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[其他] 抗体的人源化降低抗体药物的免疫原性的研究

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药徒
发表于 2019-4-18 16:59:29 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 凤箫吟唱凤仙花 于 2019-4-18 17:01 编辑

抗体的应用已有上百年的历史,作为一种疾病预防、诊断和治疗制剂,抗体药物经历了鼠源抗体、嵌合抗体、人源化抗体和全人源化抗体的发展。因为抗体药物是一种外源性蛋白,容易激活机体自身的免疫反应并诱导产生抗药性抗体,可严重影响抗体药物的安全性和有效性,因此在进行药物研发时开展免疫原性试验检测抗体药物的免疫原性很重要。研究发现提高抗体的人源化程度,可降低其免疫原性。

抗体是高等脊椎动物的免疫系统受到外界抗原刺激后,由成熟的B淋巴细胞产生的能够与该抗原发生特异性结合的糖蛋白分子。抗体是机体免疫系统中重要的效应分子,具有结合抗原、结合补体、中和毒素、介导细胞毒、促进吞噬等多种生物学功能,在抗感染、抗肿瘤、免疫调节和监视中发挥重要作用。

1、抗体药物的发展

早期制备抗体是将某种天然抗原经各种途径免疫动物,成熟的B淋巴细胞克隆受到抗原刺激后产生抗体并将其分泌到血清和体液中。后来又有了由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原表位的抗体,也就是单克隆抗体。目前市场上的单克隆抗体药物可以分为鼠源抗体、嵌合型抗体、人源化抗体和全人源化抗体这四类。

以细胞融合为基础的鼠杂交瘤技术的诞生,使得人们能够大量获得鼠源抗体,在临床上有广泛应用,然而人抗鼠抗体(HAMA)反应的出现,限制了早期鼠源单抗的有效性,为克服鼠源单抗在临床应用中的缺陷,人们利用重组DNA技术对其进行了初步的人源化改造。人源化抗体技术的发展,将抗体药物的研发送入高速发展的轨道。虽然人源化抗体的免疫原性大大降低,但是为了保证用药安全,仍需要进行免疫原性试验,监测人抗人源抗体反应。免疫原性的强弱是生物技术药物开发的决定因素之一,因此在评价药物安全性时,需同时开展免疫原性试验考察其免疫原性。在中国GLP机构排名中靠前的美迪西提供免疫原性试验服务,主要使用小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬、非人灵长类动物做免疫原性毒性试验。

人-鼠嵌合抗体是最早出现的人源化抗体,利用DNA重组技术将鼠单抗的轻链、重链可变区的基因插入含有人抗体恒定区的表达载体。但嵌合抗体只是部分消除鼠源单抗的异源性,可变区的鼠源序列仍可诱导人体产生HAMA反应;进而提出了CDR移植,即把鼠源单抗的CDR移植到人源单抗的骨架区。

鼠源抗体的人源化主要是通过分子克隆等技术,将一些异源氨基酸序列替换为人源序列,在维持抗体亲和力和生物活性的情况下,这种改造大大降低了免疫原性,增加了在临床治疗使用中的安全性。随着分子生物学技术的发展,抗体库技术、基因工程小鼠技术等的支持,全人源单抗越来越受到人们的重视。人源化抗体和全人源化抗体需要转基因小鼠或者噬菌体,研发成本较高。但相对于鼠源抗体和嵌合型抗体,人源化抗体和全人源化抗体更不易引起人体的免疫原性反应,副作用较小。

2、鼠源抗体的人源化可降低PD1的免疫原性

研究者进行了PD1鼠源抗体的人源化研究并鉴定了其活性[1]。首先研究者获得了表达PD1鼠源单克隆抗体的杂交瘤细胞,并成功纯化出了PD1鼠源单克隆抗体。研究者对这株抗体的亚型进行了鉴定,该抗体的轻链和重链分别为Kappa链和IgG链。其次他们提取了杂交瘤细胞的RNA反转录,对PD1鼠源单克隆抗体的可变区基因进行扩增调取,然后将该抗体的可变区通过分子克隆与人源Kappa链和IgG链拼接,构建到真核表达载体上。

通过流式细胞分析,将这株鼠源嵌合抗体的亲和力与鼠源单克隆抗体进行比较,发现亲和力会随恒定区的改变而下降。随后,研究者又对嵌合抗体可变区中4个框架区(FR)进行了人源化,得到了两条人源化轻链VK1-39和VK2-28,以及4条人源化重链VH3-23、VH3-23-M、VH4-34和VH4-34-M。通过交叉组合一共表达了8组PD1人源化嵌合抗体。其中包含VK2-28重链的几组抗体表达极少或是亲和力极低。

经过综合考虑,研究者最终锁定了VK1-39&VH3-23-M组和VK1-39&VH4-34-M组,并将这两组抗体大量表达纯化。在纯化后用还原剂对抗体进行还原,进一步验证了抗体的空间结构正确。连同先前的PD1鼠源嵌合抗体一起,对3种抗体的亲和力进一步进行验证,排除了纯化过程中可能对抗体造成的各种影响。最终发现VK1-39&VH3-23-M的亲和力与鼠嵌合差异最小,且该组人源化嵌合抗体最终纯化所得量优于VK1-39&VH4-34-M。

最后研究者测试了VK1-39&VH3-23-M组与鼠源嵌合抗体在混合淋巴反应过程中的生物学活性,发现无论是异体反应还是同体反应,在高浓度剂量条件下VK1-39&VH3-23-M组人源化抗体都要优于鼠源嵌合抗体。综上所述,通过对恒定区的人源化,可成功获得PD1鼠源嵌合抗体,并对其进一步改造,将可变区中FR区也替换成人源序列,并成功验证了它们具有良好的亲和力和生物学活性。

嵌合化技术极大程度地降低了治疗性抗体的免疫原性,人源化抗体则进一步降低了抗体药物的免疫原性。然而即使对嵌合抗体大程度甚至是完全化的人源化,也具有一定的免疫原性。其中,T细胞抗原表位的含量是引起治疗性抗体免疫原性的主要因素。人源化和嵌合抗体中可耐受与可忽略比例几乎等同,意味着人源化抗体进一步降低免疫原性是有必要的。但是,全人源抗体是否会比人源化抗体免疫原性低,则需要更多的临床试验验证。

[1]PD1鼠源抗体的人源化及其活性鉴定[J].

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药徒
发表于 2019-4-18 17:04:10 | 显示全部楼层
重组药物蛋白质在结构及构型上与人体天然蛋白质有所不同,因此在生物药物研发时,要开展免疫原性试验
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药徒
发表于 2019-4-18 17:12:10 | 显示全部楼层
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药士
发表于 2019-4-18 17:12:32 | 显示全部楼层
全人源化抗体的研究进展很快
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药徒
发表于 2019-4-19 08:53:15 | 显示全部楼层
感谢楼主分享
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药圣
发表于 2022-9-23 19:27:31 | 显示全部楼层
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