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人源化抗体已经持续多年占领了市场将近一半的克隆抗体
发布时间:2019-02-25   点击次数:516次
   人源化抗体已经持续多年占领了市场将近一半的克隆抗体。
  目前治疗性抗体发现的常规策略是:首先从免疫的小鼠取得高亲和力和生理活性的杂交瘤单抗,然后通过抗体可变区基因克隆获得其蛋白序列,进而通过抗体的人源化改造获得人源化抗体。
  由于抗体人源化的改造涉及抗体氨基酸序列甚至结构的变化,如何在人源化过程中既保持或基本保持其鼠抗或嵌合抗体形式对抗原的亲和力,特异性,生理学活性,又同时不影响其药物可开发性(developbility, 通常表现为表达水平,理化性质,稳定性等),是一门精妙而富有艺术的学问。
  人源化抗体与选定Framework供体有关。
  在CDR移植技术的发展过程中,人们对于供体Framework的选定有不同的方法。人们早采用直接把鼠源CDR移植到一些已知结构的人源抗体中,其中并不考虑鼠源抗体与人源抗体在序列上的同源性。但是这种方法得到的移植后抗体往往亲和力较鼠抗或嵌合抗体有明显的下降。这使人们认识到不同人源抗体Framework对被移植的CDR结构的支持作用是不一样的。进而人们考虑选择与鼠抗同源性较高的人抗体Framework序列作为移植供体,这种方法被称为Best Fit策略。如前所述,除了比较序列一级结构的同源性,可以在选定供体Framework的时候就考虑其与被移植抗体在Canonical结构上的一致性,这往往有助于CDR loop结构的维持与抗原-抗体亲和力的保持。也有人在供体Framework序列中不考虑Framework的同源性,而是考虑CDR区域的同源性,这也是基于选定的Framework序列能够较好地支持CDR结构的考虑。
  关于Framework序列的来源有两种,一种是发表的人源或人源化抗体序列,这些序列可以通过PDB, IMGT等数据库获得,但是这些人源序列往往已经经历体细胞高频突变过程,其Framework区已经积累一些突变,这些突变对于候选抗体可能是无益且存在免疫原性风险的。第二种来源是未成熟的人胚系基因(germline gene),这些基因未经体细胞高频突变,理论上产生免疫原性的可能性更低。另外,也有研究表明,相对于体细胞成熟的抗体,germline序列作为Framework能够给CDR区域提供更好的柔性,使得被移植的CDR结构能够更好地保持。目前人们更多地使用germline gene framework而非成熟抗体framework作为移植的Framework供体。
  人源化抗体可变区的序列编号系统,CDR定义以及基本结构特征
  由于抗体人源化的过程伴随着抗体序列和结构特别是重轻链可变区的分析和改造,在介绍人源化改造策略之前,我们有必要来认识一下抗体可变区序列和结构的基本特征,这些特征同时也是抗体文库构建,体外亲和力成熟等其他抗体工程学改造的基础。
  抗体可变区基因由免疫球蛋白基因V, D, J片段经过VDJ重排而来(对于轻链是VJ重排),其中V基因编码了抗体可变区N端起始到CDR3前的大部分区域(轻链V基因还编码部分CDR3),CDR3通常由D基因和J基因共同编码(对于轻链CDR3是V基因和J基因共同编码),J基因则编码了CDR3的C端以及FR4的部分。
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