什么是单克隆抗体?

什么是单克隆抗体?

单克隆抗体 (mAb) 由相同的 B 淋巴细胞产生,确保它们均一且对靶标具有高度特异性。之所以具有这种特异性,是因为 mAb 与单个表位结合,从而可以在各种生物和治疗应用中实现精确靶向。它们的均一性在研究中也提供了显著的优势,被广泛用于研究分子构象变化、蛋白质-蛋白质相互作用和磷酸化状态。

一旦建立了杂交瘤细胞系(通过将免疫 B 细胞与骨髓瘤细胞融合而产生),mAb 的生产就成为一种可再生资源。这使它们成为研究和治疗环境中持续可靠的工具。杂交瘤工艺可确保随着时间的推移可以产生大量抗体,而无需重复免疫,使 mAb 成为适用于许多应用的可扩展解决方案。

在研究中,mAb 在鉴定复杂家族中的单个蛋白质方面很有价值。例如,在蛋白质相互作用研究中,mAb 可用于区分密切相关的亚型或追踪翻译后修饰,例如磷酸化,从而深入了解细胞信号通路。这些功能使其在蛋白质组学、结构生物学和分子诊断等领域非常有用。

mAb 在治疗开发中的应用

单克隆抗体药物是 FDA 批准的疗法中增长最快的类别之一。目前,FDA 每年批准的药物中有近 20% 是基于 mAb 的疗法,其中大多数针对癌症。1这些疗法旨在利用肿瘤细胞上存在的独特标志物,例如过表达的生长因子受体或 PD-1/PD-L1 等免疫检查点蛋白。

在癌症治疗中,mAb 可以以多种方式发挥作用。它们可以通过与细胞表面抗原结合来直接靶向和中和癌细胞,标记它们以被免疫系统破坏。一些 mAb 与毒素或放射性颗粒结合,将致命物质直接输送到癌细胞。其他的,如检查点抑制剂,通过阻断阻止免疫激活的抑制信号来释放免疫系统来攻击癌细胞。

除癌症外,mAb 在治疗自身免疫性疾病、传染病和炎症性疾病方面也取得了成功。例如,类风湿性关节炎中使用的抗 TNF mAb 可中和促炎细胞因子,减少导致疾病的慢性炎症。在传染病中,mAb 可以设计为中和病原体或受感染的细胞,在病毒和细菌感染管理中起着至关重要的作用。

癌症治疗中的单克隆抗体

mAb 在癌症治疗中的主要优势之一是它们能够识别特定的肿瘤相关抗原 (TAA),与正常细胞相比,TAA 是癌细胞上含量更高的蛋白质或分子。通过利用这种差异,mAbs 可以提供靶向治疗,从而降低伤害健康组织的风险。

一个著名的例子是曲妥珠单抗 (Herceptin),这是一种靶向 HER2 受体的单克隆抗体,HER2 受体在某些乳腺癌中过表达。通过与 HER2 结合,曲妥珠单抗阻断促进细胞生长的下游信号通路,从而抑制肿瘤增殖。它还通过抗体依赖性细胞毒性 (ADCC) 等机制触发免疫介导的癌细胞破坏。

其他 mAb,如利妥昔单抗,靶向 B 细胞上的 CD20 抗原,用于治疗 B 细胞非霍奇金淋巴瘤和一些自身免疫性疾病。这种靶向作用确保表达 CD20 的癌细胞被选择性杀死,同时保留大多数其他细胞,与非靶向疗法相比,可以改善治疗结果,减少副作用。

最近,纳武利尤单抗 (nivolumab) 和帕博利珠单抗 (pembrolizumab) 等免疫检查点抑制剂在治疗多种癌症类型方面显示出成功。这些 mAb 靶向 T 细胞上的 PD-1 受体,防止癌细胞逃避免疫监视。通过阻断抑制信号,这些 mAb 重新激发 T 细胞攻击肿瘤,代表了癌症免疫治疗的范式转变。

超越肿瘤学的 mAb

虽然 mAb 最常与癌症治疗相关,但它们的用途已扩展到治疗自身免疫、感染、心血管、遗传、代谢、肌肉骨骼、神经和眼科疾病。

在自身免疫性疾病中,免疫系统错误地攻击健康组织,mAb 可用于阻断驱动疾病过程的炎症分子或免疫检查点。例如,在类风湿性关节炎 (RA) 中,英夫利昔单抗和阿达木单抗等抗 TNF 单克隆抗体通过中和肿瘤坏死因子 (TNF) 彻底改变了治疗,TNF 是一种在促进炎症中起核心作用的细胞因子。这些疗法显着减少了疾病进展并改善了许多患者的生活质量。

单克隆抗体在传染病的治疗中也越来越受欢迎。在 COVID-19 大流行期间,开发了 bamlanivimab 等 mAb 来中和 SARS-CoV-2 病毒,防止其进入人体细胞和复制。这些抗病毒抗体是对抗病毒感染的关键工具,特别是对于免疫系统较弱或重症高风险的患者。

此外,mAb 治疗细菌感染的潜力正在研究中。某些单克隆抗体被设计用于靶向细菌毒素或毒力因子,为传统抗生素提供替代品,尤其是在抗生素耐药的情况下。

引用:

  1. 穆拉德,A.(2021 年)。FDA 批准了第 100 款单克隆抗体产品。https://doi.org/10.1038/d41573-021-00079-7

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