分子生物学在免疫制剂中的应用-基因工程抗体.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,随着,DNA,重组技术以及其它分子生物学技术的发展，人们利用基因工程技术来制备抗体分子，这种抗体分子称为基因工程抗体,-,分子水平的抗体,。,区别,：,B,细胞在抗原的刺激下分化为浆细胞，产生具有与相应抗原发生特异性结合反应的免疫球蛋白，称为,抗体,。,1,2,3,目前基因工程抗体有,嵌合抗体（,chimeric,antibody,）,重构抗体（,reshaping antibody,）,单链抗体（,single-chain antibody,）,Ig,相关分子,噬菌体抗体（,phage antibody,）,全套抗体基因库,（,the immunoglobulin repertoire,）,6,（一）嵌合抗体（,chimeric antibody,）,定义：,指在同一抗体分子中含有不同种属来源抗体片段的抗体，又称,杂种抗体,。,迄今构建的嵌合抗体多为“鼠人”类型，也就是抗体的,Fab,或,F(ab)2,来源于鼠类，而,Fc,片段来源于人类。,鼠源,人源,7,嵌合抗体制备过程简介,小鼠杂交瘤细胞的免疫球蛋白,(,Ig)VH,基因与人,Ig,的,CH,基因连接,导入骨髓瘤细胞，使之表达,嵌合重链,再将小鼠杂交瘤细胞的,Ig,VL,基因与人的,CL,基因相连,转染含嵌合重链的小鼠骨髓瘤细胞,筛选分泌鼠人嵌合抗体的骨髓瘤细胞,所分泌的嵌合抗体与原杂交瘤细胞分泌的抗体特异性和亲和力相同，但减少了抗体中的鼠源性成分,8,（二）重构抗体（,reshaping antibody,）,目的：,进一步减少鼠源蛋白在嵌合抗体内的含量,改造：,将鼠抗体的超变区基因嵌入人抗体,Fab,骨架区的编码基因中，再将此,DNA,片段与人,Ig Fc,相连，然后转染杂交瘤细胞，使之表达嵌合的,V,区抗体。,9,本质,在人抗体可变区序列内嵌入鼠源抗体的高变区基因,序列，通过这种置换为人类抗体提供了一个新的抗,原结合部位。,10,（三）单链抗体（,single-chain antibody,）,又称,FV,分子。,目的：,基因工程手段构建更小的具有结合抗原能力的抗体片段，即,FV,分子或单链抗体蛋白。,本质：,是由,VL,区氨基酸序列与,VH,区氨基酸序列经肽连接物（,linker,）,连接而成。此外肽连接物还可将药物、毒素或同位素与单链抗体蛋白相融合。,11,优点,分子量小，作为外源性蛋白的免疫原性较低；,在血清中比完整的单克隆抗体或,F(ab)2,片段能更快地被清除；,无,Fc,片段，体内应用时可避免非特异性杀伤；,能进入实体瘤周围的微循环等。,12,（四）,Ig,相关分子,原理：,可将抗体分子的部分片段（如,V,区或,C,区）连接到与抗体无关的序列上（如毒素），就可创造出一些,Ig,相关分子,13,可将有治疗作用的毒素或化疗药物取代抗体的,Fc,片段，通过高变区结合特异性抗原，连接上的毒素可直接运送到靶细胞表面，起“,生物导弹,”的作用。,Byrn,构建的“,CD4,免疫粘附素”即是这一类抗体分子，他是将,CD4,基因与,IgG1 C,区在体外重组而表达出的,Ig,相关分子，它可封闭人,HIV gp120,蛋白与,CD4,T,细胞的结合，在治疗人的爱滋病上具有潜在价值。,应用事例,14,（五）噬菌体抗体（,phage antibody,）,噬菌体表面展示技术,（,phage display technology,）。,是将已知特异性的抗体分子的所有,V,区基因在噬菌体中构建成基因库，用噬菌体感染细菌，模拟免疫选择过程，具有相应特异性的重链和轻链可变区即可在噬菌体表面呈现出来。,15,展望,将抗体基因置于人的操作之下，有着强大的生命力。,从构建的人和动物抗体基因总文库中筛选和表达针对任一抗原的抗体基因，将结束仅依靠免疫获得抗体的状况。,16,催化抗体（,catalytic antibody）,催化抗体也叫,抗体酶（,abzyme,）,，,是具有催化活性的免疫球蛋白，它兼具抗体的高度选择性和酶的高效催化性,1986,年,Lerner,和,Schultz,两个研究小组各自独立发表了他们关于抗体酶的第一篇报告以来，抗体酶的研究已取得了相当广泛的成功。,17,催化抗体制备技术的开发预示着可以人为生产适应各种用途的，特别是自然界不存在的高效催化剂，对生物学、化学和医药等多种学科有重要的理论意义和实用价值。,18,（二）催化抗体的制备,催化抗体（抗体酶）技术是化学和免疫生物学的研究成果在分子水平交叉渗透的产物，是将抗体的极其多样性和酶分子的巨大催化能力结合在一起的蛋白质分子设计的新方法，故而显示出较高的理论和实用价值，成为酶工程领域中的研究热点。,19,在亲和性和结合特异性方面，抗体抗原的相互作用与酶,-,底物的相互作用相似。,20,抗体与处于稳定、低能构型的抗原作用，而酶与处于不稳定、高能的过渡态底物结合。酶结合能量帮助打开底物分子的化学键。,抗体酶的结构应该与底物过渡态互补。但这种过渡态往往只存在短时间，所以研究者必须先制备底物过渡态的稳定低能类似物，然后制备抗体酶。,21,目前制备催化抗体有以下四种方法：,1,细胞融合法,2,抗体结合位点化学修饰法,3,引入辅助因子法,4,基因工程抗体技术,22,（三）催化抗体的应用,用病毒特异蛋白质片段的过渡态模拟物免疫动物，产生能特异水解病毒蛋白质的抗体酶，使病毒无法繁殖，从而达到预防和治疗的目的。,23,Landry,等用可卡因水解的过渡态类似物磷酸单酯为半抗原，产生的单克隆抗体能催化可卡因的分解，其催化活性和血液中催化可卡因的丁酰胆碱酯酶差不多，水解后的可卡因片段失去了可卡因刺激功能。因此，用人工抗体酶的被动免疫也许能阻断可卡因上瘾，达到戒毒目的。,24,