人源化抗体的改造方式及其优势

抗体是一类能与抗原特异性结合的免疫球蛋白，作为免疫系统中的重要组成部分，在许多疾病的预防和治疗中发挥着重要作用。抗体治疗的最早应用可以追溯到中国人接种“人痘”预防天花的记载算起，国际上一般公认的人痘接种术最早起源于中国公元10世纪，但据中国的一些史书记载，种痘的兴起更早，始于唐朝。而直到 1986 年 FDA 批准了第一个治疗性单克隆抗体OKT3，并随着抗体技术的发展及其本身的高特异性、高靶向性、治疗效果显著等优势而发展迅速。抗体类药物被广泛用于治疗各种包括癌症、自身免疫、代谢和传染病等疾病。

第一个治疗性单克隆抗体由于受当时的技术限制，生产的是鼠源性的单克隆抗体，虽然其具有广阔的应用前景，但由于恒定区可被人体免疫系统识别而产生免疫副反应，诱发人抗鼠抗体反应（HAMA），鼠源单抗的应用有诸多限制，因此单克隆抗体经历了一段鼠源—鼠源人源嵌合体—全人源化改造的历程。通过DNA重组技术和蛋白质工程技术，将抗体进行人源化改造，从而减少鼠源性抗体在临床应用上的种种限制。抗体人源化是消除或降低这些抗体免疫原性的有效途径，是重组抗体生产制备研究的重要组成部分，也是抗体药研制的重要方向。

图1. 抗体类型及结构示意图

人源化抗体技术以人鼠嵌合抗体为基础继续进行改造，鼠源序列进一步减少，从而减少HAMA的发生。抗体的可变区包含3个互补决定区（CDR）和4个框架区（FR），人源化抗体通过抗体重构、框架区重构等技术来达到减少鼠源序列的目的，通常有以下几种方式：

◆  CDR移植（抗体重构）

利用基因工程技术，将人抗体可变区（V） 中互补性决定区（CDR）AA序列改换成鼠源单抗CDR序列，重构成既具有鼠源性单抗的特异性又保持抗体亲和力的人源化抗体，可以最大限度地降低鼠单抗的异源性。目前该方法是单抗人源化过程中最常用的方法。

◆   特异性决定残基（SDR）移植

通过CDR移植获得的人源化抗体仍可能在患者中引发免疫性抗独特型（anti-Id）反应。为了最大限度地减少抗V区免疫反应，可以通过仅将CDR序列中抗原结合活性所必需的特异性决定残基（SDR）移植到人源抗体框架区上来实现抗体人源化。SDR移植的方法更进一步地提升了抗体人源化程度，并尽可能地减少了鼠源CDR中效应T细胞表位的数量，从而将抗体可变区潜在的免疫原性风险做到最小化。

◆   框架区重构

在CDR移植过程中，对FR进行的筛选选择与鼠源抗体序列最相似的人FR基因序列使该抗体具有更高的活性。FR的修饰包括表面重塑与糖基化修饰两方面：表面重塑即将鼠源抗体FR表面氨基酸残基进行人源化，而这些氨基酸残基在免疫应答中并不能起到重要作用；糖基化修饰即改变原有的糖基化位点，从而使抗体的作用效力更高。框架区重构可得到亲和活性明显提升的抗体，是重构抗体中经常用到的手段。

◆   其他

定向筛选或链替换抗体库技术，利用噬菌体展示的方法，将鼠源抗体重轻链V区结构域分别顺序或平行地替换为人源化的。

非人源抗体具有较强的免疫原性，可能会引起人体免疫反应，导致治疗的不良反应。而人源化抗体具有更低的免疫原性，更接近人体内天然的抗体，故可以提高药物的药效和安全性。人源化抗体为人类疾病的治疗提供了广阔的思路，并已经成功地用于治疗多种疾病，包括癌症、自身免疫性疾病和感染性疾病等。此外，人源化改造后的抗体也能更好地应用于临床细胞药物的研发。

图1：CD3单抗纯度检测：HPLC纯度>95%

图2：CD3单抗纯度检测：SDS-PAGE

图4：CD3单抗有效促进T细胞增殖