抗体工程发展的趋势

2024-07-09

20世纪70年代建立和发展的重组DNA技术和淋巴细胞杂交瘤技术使现代生物技术受益匪浅。前者导致了许多新基因的克隆、新蛋白质的发现和新基因工程药物的生产;后者产生的单克隆抗体技术改变和促进了整个生命科学和生物技术的发展。毫不奇怪,如果没有杂交瘤和单克隆抗体技术,就不会有今天的生命科学和生物技术。

20世纪80年代至90年代,基于重组DNA技术和杂交瘤技术的抗体工程取得了巨大进展。抗体工程获得的抗体在生命科学基础研究、临床疾病诊断、消肿止痛治疗、抗移植排斥反应等方面发挥着重要作用;抗体工程产业对生物技术产业的贡献率日益提高。在美国,抗体工程的产值已达数十亿美元,成为生物技术领域的一个亮点。

所谓抗体工程,是指利用分子生物学和细胞生物学手段,对抗体分子进行转化和重组,以获得特定的、新的生物功能。利用杂交瘤技术制备的高特异性、高产率的单克隆抗体曾被称为“魔弹”,因为它们可以广泛应用于疾病的诊断和治疗。然而,人们很快发现,传统杂交瘤技术产生的单克隆抗体是从小鼠细胞中共同获得的。长期应用于人体后,会产生免疫反应,降低抗体的作用,限制其临床应用。通过基因重组、基因替代、基因工程表达等抗体工程技术,人们可以转化优良的单克隆抗体,产生人源化抗体。这样,即使人体长期使用,也不会产生免疫反应。

近年来,人们发现人类免疫细胞中的B细胞基因组几乎包含了所有的抗体编码基因。如果将所有这些编码基因从细胞基因组转移到人类抗体基因库中,人们就可以轻松方便地生产出完全人源化的抗体。建立高通量、高亲和力的人源抗体库将成为21世纪国际生物技术的重要课题。

抗体的重要功能之一是特异性结合特定病原体(或抗原)以抵抗病原体。然而,生活在自然界中的人类通常同时面临多种病原体的入侵。通过抗体工程,可以制备出双功能或多功能的抗体,其效果是事半功倍。基因工程双功能抗体在抗致密染色和抗肿瘤方面取得了显著的效果。在21世纪,大规模、低成本生产高亲和力、多功能的抗体是抗体工程中需要解决的另一个重要问题。

抗体抵抗病原体入侵的一个重要途径是与细胞外病原体结合,使其不侵入人类细胞。对于已经进入人类细胞的病原体,传统抗体的效果很差。通过抗体修饰技术,人们可以使不能进入人体细胞的常规抗体进入人体细胞,在细胞中发挥抗支原体的作用。毫无疑问,21世纪将成为研究和开发细胞内抗体的重要时期。

莱德伯特(北京)生物科技有限公司

抗体广泛应用的另一个瓶颈是成本。目前,每克单克隆抗体的价格约为2000至3000美元。昂贵的价格限制了其临床应用。在中国,人们已经尝试在牛奶和羊奶中表达人源化抗体,但联合纯化的成本仍然很高,牛奶中其他细菌和病毒的污染也很难解决。因此,建立新的抗体表达系统,高效、低成本地制备抗体是21世纪抗体工程必须解决的重要问题。

令人欣慰的是,近年来的研究已显示出良好的开端。人们利用人源化抗体基因转染植物细胞制备植物抗体。可以制备大量的植物辨证抗体。常规发酵法年产量可达10kg左右。预计植物抗体的价格可降至每克10美元以下。从烟草中制备的抗变形链球菌植物抗体已用于治疗变形链球菌近距离感染引起的牙齿退化。用该抗体刷牙3周后可抵抗变形链球菌在人群口腔内的沉降,疗效超过4个月。相信在21世纪,抗体工程将对生命科学和生物技术产生更大的影响,并在一定程度上改变人们的生活。目前莱德伯特(北京)生物科技有限公司Beacon这款仪器具备了单细胞光导系统通过整合光电定位技术和微流控技术,实现了在芯片的纳升级小室中,基于单个细胞的高通量细胞生物学研究,对抗体工程这方面的研究有着重大的意义。

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