非人源性抗体进入人体内会引起严重的机体排异反应,进而影响抗体在临床应用时的安全性和治疗效果,因此需要对抗体进行人源化改造,降低抗体的异源性,并且使其特异性和亲和力保持不变。
抗体每个可变区含有三个氨基酸顺序超变区,这些超变区是抗原的结合位点,与抗原决定簇结构互补,被称为抗体互补决定区(CDR),CDR的氨基酸序列和空间结构有多态性,是决定抗体的持异性和亲和力的关因素。可变区里其他氨基酸作为骨架支持部分,称为框架残基(Framework Residue,FR),不与抗原直接接触,氨基酸序列和空间结构相对保守,为维持抗体典型的三维结构提供骨架,间接影响抗体的特异性和亲和力,抗体恒定区和抗体可变区FR在进化过程中相对保守,貝有种属特异性,是引起机体排异反应的主要因素。因此抗体人源化改造的基本原理是:保留抗体保守序列为人源序列,降低机体排斥反应,将与抗原结合的区域替换为动物免疫后产生的抗体的序列,维持抗体的特异性和亲和力。
抗体人源化改造需要使用基因工程手段,因此人源化抗体属于基因工程抗体,根据抗体序列更改程度可将人源化抗体分为嵌合抗体、改型抗体、全人源化抗体。
嵌合抗体,指将异源抗体的可变区与人源抗体的恒定区结合,例如人鼠嵌合抗体。
改型抗体,又称CDR移植抗体(CDR grafting antibody),采用CDR移植的方法对抗体进行初步人源化改造,即将非人源抗体的6个CDR区移至人源骨架上,由于人源FR骨架区会间接影响抗体的特异性和亲和力,在CDR移植的基础上,进一步对进一步对人源FR骨架区的个别氨基酸残基进行调整,进一步提高CDR移植抗体的特异性和亲和力。
全人源抗体,抗体的全部序列均为人源序列,利用抗体库技术实现,主要抗体库技术是噬菌体展示和核糖体展示技术。
抗体库技术获得全人源化抗体的基本方法:选择亲本鼠单抗的一个可变区轻链(或重链)基因与人抗体的一个可变区重链(或轻链)基因的文库配对构建成“鼠一人杂合抗体库",用相应的抗原,筛选能产特异性结合抗体的克隆,即可得到能与亲本鼠单抗可变区配,对组成有特异性结合能力的Fv片段的人的重链(或轻链)可变区基因,再与另一条人抗体可变区轻链(或重链)组合,构建人抗体库,再次使用抗原筛选,即可获得特异性与鼠源亲本抗体完全相同的人源抗体。
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