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抗體工程技術隨著現(xiàn)代生物技術發(fā)展而逐漸完善，并且是生物技術產(chǎn)業(yè)化的主力軍,，尤其在生物技術制藥領域中占有重要地位,。抗體藥物以其對人體毒副作用小,、天然和高度特異性的療效,，越來越顯示其優(yōu)勢，并且創(chuàng)造出巨大的社會效益和經(jīng)濟效益,。“抗體工程技術領域”文稿介紹了抗體工程技術領域的部分內(nèi)容,。
抗體藥物的研究，其當前發(fā)展主要趨于包括：研究與應用新分子靶點,，抗體的人源化,，抗體藥物的高效化，抗體藥物分子的小型化,，研究具有抗體功能的融合蛋白,。“抗體藥物分類、重要特點和研究與開發(fā)”文稿介紹了抗體藥物分類,、重要特點和研究與開發(fā)的部分內(nèi)容,。
抗體工程技術領域
在21世紀中，生物技術將與信息技術一起共同為全球的經(jīng)濟發(fā)展提供強大的動力,，成為全社會最重要的,，并且可能改變將來工業(yè)和經(jīng)濟格局的技術。抗體工程技術隨著現(xiàn)代生物技術發(fā)展而逐漸完善,，并且是生物技術產(chǎn)業(yè)化的主力軍,，尤其在生物技術制藥領域中占有重要地位?？贵w藥物以其對人體毒副作用小,、天然和高度特異性的療效，越來越顯示其優(yōu)勢,，并且創(chuàng)造出巨大的社會效益和經(jīng)濟效益,。隨著人類全基因組的破譯，相信抗體技術將會有更加廣闊的應用前景,。
1888年,，德國的學者Behring和日本的學者北里用白喉外毒素免疫家兔，在免疫的血清中,，發(fā)現(xiàn)中和細菌外毒素的物質(zhì),，即抗毒素(antitoxins)和免疫血清。隨后其發(fā)現(xiàn)免疫血清能凝聚細菌,，又成為凝集素(agglutinin),。之后其發(fā)現(xiàn)抗毒素和凝集素為同一物質(zhì)，統(tǒng)一稱之為抗體(antibody,Ab),?？贵w作為疾病預防、診斷和治療的制劑已有上百年發(fā)展歷史,。1986年,，一個治療性單抗(OrthocloneOKT3?ofOrthoBiotech,Raritan,NJ)在美國上市，上市以來由開始的微不足道市值增長到2003年的70億,，并且20個針對22種疾病的單抗被批準上市,。還有大約300個單抗現(xiàn)在正處于不同的臨床試驗的階段，其針對的是腫瘤,、自身免疫,、感染、移植排斥,、過敏,、心血管和炎癥等多種疾病。
一,、多克隆抗體
在早期,，傳統(tǒng)的抗體制備的方法是將天然抗原經(jīng)過各種途徑免疫動物，因為抗原性物質(zhì)具有多種抗原決定簇,，所以其可刺激產(chǎn)生多種抗體形成細胞克隆,，合成和分泌抗各種決定簇的抗體分子,，故在血清中實際上是含有多種抗體的混合物，稱這種用體內(nèi)免疫法所獲得的免疫血清為多克隆抗體,，也是第一代抗體,。此技術經(jīng)過長期的實踐，已發(fā)展相當?shù)某墒?，在免疫學診斷中,，例如，其對血型和組織抗原的鑒定有著非常重要意義,，其現(xiàn)在仍然在基礎研究和體外診斷方面進行廣泛應用,。多克隆抗體也可研究與開發(fā)成抗體藥物，例如,，Thymoglobulin是美國Sangstat公司的產(chǎn)品,，1999年，美國FDA批準了Thymoglobulin用于治療腎移植手術的急性排異反應,，2002年,，加拿大也批準了Thymoglobulin。2000年9月,，F(xiàn)DA還批準了Thymoglobulin作為Myelody-splasticSyndrome(MDS)的罕見病用藥,，其是用人的胸腺細胞免疫家兔后純化其中的免疫球蛋白得到的多抗藥物,。
二,、單克隆抗體
1975年，德國的學者Kohler和英國的學者Milstein將小鼠骨髓瘤細胞和經(jīng)過綿羊紅細胞(sheepredbloodcell,，SRBC)免疫的小鼠脾細胞在體外進行兩種細胞的融合,，結果發(fā)現(xiàn)部分形成的雜交細胞既能繼續(xù)在體外培養(yǎng)條件下生長繁殖，又能分泌抗SRBC抗體,，稱這種雜交細胞系為雜交瘤（hybridoma）,。其是由識別一種抗原決定簇的細胞克隆所產(chǎn)生的均一性抗體，故稱之為單克隆抗體,。應用雜交瘤技術可獲得幾乎所有抗原的單克隆抗體,，只要這種抗原能引起小鼠的抗體應答。這種用雜交瘤技術制備的單克隆抗體可視為第二代抗體,。
單克隆抗體由于其純度高,、特異性強，可提高各種血清學的方法檢測抗原的敏感性和特異性,。單克隆抗體的應用,，其大大促進了對各種傳染病和惡性腫瘤診斷的準確性。單克隆抗體亦可用于對各種免疫細胞等組織細胞表面分子的檢測,，這對免疫細胞的分離,、鑒定和分類,，以及研究各種膜表面分子的結構和功能，具有重要意義,。
但是這種單克隆抗體,，其多是由鼠B細胞與鼠骨髓瘤細胞經(jīng)過細胞融合形成的雜交瘤細胞分泌的，屬鼠源性蛋白,，進入人體會引起機體的排異反應,；其完整抗體分子的分子量較大，在體內(nèi)穿透血管的能力較差,；其生產(chǎn)成本較高,。
英國劍橋大學的DrKarpas最近取得突破性的進展，成功地建立了人骨髓瘤細胞系Karpas707H,，其與人B細胞融合后,，能穩(wěn)定高產(chǎn)地分泌全人抗體。此人-人雜交瘤技術克服了以前技術的不足之處,，使人類有可能篩選出由人類免疫系統(tǒng)所產(chǎn)生的最有效的治療性抗體,，建立人類抗體庫，即進行免疫組學或抗體組學的研究,。在疾病的治療中,，此人-人雜交瘤技術將發(fā)揮巨大的作用，其擁有極其廣闊的應用前景,。
三,、基因工程抗體
在現(xiàn)代生物技術研究的早期，鼠單抗有著廣泛應用,。但是由于鼠單抗的免疫原性和另外的副作用,，只有極少數(shù)最后發(fā)展成有效的治療性產(chǎn)品。10多年前,，隨著革命性的基因工程抗體技術應用于鼠免疫球蛋白的人源化改造,，在降低甚至消除人抗鼠抗體反應之后，單抗發(fā)展顯示出了良好的前景,。
在20世紀80年代的初期,，抗體基因的結構和功能的研究成果與重組DNA技術互相結合，產(chǎn)生了基因工程抗體技術,?；蚬こ炭贵w，即按不同的需要,，將抗體的基因進行加工,、改造和重新裝配，然后再導入到適當?shù)氖荏w細胞內(nèi)進行表達的抗體分子,，這也就是第三代抗體,。與單克隆抗體相比,，基因工程抗體具有的優(yōu)點有：通過基因工程技術的改造,，可降低甚至消除人體對抗體的排斥反應,；基因工程抗體的分子量較小，可部分降低抗體的鼠源性,，更加有利于穿透血管壁,，進入病灶的核心部位,；根據(jù)疾病的類型和部位，制備新型抗體,；可采用原核細胞,、真核細胞和植物等多種表達方式，大量表達抗體分子,，大大降低生產(chǎn)成本,。
另外，有繼雜交瘤技術之后又一突破性進展的用于制備新型抗體的噬菌體抗體庫技術,。采用噬菌體抗體庫技術篩選抗體不必進行動物免疫,，易于制備稀有抗原的抗體及篩選全人源性抗體、高親和力抗體,。同時也將抗體工程的研究推向了新高潮,。在噬菌體抗體庫的基礎上，在近幾年,，又發(fā)展了核糖體展示抗體庫技術,。核糖體展示抗體庫技術代表了抗體工程的將來發(fā)展趨勢。
各種形式的基因工程抗體的成功制備和應用,，將抗體藥物的研制帶入快速發(fā)展新時期,。自1984年第一個基因工程抗體人-鼠嵌合抗體誕生以來，新型基因工程抗體紛紛出現(xiàn),，例如，有人源化抗體,、單價小分子抗體（Fab,、單鏈抗體、單域抗體,、超變區(qū)多肽等）,、多價小分子抗體（雙鏈抗體、三鏈抗體,、微型抗體）,、某些特殊類型抗體（雙特異抗體、抗原化抗體,、細胞內(nèi)抗體,、催化抗體,、免疫脂質(zhì)體）和抗體融合蛋白（免疫毒素、免疫粘連素）等,。
四,、抗體組藥物
近幾年來，科技界陸續(xù)提出了免疫基因組學,、腫瘤免疫組學,、免疫組學、抗原組學,、抗原表位組學等新概念,。這些概念的提出，表示繼基因組,、蛋白質(zhì)組之后在科學上又一個新領域的產(chǎn)生,；對生物技術來說，基因組研究的應用,，通過抗原表位組學,、抗體組學和
抗原表位組學與抗體組學是建立在基因組學和蛋白組學基礎上的新興領域，正在成長為繼基因組和蛋白組后的科學熱點,。應用相關的學科的最新成就,，結合相關的技術，經(jīng)過建立抗原表位庫和抗體庫,，高通量篩選抗原靶標和抗原表位,，可大大加速診斷、治療藥物靶標的篩選和研究與開發(fā)的進程,。
抗體組藥物是在基因工程藥物,、基因組藥物和傳統(tǒng)的抗體藥物的研究與開發(fā)的基礎上，應用基因組學,、蛋白質(zhì)組學,、免疫組學、抗體組學,、抗原表位組學和系統(tǒng)生物學的最新成果來研制抗體藥物,。抗體組藥物與傳統(tǒng)的抗體藥物的研制相比,，抗體組藥物研制是以高通量,、整體化、信息化和系統(tǒng)化為特點,，這樣一方面可以大大提高抗體藥物的研究與開發(fā)的速度,，縮短藥物的研究與開發(fā)的周期，另一方面由于抗體組藥物的篩選應用了基因芯片,、蛋白芯片和組織芯片等技術,，既可獲得廣譜的抗體藥物,，又可獲得個性化的抗體藥物。
基因組學和蛋白質(zhì)組學的開展,，使抗體組學的研究所需要的蛋白質(zhì)群大量涌現(xiàn),，并且使抗體組學的研究所需要的蛋白質(zhì)群被發(fā)現(xiàn)和鑒定，尤其是與疾病相關基因的鑒定和與疾病相關蛋白的研究,，為研制疾病診斷和疾病治療性的抗體,，提供了有價值的靶標。分子克隆技術水平的提高,，高通量蛋白表達復性和純化技術的成熟,，可快速大量制備免疫與篩選抗體所需要的抗原。小鼠單克隆抗體,、大鼠單克隆抗體,、兔單抗技術、全人抗體技術,，以及大容量的抗體庫的構建和篩選技術,，可高通量制備抗體。生物芯片技術（組織芯片,，蛋白芯片和基因芯片）的產(chǎn)生與推廣,，解決了抗體大規(guī)模篩選的問題。單抗藥物和基因工程藥物的大規(guī)模生產(chǎn)技術,，以及抗體藥物臨床前和臨床試驗等系列的研究規(guī)范的實施,，為抗體組藥物的生產(chǎn)、鑒定和安全性與有效性的評價鋪平了道路,。
抗體藥物的分類,、重要特點和研究與開發(fā)
抗體藥物的研究，其當前發(fā)展主要趨于包括：研究與應用新分子靶點,，抗體的人源化,，抗體藥物的高效化，抗體藥物分子的小型化,，研究具有抗體功能的融合蛋白,。
一、抗體藥物的分類
就分子的構成來看,，抗體藥物可分3類：抗體或抗體片段，完整的抗體包括嵌合抗體,、人源化抗體和人抗體,，抗體片段包括Fab,Fab’,scFv等；抗體偶聯(lián)物或稱免疫偶聯(lián)物,，其由抗體或抗體片段與“彈頭”物質(zhì)連接而成,，可用作“彈頭”的物質(zhì)有放射性核素,、化療藥物與毒素，這些“彈頭”物質(zhì)與抗體連接,，分別構成放射免疫偶聯(lián)物,、化學免疫偶聯(lián)物與免疫毒素；融合蛋白,，其由抗體片段和活性蛋白兩個部分構成,。
二、抗體藥物的重要特點
抗體藥物所的重要特點：
?。?）抗體藥物的特異性
針對特定的單一抗原表位,，具有高度的特異性，這是抗體藥物發(fā)揮治療作用的重要基礎,。對于抗腫瘤抗體藥物的研究表明,，其特異性主要表現(xiàn)為特異性結合、選擇性殺傷靶細胞,、體內(nèi)靶向性分布和具有更加強的療效,。
（2）抗體藥物的多樣性
抗體藥物的多樣性主要表現(xiàn)在靶抗原的多樣性,、抗體結構的多樣性和作用機制的多樣性等方面,。
（3）制備抗體藥物的定向性
抗體藥物可定向制造,，即根據(jù)需要,，制備具有不同的治療作用的抗體藥物?？贵w藥物是針對特定的分子靶點定向制造的,。可針對特定的靶分子,，定向制備相應的抗體,，也可根據(jù)需要選擇相應的“效應分子”，制備相應的免疫偶聯(lián)物或融合蛋白,。
三,、抗體藥物的研究與開發(fā)
抗體藥物的研究與開發(fā)的要緊之處主要包括：靶分子的挑選，抗體人源化和人抗體制備,，抗體基因克隆和抗體庫構建,，抗體高通量大規(guī)模的篩選技術，抗原表位的預測,、模建和分析技術,，抗原-抗體相互作用的立體構型模建，抗體體外親和力成熟，各種增加抗體效應功能的技術,，動物模型反應與人體反應一致性,，抗體高效表達載體構建和動物細胞規(guī)模化培養(yǎng)技術,，等等,。
抗體的能區(qū)分抗原分子的微小的差別和能阻斷炎癥介質(zhì)等特點，使其能在多種疾病的治療中進行應用,。
