淺談基因工程抗體藥物

李淑娟

摘 ? 要：隨著基因工程技術(shù)的發(fā)展和對抗體基因結(jié)構(gòu)的深入研究，開發(fā)了第三代抗體—基因工程抗體，被廣泛用于疾病的臨床診斷、治療和預(yù)防等領(lǐng)域。主要介紹基因工程抗體藥物的研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：人源化抗體;小分子抗體;抗體融合蛋白

基因工程抗體是利用基因工程方法，對編碼抗體的基因進(jìn)行重組、缺失、修改改型等，構(gòu)建載體，在受體細(xì)胞中表達(dá)的新型抗體，保留了天然抗體的特異性和主要活性，去除了無關(guān)結(jié)構(gòu)，降低或消除了人體對抗體的排斥反應(yīng);且分子較小，穿透力強(qiáng)，更容易達(dá)到病灶的核心部位，因此，它比天然抗體更有潛在的應(yīng)用前景[1]。

1 ? ?人源化抗體

1.1 ?嵌合抗體

嵌合抗體（Chimeric Antibody）是應(yīng)用DNA重組技術(shù)將鼠源單抗的V區(qū)基因與人免疫球蛋白的C區(qū)基因拼接后，構(gòu)建成人-鼠嵌合的基因，插入適當(dāng)質(zhì)粒，導(dǎo)入骨髓瘤細(xì)胞中表達(dá)產(chǎn)生的抗體，屬第一代人源化抗體。由于嵌合抗體保持鼠源性單克隆抗體的抗原結(jié)合特異性，對人的免疫原性大幅度下降了，因此，在臨床上具有良好的應(yīng)用前景。1997年，第一個(gè)人源化單抗Rituxan經(jīng)FDA批準(zhǔn)上市，它是一個(gè)抗CD20的人鼠嵌合抗體，用于治療非何杰氏惡性淋巴瘤。

1.2 ?改型抗體

改型抗體（Reshaped Antibody，RAb），又稱“CDR移植抗體”，是利用基因工程技術(shù)，將人抗體可變區(qū)中互補(bǔ)性決定區(qū)（Complementarity Determining Region，CDR）氨基酸序列改換為鼠源單抗CDR序列，屬于第二代人源化抗體。這種抗體可以使人單抗具有鼠源性單抗的特異性又保持人源抗體親和力。改型抗體分子中鼠源部分只占很小比例，僅有9%的序列來源于鼠源單抗，可基本消除免疫原性。目前，抗體分子的人源化雖然取得了很大進(jìn)展，但是改形抗體遇到的最大問題是抗體親和力下降或喪失活性，原因可能是人抗體分子的框架區(qū)中的一些氨基酸與鼠抗CDR區(qū)不協(xié)調(diào)。

2 ? ?小分子抗體

2.1 ?Fab抗體

Fab片段由重鏈可變區(qū)VH區(qū)及第一恒定區(qū)CH1功能區(qū)與整個(gè)輕鏈以二硫鍵連接而成，主要發(fā)揮抗體的抗原結(jié)合功能。Fab抗體是對Fab段進(jìn)行改造而獲得的基因工程抗體，即將抗體重鏈V區(qū)和CH1功能區(qū)的cDNA與輕鏈的cDNA連接，克隆到表達(dá)載體后，在大腸桿菌等宿主中表達(dá)得到的小分子抗體。這種抗體屬于單價(jià)抗體，只能結(jié)合一個(gè)抗原表位，其大小為完整IgG的1/3，易于穿過血管壁和組織屏障進(jìn)入病灶，免疫原性強(qiáng)，可作為載體分子偶聯(lián)多種藥物及放射性同位素等用于腫瘤等疾病的導(dǎo)向性診斷和治療，也可進(jìn)一步加工改造用于制備基因工程F（ab’）2抗體形式。屈芫等[2]構(gòu)建了抗hPRLR人源Fab抗體庫，篩選并鑒定了1株抗hPRLR Fab抗體的克隆，hPRLR特異性Fab抗體的獲得為高表達(dá)PRLR乳腺癌的生物免疫治療奠定了基礎(chǔ)。

2.2 ?單鏈抗體

單鏈抗體（single chain antibody，scFv）是具有完整抗原結(jié)合活性的最小功能片段，是在DNA水平上將輕、重鏈可變區(qū)基因用一段適當(dāng)?shù)墓押塑账徭湥╨inker）連接起來，使之在適當(dāng)?shù)纳矬w中表達(dá)成為一條單一的肽鏈，并折疊成只由重鏈和輕鏈可變區(qū)構(gòu)成的一種新型抗體。scFv分子質(zhì)量小，沒有Fc片段，表現(xiàn)出了更好的組織穿透力，其藥代動(dòng)力學(xué)優(yōu)于Fab抗體或IgG等完整抗體。單鏈抗體的優(yōu)點(diǎn)是可通過包含體大量表達(dá)、易于基因工程操作，尤其易于構(gòu)建抗體融合蛋白;親和力高、特異性好;免疫原性低，用于人體幾乎不會(huì)產(chǎn)生抗鼠反應(yīng);分子小、無Fc端，對腫瘤組織的穿透力強(qiáng)，可作為毒素、藥物、放射性核素、細(xì)胞因子導(dǎo)向腫瘤的潛力分子。朱小影等[3]成功表達(dá)并純化了抗慢性粒細(xì)胞白血病（CML）人源化單鏈抗體hscFv，經(jīng)檢測可與K562細(xì)胞表面抗原特異性結(jié)合，為其進(jìn)一步應(yīng)用于CML的臨床分子診斷和生物靶向治療提供了依據(jù)。倪長偉等[4]成功表達(dá)抗多藥耐藥相關(guān)蛋白3（MRP3）的單鏈抗體（scFv）與人源可溶性腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體（sTRAIL）的融合蛋白質(zhì)，該融合蛋白具有誘導(dǎo)U251多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞凋亡的活性，為開發(fā)靶向性抗腫瘤藥物奠定了基礎(chǔ).

2.3 ?二硫鍵穩(wěn)定抗體

二硫鍵穩(wěn)定抗體（disulfied stablized Fv，dsFv）是在單鏈抗體基礎(chǔ)上開發(fā)的新型基因工程抗體，它是將抗體重鏈可變區(qū)（VH）和輕鏈可變區(qū)（VL）的各一個(gè)氨基酸殘基突變?yōu)榘腚装彼?，然后通過鏈間二硫鍵連接VH和VL形成的抗體。楊瑞梅等[5]構(gòu)建、表達(dá)了抗狂犬病病毒（RV）的人源二硫鍵穩(wěn)定單鏈抗體（dsFv），經(jīng)檢測具有良好的RV結(jié)合活性和體內(nèi)外中和活性，有可能被用于暴露后狂犬病的預(yù)防。

2.4 ?單域抗體

單域抗體（Single Domain Antibody，SDA）是只含有V區(qū)的小分子抗體，即只有VH或VL一個(gè)功能結(jié)構(gòu)域，其分子質(zhì)量僅為完整抗體分子的1/12。與Fab、scFv相比，其制備簡單;分子小，更容易穿過靶組織，可有效地進(jìn)入完整抗體無法到達(dá)的靶位點(diǎn)，如病毒的“峽谷”及腫瘤等，但親和力大幅度下降，非特異性吸附有所增加。

2.5 ?雙特異性抗體

雙特異性抗體又稱雙功能抗體（Bifunction Alantibody，BFA），是指具有兩種抗原結(jié)合特性的抗體?？贵w的兩個(gè)抗原結(jié)合部位分別結(jié)合兩個(gè)不同的抗原，即結(jié)構(gòu)上是雙價(jià)的、功能上是單價(jià)的。目前研究較多的基因工程雙特異性抗體是將同一抗體的VH和VL區(qū)分布在不同的肽鏈上，構(gòu)成兩種交聯(lián)的scFv，即VHB-linker-VLA和VHA-linker-VLB。單獨(dú)的scFv鏈不具備結(jié)合抗原的活性，它們從大腸桿菌共分泌后形成的異二聚體，則可同時(shí)識(shí)別并結(jié)合兩種特異性抗原[6]。在制備抗體藥物時(shí)，抗體的一個(gè)臂與靶細(xì)胞表面抗原結(jié)合，另一個(gè)臂與效應(yīng)物（藥物、酶或放射性核素等）結(jié)合，從而將功能效應(yīng)物直接導(dǎo)向靶細(xì)胞，用于疾病的診斷和治療，具有廣泛的應(yīng)用前景。

3 ? ?抗體融合蛋白

抗體融合蛋白是指利用基因工程技術(shù)將抗體分子片段與其他蛋白融合的產(chǎn)物，如抗體酶、免疫毒素、免疫細(xì)胞因子、免疫黏附素等，它們在治療中有著良好的應(yīng)用前景。這種抗體融合蛋白有多種不同的構(gòu)建方式，如將scFv與某些細(xì)胞膜蛋白融合，可形成嵌合受體，賦予特定細(xì)胞結(jié)合某種抗原的能力;將Fab或scFv與其他生物活性蛋白（細(xì)胞因子、酶、毒素等）融合，就可將特定的生物學(xué)效應(yīng)物導(dǎo)向靶部位;將非抗體蛋白與抗體分子的Fc段融合，可改善其藥物動(dòng)力學(xué)特性，并可使某些生物學(xué)活性與抗體的生物學(xué)效應(yīng)功能聯(lián)結(jié)在一起。李紅等[7]構(gòu)建了抗日本血吸蟲單克隆抗體NP11-4單鏈抗體和綠膿桿菌外毒素衍生物PE38KDEL的融合基因，表達(dá)獲得scFv-PE38KDEL，經(jīng)鑒定該免疫毒素與血吸蟲可溶性蟲卵抗原有較好的結(jié)合活性，為血吸蟲病治療提供了一條新思路。Bruell等[8]制備了抗EGFR的425（scFv）-ETA融合蛋白，其可抑制移植了人胰腺癌細(xì)胞的裸鼠體內(nèi)癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和腫瘤生長。Heuser等[9]構(gòu)建了抗黏蛋白的scFv-Fc-IL-2融合蛋白，發(fā)現(xiàn)該融合蛋白能同時(shí)結(jié)合MUCI+腫瘤細(xì)胞和CD25+免疫效應(yīng)細(xì)胞。體外實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，該融合蛋白能刺激活化的T細(xì)胞增殖，介導(dǎo)NK細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的殺傷。付勇等[10]構(gòu)建了抗肝癌scFv-RC-Rnase融合基因，并在大腸桿菌中獲得有效表達(dá)，獲得人源化抗肝癌單鏈抗體與牛蛙核糖核酸酶的融合蛋白—抗體酶，為進(jìn)一步進(jìn)行肝癌的導(dǎo)向治療研究奠定了基礎(chǔ)。

4 ? ?結(jié)語

隨著分子生物學(xué)、分子免疫學(xué)的發(fā)展及噬菌體抗體庫技術(shù)的成熟，越來越多的新型抗體分子將被創(chuàng)造出來。各種形式的基因工程抗體的成功制備，將為抗體藥物的臨床應(yīng)用提供更廣闊的前景。

[參考文獻(xiàn)]

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