工程原核生物和酵母菌中生产单克隆抗体和抗体片段研究进展

抗体药物和抗体片段药物在药物市场占据了重要的地位,主要通过哺乳动物细胞系统进行生产,操作复杂并且成本高。为了能够克服哺乳动物细胞系统生产抗体药物的弊端,越来越多的抗体及抗体片段在原核细胞及酵母菌中生产,但是产率往往不高并且没有糖基化。从基因转录和翻译的优化、分子伴侣的共表达和抑制蛋白水解降解等方面概述了在原核生物表达系统及酵母菌中提高单克隆抗体和抗体片段产量的研究进展,为未来利用原核生物和酵母菌实现工业化生产单克隆抗体及抗体片段奠定基础。     

用于抗体/抗体片段表达的系统及其高表达策略

随着诊断及治疗领域内单克隆抗体及片段的广泛应用,传统的杂交瘤生产技术已很难满足对其日益增长的需求。由于基因重组技术及生物工程技术的迅速发展及日益成熟,大规模生产单克隆抗体/片段已成为可能。对目前常用的载体及表达系统进行列举和比对,这些系统包括大肠杆菌(Escherichia coli, E.coli)系统、酵母表达系统、昆虫细胞表达系统及哺乳动物细胞表达系统。在第二部分,对提高表达产率的策略进行了探讨,其中包括:表达蛋白质本身的修饰(如蛋白融合、定点突变)、表达系统的选择、密码子优化、表达环境的优化和抗体体内表达等。最后,对抗体/抗体片段高表达的前景作了展望,认为生物信息学将在此领域发挥重大作用,并且相信建立高表达平台的时机已经来到。     

抗体药物表达技术最新进展

生物技术药物是21世纪医药工业发展的中坚力量,其中单克隆抗体类药物是生物技术药物的典型代表,是恶性肿瘤、自身免疫病等领域全球销售额最高的药品种类。在抗体药物发展的几十年里,随着基因工程、蛋白质工程等领域的发展,抗体生产的宿主细胞建立、表达、纯化等各阶段的技术均不断取得突破,文中综述和讨论了抗体药物生产所采用的真核哺乳动物细胞表达系统、原核大肠杆菌表达系统、转基因动物反应器、无细胞蛋白质合成系统以及相关的关键技术进展。     

基因工程抗体

通过基因工程可以大规模地制备能与人相容的单克隆抗体或其片段,用于诊断、治疗以及抗体结构与功能的研究。基因工程抗体的制备过程是通过PCR技术获得抗体或其片段的基因,再与适当的载体重组后引入不同的宿主系统,如哺乳动物细胞、昆虫细胞、大肠杆菌和植物中进行表达、装配。较详细地介绍了基因工程抗体的背景、现状和进展。     

单克隆抗体生产过程中二硫键还原成因及预防方法

单克隆抗体生产过程中二硫键的还原是生物制药领域中的一个常见技术难题,可产生低分子量碎片,影响产品质量,导致蛋白纯度降低、稳定性下降,影响药物的安全性和有效性。抗体二硫键还原实质上是由细胞内的硫氧还蛋白系统和谷胱甘肽系统引起的可逆氧化还原反应,并与具体生产过程参数有关。近年来,随着抗体药物和哺乳动物细胞培养工艺规模的发展,二硫键还原问题频繁发生。为解决此问题,研究人员不断尝试并建立了多种预防方法以保证产品质量。概述了抗体二硫键结构、二硫键还原的主要成因及生产过程中的形成因素,重点阐述了消除或减缓抗体二硫键还原的方法、对策,并列举了几种可行的过程分析技术,以期为单克隆抗体药物生产制造工艺的进一步优化提供参考。     

DNA免疫学特性及其应用的研究进展

本文综述了ＤＮＡ免疫学特性及其应用研究进展,分析讨论了原核生物与哺乳动物的ＤＮＡ在免疫原性上的差别,特别是具有特殊核苷酸序列的细菌ＤＮＡ,除可诱导抗体产生外,还原调节小鼠的Ｔ,Ｂ细胞功能,刺激巨噬细胞产生细胞因子,增强ＮＫ细胞活性,本文从感染性疾病的防治,肿瘤的免疫治疗,以及单克隆抗体制备等方面,阐述了ＤＮＡ免疫的应用前景。     

单克隆抗体制备的细胞工程学研究进展

单克隆抗体是近年来发展最快、最成功的大分子药物之一,哺乳动物细胞作为单抗大规模制备最适宜的宿主,在工业生产中仍然存在成本高、产率低等缺点。近年来,抗细胞凋亡、控制细胞周期、优化代谢过程等细胞工程学方面的研究极大地推动了抗体表达及翻译后修饰技术的发展。以下对近年来单克隆抗体制备在细胞工程学方面取得的进展作一综述,并探讨该领域未来可能的研究方向。     

纳米抗体异源表达的研究进展

羊驼体内存在天然缺失轻链的重链抗体(HcAb),其单域抗原结合片段也称为VHH或纳米抗体(nanobody,Nb),是目前已知的最小抗原结合片段。与传统抗体相比,纳米抗体具有分子量小(12~15kDa)、稳定性好和免疫原性低等特点,这些特点使得VHH在基础研究、诊断及治疗上具有极大的应用价值,目前已有多种纳米抗体进入了临床研究阶段。综述了近年来VHH在革兰氏阴性菌(大肠杆菌)、革兰氏阳性菌(芽孢杆菌和乳酸杆菌)、酵母、丝状真菌、昆虫细胞、哺乳动物细胞和植物细胞中异源表达的研究现状,包括表达系统、宿主、载体特点、载体构建方式及产量等;从分子水平、表达水平和理性设计三个层面探讨了纳米抗体产量提高的策略,以期为纳米抗体研究者提供借鉴和思路。     

抗体药物的发展与应用

早期抗体药物是鼠源单克隆抗体,存在免疫原性强、半衰期短等问题。历经数十年的发展,抗体药物从最初的鼠源单抗,逐步发展为人鼠嵌合抗体、人源化抗体及全人源化抗体。通过片段重组、位点修饰、药物偶联等方法,科研人员研发了包括抗体融合蛋白、抗体偶联药物、双特异性抗体、小分子抗体片段等形式多样的抗体药物。抗体药物在恶性肿瘤、自身免疫病、感染性疾病的治疗上发挥重要作用。通过对抗体药物人源化历程,不同类型的抗体结构和特点,以及抗体药物在新型冠状病毒肺炎治疗中的应用进行综述,并对抗体药物的发展前景进行展望,以期为我国抗体药物的研发提供参考。     

单克隆抗体药物与血液系统恶性肿瘤的治疗

单克隆抗体凭借其特异性强、副作用较小的优点,越来越广泛地应用于疾病的诊断与治疗。单克隆抗体药物在血液系统恶性肿瘤的治疗中也发挥了重要作用。目前,经美国食品与药品管理局(FDA)批准用于治疗血液系统恶性肿瘤的单克隆抗体药物已有六种,在临床取得良好的治疗效果。单克隆抗体药物主要通过对肿瘤细胞的直接杀伤作用、抗体依赖性细胞介导的细胞毒性反应(ADCC)、补体依赖性细胞毒性反应(CDC)和改变信号通路等机制达到治疗肿瘤的效果。另外,将单克隆抗体与放射性核素、化疗药物和毒素等偶联,用于肿瘤等疾病的靶向治疗研究,成为生物治疗领域的热点。该文对近年来国际上用于血液系统恶性肿瘤治疗的单克隆抗体药物进行了概括和总结,讨论了治疗性单克隆抗体药物存在的问题和应用前景。     

基于重链抗体构建的单域抗体研究进展

在骆驼血清中存在天然的缺失轻链的重链抗体(heavy chainantibody ,HCAb) ,克隆重链抗体的可变区构建的只由一个重链可变区组成的单域抗体称为VHH抗体(variabledomainofheavychainofheavy chainantibody ,VHH)。研究发现,VHH抗体具有易表达、可溶性好、稳定性强等优点。另外,骆驼的重链抗体与人VH3家族抗体同源,对人VH3家族抗体的重链可变区进行类似VHH的特征性改造,可以使这些抗体在保持亲和力、特异性不变或者变化很小的情况下,优化抗体的其它性质。已有的研究表明VHH抗体作为一种小型化的基因工程抗体在基础研究、药物开发等领域有广阔的应用前景。     

Antibody engineering and perspectives in therapy

Techniques of genetic engineering, homologous recombination, and gene transfection make it feasible to produce antigen-binding molecules with widely varying structures. Novel proteins which possess the binding specificity of antibody associated with sequences such as an enzyme or toxin have potential use in immunoassays, in imaging, in immunotherapy. Antibody fusion proteins can also be used as a means to purify proteins or to study the function of surface protooncogenes. This paper reviews the recent data on the obtention and utilisation of the genetically engineered antibody molecules, as well as the approach which consists on the expression in vitro, in Escherichia coli, of a practically unlimited repertoire of Fab fragments and antibody sites.     

单链抗体的研究进展

单链抗体即单链抗体可变区片段(single-chain antibody variable fragment,or ScFv)是由抗体重链可变区和轻链可变区通过一段10-25个氨基酸的连接肽连接而成,其分子质量小,穿透力强,特异性好,免疫原性低,在免疫学和医学方面得到了广泛应用。本文就单链抗体的结构设计、展示系统、表达和应用方面做一综述。     

Antibody production in plants

Production of heterologous proteins in plants has become increasingly efficient due to recent advances in plant biotechnology. Heterologous proteins that have specifically attracted a great deal of attention are plant-produced monoclonal antibodies. A variety of applications for these so-called plantibodies have been explored since they were first expressed in tobacco seven years ago. Both full length antibodies and antibody fragments produced in transgenic plants offer many intriguing possibilities to plant molecular biologists and plant breeders. However, questions such as how cellular targeting influences the expression and accumulation of these proteins in plants still need to be answered before the technology can be used commercially, on a large-scale.     

单链抗体的研究进展

单链抗体即单链抗体可变区片段（single-chain antibody variable fragment,or ScFv）是由抗体重链可变区和轻链可变区通过一段10-25个氨基酸的连接肽连接而成,其分子质量小,穿透力强,特异性好,免疫原性低,在免疫学和医学方面得到了广泛应用。本文就单链抗体的结构设计、展示系统、表达和应用方面做一综述。     

Antibody Engineering and Therapeutics

The 24^th Antibody Engineering & Therapeutics meeting brought together a broad range of participants who were updated on the latest advances in antibody research and development. Organized by IBC Life Sciences, the gathering is the annual meeting of The Antibody Society, which serves as the scientific sponsor. Preconference workshops on 3D modeling and delineation of clonal lineages were featured, and the conference included sessions on a wide variety of topics relevant to researchers, including systems biology; antibody deep sequencing and repertoires; the effects of antibody gene variation and usage on antibody response; directed evolution; knowledge-based design; antibodies in a complex environment; polyreactive antibodies and polyspecificity; the interface between antibody therapy and cellular immunity in cancer; antibodies in cardiometabolic medicine; antibody pharmacokinetics, distribution and off-target toxicity; optimizing antibody formats for immunotherapy; polyclonals, oligoclonals and bispecifics; antibody discovery platforms; and antibody-drug conjugates.