抗体人源化

抗体人源化(Antibody humanization)是抗体药研发过程中的重要环节。人源化的抗体(humanized)经历了从嵌合抗体(chimeric )到CDR移植、SDR移植等技术演变,都在尽量保持高亲和力、高特异性结合能力等。同时克服了传统鼠源抗体的免疫原性,在肿瘤治疗等领域具备极为广泛的应用前景。铭研生物提供准确的抗体人源化解决方案,我们会根据每个客户的独特需求制定合理方案。
抗体人源化

抗体人源化服务

嵌合抗体服务

客户提供 标准交付内容 可定制的内容 周期
可变区序列
  • 1-3 mg 嵌合抗体,(纯度大于90%)
  • 克隆载体
  • 实验报告
  • 恒定区物种与抗体亚型
  • CHO或HEK293系统
  • 亲和力检测
  • 抗体标记等
6-9周

人源化服务

客户提供 标准交付内容 可定制的内容 周期
抗体序列或抗体样品
  • 抗体序列分析报告
  • 抗体建模分析报告
  • 人源化设计报告
  • 1-3 mg人源化抗体
  • 抗体测序
  • 亲和力检测
  • 亲和力成熟
  • 抗体大量表达等
8-10周

抗体人源化技术

经过30年的发展,抗体工程相关技术在治疗领域日益重要。不过,抗体发现更多还是源于传统的杂交瘤技术,这些鼠源抗体虽然具备有效的抗原靶向能力,但也经常引发出不良的反应,限制了疾病治疗中的应用。

嵌合抗体

嵌合抗体是人恒定区连接的鼠可变结构域组成的重组抗体,是降低鼠源抗体抗原性的第一种方法。嵌合抗体的构成也比较简单,直接选取鼠单抗的可变区,利用基因重组的方式连接人抗体的恒定区,在哺乳动物细胞进行重组表达。部分嵌合抗体的靶向药物也已经成功上市,比如利妥昔单抗,是1997年批准的一种抗CD20嵌合单抗,用于治疗颗粒-霍奇金淋巴瘤(NHL)患者。

嵌合抗体虽然一定程度上解决了人抗鼠抗体反应(HAMA response),但其可变区依旧是鼠源的,存在诱导HAMA的可能性,需要进一步优化。

人源化抗体

人源化抗体的方案是在1986年提出的,其中涉及多种方法,包括CDR移植、回复突变、表面重塑、SDR移植等。经过几十年的发展,目前的人源化手段往往采取CDR移植技术,辅佐以其他的技术手段的综合性方法。

  1. CDR移植技术
  2. 抗体可变区并不完全是可变的,一般可以分为比较保守的框架区(FR区)和真正可变的区域——互补决定区(CDR区)。CDR移植技术就是通过将鼠CDR转移至已知人抗体的FR区来构建人源化抗体。需要注意的是在移植中,人类受体框架需要认真选择。目前较常见的方法是选取若干人的抗体重链与轻链做框架,同时移植入相同的CDR区,最终选取一两个最优的轻重链组合,进行下游应用。

  3. 回复突变
  4. 回复突变是CDE移植后的关键步骤。直接CDR移植会导致重组抗体对靶抗原的亲和力或特异性降低。部分关键鼠FR区残基在调节CDR结构中发挥关键作用。在完成CDR移植后,需要将这些残基突变回鼠源的氨基酸,已恢复其亲和力。回复突变需要对抗体结构有深刻的理解和丰富的经验,咨询铭研生物的抗体专家了解抗体人源化更多的背景知识。

  5. 表面重塑
  6. 表面重塑是对鼠CDR及FR表面残基进行镶饰或重塑,以使其类似于人抗体的CDR轮廓或人FR的型式。仅替换与人抗体表面SAR差别明显的区域,在维持抗体活性并兼顾减少异源性基础上选用与人抗体表面残基相似的氨基酸替换;对于影响侧链大小、电荷、疏水性,或可能形成氢键从而影响到抗体CDR构象的残基尽量不替换。

  7. SDR移植
  8. CDR嫁接的人源化抗体仍可在患者体内引发免疫抗独特型反应。为了使抗可变区反应最小化,可以通过仅将特异性决定残基移植到人的FR区上实现抗体人源化,整体技术手段与CDR移植类似,往往也需要回复突变的辅助。铭研生物的抗体结构数据库和特定算法针对每一个人源化项目设计优化方案,采取综合性技术,为每一个客户负责,马上联系

全人抗体

随着噬菌体展示和其他技术的广泛应用,使得全人抗体成为可能,不再带有任何鼠源成分。不过全人抗体目前的技术发展并不十分成熟,存在比较明显的缺陷,或是技术上费时费力,或是价格异常昂贵。主要技术包括链重洗、人源抗体库筛选以及转基因小鼠。

  1. 链重洗
  2. 在该方法中,使用噬菌体展示的抗体文库的能力,小鼠VH和VL区分别被人的VH与VL平行替换。该技术基于淘选和筛选编码抗原重组抗体的基因,使用重复的噬菌体捕获和固定化配体洗脱,然后在原核或真核细胞中进行噬菌体扩增。实验过程大致是:小鼠VH与源自人B细胞的VL进行组合,将改组的形成的抗体文库展示在噬菌体表面上,然后针对靶抗原进行选择,最后筛选出识别相同的表位,并具有与原始抗体相近亲和力的抗体,再将人VL与人的VH进行组合筛选,选择出完全人抗体。

  3. 人源抗体库筛选
  4. 详细请参考铭研公司关于噬菌体展示库的构建与筛选相关服务和技术介绍,在此不再赘述。阿达木单抗和贝利木单抗都是由噬菌体展示库筛选得到的人抗体。不过,通过这种技术需要构建质量优秀的抗体库。

  5. 转基因小鼠
  6. 通过转基因技术改造小鼠,使得它们能够表达完整的人抗体,从而通过类似单抗的免疫手段,直接获得人抗体。目前,通过这种方式得到的单抗已经上市的有帕尼单抗和纳武单抗。不过转基因小鼠平台的开发和转让费用惊人,难以普及。