跨膜蛋白)。多中心临床研究显示, 本品能有效治疗复发的低度滤泡型非何杰金淋巴瘤。

2.2.4 抗血小板治疗

糖蛋白II b/ó a受体拈抗剂能阻滞血小板活化和聚集的zui后共同途径, 作为急性治疗药物有明显疗效。这类拮抗剂中阿昔单抗是*个通过临床评价的, EPIC临床研究证实, 本品能显著降低血管成形术高危病人缺血性并发症的发生率。

3、 抗体药物研究的主要趋势

    近年来单克隆抗体是生物技术制药研究的热点，它具有特异性和性的特点。目前， 单抗药物研究的发展趋势主要是发现新的分子靶点和化 。

3．1 寻找新的分子靶点

     抗体药物的靶向性作用是抗体能够成为治疗或引导治疗癌症的基础 ，因此确定与癌症相关的分子靶点是研究不同种类抗体药物的关键。癌症具有特定 的表达蛋白和生长因子，这些均可以作为抗体药物的分子靶点。例如基质金属蛋白酶与肿瘤细胞的侵袭与转移有关，可以作为抗肿瘤侵袭与转移的抗体药物的分子靶点。

3. 2 抗体的化

    化即微量的单抗药物也能对患病部位产生治疗的作用。在构建抗体是还会出现亲和力下降的现象，主要原因是人源框架FR(骨架区)中一些氨基酸与CDR的不协调，这可以通过对这些氨基酸定点突变来保持抗体的亲和性，以此来保证抗体的性，并且研制化抗体药物需要“ 弹头" 药物也能保证抗体的性，即与抗体偶联的化疗药物必须具有性的特点。目前常用的化疗药物有阿霉素、甲氨蝶呤等，但这些物质需要较多的分子去连接一个抗体分子才能达到对肿瘤细胞的杀伤力。抗体药物分子的小型化也能提高药物临床治疗效果。庞大的偶联物难以通过毛细管内皮层和细胞外间隙到达实体瘤深部的肿瘤细胞，因此抗体药物的小型化也具有很重要的意义。