單克隆抗體制備完成后，若需進行人源化改造以降低免疫原性，改造前需獲取抗體的哪些關鍵信息（如可變區序列），常用的改造技術有哪些？

日期：2025-09-03 09:37:30

在單克隆抗體人源化改造前，需獲取抗體可變區（V區）完整序列、親本抗體結合表位與親和力數據等核心信息，這些是確保改造后抗體保留活性、降低免疫原性的基礎；常用改造技術則以 “框架區（FR）替換” 和 “表位保留優化” 為核心，包括 CDR 移植、表面重塑、鏈替換等，需結合靶點特性選擇適配方案。

一、人源化改造前必須獲取的關鍵信息

人源化的本質是 “保留抗體特異性結合能力（依賴抗原結合區），替換異源序列（主要是框架區）以降低人體免疫識別”，因此需優先明確以下 4 類信息：

1. 抗體可變區（V?/V?）完整序列（核心中的核心）

需獲取的具體序列：重鏈可變區（V?）和輕鏈可變區（V?）的全長氨基酸序列（或對應的基因序列），包括：

互補決定區（CDR）：共6個（V?的 CDR1/2/3、V?的CDR1/2/3），是直接與抗原結合的關鍵區域，必須 100% 精準保留（除非后續需微調親和力）。

框架區（FR）：共4個（V?的FR1/2/3/4、V?的FR1/2/3/4），是支撐CDR構象的 “骨架”，也是人源化改造的主要替換區域，需明確親本抗體（如鼠源、兔源）的 FR 序列以匹配人源 FR 模板。

獲取方式：通過雜交瘤細胞測序（針對傳統雜交瘤單抗）、噬菌體展示庫篩選后測序（針對重組單抗），或直接由前期制備服務商提供測序報告。

2. 親本抗體的結合特性數據

抗原結合表位信息：明確抗體結合的是抗原的線性表位（氨基酸連續序列）還是構象表位（氨基酸空間折疊結構）—— 構象表位抗體的人源化需更謹慎，避免FR替換破壞CDR的空間構象。

親和力與特異性數據：需提供親本抗體與抗原的親和力（如Kd值，通過SPR、BLI 等技術檢測）、與同源蛋白的交叉反應性——人源化后需以此為標準，驗證抗體活性是否保留（通常要求親和力下降不超過10倍）。

3. 抗體的結構信息（可選但推薦）

若有親本抗體的晶體結構（如通過X射線衍射、冷凍電鏡解析）或同源建模結構，可直觀看到CDR與FR的空間相互作用，精準定位需保留的 FR “關鍵殘基”（部分FR殘基可能間接影響 CDR構象，需避免替換），降低改造失敗率。

4. 抗體的恒定區（C區）信息

明確親本抗體的恒定區來源（如鼠IgG1、兔IgG2）和亞型 —— 人源化時通常會將異源恒定區替換為人源恒定區（如人IgG1、IgG4，根據治療需求選擇，如 IgG4 適合需降低ADCC/CDC效應的場景），需提前確定目標人源恒定區亞型。

二、常用的人源化改造技術（按應用場景分類）

不同技術的核心邏輯均為 “最大化替換異源FR序列，最小化影響CDR結合活性”，具體選擇需結合抗體來源（如鼠源、兔源）、表位類型和改造目標（如低免疫原性、高穩定性）。

改造技術	核心原理	優勢	適用場景	典型案例/注意事項
CDR移植技術（最主流）	將親本抗體的6個CDR “移植” 到預先篩選的人源抗體FR框架上，僅保留CDR區域的異源序列	免疫原性降低最顯著，符合人體免疫系統識別習慣	絕大多數單抗（尤其是鼠源單抗），適合線性表位和構象表位	需篩選 “匹配度高” 的人源FR模板（如從人抗體數據庫中選同源性≥60%的FR），避免CDR構象改變
表面重塑技術（局部改造）	僅替換異源FR表面的 “免疫原性殘基”（即易被人體T細胞、B細胞識別的氨基酸），不改變 FR 內部骨架	對 CDR 構象影響小，易保留抗體活性	構象表位抗體、親和力敏感型抗體（避免CDR移植破壞活性）	需通過計算機預測（如免疫原性預測工具IEDB）定位免疫原性殘基，改造后需驗證免疫原性
鏈替換技術	將親本抗體的一條鏈（如輕鏈）直接替換為人源輕鏈，僅對另一條鏈（如重鏈）進行局部改造	操作簡單，周期短，適合快速驗證	輕鏈FR對CDR構象影響較小的抗體，或資源有限的初期改造	需篩選與人源輕鏈匹配的重鏈，避免鏈間相互作用異常導致聚集
鑲邊改造技術（“CDR移植+局部優化”）	在CDR移植基礎上，保留親本抗體FR中 “可能影響CDR構象的關鍵殘基”（如與CDR直接作用的氨基酸）	平衡免疫原性與活性，降低改造失敗率	FR殘基對CDR構象影響較大的抗體（如兔源單抗）	需通過結構分析或定點突變驗證 “關鍵殘基”，避免過度保留異源序列導致免疫原性回升
人源化定點突變（輔助優化）	對CDR移植/表面重塑后的抗體進行單點或多點突變，優化FR與 CDR的相互作用、抗體穩定性	解決改造后親和力下降、穩定性差的問題	人源化后活性不達標的抗體，或需提升熱穩定性、抗降解性的場景	通常針對FR的 “框架殘基” 或CDR的 “非關鍵結合殘基”，避免突變破壞抗原結合位點