结构基础上的抗体人源化及优化技术

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在未来十年,蛋白和抗体药物将成为最有前景的医疗领域。预计到2014年,全球范围内最畅销的十个药物中将有6个是抗体药,整个药品销售额的50%都将来自抗体药物。虽然中国市场也在以相似的步伐发展,抗体药物的研发还是远远落后于发达国家,尤其是在抗体产生,抗体筛选以及抗体人源化等等重点领域。我们知道,鼠源产生出来的杂交瘤抗体如果直接用于人类患者,将产生强烈的免疫副作用,甚至有致命的危险。为了减少单克隆抗体的免疫原性,改善它们对人体免疫系统的激活,抗体人源化及优化技术是抗体药物研发过程中必需的步骤。通常使用的人源化方法叫做互补性决定区(CDR)移植和随机氨基酸变异法,但是,单单把鼠源抗体的CDR移植到人源抗体的框架中并不能保证单克隆抗体的结合亲和力及特异性,随机变异的方法耗时长,成功率也低。因此,人源化抗体设计已成为了抗体药物研发中的关键步骤。Akeso生物制药公司是目前国内领先的运用晶体学和结构模型来设计人源化抗体的公司。抗体人源化过程包括几个关键的选择:CDR的区域范围,人源抗体框架,以及那些必须维持鼠源的氨基酸(backmutations)。通过解析抗体和抗原之间的复合结构或搜索同源的抗体晶体结构,并运用能量最小化和手动调整来获得鼠源抗体的3-D模型。通过3-D模型选择最佳的CDR区域,然后用最接近的人种系抗体序列来替代原始抗体的框架,保持CDR区域不变。最后,在3-D模型中找出那些会影响到抗体整体结构,CDR区的三维安排,链间的相互作用以及不常见的氨基酸和糖基化位点并变异回到鼠源的序列。
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