抗體人源化的發現之旅

非人源性抗體進入人體內會引起嚴重的機體排異反應，進而影響抗體在臨床應用時的安全性和治療效果。因此需要對抗體進行人源化改造，儘可能降低抗體的異源性，並且使其特異性和親和力保持不變。

抗體人源化是通過DNA重組技術和蛋白質工程技術，將非人源抗體，如鼠源單克隆抗體的支架與CDR區域的次要胺基酸進行人源抗體支架替換，從而減少鼠源性抗體在臨床應用上的種種限制。抗體人源化是重組抗體生產製備研究的重要組成部分，也是抗體藥研製的重要方向。

1. 抗體人源化的原理

圖1 抗體結構

抗體每個可變區含有三個胺基酸順序超變區，這些超變區是抗原的結合位點，與抗原決定簇結構互補，被稱為抗體互補決定區(CDR)，CDR的胺基酸序列和空間結構是決定抗體的特異性和親和力的關鍵因素。人源化抗體就是指抗體的恆定區部分（即CH和CL區）或抗體全部由人類抗體基因所編碼。人源化抗體可以減少異源抗體對人類機體造成的免疫副反應。 抗體人源化改造的基本原理為：保留抗體保守序列為人源序列，降低機體排斥反應，將與抗原結合的區域替換為動物免疫後產生的抗體的序列，維持抗體的特異性和親和力。進行抗體人源化時應遵循的基本原則：降低或基本消除抗體的免疫原性。

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2.人源化抗體的分類

抗體人源化進程經歷了人-鼠嵌合抗體，人源化抗體和全人源化抗體三個階段。抗體人源化改造需要使用基因工程手段，根據抗體序列更改程度，人源化抗體可分為嵌合抗體、改型抗體和全人源化抗體等幾類。

嵌合抗體，指將異源抗體的可變區與人源抗體的恆定區結合，例如人鼠嵌合抗體。這樣的抗體既保持了親本鼠單克隆抗體的親和力和特異性，又減少了鼠源抗體在人體中的免疫原性。

圖2 嵌合抗體

改型抗體，又稱CDR移植抗體（CDR grafting antibody），採用CDR移植的方法對抗體進行初步人源化改造，在CDR移植的基礎上，進一步對骨架區的個別胺基酸殘基進行調整，進一步提高CDR移植抗體的特異性和親和力。

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圖3 改型抗體

全人源抗體是指抗體的全部序列均為人源序列，利用基因編輯技術，將動物體細胞中抗體基因進行人抗體基因替換，動物免疫後直接產生全人源化的抗體。主要是通過噬菌體展示技術等抗體庫技術實現。

3. 全人源抗體在藥物研發中的應用

隨著抗體的技術發展，抗體新藥進入臨床的數量呈現明顯增加趨勢， 2015年就批准了超過110個抗體藥。在自身免疫疾病和抗腫瘤領域，單克隆抗體藥物相比小分子藥物具有特異性強、不良反應小等臨床優勢。從抗體藥物發展趨勢看，主要以人源化抗體和全人源抗體為主。

近年來，全人源抗體的應用越來越廣泛，尤其是在抗腫瘤免疫抗體藥物領域品種越來越多。全人源抗體技術常用的是噬菌體抗體文庫技術和轉基因鼠技術。

第一種方法是「噬菌體展示」（phage display）技術，在大規模的抗體庫中進行篩選；第二種方法是小鼠免疫平臺，讓小鼠表達人類抗體的可變段、多樣段和連接段序列（VDJ antibody sequences），並對它們進行免疫接種。已上市的全人抗體中約70%是通過轉基因小鼠獲得。

經過數十年的研發，人類抗體的發現技術和基因工程技術已臻成熟，有著多樣的高產平臺可供使用。目前已獲批的多款全人源化單抗能夠應用於多種疾病的治療，為藥物研發注入新的活力，未來隨著技術的不斷進步，我們會將看到更多的單抗新藥問世。