第七章 抗体的表达
华南农业大学食品学院 廖振林
提要
•
基因工程抗体巴在多种体系获得成功表达，
包括哺乳动物细胞、大肠杆茵、酵母细胞、昆
虫细胞、转基因植物以及转基出动物等表达体
系。其中哺乳动物细胞最接近抗体产生的天然
宿主，是比较成熟、应用最多的表达体系，主
要用于表达完整抗体分子，目前治疗性单抗的
生产基本都用这一表达体系。通过对友达载体、
细胞p3—x63—Ag8与经绵羊红细胞免疫的小鼠
脾淋巴细胞融合而成的杂交瘤，再经培养和药物
筛选发生变异后获得的细胞系。 SP2/0是在表达
基因工程抗体中用得最广泛的淋巴类细胞，尤其
在人—鼠嵌合抗体的表达中用得最多，仅其表达
产量通常较低，多用于实验研究。
κ • NSO细胞系是能在胞内合成 轻链的NS—1细胞的变异株，
不再产生任何免疫球蛋白链，能用于表达各种全分子抗体， 用该细胞系表达的抗人EGF受体的人源化改型抗体己在三 期临床试用中。
• 此外，也有用小鼠骨髓瘤P3UI细胞表达人—鼠嵌合抗体。 用于表达重组抗体的大鼠骨髓瘤细胞仅见有YB2/0细胞的 报道，该细胞系是大鼠骨髓瘤细胞Y3与A0株大鼠脾细胞 融合建立的，本身也不表达任何免疫球蛋白肽链。用骨髓 瘤表达重组抗体时，所用的表达载体通常多选用免疫球蛋 白的启动子和增强子，因这些细胞中含有它们所需要的转 录因子，有利抗体的高表达。
较哺乳动物细脑有一定优势，但在抗体
表达中的应用尚不多，应用价值有待评
价。转基因植物和转基因动物表达体系
主要用于工程抗体的大规模生产，其成
功应用尚需时日。
抗体载体体统的种类
• 1 哺乳动物表达载体系统 • 2 大肠杆菌表达系统 • 3 酵母及昆虫细胞表达系统 • 4 动植物表达系统
第一节 哺乳动物细胞表达系统
• 由于目前尚无稳定但自身不分泌Ig的人 骨髓瘤细胞系，因此，用于表达基因工程 抗体的淋巴类细胞，主要是小鼠和大鼠的 骨髓瘤细胞。
•
目前在表达基因工程抗体最多的骨髓瘤细胞
是小鼠骨髓瘤细胞系SP2/0和NSO，以及大鼠的
骨髓瘤细胞YB2/0。这些骨髓瘤细胞均不产生和
分泌任何免疫球蛋白。 SP2/0细胞系是小鼠骨髓
此外，CHO细胞遗传背景清楚；转
染效率高；能适用于多种载体；能表达
各种类型的重组抗体；可长期稳定传代
并稳定表达有功能活性抗体；可用无血
清或无蛋白培养基培养，有利于抗体的
纯化；能进行大规模培养。因而CHO细
胞已成为生物技术产业化培养的首选工
程细胞系， 目前已批准上市的基因工程
抗体几乎都是在CHO细胞中表达的。
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同时哺乳动物细胞还能实现抗体的分
泌性表达，表达产物可分泌至无血清或无
蛋白的培养上清中，为抗体的分离纯化提
供了最大的便利。此外表达抗体的哺乳动
物细胞也能进行规模化培养，为抗体的产
业化相应用奠定了基础。
哺乳动物表达细胞
•
但哺乳动物细胞表达体系存在构建周期长、
操作烦琐，表达产量相对低，生产成本较高等缺
COS
•
另一种常用于表达重组抗体的非淋巴类细胞
是COS细胞，COS细胞是用sv40病毒的大T抗原
点。因此、尽管哺乳功物细胞表达体系能用于各
种基因工程抗体的表达．但最适合表达的还是全
分子抗体．以及某些不适宜在非哺乳动物细胞表
达的小分子抗体。哺乳动物细胞表达体系包括宿
主细胞和表达载体：目前常用的宿主细胞主要有
两类，一类是淋巴类细胞，另一类是非淋巴类细
胞。
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一、淋巴类细胞
•
在体内抗体是由浆细胞分泌产生的，浆细胞
• 哺乳动物细胞是最早用来表达抗体分子 的，也是目前应用最多的表达体系。哺乳 动物细胞内有抗体折叠形成正确立体空间 构象所必需的分子伴侣，其内质网为抗体 分子的正确折叠和链内及链间二硫键的形 成提供了有利的氧化-还原环境。
• 此外哺乳类动物细胞还拥有完整的转录、 翻译后加工及分泌等机制，包括抗体的糖 基化、羧基化等一系列复杂的加工过程， 因而哺乳动物细胞表达系统表达的抗体通 常具有正确的折叠和空间构象以及正确的 装配，具有良好生物活性，基本近似于天 然抗体。
CHO
•
人巨细胞病毒立早基因启动子
(PhCMV- IE)，病毒长末端重复序列LTR等 等。通常非淋巴细胞表达重组抗体的产
量低于淋巴类细胞，大多数在lug／ml以
下。但近十余年的研究表明，通过一系
列现代分子生物学技术，尤其是高效扩
增表达技术，可使重组抗体在CHO细胞
中的表达产量达200ug/ml。
•
宿主细胞及各环节的改良和完善，己可达到
100mg／L左右的表达水平，大肠杆菌体系不能
对表达产物进行糖基化，只能表达抗体分子片
段，但由于其遗传背景清楚，操作简单，成本
低，周期短等优点，亦有较广泛的应用，尤其
在研究领域。
•
酵母细胞和昆虫细胞表达体系具有
一定的糖基化功能，能表达完整抗体分
子，可达到较高表达量 ，其操作及成本
具有抗体正确折叠，空间构象形成，链内及链间
二硫键形成的内环境，包括内质网及参与此过程
的各种协向因子和分子伴侣(加重链结合蛋白BiP
GRP78，二硫化异构酶等等)，而且还合完成抗
体恒定区糖基化等翻译后加工修饰的细胞器、蛋
白及代谢产物；因此浆细胞应是最适合表达重组
抗体的。但浆细胞不能在体外长期培养，永生化
二、非淋巴类细胞
• 多种非淋巴类细胞都已被用于表达重组抗 体，其中包括中国仓鼠卵巢(Chinese hamster ovary，CHO)细胞、猴肾来源的COS细胞、神 经胶质瘤细胞、嗜伤细胞、Hela细胞、BHK细 胞等等．这些不同组织来源的不同类型的细胞， 在蛋白质的糖基化中可能会有所差别，但到目 前为止，尚未发现从这些非淋巴类细胞中表达 的重组抗体有功能性的缺陷。非淋巴类细胞在 表达重组抗体时若使用免疫球蛋自自身的转录 调控元件，如启动子、增强子等，其表达效率 低、出此常采用其他较强的启动子，如SV40早 期基因和晚期基因启动子(Psv40-EL),
或恶性转化的浆细胞瘤和骨髓瘤细胞系对于表达
重组抗体是最接近浆细胞的，这些细胞同浆细胞
一样能提供抗体表达所需的全套协同因子、分子
伴侣以及糖基化等加工机制。
• 因此能用于表达各种重组的基因工程抗 体。但是有的骨髓瘤细胞系本身也产生免 疫球蛋白链，大多为κ轻链，选择时应首先 考虑用那些本身不产生免疫球蛋白肽链的 骨髓瘤细胞系。