一、抗体剪裁;一、抗体剪裁;1、抗体的人源化
新的挑战:
改造鼠源McAb基因,综合人—鼠嵌合McAb的优点;
获得特异性高、异源性小的,具有临床应用价值的抗体。
为何要人源化?
相对于“人”杂交瘤细胞系统,“鼠”杂交瘤细胞生长快,产生抗体量大。
鼠McAb用于人体,免疫原性和相对缺乏恒定区依赖的功能效应,使它的应用受到了一定的限制。
改造的必要性:
对鼠源McAb进行蛋白质工程改造,合成人源化单抗。;(1)鼠单克隆抗体恒定区的人源化
将小鼠McAb恒定区用人抗体恒定区代替而拼接成嵌合抗体,既具有抗原结合特异性,又极大地降低了鼠单克隆抗体的异源性。
改造策略和程序:
①克隆鼠McAb可变区基因——从鼠杂交瘤
提取mRNA→可变区基因cDNA文库→表达载体→抗原特异性筛选→可变区基因;
②选择合适的人恒定区基因;
恒定区基因比较保守,易于克隆获得
③重组载体的构建与表达
抗体分子的糖基化和可变区的折叠、链内二硫键形成,
以及重链和轻链相互作用形成正确的立体构象。
常用哺乳类细胞表达系统;CH3
;(2)人改型抗体(互补决定区移植)
问题提出:
人源化嵌合抗体的可变区仍具有抗原性。能诱发人产生抗小鼠抗体,导致过敏反应,需对人源化抗体的可变区再进行改造。
抗体可变区组成:
互补决定区(CDR)和骨架区组成。CDR:识别抗原表位的区域,直接决定了抗体的特异性;骨架区——维持CDR构象
骨架区序列及其立体结构较为保守,是嵌合抗体诱导人抗小鼠抗体的主要原因;
将鼠McAbCDR移植到人McAb的可变区的骨架上,使人McAb获得鼠McAb结合特异性,进一步减少异源性。
互补决定区移植的设计
简单地将CDR序列移植到人源抗体中,甚至完全丧失亲和力。
必须进行互补决定区序列与框架结构的移植设计。;移植设计的原则
将CDR序列和紧邻两侧的骨架序列一起移植;
对骨架区中影响抗原结合部位的aa残基改为鼠源McAb的残基;
人McAb可变区序列的选择:抗体可变区序列数据库分析,选择与鼠单克隆抗体同源性高的人源序列;
保留可变区N末端aa序列,尤其是轻链可变区N末端序列。
将人改型可变区基因与人lg恒定区基因连???,构成完整的人改型基因进行表达。;2、抗体的小分子化改造
小分子抗体?能与抗原结合的抗体小分子V区片段——称~,具识别活性
主要包括4类
Fab抗体:酶水解法:用木瓜水解酶消化抗体可获得2个Fab片段。2条肽链
基因工程方法:在Fab基因表达Fab片段的功能。H链和L链基因分别构建,在2个载体上,共转染细胞,或者构建在一个载体上转染细胞进行表达。
Fv抗体:Fv是由轻链和重链可变区组成的单价小分子,是与抗原结合的最小功能片段。2条肽链
分别构建含H和L可变区基因的载体,共转染细胞,使之各自表达后组装成功能性Fv分子;或在一个载体中H可变区和L可变区基因之间设置终止密码子,分别表达2个小分子片段。
单链抗体(ScFv):将轻链和重链的可变区连接起来的抗体。1条肽链
单价抗体的特点:
优点:分子量小,免疫原性弱、渗透力强,并可用于药物导向、中和毒素等功能。
缺点:无抗体C区,不能介导抗体的其他生物学效应。
双价抗体片段:利用单价抗体片段构建双价单特异性抗体和双价多特异性抗体。;3、双特异性抗体(完整抗体)
双特异性抗体(BsAb)?也称双功能抗体或杂交抗体,为非天然抗体。
2个抗原结合部位,具有不同的特异性
化学结构上是双价的,结合抗原的功能上是单价的;
不同于天然抗体(在化学结构及功能上均是双价的)
BsAb具有双特异性,能交联2种抗原,可介导标记物与靶抗原结合(造影)。
双特异性抗体制备方法
化学交联双特异性抗体:制备单价抗体,双功能交联剂交联。
细胞工程双特异性抗体:通过细胞融合的方法制备双特异性抗体。可将分泌单抗的杂交瘤与经免疫的脾细胞融合,或使两种分泌不同特异性单抗的杂交瘤彼此融合。
基因工程双特异性抗体:体外组装表达分泌型的双特异性抗体。;4、基因工程抗体基因的表达
概述:
蛋白质的表达系统有很多,其中主要包括大肠杆菌、酵母菌、哺乳动物类细胞、昆虫细胞及植物细胞等表达系统。
抗体分子表达:常用大肠杆菌和哺乳类细胞。
大肠杆菌:原核细胞表达系统。
成熟的基因克隆、蛋白表达体系,具有繁殖迅速、易于操作控制等优点。
缺乏蛋白质加工系统,内源性蛋白酶易降解外源蛋白,内毒素导致人体热源反应
仅可用于表达抗体片段,如单链抗体等。
难以表达完成的抗体
哺乳类细胞:真核细胞表达体系,
可完成正确的蛋白质修饰和装配,更接近天然抗体,具有正常的生物活性;
缺点是成本高,操作相对烦琐。;二、蛋白质关键残基嫁接;1987年开始从事化学与生物学的交叉研究,
特别是生物信息学研究,在蛋白质结构预测及分子