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快速入局大分子制药,这些抗体筛选知识你都知道吗?

生物制药小编  · 公众号  · 药品  · 2018-07-01 08:51

正文

抗体是由效应 B 细胞分泌的大分子免疫球蛋白,参与协助免疫系统鉴别、中和抗原或其他外来物质。抗体由对称的两条重链及两条轻链组成,其重链恒定区决定抗体亚型,而重链和轻链可变区组合形成抗原结合域。


抗体药物的发展


1975 年 Kohler 和 Milstein 建立了杂交瘤技术(亦称单克隆抗体技术),该技术将体外可持续培养骨髓瘤细胞与可分泌抗体的 B 淋巴细胞融合,经黄嘌呤氨基蝶呤胸苷筛选及克隆化后,得到可分泌特异性抗体的单克隆细胞株,这一技术为治疗性单克隆抗体药物的发展奠定了基础。自 1986 年第一个鼠源单克隆抗体药物上市以来,抗体药物的研发经历了从鼠源到全人源化抗体过渡的过程。 根据其来源可以分为鼠源单克隆抗体(-omab,莫单抗)、人鼠嵌合型单克隆抗体(-ximab,昔单抗)、人源化单克隆抗体(-zumab,珠单抗)和全人源化单克隆抗体(-umab,人单抗)。



截至 2017 年底,FDA 累计批准上市 73 个抗体药物。抗体药经过 30 余年的发展,已成为全球医药市场的重要组成部分,目前大分子生物制药市场(包括重组蛋白类药物)急速增长已突破千万亿美元。从2016年市场表现来看, 全球 10 大最畅销药物中:除 2 个小分子药物以外,另外 8 个都是大分子药物: 包括 5 个抗体药物、1 个疫苗、一个融合蛋白和 1 个重组蛋白。


*(以上销售数据来源于网络)


近年来新型肿瘤免疫调节抗体药物(如 PD-1/PD-L1 抗体阻断剂)的兴起也带来了新的治疗突破。在药物研发方向,生物大分子药物市场高度集中,巨头垄断地位“超然”,而同时生物制药市场也孕育着诸多新机会和变化,新靶点、新作用机制的抗体药层出不穷,研发企业在生物制药领域大有可为。


珀金埃尔默生物大分子制药整体解决方案


珀金埃尔默公司成立于 1937 年,总部位于美国马萨诸塞州。经历 80 年的发展与变革,珀金埃尔默已经成为在全球范围内享有盛誉的尖端分析仪器和解决方案供应商,致力于改善人类健康和环境健康。


珀金埃尔默产品涉及领域包括:珀金埃尔默探索与分析解决方案事业部主要包括环境健康、食品安全、生命科学、实验室服务和大数据整体信息化解决方案等业务领域。在环境健康方面,提供从放射性和有机物污染监测、微量有毒金属和化学品检测等相关的专业知识和全面的服务;在食品安全领域,提供快速准确的检测解决方案以及全面的服务;在生命科学业务领域,提供包括生物学影像系统、体外检测方案、定量病理学研究平台和信息学应用在内的完整的试剂和检测技术解决方案;在实验室服务领域,珀金埃尔默 OneSource 团队专注于为全球各地、各行业领域内、各类实验室提供多品牌仪器维修、维护、校准、验证,Lab IT 及实验室搬迁的一站式服务解决方案。医疗信息科学部提供医疗大数据整体信息化解决方案。



针对生物大分子制药研发流程的每一个环节,珀金埃尔默公司可提供覆盖分子-细胞-活体-组织的全方位检测技术、仪器平台、试剂耗材及相关服务。针对杂交瘤、噬菌体或人源 B 细胞等不同文库的抗体筛选,高通量多模式检测系统、多标试剂(如高灵敏度免洗 Alpha 技术)及细胞株、高内涵细胞显微成像系统、自动化样品处理工作站可以在分子及细胞水平提供最佳的高通量抗体筛选及优化方案。对于抗体药物的临床前/临床功能验证、安全评价及治疗效果,可借助生化检测及分子影像学平台,完成从分子机制、细胞信号通路、组织微环境及整体动物水平的系统评价。


针对抗体工艺开发及生产质控过程中的抗体纯度、糖基化、片段化/聚合化、荷电异质性及宿主细胞残留等重要质控指标,全自动毛细管电泳抗体分析系统和多模式检测及专业试剂盒可大大降低该环节的技术成本。另外,随着医疗大数据时代的到来,珀金埃尔默 Signal 数据挖掘分析系统,结合高质量显微成像技术和数字定量病理智能算法,为基础研究到临床实践的转化进一步助力加速。


人源化抗体筛选体系建立


人源化抗体是治疗性抗体发展的一个重要的里程碑,并伴随着一系列重大的技术革新,如抗体库技术、转基因动物及高通量测序等。人源化抗体的形式也从最初的嵌合抗体、改型抗体等逐步发展为今天的人抗体。抗体人源化已经成为治疗性抗体的发展趋势,同时各种抗体衍生物也不断涌现,它们从不同角度克服抗体本身的应用局限,也为治疗人类疾病提供了更多利器。对单克隆抗体进行改造使之应用于临床治疗,不仅需要对抗体效应机制进行更细致深入的研究,同时还有赖于对人类免疫系统调控机制的全面精确认识。



抗体文库筛选

在噬菌体库筛选体系中,基于噬菌体抗体文库对特定靶标进行大规模筛选,非结合的噬菌体抗体在筛选过程中被排除,特异性噬菌体抗体经大肠杆菌感染后进一步扩增回收,经过重复轮回筛选,直至获得所需的高特异抗体。


基于转基因小鼠的杂交瘤筛选

基于转基因小鼠的杂交瘤筛选方法中,该小鼠已经过基因工程化改造,适用于人源免疫球蛋白的表达。免疫转基因小鼠后收获到的 B 细胞与骨髓瘤细胞系融合形成永久化杂交瘤细胞,与传统杂交瘤技术流程一样,对杂交瘤进行特异性抗体筛选。



人源 B 细胞抗体筛选

人源 B 细胞抗体筛选是一种日益兴起的人源抗体和疫苗研发的新方法,特别是针对感染类疾病的保护性抗体和新型肿瘤疫苗的研发有着天然技术优势。


人源 B 细胞经分选后以单细胞状态与滋养层细胞共培养产生抗体,经筛选后得到所需功能的天然抗体,回收相应 B 细胞测序后得到抗体基因序列。随后,一方面通过得到的抗体基因序列在合适的系统中表达改重组抗体,或根据需要对其性质进行微调;另一方面可通过研究抗体和抗原结合,表征定义新的保护性抗原表位,进而对免疫原进行优化,获得更好的免疫新抗原。


无论是抗体文库筛选、基于转基因小鼠的杂交瘤筛选和人源 B 细胞抗体筛选,都有其各自的技术优势和限速步骤。 可根据治疗目的和靶点的不同,选择合适的人源化抗体筛选体系,并配置高通量、自动化的检测方案,以满足抗体筛选中对高效率、微型化的需求,缩短抗体研发周期、提高有效抗体的产出率。


抗体筛选方法学对比及检测


抗体的筛选鉴定中,最经典的方法是 ELISA 方法,通过将抗原包被到微孔板中,加入待测抗体(杂交瘤上清或噬菌体裂解液),经孵育后洗去非结合抗体,再加入检测抗体进行评价。ELISA 方法的需要固定抗原,反复洗板去除多余的抗原/抗体,步骤繁琐,检测动态范围低,且不利于微型化,并且对于一些膜蛋白靶点,抗原固定化后会影响其天然构象及表位,阻碍对针对天然表位的有效抗体的发现及研发。









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