基因工程抗体片段.ppt

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1、基因工程抗体片段----谱写抗体家族的新乐章基因工程抗体片段之前奏曲———小分子抗体第一代小分子抗体———抗原结合片段(fragmentwithantigenbinding，Fab)和重组FabFab片段由完整轻链和重链的VH+CH1构成，其大小为完整抗体的1/3,约55KD；重组Fab是将轻、重链可变区分别与人抗体的κ链和重链CH1重组；Fab基因工程构建方法及其性能通常是保留鼠源性的CDR区,其余换成人源化,通过大肠杆菌以分泌表达的方式表达L链和Fd链,二者能在细菌的外周质腔中折叠成具有一定构象的Fab；该Fab具有抗体的活性。因为其不

2、含有Fc段、分子量小、结合力高、抗原性低,故在肿瘤治疗上有其优越性。目前已有多个片段药物获得FDA批准上市.Fab的临床应用1）阿昔单抗(abciximab，ReoPro)1994年12月FDA批准的第一个重组Fab片段，该产品以血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa为靶点，用以防止血小板聚集及血栓形成，作为冠状动脉导管插术时预防心肌缺血的辅助用药，取得了巨大的成功；2）兰尼单抗(lucentis)：治疗黄斑变性，2006年获得FDA的批准。3）赛妥珠单抗(cimzia)：克罗恩病和风湿性关节炎，2008年获得FDA的批准。在临床研究中，Fab占据了临床研

3、发抗体片段的大多数(30/54种)。第二代小分子抗体———单链抗体(singlechainFv，ScFv)ScFv指在重链V区cDNA5’端与轻链V区cDNA5’端之间用一寡聚核甘酸连接,在大肠杆菌中表达成一单链多肽,并在细菌体内折叠成只由重链和轻链可变区构成的一种新型的抗体,大小仅为完整Ig的1/6(约28KD);是含有完整抗原结合部位的最小抗体片段；ScFV的功能1）用于治疗：可进人一般抗体不能达到的部位,如蛋白偶联受体、酶活性部位和病毒表面的腔囊等；2）多肽接头可设计为具有特殊功能的位点：多肽接头是单链抗体的独特组成,可设计为具有特殊

4、功能的位点：如金属赘合、连接毒素或药物等,用于影像和临床治疗；第三代小分子抗体———纳米抗体和分子识别单位(molecularrecognitionunit，MRU)1.纳米抗体主要指仅由一个重链可变区组成的单域抗体(VHH)，其体积约为完整抗体的1/10，故称为纳米抗体；纳米抗体的来源1993年Hamers等偶然发现骆驼体内存在一种仅具有重链的抗体，被称为重链抗体(heavy-chainantibodies，HCAbs)。此后，在一些软骨鱼，如护士鲨体内也发现类似骆驼重链抗体结构的新抗原受体(newantigenreceptor，NAR)

5、。这类抗体的抗原结合位点仅由重链的可变区VHH(variabledomainoftheheavychainofHCAbs，VHH)单结构域形成，尽管缺失轻链可变区，却仍具有良好和广泛的抗原结合力；克隆这种抗体重链的可变区，构建仅由一个重链可变区组成的单域抗体(VHH)。纳米抗体单域的性质1）有高度水溶性和构象稳定性：尽管缺失轻链可变区，却仍具有良好和广泛的抗原结合力。并且由于在框架FR2区存在一些不同于常规抗体的亲水性氨基酸，使得VHH抗体在水溶液中具有良好的稳定性。在苛刻的条件中，如胃液和内脏中仍能保持抗原结合活性，为口服治疗胃肠道功能紊

6、乱性疾病提供新的思路；2）纳米抗体能识别独特的抗原表位，由于具有伸展的抗原互补结合区(CDR)以及更高的组织穿透性和更小的分子，VHH抗体可以结合一些常规抗体无法接近的抗原表位。可进入酶的活性部位及细菌或病毒表面受体裂缝中，可以利用其模拟药物来设计小分子酶的抑制剂、受体的激动剂或拮抗剂等；3）能有效地穿过血脑屏障：有望成为治疗神经性疾病和脑肿瘤的新药VHH稳定的机制传统抗体的VH和VL区通过疏水作用形成稳定结构，而重链抗体则通过选择性突变VHH胚系基因中几个功能位点，使其形成较高的亲水性表面，可在缺失VL条件下保持结构稳定；VHH胚系基因序

7、列特性1）对骆驼VHH胚系基因序列分析发现，VHH与人源VH基因Ⅲ家族序列具有较高的同源性；2）比较人类和骆驼IgG重链可变区发现，在框架FR2区的氨基酸组成中，有4个氨基酸显著不同。这4个氨基酸在VH和VHH中分别是V42F或V42Y，G49E，L50R和W52G，，利用这一特点,可以对人源抗体VH结构域FR2中的一些氨基酸进行VHH特征性改造,所得到的骆驼化单域VH抗体不仅保持原有的抗体的特异性和亲和力,而且溶解性好、稳定性好。2.分子识别单位(molecularrecognitionunit，MRU)MRU是由单个互补决定区组成的小分

8、子抗体片段，约为完整抗体分子的1/80～1/70。MRU也具有与抗原结合的能力，且由于其穿透力强、半衰期短、显像时本底低，在临床诊断中具有潜在的应用前景。基因工程抗体片段之进行曲