摘 要：基因工程抗體是繼多克隆抗血清和細胞工程抗體（雜交瘤單克隆抗體）之后出現的第三代抗體?；蚬こ炭贵w是按人類設計所重新組裝的新型抗體分子，可保留或增加天然抗體的特異性和主要生物學活性，去除或減少無關結構，從而可克服單克隆抗體在臨床應用方面的缺陷?，F已廣泛應用于疾病的臨床診斷、預防、基礎理論研究等領域。本文介紹了基因工程抗體的分類及其研究進展。

關鍵詞：基因工程抗體;抗體;發(fā)展

1簡介

抗體已廣泛應用于生物醫(yī)學領域中，其制備技術經歷了從多克隆抗血清、雜交瘤單克隆抗體到基因工程抗體等3個發(fā)展階段。以抗原免疫高等脊椎動物制備的多克隆抗體為第一代抗體;通過雜交瘤技術生產的只針對某種特定抗原決定簇的單克隆抗體為第二代抗體;應用重組DNA技術或是基因突變的方法改造某種抗體基因的編碼序列而產生自然界中原本存在的抗體蛋白質分子稱為第三代抗體，即基因工程抗體。

第一代抗體藥物源于動物多價抗血清，主要用于一些細菌感染性疾病的早期被動免疫治療。雖然具有一定療效，但異源性蛋白引起的較強的人體免疫反應限制了這類藥物的應用，因而逐漸被抗生素類藥物所代替。

第二代抗體藥物是利用雜交瘤技術制備的單克隆抗體及其衍生物。單克隆抗體由于具有良好的均一性和高度的特異性，因而在實驗研究和疾病診斷中得到了廣泛應用。1986年，美國FDA批準了世界上第一個單抗治療性藥物——抗CD3單抗OKT3進入市場，用于器官移植時的抗排斥反應。此時抗體藥物的研制和應用達到了頂點。隨著使用單抗進行治療的病例數的增加，鼠單抗用于人體的毒副作用也越來越明顯。由于大多數單抗均為鼠源性，在人體內反復應用會引起人抗鼠抗體（HAMA）反應，從而降低療效，甚至可引起過敏反應。

近年來，由于雜交瘤單克隆抗體的一些缺陷，在80年代早期，人們開始利用基因工程制備抗體，以降低鼠源抗體的免疫原性及其功能，抗體藥物的研發(fā)進入了第三代，即基因工程抗體時代。主要包括兩部分：一是對已有的單克隆抗體進行改造，包括單克隆抗體的人源化（嵌合抗體、人源化抗體）、小分子抗體以及抗體融合蛋白的制備;二是通過抗體庫的構建，使抗體不需抗原免疫即可篩選并克隆新的單克隆抗體。經過多年的發(fā)展，抗體藥物已經在惡性腫瘤、自身免疫病等重大疾病的治療中占據了重要的位置，是當前生物藥中復合增長率最高的一類藥物。

2基因工程抗體的分類

基因工程抗體主要分為人源化改造抗體藥物和小分子抗體藥物。前者包括嵌合抗體、人源化和完全人源化抗體。近年來，人源化及全人抗體發(fā)展迅速，以其低排斥反應等優(yōu)點成為抗體藥發(fā)展的主要趨勢。后者主要為單鏈抗體、雙特異性抗體（BsAb， Bispecific antibody）、納米抗體及人源Fab片段等。這些抗體分子量小、組織穿透力強，便于進入病灶的核心部位。

2.1人源化抗體

2.1.1人-鼠嵌合抗體

人-鼠嵌合抗體是最早制備成功的基因工程抗體。它是由鼠源性抗體的可變區(qū)基因與人抗體的恒定區(qū)基因拼接為嵌合基因，然后插入載體，轉染宿主細胞表達的抗體分子。因其減少了鼠源成分，從而降低了鼠源性抗體引起的不良反應，并有助于提高療效。但這種抗體仍存在20%-30%的鼠源成分，在實際應用中仍可刺激機體產生較強的抗獨特型反應。

2.1.2改型抗體

改型抗體也稱為人源化抗體、CDR（Complementarity Determining Region互補決定區(qū)）植入抗體。將鼠源單抗的CDR移植至人源抗體可變區(qū)，替代人源抗體CDR，使人源抗體獲得鼠源單抗的抗原結合特異性，同時進一步解決鼠抗體對人產生的免疫原性問題，但人源化抗體經常達不到原有鼠源單抗的親和力。

2.1.3全人源抗體

全人源抗體（All-Human Antibodies），是指組成抗體的氨基酸序列100%是來自于人的抗體。采用基因敲除術將小鼠免疫球蛋白基因敲除，代之以人免疫球蛋白基因，然后用抗原免疫小鼠，再經雜交瘤技術即可產生大量全人源抗體，不包含任何鼠源成分。

天然全人源單克隆抗體的主要特點：不僅基因序列100%是人的，而且其親和力和特異性是經過人體的免疫耐受環(huán)境下選擇而成熟的，以人免疫耐受為指導進行表位選擇，理論上對人體自身無免疫原性，抗體重鏈和輕鏈是天然原生配對組合，稱之為天然全人源抗體。毫無疑問，天然全人源抗體，將在臨床應用上給予患者最大的安全性保證。

自從Humira這首款全人源的單抗在2002年獲批以來，全人源抗體正在變得越來越常見。目前主要的全人源抗體技術包括抗體庫展示技術和轉基因動物技術。

2.2小分子抗體

2.2.1單鏈抗體

單鏈抗體是在DNA水平上將輕、重鏈可變區(qū)基因用一段適當的寡核苷酸鏈連起來，使之在適當的生物體中表達成為一條單一肽鏈，稱為單鏈抗體。單鏈抗體具有其優(yōu)越性：通過細菌發(fā)酵生產，成本低;分子量小，實體組織穿透力比完整抗體強，但抗原結合活性相同;特異性好，有利于對腫瘤等疾病的治療等。

2.2.2雙特異性抗體

將識別效應細胞的抗體和識別靶細胞的抗體聯(lián)結在一起，制成雙功能性抗體，稱為雙特異性抗體。雙特異性抗體擁有2個特異性抗原結合位點，可同時作用于靶細胞和功能細胞（一般為T細胞），進而增強對靶細胞的“殺傷力”。雙特異性抗體的制備主要有雙雜交瘤細胞法、化學偶聯(lián)、重組基因制備等方法。目前在免疫診斷、腫瘤放射顯影、腫瘤殺傷等方面已有一定應用。

3基因工程抗體藥物發(fā)展現狀

3.1單克隆抗體發(fā)展

目前，單克隆抗體藥物的生物學功能主要體現在抑制腫瘤生存的關鍵分子、激活針對腫瘤的免疫固有性和適應性、抗體偶聯(lián)細胞毒藥物三個方面。單克隆抗體藥物的靶點主要集中在 HER2、TNF-α、CD20、PD-1 /L1、VEGF以及CD3等。

自1986年FDA批準第一個治療性單克隆抗體藥物以來，單克隆抗體藥物從靶點開發(fā)到技術改進，從臨床研究到商業(yè)化策略，各個方面均日趨成熟，已經成為醫(yī)藥領域的主流新秀。目前共有上百個國家/地區(qū)競逐單克隆抗體藥物市場，其中藥物研發(fā)和商業(yè)化數量排名前十的國家/地區(qū)主要為美國、中國、瑞士、日本、韓國、英國、德國、加拿大、印度和法國。截止2018年10月，總部位于美國的企業(yè)在單克隆抗體藥物研發(fā)和商業(yè)化方面遙遙領先，單克隆抗體藥物數量高達761個，已上市的藥物有 64個;而總部位于我國（不含臺灣）的企業(yè)的單克隆抗體藥物有359個，數量排名第二，但是已上市的藥物僅有8個。

全球單克隆抗體藥物市場規(guī)模約千億美元，近10年來仍保持10%以上的增速，高于醫(yī)藥行業(yè)5%～6%的平均增速水平，美國是全球最大的單克隆抗體藥物研發(fā)基地。PD-1 /L1藥物、抗體Fc融合蛋白藥物等有廣闊的市場前景，多特異性抗體、抗體偶聯(lián)藥物正逐步進入全新的發(fā)展階段。

3.2雙特異性抗體發(fā)展

相比單抗，雙特異性抗體的兩個重鏈可變區(qū)可以識別2個不同細胞起到橋接作用，或者識別同一抗原的2 個表位，增強信號。橋接作用是單抗無法實現的。普通單抗的2個fab臂特異性相同，只能結合單一靶點，限制了其在某些領域的應用，如腫瘤、自身免疫疾病等需阻斷多重信號通路避免代償效應，對于病毒感染疾病由于病毒的高突變率常需要結合多抗原位點組織病毒逃逸，因此借助DNA重組和蛋白質工程技術手段構建的雙特異性抗體成為抗體藥物新的研究方向之一。目前雙特異性抗體的臨床開發(fā)主要集中于癌癥和炎性疾病，主要作用機制是同時干涉病理生理過程的不同靶標，從而提高療效。除癌癥外，非癌癥性疾病也一直是雙特異性抗體臨床開發(fā)的重點。

此外，雙特異性抗體開始探索在癌癥和炎癥性疾病以外的其他疾病領域的應用。糖尿病和艾滋病毒感染的雙特性抗體，開始進入一期臨床試驗。一些針對病毒和細菌感染、阿爾茨海默病、骨質疏松癥和再生醫(yī)學，開始了臨床前研究。緊跟國際研發(fā)腳步，國內諸多研發(fā)公司近年來開始布局這一領域。

雙特異性抗體作為新興的抗體種類，被視為腫瘤和癌癥治療前瞻性備選藥物，目前其在技術和產業(yè)化上仍存在一定的技術難點。全球生物技術公司大量投資雙特異性抗體藥物的開發(fā)途徑，希望打開通向癌癥治療“新大陸”的新航線。

4展望

基因工程抗體的研究已使抗體制備技術進入了一個全新的時代，抗體已廣泛應用到自身免疫性疾病、感染性疾病、腫瘤、血液性疾病等多方面的診斷和治療。隨著分子生物學和免疫學技術的不斷發(fā)展，可以預見基因工程抗體的廣闊應用前景，也勢必將會對人類的生活起到更大的促進作用。

參考文獻：

[1] 岳雅麗，尹駿，高向東，姚文兵.雙特異性抗體藥物在腫瘤治療領域的研究進展[J].中國藥科大學學報，2019，50（03）：289-298.

[2] 高倩，江洪，葉茂，郭文娟.全球單克隆抗體藥物研發(fā)現狀及發(fā)展趨勢[J].中國生物工程雜志，2019，39（03）：111-119.

[3] 張夢筱， 朱建偉， 路慧麗. 抗體藥物表達技術最新進展[J]. 生物工程學報， 2019， 35（02）：6-17.

[4] 杜鈺瀟.單克隆抗體的發(fā)展與應用[J].中國新通信，2019，21（08）：241-243.

[5] 房世娣，毛曉燕.雙特異性抗體的結構及應用研究進展[J].微生物學免疫學進展，2018，46（02）：72-78.

[6] 吳丹青，吳辰冰.雙特異性抗體技術及其臨床應用進展[J].藥學進展，2017，41（09）：653-661.

[7] 張世雄.抗腫瘤抗體藥物研究現狀與前景[J].化工管理，2017（35）：108.

[8] 袁慶云，侯維花，孫祖俊，于敏.雙特異性抗體藥物在抗腫瘤治療中的應用[J].藥物生物技術，2017，24（06）：541-544.

[9] 曲藝， 李志勇， 繆朝玉. 抗體的發(fā)展過程及臨床應用[J]. 藥學實踐雜志， 2017（4）.

[10] 許卓斌，王旻.抗體與抗體藥物的前世今生[J].自然雜志，2016，38（04）：271-277.

[11] Rodgers. K.R. Chou. R.C. Therapeutic monoclonal antibodies and derivatives： Historical perspectives and future directions.Biotechnology Advances， 2016，34（6）： 1149-1158.

[12] 王佑富， 袁錫彬， 張娟. 單克隆抗體仿制藥的發(fā)展現狀及建議[J]. 中國新藥雜志， 2015（10）.

[13] 曾靜，郭亞軍，方毅.雙特異性抗體在腫瘤免疫治療中的研究進展[J].現代醫(yī)學，2014，42（05）：589-592.

[14] 王旻. 治療性抗體藥物研究與發(fā)展趨勢[J].藥物生物技術. 2011（02）.

[15] 孔君，劉箐，韓躍武，王天昌，劉金芝.單克隆抗體制備技術的最新進展及應用前景[J]. ?免疫學雜志. 2011（02）.

[16] 鄺貞結.基因工程重組抗體技術的研究進展[J].廣東畜牧獸醫(yī)科技，2010，35（05）：3-6.

作者簡介：

江萍，出生年月：1986.10，性別：女，民族：漢，籍貫（精確到市）：江蘇省揚州市，當前職務：主管工程師，學歷：本科 目前是同等學力申碩，研究方向：生物化學工程.