淺談基因工程抗體藥物

李淑娟

摘 ? 要：隨著基因工程技術的發展和對抗體基因結構的深入研究，開發了第三代抗體—基因工程抗體，被廣泛用于疾病的臨床診斷、治療和預防等領域。主要介紹基因工程抗體藥物的研究進展。

關鍵詞：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行重組、缺失、修改改型等，構建載體，在受體細胞中表達的新型抗體，保留了天然抗體的特異性和主要活性，去除了無關結構，降低或消除了人體對抗體的排斥反應;且分子較小，穿透力強，更容易達到病灶的核心部位，因此，它比天然抗體更有潛在的應用前景[1]。

1 ? ?人源化抗體

1.1 ?嵌合抗體

嵌合抗體（Chimeric Antibody）是應用DNA重組技術將鼠源單抗的V區基因與人免疫球蛋白的C區基因拼接后，構建成人-鼠嵌合的基因，插入適當質粒，導入骨髓瘤細胞中表達產生的抗體，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用前景。1997年，第一個人源化單抗Rituxan經FDA批準上市，它是一個抗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，將人抗體可變區中互補性決定區（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中的一些氨基酸與鼠抗CDR區不協調。

2 ? ?小分子抗體

2.1 ?Fab抗體

Fab片段由重鏈可變區VH區及第一恒定區CH1功能區與整個輕鏈以二硫鍵連接而成，主要發揮抗體的抗原結合功能。Fab抗體是對Fab段進行改造而獲得的基因工程抗體，即將抗體重鏈V區和CH1功能區的cDNA與輕鏈的cDNA連接，克隆到表達載體后，在大腸桿菌等宿主中表達得到的小分子抗體。這種抗體屬于單價抗體，只能結合一個抗原表位，其大小為完整IgG的1/3，易于穿過血管壁和組織屏障進入病灶，免疫原性強，可作為載體分子偶聯多種藥物及放射性同位素等用于腫瘤等疾病的導向性診斷和治療，也可進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PRLR乳腺癌的生物免疫治療奠定了基礎。

2.2 ?單鏈抗體

單鏈抗體（single chain antibody，scFv）是具有完整抗原結合活性的最小功能片段，是在DNA水平上將輕、重鏈可變區基因用一段適當的寡核苷酸鏈（linker）連接起來，使之在適當的生物體中表達成為一條單一的肽鏈，并折疊成只由重鏈和輕鏈可變區構成的一種新型抗體。scFv分子質量小，沒有Fc片段，表現出了更好的組織穿透力，其藥代動力學優于Fab抗體或IgG等完整抗體。單鏈抗體的優點是可通過包含體大量表達、易于基因工程操作，尤其易于構建抗體融合蛋白;親和力高、特異性好;免疫原性低，用于人體幾乎不會產生抗鼠反應;分子小、無Fc端，對腫瘤組織的穿透力強，可作為毒素、藥物、放射性核素、細胞因子導向腫瘤的潛力分子。朱小影等[3]成功表達并純化了抗慢性粒細胞白血病（CML）人源化單鏈抗體hscFv，經檢測可與K562細胞表面抗原特異性結合，為其進一步應用于CML的臨床分子診斷和生物靶向治療提供了依據。倪長偉等[4]成功表達抗多藥耐藥相關蛋白3（MRP3）的單鏈抗體（scFv）與人源可溶性腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體（sTRAIL）的融合蛋白質，該融合蛋白具有誘導U251多形性膠質母細胞瘤細胞凋亡的活性，為開發靶向性抗腫瘤藥物奠定了基礎.

2.3 ?二硫鍵穩定抗體

二硫鍵穩定抗體（disulfied stablized Fv，dsFv）是在單鏈抗體基礎上開發的新型基因工程抗體，它是將抗體重鏈可變區（VH）和輕鏈可變區（VL）的各一個氨基酸殘基突變為半胱氨酸，然后通過鏈間二硫鍵連接VH和VL形成的抗體。楊瑞梅等[5]構建、表達了抗狂犬病病毒（RV）的人源二硫鍵穩定單鏈抗體（dsFv），經檢測具有良好的RV結合活性和體內外中和活性，有可能被用于暴露后狂犬病的預防。

2.4 ?單域抗體

單域抗體（Single Domain Antibody，SDA）是只含有V區的小分子抗體，即只有VH或VL一個功能結構域，其分子質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，可有效地進入完整抗體無法到達的靶位點，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合特性的抗體。抗體的兩個抗原結合部位分別結合兩個不同的抗原，即結構上是雙價的、功能上是單價的。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區分布在不同的肽鏈上，構成兩種交聯的scFv，即VHB-linker-VLA和VHA-linker-VLB。單獨的scFv鏈不具備結合抗原的活性，它們從大腸桿菌共分泌后形成的異二聚體，則可同時識別并結合兩種特異性抗原[6]。在制備抗體藥物時，抗體的一個臂與靶細胞表面抗原結合，另一個臂與效應物（藥物、酶或放射性核素等）結合，從而將功能效應物直接導向靶細胞，用于疾病的診斷和治療，具有廣泛的應用前景。

3 ? ?抗體融合蛋白

抗體融合蛋白是指利用基因工程技術將抗體分子片段與其他蛋白融合的產物，如抗體酶、免疫毒素、免疫細胞因子、免疫黏附素等，它們在治療中有著良好的應用前景。這種抗體融合蛋白有多種不同的構建方式，如將scFv與某些細胞膜蛋白融合，可形成嵌合受體，賦予特定細胞結合某種抗原的能力;將Fab或scFv與其他生物活性蛋白（細胞因子、酶、毒素等）融合，就可將特定的生物學效應物導向靶部位;將非抗體蛋白與抗體分子的Fc段融合，可改善其藥物動力學特性，并可使某些生物學活性與抗體的生物學效應功能聯結在一起。李紅等[7]構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，表達獲得scFv-PE38KDEL，經鑒定該免疫毒素與血吸蟲可溶性蟲卵抗原有較好的結合活性，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胞的裸鼠體內癌細胞的轉移和腫瘤生長。Heuser等[9]構建了抗黏蛋白的scFv-Fc-IL-2融合蛋白，發現該融合蛋白能同時結合MUCI+腫瘤細胞和CD25+免疫效應細胞。體外實驗還發現，該融合蛋白能刺激活化的T細胞增殖，介導NK細胞對腫瘤細胞的殺傷。付勇等[10]構建了抗肝癌scFv-RC-Rnase融合基因，并在大腸桿菌中獲得有效表達，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，為進一步進行肝癌的導向治療研究奠定了基礎。

4 ? ?結語

隨著分子生物學、分子免疫學的發展及噬菌體抗體庫技術的成熟，越來越多的新型抗體分子將被創造出來。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用提供更廣闊的前景。

[參考文獻]

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[4]倪長偉，趙辰陽，郎 ? 悅，等.抗MRP3單鏈抗體-sTRAIL融合蛋白誘導U251多形性膠質母細胞瘤凋亡[J].中國生物化學與分子生物學報，2012，28（8）：761-767.

[5]楊瑞梅，楊松濤，王承宇，等.狂犬病人源二硫鍵穩定單鏈抗體融合蛋白的構建及活性檢測[J].微生物學報，2011，51（1）：98-104.

[6]FISCHER N.Bispecific antibodies：molecules that enable novel therapeutic strategies[J].Pathobiology，2007（74）：3-14.

[7]李 ? 紅，朱曉娟，顧春艷，等.抗日本血吸蟲單鏈抗體免疫毒素的構建、表達及生物學活性鑒定[J].中國血吸蟲病防治雜志，2010，22（2）：117-121.

[8]BRUELL D，STOCKER M，HUHN M，et al.The recombinant anti-EGF receptor immunotoxin 425（scFv）-ETA’ suppresses growth of a highly metastatic pancreatic carcinoma cell line[J].Int. J. Oncol.，2003，23（4）：1 179-1 186.

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[10]付 ? 勇，劉彥仿，蘇 ? 勤，等.人源化抗肝癌單鏈抗體與牛蛙核糖核酸酶融合基因的構建及表達[J].生物技術通報，2003，14（5）：353-355.