亲和筛选
chain shuffling
原理示意图
更高亲和力抗体
LH
27
计算机模建预测抗体亲和力和识别表位
结合自由能 分子间氢键 识别区域 表位是否漂移
HA2
-378.2
18
20-32
是
HA4
-402.5 21 23-30,70-89
是
HC4
-435.6
28
76-92
是
H22
-434.2 38
Z12
人源化抗体设计、虚拟筛选
HF人源抗体基因合成、构建、表达
HF人源表达抗体的纯化和功能鉴定
HF人源抗体对Her2靶点的特异性识别
SKVO3 –Her2+++
SKVO3 –Her2+++
HF人源抗体对Her2+ +细胞 的ADCC杀伤效应分析
SDS-PAGE非还原电泳
MCF7 - Her 2+
MCF7 - Her2
4
靶抗原的发现
5
TRAIL: TNF-related apoptosis-induced ligand TRAILR: DR4、DR5、DcR1、DcR2、OPG
6
Proteomics
Control/Healthy Treated/Sick
Protein extraction and
digestion
bla
pSV40△ FRT lacZ-Zeocin
Ori
dhfr
Genomic DNA
56
57
58
抗体的糖基化
59
主要研究进展
靶抗原的发现 抗体人源化改造及人源抗体制备 提高抗体效应功能 提高抗体表达量 其他
60
抗体可变区和框架区的影响 • 抗体稳定性 • 可溶性 • 折叠动力学 • 表达
毒药物的载体 形成抗独特型抗体 通过双特异性抗体靶向效应细胞
42
抗体偶联细胞毒物质
43
抗体融合蛋白
44
双功能抗体作用原理
45
触C发D受16体
效N应K细胞
抗HER2/neu×
抗CBDs1A6 BbsAb
H膜E表R面2/n分eu子
肿靶瘤细细胞胞
细胞毒反应
BsAb
双特异性抗体介导的杀伤作用机制
（a), BsAb桥连效应细胞和靶细胞；(b), 连接的触发分子启动细 胞毒反应；(c) , 效应细胞对靶细胞产生致死性杀伤反应。
-431.6
34
136-147 140-146
否
28
抗体H22计算机分子设计与直接进化
抗体 mCH22 CH22
分子间氢键 38
相互作用能 （KJ）
-427.44
主要识别区域 136-149
36
-425.37
136-149
29
抗体CH22m亲和常数测定
CH22m CH22 Z12 Remicade
抗
抗
体
体
结
序
构
列
分
分
析
析
抗体分析系统主界面
抗
抗
体
体
表
分
达
类
分
管
析
理
BLAST
系 系 外系 统 统 部统 参 字 数日 数 典 据志 设 设 接管 置 置 口理
抗体专家分析系统
用 户 权 限 管 理
33
Her2靶点人源抗体（HF)的设计与验证
D4
抗原抗体复合物结构信息分析
Her2晶体结构
抗体专家分析系统
Ka=8×107M-1 Ka=9×109M-1 Ka=6×1010M-1 Ka=1×1010M-1
1/750 1/6.5
1 1/6
30
移植人免疫球蛋白的小鼠
31
抗体结构信息具有重要的研究价值
32
PDB
GENE
Swiss-
TRRD
KABAT 本实验室抗体数据库
BANK
Prot
抗
本地数据库
体
分
类
PDBView Kabat
抗体工程研究进展
沈倍奋 军事医学科学院基础医学研究所
1
13%
21.7% 52.3%
13%
2
治疗性抗体的研发阶段
靶标发现 抗体制备 抗体筛选、确认和优化 中试工艺研究 临床前研究 临床研究
3
主要研究进展
靶抗原的发现 抗体人源化改造及人源抗体制备 提高抗体效应功能 提高抗体表达量 其他
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0 1x10-7M
2x10-8M
4x10-9M 8x10-10M 1.6x10- 3x10-11M 6x10-12M 1x10-12M 10M
Items
Z12 CH22 mCH22 Remicade®
Ka~ 6x1010L/mol
[S]-[B] (10-11M)
Antibody affinity
HHHH
抗原表位定向选择
高亲和力人抗体
LH
17
人源抗体制备技术
人х人杂交瘤技术 EB病毒转化技术 人源抗体库
噬菌体抗体库 合成抗体库 核糖体展示抗体库 转基因动物
18
19
大容量抗体库
>109
抗体库容 109 108~9 107~8
抗体亲和力 10-8~10-9 10-7~10-8 10-6~10-7
Peptides
HPLC Mass Spectrometer
Protein peptides
KKYAKAAEVLQHQLPVDGLA QFHFHWGSLDQPDGLA
identification
quantification
P Phosphorylation
O
Oxidation … post translational
SDR人源化方法
14
表面氨基酸残基人源化
鼠抗体（红）和人源化抗体（绿）Fv结构的叠合图
15
鼠源抗体/抗原作用的复合物模型
人源化抗体/抗原作用的复合物模型
人源化抗体识别的抗原表位与親LL + H
抗原亲和筛选
人
20
合成抗体库21核糖体展示scFv22各种抗体库筛选方法
23
感染性筛选
24
抗原库对抗体库筛选方法
25
提高抗体特异性和亲和力
Chain shuffling
计算机模建技术
定点突变技术26轻链亲本抗体LH建抗体库
L LLL + H
亲和筛选
建抗体库
高亲和力抗体LH重链L + HHHHcharacterization
modifications (PTM)
MS spectra and MS/MS spectra
7
功能单抗识别表位可能是一个新的药靶？
20a5-6 Heavy Chain
20a5-6 Light Chain
20a5-6 Fab
20a5-6 Fab/C5a
C5a新功能表位的确定
单域抗体 单链抗体(scFv)
39
主要研究进展
靶抗原的发现 抗体人源化改造及人源抗体制备 提高抗体效应功能 提高抗体表达量 其他
40
偶联细胞毒物质
抗体融合蛋白
双特异性抗体
提高抗体 效应功能
细胞内抗体
抗体Fc突变
改变抗体糖基化
41
抗体药物的作用机理
直接效应 间接效应
诱导凋亡 抑制增殖 阻断生长因子或生长因子受体 干扰血管生成 依赖补体的细胞毒（CDC） 依赖抗体的细胞毒（ADCC) 作为毒素、放射性同位素和细胞
52
提高表达量的方法
应用扩增系统 GS/DHFR 弱化选择标记基因 应用有利于基因表达的元件
强启动子 强增强子 反式作用元件
位置效应（position effects)
53
54
Cre-LoxP定点整合系统
55
工程细胞株
可扩增 转录活性位点
‘Hotspot’-taged FRT
Genomic DNA
46
细胞内抗体：在细胞内合成并作用于细胞内组分的抗体
EGFR
细胞核
EGFR
EGFR
47
抗体的ADCC和CDC效应
48
提高ADCC和CDC的策略
抗体Fc突变 改变抗体糖基化
49
Rituximab Fc的三维结构
50
Rituximab突变体与C1q的结合
51
主要研究进展
靶抗原的发现 抗体人源化改造及人源抗体制备 提高抗体效应功能 提高抗体表达量 其他
36
抗体可变区框架作为支架
CDR1
CDR2
FR1
FR2
CDR3
FR3
FR4
VH结构域能够保持一 定的刚性；
VH在空间上能够将几 个短肽展示在一定 的区域内；
抗体可变区骨架展 示的外源肽段长度 可以改变。
37
单域抗体（PTVH5）设计
PTVH5与TNF形成的复合物模型
38
单链抗体（TSA1、TSA2）设计
+
155KDa
HF
Herceptin
34
新抗体或抗体类似物的设计
以抗原－抗体复合物的晶体结 构设计新抗体
以人抗体Fc为支架设计类抗体 以全人抗体为支架设计小抗体 以非Ig的人蛋白为支架设计功
能分子
35
拮抗肽－linker－Fc融合蛋白设计
PT4－Linker－FC融合蛋白的构象