單克隆抗體的研究及應(yīng)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(gè)階段。迄今為止世界上已研制出數(shù)以千計(jì)的單克隆抗體，并廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，在疾病的發(fā)病機(jī)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(yīng)用方面進(jìn)行綜述。

【關(guān)鍵詞】單克隆抗體  研究現(xiàn)狀  應(yīng)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(huì)與體外蛋白發(fā)生排斥反應(yīng)，因此，目前人類利用生物技術(shù)對以前生產(chǎn)單抗技術(shù)進(jìn)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(dòng)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(dòng)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(yīng))。人鼠嵌合抗體有很多優(yōu)點(diǎn)，包括較低的鼠源型成分，有效的生物學(xué)效應(yīng)和較短的操作和研制周期，并且具有容易操作的特點(diǎn)。目前獲得批準(zhǔn)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(bǔ)決定區(qū)) 移植，將嚙齒動(dòng)物單克隆抗體超變區(qū)插入人 IgG( 免疫球蛋白) 構(gòu)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(yīng)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(yīng) 。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(zhǔn)、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(shù)生產(chǎn)的全人序列的抗體。全人型抗體技術(shù)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(yīng)和較低的生產(chǎn)成本。但是基于目前的技術(shù)，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(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和視網(wǎng)膜綜合征。

1.2  抗體庫技術(shù)構(gòu)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(shí)，HAMA反應(yīng)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(shí)候，高度人源化顯得尤為重要。高度人源化可以降低HAMA反應(yīng)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(shù) 

    噬菌體抗體庫技術(shù)也可以用于抗體的人源化。噬菌體抗體庫技術(shù)結(jié)合了噬菌體展示與抗體組合文庫技術(shù)，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(shù)能夠繞過免疫動(dòng)物和細(xì)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(shù)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(kuò)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(shù)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(diǎn)是實(shí)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(diǎn)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(dòng)物的抗體多樣性等。

 1.2.2 表位導(dǎo)向技術(shù)

    將噬菌體抗體庫技術(shù)與雜交瘤細(xì)胞技術(shù)結(jié)合，產(chǎn)生r一一類新的以 McAb為基礎(chǔ)的抗體人源化方法，即表位導(dǎo)向選擇法。這一方法的策略是首先構(gòu)建相應(yīng)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(shù)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(xué)的優(yōu)化克服目前表位導(dǎo)向選擇法存在的缺陷，通過該技術(shù)制備的抗體與嵌合抗體技術(shù)或CDR移植技術(shù)制備的抗體相比具有*人源化的特征，具有廣闊的應(yīng)用前景 。

2、單克隆抗體在臨床上的應(yīng)用

2.1 用于疾病診斷方面

利用單抗進(jìn)行疾病的診斷現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用。( 1)可用以檢測淋巴細(xì)胞表面分子, 以區(qū)分不同分化階段的淋巴細(xì)胞, 用于鑒別淋巴細(xì)胞。( 2)可用于鑒定病原體, 準(zhǔn)確診斷感染性疾病。將病原體的抗原分離, 再同骨髓瘤細(xì)胞雜交建立相應(yīng)的雜交瘤細(xì)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(yīng), 通過免疫熒光試驗(yàn)或ELISA試驗(yàn)對疾病進(jìn)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(zhǔn)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(jìn)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(xì)胞表面分子單抗, 可抑制同種免疫反應(yīng),主要用于移植排斥反應(yīng)的防治

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

2.2.2、 抗細(xì)胞因子單抗, 可抑制自身免疫反應(yīng), 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(xì)胞、阻滯其功能、或?qū)⑸叩拇傺准?xì)胞因子水平降至正常而抑制過度的免疫病理學(xué)反應(yīng)。如TNF阻滯劑, 用于治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和節(jié)段性回腸炎取得了較好的效果。阿達(dá)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(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的單克隆抗體。

2.2.3 抗腫瘤單抗, 可用于腫瘤的導(dǎo)向治療

*個(gè)獲準(zhǔn)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(biāo)靶為CD20(即在前B淋巴細(xì)胞和成熟B淋巴細(xì)胞上的跨膜蛋白)。多中心臨床研究顯示, 本品能有效治療復(fù)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(gè)通過臨床評價(jià)的, EPIC臨床研究證實(shí), 本品能顯著降低血管成形術(shù)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(shù)制藥研究的熱點(diǎn)，它具有特異性和性的特點(diǎn)。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(diǎn)和化 。

3．1 尋找新的分子靶點(diǎn)

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

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(gòu)建抗體是還會(huì)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(diǎn)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(diǎn)。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(gè)抗體分子才能達(dá)到對腫瘤細(xì)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(xì)管內(nèi)皮層和細(xì)胞外間隙到達(dá)實(shí)體瘤深部的腫瘤細(xì)胞，因此抗體藥物的小型化也具有很重要的意義。