继2017年12月27日对抗体药物基本情况及杂交瘤和单抗进行总述后，本文接着聊聊基因工程抗体相关情况。

抗体药物临床应用面临亲和力不高、效应子功能单一等药效学问题，体内排出快、难以到达靶部位等药动学问题，异源性强等毒理学问题。20世纪80年代后期以来，随着分子生物学的迅速发展，人们通过基因工程手段对天然分子进行人为改造，使得抗体具备更好的药效、更低的毒性和更适宜的代谢与分布。

抗体药物一百多年的历程，经历了从最早的多克隆抗体到鼠单抗再到基因工程抗体的过程。鼠单抗能引起抗鼠单抗反应（HAMA反应），而HAMA反应有约90%抗抗体是针对鼠单抗C区的。为解决HAMA反应中最主要的免疫原性成分问题，研究者采用了将鼠单克隆抗体C区替换为人单抗C区的嵌合抗体策略。1984年，Morrison等报道了第一个通过基因工程方法构建的人鼠嵌合抗体。目前人鼠嵌合抗体已经非常成熟且易于操作，经典的人鼠嵌合单抗是将目标鼠单抗的功能性V区基因，经基因重组操作与人IgG的相应C区基因相拼接，形成完整的人鼠嵌合抗体基因，通过克隆入适宜的表达载体中，在哺乳动物细胞中表达。从1990年陆续开展了一些研究证实非人灵长类动物抗体具有与人抗体相近的特征。由于目前转基因小鼠尚不能够全部模拟人抗体产生的全过程，人灵长类嵌合抗体仍可以作为全人抗体技术的一个有益补充。但总的来时，随着人源化抗体、全人源抗体技术的发展成熟，嵌合单抗技术正逐渐边缘化。

以人源化抗体、全人源化抗体为代表的是第二代基因工程抗体。目前人们已经创建并完善了以重构抗体、表面重塑抗体、链替换抗体、去免疫化抗体等为代表的多种人源化抗体技术，以降低抗体药物发生抗抗体反应的可能。抗体人源化技术使得治疗用基因工程抗体免疫原性大大下降，但即便是人源化程度很高的人源化抗体，依然有1%-5%的异源成分可能引起患者的抗抗体反应，全人源抗体顺势而生。早在20世纪90年代，全人源抗体就开始有了研究，目前已经形成了以抗体库技术、转基因小鼠技术和转染色体小鼠技术这3种制备全人源抗体的代表性技术。转基因小鼠制备全人源抗体技术是目前全人源抗体研究的主流，转基因小鼠技术的关键在于转基因小鼠的成功构建。转基因小鼠制备全人源抗体，要求人的抗体基因片段在小鼠体内必须进行较为有的重排和表达，并且这些片段能与小鼠细胞的免疫系统信号机制互相作用，使得小鼠都在受抗原刺激后，这些人抗体基因片段能被选择、表达并活化B细胞分泌人抗体。目前转基因小鼠制备全人源抗体技术已经形成若干技术平台，最主要的有2个：XenoMouse平台和UltiMAb平台。从亲和力的角度来看，大部分通过转基因小鼠获得的全人源单抗亲和力在0.1~10nmol/L的范围内，也有部分转基因小鼠产生的全人源单抗能达到1pmol/L甚至更高（抗体的亲和力是指抗原与抗体结合的牢固程度。亲和力越大表示抗体的结合反应越快，抗原抗体复合物越不易解离。亲和力的大小是由分子的大小、抗体结合的位点、以及抗原决定簇之间的立体构型的适合程度决定的。）。从效能、经济性等方面来看，转基因小鼠制备全人源单抗要优于其他生产全人源单抗的技术。

目前，人源化、小型化、功能化正成为基因工程抗体药物的三大主要发展趋势。小分子抗体（或称小型化抗体）采用完整抗体分子中的抗原结合位点序列，可构建成分子量较小且具有抗原结合活性的新型分子或片段。小分子抗体具有免疫原性低、分子量小穿透性强易于深入组织、半衰期短易于清除、不与Fc受体阳性细胞结合、靶向性好、易于基因工程操作赋予其新功能、可在原核细胞表达生产成本降低等优点。对于拥有2个不同的抗原结合位点的称为双特异性抗体（也称双功能抗体），其可以同时与两个靶抗原结合，在发挥抗体靶向性的同时，介导另外一种特殊功能的作用。

通过各种基因工程手段，人们可以赋予抗体分子除了与抗原结合之外的其他新的功能，从而更好地发挥各种治疗作用，这便产生了第三代基因工程抗体药物。例如1）胞内抗体，指在细胞内合成并作用于细胞内抗原组分的抗体；2）抗体融合蛋白，将各式各样的基因工程抗体分子与其他具有特定功能的蛋白或多肽融合，将赋予抗体分子以所融合的效应分子所带来的新的功能。3）抗体酶，指具有催化活性的抗体，不仅能与抗原结合，还能同时起到催化相关分子发生化学反应的作用；4）抗原化抗体等。

在选择疾病合适的抗体药物作用靶点、治疗机制以及构建制备能与靶点特异性结合且免疫原性小的基因工程抗体后，作为一种生物药，还应该能够经济地大规模生产出质量合格、稳定的产品，并最大限度地提高其临床药效学作用、降低其毒副作用，这便需要对基因工程抗体做进一步地改造。

抗体的可变区是负责特异性识别抗原并与之结合的功能性区域，通过对其后期改造可进一步提高基因抗体药物在药学、药理学、药动学、毒理学等方面的多种性能和适应性。药学性能的问题主要指基因工程抗体在分子结构上不够完善，与具有天然结构的抗体分子相比稳定性差（通常包括热稳定性和化学稳定性）。适当提高基因工程抗体药物的亲和力不仅可以增强其药效，还能减少用量，部分提高其靶向分布的性能。对于多数基因工程抗体药物的作用机制来说，增强亲和力均能增强抗体的药效学作用。通过不同机制可以使得抗体免于溶酶体的降解，从而提高药动学性能。基因工程抗体药物用治疗时的毒副作用一般来源于3个方面：1）因抗体的免疫原性引起的抗抗体反应；2）因抗体的交叉反应引起的正常组织或细胞的损伤；3）部分正常组织或细胞因低水平表达靶抗原而受到抗体的损伤。前两类因素可以通过基因工程抗体的进一步改造来降低其残存的免疫原性和消除与其他抗原的交叉反应（第三类是因为靶抗原的选择问题造成的，只能通过控制合适的药物浓度来实现患者的最大收益）。

通过改造Fc段所介导的各种功能，将很可能有助于提高抗体药物的疗效。Fc介导的功能主要有ADCC、CDC和FcRn介导的抗体的储藏和代谢。多种方法已经被用于Fc的改造，目前主要的技术手段是通过替换相关残基和修饰寡糖结构来进行。

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