基因工程抗体1

基因工程抗体名词解释基因工程抗体是利用基因工程技术对人工合成抗体进行定制和改造的一种生物工程技术。

抗体是一种由免疫系统产生的蛋白质，它可以识别和结合体内外的异物，从而协助机体进行免疫防御。

基因工程抗体通过选择性克隆和定制抗体基因序列，可以产生特异性更强、稳定性更好、生产成本更低的抗体。

基因工程抗体包括以下几种：1. 单克隆抗体（Monoclonal Antibodies）：基因工程技术可以使得单个淋巴细胞克隆产生大量相同的抗体，从而获得具有高度特异性的单克隆抗体。

这种抗体广泛应用于医学诊断、疾病治疗和科学研究等领域。

2. 重链抗体（Recombinant Antibodies）：重链抗体是利用基因工程技术使抗体重链蛋白的编码基因与其他蛋白的编码基因相融合，生成融合抗体。

这种重链抗体可以通过改变其结构和功能来提高其生物活性和稳定性。

3. 组合抗体（Bispecific Antibodies）：基因工程技术可以将两种不同的单克隆抗体的编码基因进行融合，产生具有双特异性的组合抗体。

这种抗体可以同时结合两个不同的目标分子，从而实现更强的疗效和更多样化的应用。

4. 人源化抗体（Humanized Antibodies）：由于小鼠源抗体和人类抗体在体内效价和安全性方面存在差异，基因工程技术可以通过改造抗体的基因序列，使得抗体具有更接近人类抗体的结构和功能。

这种人源化抗体更适合在治疗和预防疾病时使用。

基因工程抗体的应用广泛，其中的一些常见应用包括：1. 肿瘤治疗：通过基因工程技术，可以定制针对特定肿瘤抗原的单克隆抗体，用于治疗癌症。

2. 自身免疫性疾病治疗：基因工程抗体可以定制具有特异性和高效的抗体，用于治疗自身免疫性疾病，如类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮等。

3. 传染病治疗：通过基因工程技术，可以改造抗体的结构和功能，用于治疗传染病，如艾滋病、流感和乙肝等。

4. 分子诊断：基因工程抗体可以用于检测和诊断疾病，如癌症标志物的检测和感染性病原体的检测等。

基因工程抗体[摘要]抗体在生物医学领域中的应用极为广泛,其制备技术经历了从多克隆抗血清、单克隆抗体到基因工程抗体等3个发展阶段。

基因工程抗体是按人类设计所重新组装的新型抗体分子,可保留或增加天然抗体的特异性和主要生物学活性,去除或减少无关结构,从而可克服单克隆抗体在临床应用方面的缺陷。

关键词: 基因工程抗体；抗体基因工程抗体,即应用基因工程技术将抗体的基因重组并克隆到表达载体中,在适当的宿主中表达并折叠成有功能的一种抗体分子。

一、基因工程抗体概述基因工程抗体具有分子小、免疫原性低、可塑性强及成本低等优点。

此技术的基本原理是[1],首先从杂交瘤或免疫脾细胞、外周血淋巴细胞等中提取mRNA,逆转录成cDNA,再经PCR分别扩增出抗体的重链及轻链基因,按一定的方式将两者连接克隆到表达载体中,并在适当的细胞(如大肠杆菌、CHO细胞、酵母细胞、植物细胞及昆虫细胞等)中表达并折叠成有功能的抗体分子,筛选出高表达的细胞株,再用亲和层析等手段纯化抗体片段。

基因工程抗体技术的着眼点在于尽量减少鼠源成分,保留原有抗体的亲和力和特异性。

借助于基因工程技术,既可以对完整抗体,又可以对抗体片段进行改造。

二、基因工程抗体类型1.重组抗体片段小分子抗体以表达抗体轻重链可变区基因为主,含或不含外源肽链的分子较小的抗体片段,以分子小、体内半衰期短、免疫原性低、可在原核细胞系统表达、易于基因工程操作等特点而倍受关注。

主要包括单链抗体、双特异性抗体、二硫键抗体、抗体Fab段、单域抗体(single domain antibody,SDA)、三链抗体(triabody)、抗体F(ab')2等。

目前研究较多的是单链抗体、双特异性抗体、二硫键抗体和抗体Fab段。

1.1单链抗体单链抗体单链抗体是用基因工程方法将抗体重链和轻链可变区通过一段连接肽连接而成的重组蛋白,是保持了亲本抗体的抗原性和特异性的最小功能型抗体片段,具有分子小、免疫原性低、无Fc端、不易与具有Fc受体的靶细胞结合、对肿瘤组织的穿透力强等特点,可作为将药物、毒素、放射性核素、细胞因子导向肿瘤的有价值分子;还可以将单链抗体基因导向到肿瘤细胞,在肿瘤细胞中表达,干扰肿瘤细胞蛋白表达,这种抗体称为胞内抗体。

基因工程制备抗体方案有哪些引言抗体是一种可以识别并结合特定抗原的蛋白质，具有重要的生物学功能和临床应用价值。

传统制备抗体的方法主要是从动物（如小鼠、兔子等）中提取抗体，但该方法存在一些缺点，如周期长、成本高、质量不稳定等。

因此，基因工程技术的发展使得制备抗体的方法得到了革命性的改变，可以通过基因工程技术在体外合成抗体，提高了抗体的质量和稳定性。

本文将介绍基因工程制备抗体的方法和流程，包括抗体的选择和克隆、表达、纯化和鉴定等环节。

通过基因工程方法获得的抗体，可以应用于药物研发、医学诊断、生物学研究等领域，具有广阔的应用前景。

1. 抗体的选择和克隆（1）抗原的选择制备抗体的第一步是选择合适的抗原。

抗原是引发免疫反应的物质，可以是蛋白质、多肽、多糖、药物等。

根据需要制备的抗体类型，可以选择相应的抗原。

例如，如果需要制备单克隆抗体，可选择单个抗原蛋白作为抗原进行制备。

（2）抗体基因的克隆在选择了合适的抗原后，下一步是将抗体基因克隆到表达载体中。

通常可以利用PCR方法从免疫细胞中扩增出抗体基因，并将其插入表达载体中。

选择合适的表达载体是非常重要的，通常选择在哺乳动物细胞或大肠杆菌中表达。

2. 抗体的表达（1）表达载体的构建在决定抗体表达载体后，接下来是进行表达载体的构建。

通常表达载体包括启动子、终止子、选择标记基因等，通过合成或限制性内切酶切割等方法将抗体基因插入表达载体中。

（2）转染和筛选将构建好的表达载体导入宿主细胞中，可以通过转染等方法实现。

转染后，需要进行筛选，筛选出表达抗体的稳定细胞株。

通常可以利用克隆技术选取高表达的细胞株。

3. 抗体的纯化（1）细胞培养和收获经过筛选的稳定细胞株可以进行大规模培养，收获细胞培养上清液。

（2）亲和层析纯化常用的抗体纯化方法包括亲和层析纯化。

可以利用蛋白A/G或其他具有特异性结合抗体的配体进行纯化。

通过这种方法可以高效地将目标抗体从细胞培养上清液中纯化出来。

4. 抗体的鉴定（1）免疫印迹（Western blot）通过Western blot方法，可以验证纯化得到的抗体是否具有结构完整，是否与目标抗原结合。

基因工程抗体的例子
基因工程抗体是通过基因重组技术将特定抗体基因导入至其他生物细胞中，使其具备产生抗体的能力，从而实现大规模生产高效、高纯度的抗体。

以下是一些基因工程抗体的例子：
1. 重组抗体药物：例如，重组人源单克隆抗体药物，如阿达木单抗（Adalimumab）和帕尼单抗（Panitumumab），用于治疗自身免疫疾病和某些癌症。

2. 基因工程抗体治疗疫苗：例如，COVID-19疫苗中使用的mRNA 疫苗，通过基因工程技术将病毒的抗原编码序列导入到人体细胞中，诱导免疫系统产生抗体来抵抗病毒感染。

3. 重组抗体诊断试剂：例如，基因工程技术可用于生产特定病原体抗体，如新冠病毒SARS-CoV-2抗体，用于开发快速诊断试剂盒，帮助早期检测和诊断疾病。

4. 基因工程抗体治疗：例如，CAR-T细胞疗法，通过基因工程技术将患者自身T细胞中的受体基因改造，使其能够识别和杀死癌细胞，用于治疗某些血液恶性肿瘤。

5. 基因工程抗体生产：基因工程技术可用于大规模生产特定抗体，如重组人源单克隆抗体，用于研究和治疗领域。

这些基因工程抗体的例子说明了基因工程技术在抗体研究、生产和
应用中的重要性和广泛应用性。

比较三代抗体在制备和应用方面的优缺点摘要：抗体技术的发展主要经历了三个时期，相应产生了三代抗体：多克隆抗体、单克隆抗体和基因工程抗体。

多克隆抗体技术即免疫血清制备技术较简便，但免疫血清特异性较低。

自从第一个单克隆抗体产生以来，单抗已广泛地应用于疾病的诊治上。

为了克服传统的鼠源性单抗存在的弊端，随着分子生物学和细胞生物学的快速发展，基因工程抗体技术取得了比较大的进展，包括对鼠源性单抗的改造、人源性单抗的研制及对抗体分子结构和功能的改造，尤其是以噬菌体抗体库技术、核糖体展示技术和转基因小鼠技术为代表的人源性单抗制备技术的研制最为瞩目。

本文就三代抗体在制备及应用方面的优缺点作了简单的比较。

关键词：多克隆抗体单克隆抗体基因工程抗体抗体(antibody)是机体在抗原物质刺激下，由B细胞分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白。

抗体技术的发展主要分为三个时期，1890年Emil A. V. Behring等发现白喉抗毒素，并用于人工被动免疫，第一代抗体——多克隆抗体(Polyclonal antibody, PcAb)，继而产生。

第二代抗体于1975年，Köhler和Milstein创建杂交瘤技术制备出针对一种抗原决定簇的抗体，称为单克隆抗体(Moclonal antibody, McAb)，单克隆抗体是均质的异源抗体。

20世纪80年代采用基因工程的手段研制抗体及其与功能的关系，并对抗体基因进行改造和重组等，而制备出的抗体为基因工程抗体（Genetic engineering antibody, GEAb），即第三代抗体。

[1]一、多克隆抗体(Polyclonal antibody, PcAb)1、免疫血清的制备（1）抗原的制备制备多克隆抗体对抗原纯度要求十分严格。

抗原越纯，获得抗体的特异性越高，要求至少达到电泳纯或色谱纯。

（2）佐剂（Adjuvant）的应用对可溶性抗原而言，为了增强其免疫原性或改变免疫反应的类型、节约抗原等目的，常采用加佐剂的方法以刺激机体产生较强的免疫应答。

一、抗体的结构与功能1、抗体（Ab）：抗原剌激机体后，由浆细胞产生的并能与抗原发生特异性结合的球蛋白。

免疫球蛋白（Ig）：具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。

2、免疫球蛋白超家族：含有免疫球蛋白折叠结构样功能区的分子。

Ig分子超家族的成员多数为细胞膜表面分子。

3、按免疫球蛋白抗原特性分类：1）同种型：指同一物种内所有个体的抗体共同具有的抗原特异性，存在于恒定区。

同种型抗原特异性因种属而异，主要包括Ig的类、亚类、型、亚型。

2）同种异型：是指同一种属不同个体间Ig分子所具有的不同抗原特异性。

可作为遗传标记，存在Ig的恒定区。

3）独特型：每一个抗体形成细胞克隆所产生的抗体分子上所特有的抗原特异性。

由V H或V L可变区氨基酸序列的不同所决定。

与抗体结合抗原的特异性密切相关。

4、人免疫球蛋白重链基因定位于第14号染色体长臂，跨度约1100kb，由V、D、J和C四种基因片段组成。

人免疫球蛋白轻链基因分为λ和қ基因，分别定位于第22号染色体长臂和第2号染色体短臂。

5、决定抗原物质免疫原性的四个主要因素是：抗原物质的异物性、分子大小、化学组成和结构复杂性以及与抗原提呈细胞MHC分子结合的能力。

二、多克隆抗体1、多克隆抗体（polyclonal antibody，PcAb）：用普通抗原免疫动物所获得的抗体，由于抗原含多种抗原决定簇，同时刺激多个B细胞克隆产生抗体，所获得的抗体是包括多种特异性抗体的混合物，此为多克隆抗体。

2、抗体应答反应中初次应答和记忆应答的各自的特点。

初次应答：潜伏期长。

抗体类型最早产生IgM，接着才产生IgG，2w～2m才产生IgA。

抗体总量低。

维持时间短。

亲和力弱。

记忆应答：潜伏期短。

抗体类型IgG为主，IgM很少。

抗体总量高。

维持时间长。

亲和力强。

由初次应答和记忆应答的特点可看出：要获得高效价的抗血清，不仅与免疫剂量有关，而且免疫方法、接种途径和免疫的间隔时间等均至关重要。

3、免疫佐剂：概念：先于抗原或与抗原混合同时注入动物体内，能非特异性地改变或增强机体对该抗原的特异性免疫应答，发挥辅助作用的物质，被称为佐剂或免疫佐剂。

基因工程抗体制备原理
1. 靶抗原选择：根据需要制备的抗体的特定功能和应用领域，选择合适的靶抗原。

靶抗原可以是纯化的蛋白质，细胞表面分子等。

2. 基因克隆：将靶抗原的基因序列克隆到适当的表达载体中，例如质粒或病毒载体。

这个过程通常涉及使用限制性内切酶切割目标基因和载体，并通过DNA连接酶将它们连接起来。

3. 转染宿主细胞：将重组载体导入宿主细胞，使其表达靶抗原基因。

可以使用多种方法进行转染，包括电穿孔、高压转染或病毒介导的转染。

4. 细胞培养与表达：培养被转染的宿主细胞，在适当的培养基中表达靶抗原。

这些细胞通常是哺乳动物细胞，如CHO细胞。

5. 抗体纯化：通过多种分离技术将抗体从培养物中纯化出来。

常用的纯化方法包括亲和层析、离子交换层析、凝胶过滤层析等。

6. 抗体测试和鉴定：通过各种实验方法，如ELISA、Western blot等，验证所制备的抗体的特异性和相关功能。

基因工程抗体制备利用了基因重组技术和细胞工程技术，能够高效、精确地制备特定的抗体，具有广泛的应用前景。

基因工程抗体生命科学学院 09动物医学学号：2009082554 姓名：张孝辉指导老师：郑新添【摘要】：基因工程抗体以其独特的优点(免疫原性低、可按人的意愿加以改造等)正逐渐取代动物源性单抗。

随着基因工程和蛋白质工程等生物技术在抗体研制领域的广泛应用, 适应不同需要的基因工程抗体的种类日趋多样化, 构建日趋合理化, 在体内的生物学效应也日臻完善, 使之较天然单抗的治疗效果更好, 范围更广, 并在初步临床试用中展示了光辉的前景。

【关键词】：基因工程抗体; 生物技术【前言】：单抗作为一种有效的新型生物制剂促进了基础医学、临床医学、生物学、农学等众多生命学科的发展, 尤其在疾病的预防、诊断及治疗方面的作用日益重要。

然而作为体内的应用, 啮齿类动物单抗的高免疫原性, 使所有病人均发生不同程度的人抗鼠抗体反应(HAMA), 削弱了治疗的有效性, 并对清除抗体的器官产生毒性损害, 因此其应用严重受限。

为了创造出更理想的治疗用抗体分子, 将制备单抗的细胞工程技术与生产重组分子的基因工程技术和蛋白质工程技术相结合, 产生了基因工程抗体。

短短的几年研究使得这个领域的发展日新月异, 目前已成为抗体应用研究的热点。

但随着研究的深入进展, 也暴露出许多问题。

目前在以单抗为基础的临床治疗研究中, 面临五个最重要的问题及技术挑战:(1)使基因工程抗体具有与亲本抗体相一致的亲和力及特异性;(2)克服人抗动物单抗及人抗任何与单抗相交联的细胞毒性物质的免疫反应;(3)制备合适的细胞毒性物质;(4)符合体内药物动力学及生物分布特性;(5)高产量, 低成本。

本文综述了近几年国内外学者为攻克这几个难题在基因工程抗体领域所做的努力及研究进展。

1.基因工程抗体概述基因工程抗体又称重组抗体, 是指利用重组DNA 及蛋白质工程技术对编码抗体的基因按不同需要进行加工改造和重新装配, 经转染适当的受体细胞所表达的抗体分子。

目前报道的基因工程抗体很多, 分类方法不一, 大体可以分为三类。