摘要：随着单克隆抗体（monoclonal antibody, mAb）在临床治疗中的广泛应用，鼠单抗（mouse monoclonal antibody, mAb）由于其较高的亲和力和特异性，一直是抗体开发的基础。然而，鼠单抗的免疫原性问题限制了其在临床治疗中的使
随着单克隆抗体（monoclonal antibody, mAb）在临床治疗中的广泛应用，鼠单抗（mouse monoclonal antibody, mAb）由于其较高的亲和力和特异性，一直是抗体开发的基础。然而，鼠单抗的免疫原性问题限制了其在临床治疗中的使用，因此，鼠单抗的人源化改造成为其转化为临床可用药物的关键技术。通过鼠单抗人源化改造，可以显著降低免疫原性、提高亲和力和特异性，从而增强抗体的疗效与安全性。
1. 鼠单抗制备的基本概念
鼠单抗的制备通常依赖于小鼠免疫系统对特定抗原的免疫反应。首先，通过免疫小鼠产生抗原特异性的B细胞，然后通过杂交瘤技术与骨髓瘤细胞融合，筛选出能够持续分泌抗体的单克隆细胞系。鼠单抗由于其高效的抗原识别能力和较强的特异性，成为了生物药物开发中的重要工具，尤其在癌症、感染性疾病和自身免疫性疾病的治疗中具有巨大潜力。
然而，由于其源自鼠类，鼠单抗在人类体内可能会引发免疫排斥反应，导致不良反应、过敏反应等免疫相关问题。因此，为了将鼠单抗应用于临床，需要通过人源化改造技术，减少其免疫原性，同时保持或提高其亲和力和特异性。
2. 鼠单抗人源化改造的策略
鼠单抗的免疫原性主要来源于其源自非人类物种的框架区（framework region, FR）和互补决定区（complementarity-determining region, CDR）序列。因此，鼠单抗人源化改造的目标是将这些非人源序列替换为人源序列，以提高抗体在人体内的适应性和减少免疫反应。以下是几种常见的鼠单抗人源化改造策略：
2.1 CDR重建与优化
CDRs是抗体与抗原结合的关键区域，其序列决定了抗体的亲和力和特异性。在鼠单抗的人源化过程中，通常将鼠源抗体的CDRs替换为人类来源的CDRs，从而降低免疫原性。然而，直接替换可能导致抗体亲和力的下降，因此需要对重建后的CDRs进行进一步优化。
通过高通量筛选、定向突变或计算机辅助设计（in silico design）等技术，科学家可以精确优化CDR区域的氨基酸序列，提高抗体与靶标抗原的亲和力。这一过程中，亲和力成熟技术（affinity maturation）也可以被应用，通过突变和筛选进一步提高抗体的亲和力，确保改造后的抗体仍能保持高效的抗原识别能力。
2.2 框架区替换与优化
除CDR外，抗体的框架区也是决定抗体结构稳定性和免疫原性的重要因素。鼠单抗的框架区与人类抗体的框架区存在显著差异，这种差异可能导致抗体在体内的不稳定性和免疫排斥反应。为了减少免疫原性，框架区需要被替换为人类的框架区序列。
框架区替换并非简单的序列替换，需确保新的框架区能够维持抗体的稳定性和结构完整性。通过基因工程技术，研究人员可以根据需要在不影响CDR区域的情况下，优化框架区序列，从而提高抗体的生产效率和在体内的半衰期。
2.3 完全人源化改造
完全人源化（fully humanization）是指将鼠单抗的所有非人源区域，包括框架区和CDRs，全部替换为人类抗体序列。这一过程的目的是最大程度地消除免疫原性，使抗体更加兼容人体免疫系统。完全人源化抗体不仅减少了免疫排斥反应，还能够在人体内长时间稳定存在，提供更强的疗效。
完全人源化改造通常需要经过多个优化步骤，确保替换后的抗体仍然具有较高的亲和力、特异性和功能性。通过结合定向突变、结构优化和高通量筛选等技术，可以有效提高完全人源化抗体的性能。
2.4 亲和力成熟与优化
亲和力成熟是通过基因突变、筛选和验证等步骤，不断提高抗体与抗原的结合亲和力。对于鼠单抗人源化改造后的抗体来说，亲和力成熟能够有效提升其与靶标的结合能力，使其在临床应用中更具优势。
常见的亲和力成熟方法包括通过噬菌体展示技术（phage display）、酵母展示技术（yeast display）等手段，在体外筛选高亲和力的抗体。结合高通量筛选和生物信息学分析，可以加速亲和力成熟过程，确保改造后的抗体在功能性和特异性上的优化。
3. 鼠单抗人源化改造中的挑战
尽管鼠单抗人源化改造技术已取得显著进展，但在实际应用中仍然面临以下挑战：
- 免疫原性问题：尽管通过替换框架区和CDR可以显著降低免疫原性，但完全人源化的抗体仍然可能引发免疫反应。如何进一步降低免疫原性、提高抗体的临床适应性，仍然是当前研究的重点。
- 亲和力与特异性平衡：在改造过程中，如何平衡亲和力与特异性是一个重要的挑战。过度优化亲和力可能会影响抗体对非靶标抗原的识别，因此，需要精细调整以确保优化后的抗体具有理想的亲和力和特异性。
- 生产问题：人源化改造后的鼠单抗可能面临生产效率较低的问题。如何在大规模生产过程中提高表达量和稳定性，确保抗体质量，是抗体制备过程中需要解决的关键问题。
鼠单抗的人源化改造在抗体药物研发中发挥着重要作用。通过优化CDR、框架区以及采用亲和力成熟等技术，可以有效提升抗体的亲和力和特异性，推动鼠单抗的临床转化。然而，免疫原性、亲和力与特异性平衡以及生产效率等问题仍然是人源化单抗制备中的挑战。随着技术的不断进步，未来鼠单抗人源化改造将在抗体药物研发中发挥更大的作用，推动更安全、更高效的抗体药物的上市。
参考文献
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来源：泰克生物
