重组抗体是使用重组抗体编码基因产生的抗体片段,主要由免疫球蛋白可变区的重链和轻链组成。重组抗体在医学和科学研究等应用中均具有许多优势,使其成为特定靶标探索和研究的热门领域。重组抗体最常用的形式是单链可变片段(scFv),在人类医学和科学研究中展现出前所未有的优势与希望。随着时间的流逝,用于单克隆抗体生产的杂交瘤可能会逐渐失去生产抗体的能力,或者所得抗体可能经历未知的变化,从而影响其功能。与单克隆抗体相比,重组抗体则保持了高标准的特异性和低免疫原性。
结构与特征
形式:重组抗体常见的几种形式,包括Fab重组抗体、scFv重组抗体以及双特异性重组抗体,每种形式的重组抗体在应用方面的潜力都略有不同,可以用于各种研究领域以及人类和动物医学领域。
单链可变片段(scFv)
scFv是重组抗体中结构最小的,分子量约为27kDa,由免疫球蛋白可变区的轻链和重链形成,其抗原结合位点没有变化,因此仍能够与抗原结合。scFv具有很好的组织穿透性,其多肽接头可根据需要设计为其他位点(如金属螯合位点、连接药物位点等),在临床应用中是一种强有力的工具。
Fab片段
从结构上讲,Fab片段由两组可变区和恒定区组成,可形成两条多肽链。它们一起形成一个稳定的结构。Fab片段保留了抗原结合区域,分子量是抗体全长的1/3,具有较好的组织渗透性。作为抗独特型抗体的成员,Fab片段重组抗体直接结合在目标抗体的互补位,这意味着它们与药物竞争结合位点并具有抑制功能。Fab片段抗体可用于检测血清中未结合的药物或游离药物;也因为已被可以避免抗体Fc部分的非特异性结合,故常用作导向药物载体及显影等。
双特异性重组抗体
除了scFv和Fab片段,双特异性重组抗体或双抗体是第三种主要形式。双特异性抗体在一个分子内结合了两种不同的抗原,在肿瘤免疫治疗中具有显著的优势。例如,能结合肿瘤细胞表面抗原和杀伤性T细胞表面抗原的双特异性单抗,可以促使这两种细胞彼此靠近,利于杀伤性T细胞杀伤肿瘤细胞,起到促进治疗的作用。
优势:重组抗体在人体医学和研究中的应用带来许多优势。
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重组抗体 |
单克隆抗体 |
多克隆抗体 |
优势 |
提高了重复性和控制 显著缩短生产时间 无动物源技术 高度单价性 更简单的同型转换 几乎没有批次间差异 容易开发人源化型号 |
不同表位可生成不同克隆 杂交瘤细胞可作为相同抗体无限来源 最低背景和交叉反应性 高均一性、一致性和重复性结果 单抗原结合高特异性 最低批次间差异 |
制备相对简单,成本低 同一蛋白多种表位 低水平表达蛋白信号强 兼容广泛应用 抗原识别灵活性更高 可检测变性蛋白质 |
劣势 |
最终产量可能偏低 开发和表达需要技术 开发生产成本高 |
更耗人力 应用可能受限 较高的特异性限制不同种属的应用 更易受抗原化学处理导致表位丢失 杂交瘤细胞系漂变影响抗体表达 细胞系污染或丢失 抗体基因序列突变改变性能 |
动物死亡将中断来源 更大的批次间差异 非特异性抗体增加背景 难以偶联 |
更高的一致性和可重复性
更高的灵敏度和特异性
限制小
无动物高通量生产
医学和研究应用
重组抗体具有广泛的功能,涵盖从研究到各种疾病的诊断和治疗方法。它们的特异性和低免疫原性使其成为传统治疗形式的绝佳替代品,从而提高了靶向特定分子的准确性并避免了不良副作用。
已经开发出重组抗体作为癌症,HIV,单纯疱疹病毒(HSV)等的治疗方法。 ScFv已成为通用嵌合抗原受体(uniCAR)技术极有希望的治疗方法的一部分,该方法显示了可喜的结果。 scFv是靶模块形式的技术的一部分,可将免疫应答引导至表达靶抗原的特定癌细胞。在研究治疗HIV的情况下,重组抗体因其中和质量而被使用。 HSV感染也是如此。设计特异性重组抗体以与表面肝素硫酸盐蛋白聚糖(HSP)结合,这会使HSV进入宿主细胞的过程变得复杂,甚至使其失效。这是一种显着降低HSV感染严重程度的方法。
如本节开头所述,重组抗体也可以用于诊断,这种诊断应用的一个例子是狂犬病毒的检测。由于当前的诊断抗体不如所希望的那样准确,因此重组抗体提供了有希望的替代方案。对于狂犬病感染(仅在暴露后不久即可治疗),准确而准确的诊断对于患者的生存至关重要。与商业生产的和通常可获得的抗体相比,重组抗体生产便宜且确定感染的准确性更高。重组抗体的另一个优势是作为中和抗体的潜在应用,可作为后续治疗的一部分。
重组抗体在人和动物医学中的潜力是巨大的,即使仅列举几个实例也是如此。如前所述,重组抗体,尤其是那些在噬菌体展示中开发的重组抗体是高度特异性的,具有很高的药代动力学,可用于广泛的治疗中。然而,重要的是要认识到,在噬菌体展示中产生的重组抗体完全取代杂交瘤抗体的产生而不是对其进行补充是不期望或不希望的。
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