浅谈重组IgG抗体表达

2023-10-11102

一．IgG抗体简介

IgG作为机体的免疫卫士，主要在机体免疫中起保护作用，对抗大部分的细菌和病毒。IgG能通过胎盘的免疫球蛋白，IgG能够激活补体系统，参与抗体介导的细胞毒性即ADCC作用，同时参与部分超敏反应。

IgG是由两条重链和两条分子量较小的轻链组成的一个四肽，并且呈现为Y字型的结构，各个链之间由二硫键进行链接，分子量大约为150kDa，IgG分子是血液中含量很高的一种糖蛋白，在正常人血液中，几乎所有的IgG的Fc部分都含有至少两个保守的N-糖基化位点。

重组IgG抗体+泰克1.png

图1 抗体结构示意图

二．重组抗体的主要形式

人-鼠嵌合抗体	人源化抗体	全人源抗体
抗体的可变区来自鼠单克隆抗体，而恒定区则来自人的抗体。嵌合抗体既保留了亲本抗体特异性结合抗原的能力，又大大减少了鼠源性在人体内的免疫原性,其半衰期明显延长，且在介导CDC及ADCC方面亦明显增强。	为了进一步降低鼠源性区域，产生了CDR嫁接技术，仅保留鼠源单抗的可变区CDR区域，其他区域是人源的，得到的人源化抗体比例高达80%-90%。	为了消除异体排斥反应，噬菌体展示技术应用于抗体药物的开发。噬菌体抗体库筛选是利用噬菌体展示技术，将编码抗体可变区的基因片段与噬菌体表面蛋白的编码基因融合（插入信号肽与衣壳蛋白基因间），以融合蛋白的形式呈现在噬菌体的表面，利用特定蛋白/抗原进行筛选获得高亲和力可变区的抗体片段。当使用人源的免疫细胞（或组织）得到的人抗体可变区基因片段构建噬菌体库，然后利用特定抗原进行展示库的筛选，即可获得针对某抗原的人源抗体片段及对应的基因序列，通过体外蛋白表达及筛选即可得到包含人抗体重链和轻链的特异性全人抗体。

三．哺乳动物细胞重组抗体表达

传统的生产抗体的方式是用抗原刺激动物免疫系统，这种方式需先制备抗原，且利用这种方法生产抗体难以满足大量的生产（需求大量的实验耗材和时间）。而哺乳动物细胞生产抗体的方式有一定的优势。①已知抗体的基因序列，将序列克隆到表达载体上，导入到哺乳动物细胞体内培养，通过一系列的筛选简单Z终获得能够稳定生产此抗体基因的稳定细胞系，这一过程需要大量的时间，才能筛选出足够稳定表达的细胞系，并能够在后续实验中稳定长期生产。②未知序列的抗体大量生产，先刺激动物免疫系统得到少量抗体通过测序得到抗体序列，通过哺乳动物细胞重组抗体表达筛选稳定表达的细胞系，满足大量生产需求。

四．优化抗体表达策略

4.1 载体优化

表达载体的设计需要适应表达系统，从而增加抗体的表达，增加细胞稳定性，提高转录，分泌，选择，整合的效率。（1）多种表达载体形式：单顺反子载体，多启动子表达载体，以及IRES或Furin-2A元件介导的多顺反子载体等。（2）表达载体元件选择：启动子与增强子包括CMV启动子、SV40启动子、EF-1α启动子、CAG启动子等；PolyA包括BGH PolyA、SV40 PolyA等；筛选标记有代谢型筛选标记MTX/MSX，抗生素筛选标记等。

4.2 基因定点整合

使用重组酶系统进行基因定点整合：首先需要构建平台细胞，利用模式蛋白（如GFP等）筛选得到宿主细胞基因组中的高表达位点，之后利用重组酶的特异性，实现目的基因在该位点的定点整合。如Flp/FRT 重组酶、Cre/loxp重组酶、PhiC31重组酶、Bxb1重组酶等重组酶系统。

五．重组抗体优势：

1. 相对于多抗，传统方法制备的多抗性能容易受生产批次的影响，重组抗体利用分子克隆和蛋白表达的方式，大大降低了批次产生的影响。

2. 相对于单抗，传统的单抗制备得到的细胞株存在抗体染色体丢失、细胞复苏后停止生长或死亡等风险，而重组抗体具有序列已知、抗体基因可长期保存、抗体性质稳定、实验重复性好等优点，是一种标准化的抗体生产流程，回避了单多抗生产过程中出现的风险因素。

3. 重组抗体的开发使单克隆抗体不再局限于小鼠，其他物种也可制备出高亲和力的单抗。