背景[1-6]
亲和力成熟是指机体正常存在的一种免疫功能状态。在体液免疫中，再次应答所产生抗体的平均亲和力高于初次免疫应答。这种现象称为抗体亲和力成熟。亲和力是抗体药物的一个关键参数，通常会影响抗体的功能和药效。一般而言，采用杂交瘤细胞技术生成的抗体或者人源化抗体已经具有相对较高的亲和力，但是这种亲和力可能并不足以满足治疗性抗体的需要。目前，药用抗体的研发主要基于杂交瘤细胞或者体外抗体库。
通过抗原设计和抗体筛选，人们初步获得阳性的hits，再进一步通过一系列生物性质检测和功能验证，最终得到有药用潜力的抗体。在实际研发过程中，经过了常规筛选所得的抗体，有诸多方面需要更细致的改进，包括亲和力、免疫原性、半衰期等等，抗体领域这些年来做了很多相关的研究和实践。其中，抗体亲和力成熟是研究的重要方向之一。
理论上，抗体亲和力的提高有助于改善抗体的特异性和效力，有助于减少用药剂量，降低毒副作用等。虽然实际的研究工作证明亲和力的提高与抗体效价的提高并不总是线性的关系，尤其在实体瘤的治疗上，但很多情况下，这个线性关系是明显存在的。另外，发展抗体亲和力成熟的技术，不仅有助于抗体药物的研发和质量改善，同时也有助于人们更好地理解抗体与靶点相互作用的机理，更好地认识靶点的功能。
以基于抗体库的亲和力成熟策略为例：
基于抗体库的抗体亲和力成熟与基于抗体库的抗体筛选并无本质差别，均为体外高亲和力抗体筛选，重点仍是两个方面，即库的构建和筛选系统的选择。区别在于，后者所用的库在构建或合成时无偏向性或只具有针对某抗原的有限的偏向性；而前者所用的库是基于确定的抗体序列模板所构建的。
1. 建库策略不同
建库的策略可分为两个大的类别：一类是构建较大的库，将抗体CDR区域甚至整个V区做随机突变；另一类是构建较小的库，将突变集中于抗体序列上特定的区域。构建的方法主要有CDR walking、chain shuffling、DNA shuffling等。CDR walking是指分段随机突变并保证相邻两个突变区域有所重叠，从而使突变覆盖整个CDR区域；chain shuffling是将抗体的VH和VL的配对重新洗牌，而DNA shuffling则是将抗体V区的序列重新洗牌。在DNA shuffling中，突变不限于CDR区，也包括FR区域，因为FR区域对于抗体与抗原的结合也可能有所贡献。
2.筛选方法
基于库的抗体亲和力成熟与基于库的抗体初步筛选涉及的方法基本相同，主要是利用噬菌体展示、酵母展示、核糖体展示等系统。噬菌体展示的优势在于操作方便，流程相对简易；酵母展示的优势在于与流式分选相结合，检测和筛选同时进行；核糖体展示的优势是系统容量较大，可用于大库的筛选，另外可以实现库的体外进化。
应用[7][8]
亲和力成熟技术可用于高效抗体药物的开发：
在可内化的人源抗Met基因工程抗体Fab的亲和力成熟与特性分析的研究中就使用噬菌体展示技术制备抗Met(HGF受体,一个与肿瘤发生、侵袭和转移相关原癌基因产物)特异性、高亲和力的全人Fab片段.Fab基因分三步合成,以从错配PCR突变库中筛选出的Fab基因可变区为模板,扩增VH和VL基因,分别与CH1、CL基因融合,合成Fd和L基因,再拼接合成Fab基因,克隆于pComb3XSS中,构建Fab次级抗体库.经细胞筛选和固相筛选,获得高亲和力阳性克隆。
工程菌经IPTG诱导表达,SDS-PAGE和蛋白质印迹分析,在25ku和27ku出现预期大小蛋白质条带.Fab分子经流式细胞术、免疫沉淀、细胞免疫荧光检测,结果表明,Fab能够与S114和MKN45细胞膜上的Met胞外区特异性结合,而与阴性细胞NIH3T3不结合.抗体内化分析显示,Fab能够与标记肥皂草毒素(ZAP)的抗人IgG结合,并进入细胞内,抑制Met阳性细胞的生长,揭示该抗体能够与Met特异性结合,并且被细胞内化.该抗体有望成为肿瘤临床诊断或治疗的候选分子.
参考文献
[1]Suppression of Met expression:a possible cancer treatment.Shinomiya N,Vande Woude G F.Clinical Cancer Research.2003
[2]Human antibody fragments specific for epidermal growth factor receptor selected from large non-immunised phage display libraries.Souriau C,Rothacker J,Henner R,et al.Growth Factors.2004
[3]Domain interaction in the fragment:a comparative evaluation of the single-chain Fv and Fab format engineered with variable domains of different stability.Rothlisberger D,Honegger A,Pluchthun A.Journal of Molecular Biology.2005
[4]Improving the efficacy of antibody-based cancer therapies.Carter P.Nature Reviews Cancer.2001
[5]An analysis of monoclonal antibody distribution in microscopic tumor nodules:consequences of a“binding site barrier.Osdol W,Fujimori K,Weinstein J N.Cancer Research.1991
[6]Essential role for the c-Met receptor in the migration of myogenic precursor cells into the limb bud.Bladt F,Riethmacher D,Isenmann S,et al.Nature.1995
[7]Tunable antibodies.Weiner L M,Carter P.Nature Biotechnology.2005
[8]朱进,赵萍,焦永军,王昕,曹伯良,冯振卿,管晓虹.可内化的人源抗Met基因工程抗体Fab的亲和力成熟与特性分析[J].生物化学与生物物理进展,2007(01):73-79.