[发明专利]一种生产人源化抗体或抗原结合片段的方法

说明书

本发明公开了一种生产人源化抗体或抗原结合片段的方法。该方法包括：获得非人类生物针对某一抗原的抗体的重链可变区和轻链可变区序列；将其与人胚系抗体的氨基酸序列对比；分别选择与非人源抗体重链可变区和轻链可变区同源性最高的人胚系抗体氨基酸序列；分别构建人胚系抗体重链和轻链可变区框架的文库并组装为完整的框架组装文库；表达所述的框架区组装文库，从中筛选能够与所述的抗原结合的人源化的重链可变区和轻链可变区，制备人源化重链可变区和轻链可变区的人源化抗体或抗原结合片段。本发明避免了在抗体工程化过程中对抗体结构分析的依赖，同时能够对抗体的表达、稳定性进行筛选，能最大程度保持人源化抗体的亲和力。

技术领域

本发明属于生物免疫领域，涉及一种生产人源化抗体或抗原结合片段的方法。

发明背景

自从杂交瘤技术^[1]建立后，人们生产并鉴定了大量鼠单克隆抗体(mAb)。其中很多被用于人类疾病的诊断，如癌症、传染性疾病、自身免疫病和其它疾病。然而，由于其能在人类患者中广泛引发人抗鼠抗体(HAMA)反应^[2]，使其在治疗上述疾病的临床应用中受到限制。高达50%的患者在服用鼠杂交瘤来源的抗体后，发生了HAMA反应^[3]，这严重危及这些抗体药物的安全性、功效和生物学半衰期。另外，鼠源抗体的恒定区也无法直接诱导人免疫效应器官产生治疗效应。期望通过人杂交瘤技术^[4]和人类疱疹病毒(EBV)介导B淋巴细胞转化^[5]来生产人用抗体的努力获得有限的成功，其广泛应用分别受到缺乏富有活力的人杂交瘤融合伴侣及EBV转化克隆不稳定性的限制^[6]。由于大量围绕非人源抗体用于人的限制探讨，多种转化非人源抗体序列进入人源抗体序列并被称为人源化的策略，被用于开发制造针对人类疾病的有效治疗试剂。

鼠源抗体人源化的两种主要方法为理论推理法(Rational method)和实验设计法(Empirical method)。抗体人源化的理论推理方法特征为通过抗体结构建模、设计多种抗体突变体并评估其靶点结合力或其它功能特性。如果设计的突变体未产生所期许的结果,则开始新一轮的设计和功能评估。推理方法包括但不局限于互补决定区（CDR）移植、表面重塑和表面人源化(super-humanization)及人递呈肽段(human string content)优化等。在上述推理方法中，CDR移植是使用最广泛的方法。使用CDR移植方法生产的人源化抗体，含有被移植到人源抗体框架区上的来自亲本鼠源mAb的6个CDR的氨基酸序列。业已证实，人源化抗体中低含量(~5%)的非人源序列能有效降低人源化抗体在人体中的免疫原性及延长血清半衰期^[7]。

遗憾的是，单纯的CDR序列移植产生的抗体通常比亲本鼠源mAb结合抗原能力弱，有时候亲和力降低高达几百分之一^[8]。为了恢复人源化抗体的高亲和力，必须进一步改造以优化其抗原结合区域的结构通常用来自亲本鼠源抗体的匹配序列取代抗体可变区中框架区的关键氨基酸来实现。这些框架区氨基酸通常参与维持CDR环构象，尽管某些框架区氨基酸本身也可直接与抗原接触^[9]，由此可见，由理论推理方法进行抗体人源化面临着相当多的不确定因素。此外，由于该技术依赖结构生物学，这对于很多实验室来说并不容易，其广泛应用亦受到限制。

与推理方法相比，实验法不需要抗体的结构信息，其依赖大库容文库的构建和富集淘筛技术如噬菌体展示、核糖体展示，酵母菌展示或通过高通量筛选技术等。这些实验方法依赖于筛选技术而非推测突变对抗体结构的影响，包括但不限于构建框架区文库、靶向淘筛、框架区置换和抗体人源化工程(humaneering)。然而，这些方法的成功主要依赖于大容量文库的构建，因为大容量的抗体库更容易分离高亲和力抗体。

因此，抗体人源化需要一种更好的方法。本发明中将阐述一种新的人源化方法和利用该方法产生的人源化抗体。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种生产人源化抗体或抗原结合片段的方法。