重组抗体开发流程｜CHO表达系统应用｜抗体工程优化指南

重组抗体开发是当前生命科学研究和生物药物开发中的关键技术之一，涉及多个子模块，包括抗体筛选、序列优化、抗体工程改造、表达构建与功能验证等。通过系统化服务流程，可支持基础科研、生物制品开发及临床前验证等多种场景，显著提高抗体获得的效率与质量。
一、抗体筛选平台与策略
根据项目需求与样本来源，抗体筛选通常采用以下三种技术平台：
噬菌体展示技术：适合构建大规模scFv或Fab抗体文库，广泛应用于靶向抗体的亲和力成熟和表位筛选。
杂交瘤技术：适用于小鼠等模式动物的免疫抗体开发，具备成熟的筛选与亚克隆平台。
单B细胞筛选技术：通过流式细胞分选和单细胞测序技术，可直接获得天然重链-轻链配对的人源或动物源抗体。
抗体筛选平台的选择应结合实验周期、预期亲和力水平、抗体构型需求以及后续应用场景。
二、抗体序列设计与工程优化
重组抗体开发的核心在于抗体序列的工程化设计。主要包括以下几个环节：
抗体人源化：对于来源于小鼠等非人种属的抗体，可通过保留CDR区域并替换框架序列的方式，降低免疫原性。
亲和力提升：通过结构建模或定点突变，构建突变文库后进行二轮筛选，以获得更高亲和力的抗体变体。
结构构型选择：根据应用需求，设计IgG全长抗体、scFv、Fab、VHH单域抗体，或进一步构建双特异性抗体结构。
序列优化还应考虑聚集倾向、热稳定性、糖基化位点保留等多种参数，以适应后续表达和功能验证需求。
三、表达系统构建与抗体生产
常见的哺乳动物表达系统包括CHO细胞和HEK293细胞：
CHO细胞表达系统：是目前最常用的抗体表达平台，适合长期稳定表达、高水平分泌和工业化放大生产，支持GLP或GMP标准的转化。
HEK293表达系统：适合小规模表达、快速筛选或瞬时转染实验，适用于中早期的抗体表达验证。
表达载体设计需考虑启动子（如CMV、EF1α）、增强元件（WPRE等）、信号肽序列及终止子选择，并进行密码子优化。构建后的表达载体通过转染、稳定克隆筛选或瞬时表达实现抗体重组表达。
四、纯化与功能验证
重组抗体生产完成后，需进行标准化纯化与质量评估流程：
抗体纯化：采用Protein A/G亲和层析方式进行抗体初步纯化，必要时辅以SEC层析去除聚集体。
质量检测：包括SDS-PAGE、SEC-HPLC、内毒素检测及抗体浓度测定。
功能验证：进行ELISA、流式结合实验、SPR或BLI亲和力检测等，部分项目还需开展细胞中和实验或Fc介导功能分析（如ADCC）。
五、特殊类型抗体开发能力
近年来，抗体结构创新逐渐成为研发热点：
双特异性抗体构建：如基于“knobs-into-holes”或CrossMab策略构建的双靶点抗体，已在肿瘤、自身免疫病等领域广泛开展研究。
抗体融合蛋白开发：通过Fc段与功能蛋白（如酶、配体、细胞因子）融合实现新型功能，如延长半衰期或增强靶向性。
单域抗体（VHH）开发：具有分子量小、穿透性强等优势，适用于成像、穿膜靶标识别等高难度项目。
这些结构的开发对抗体工程与表达系统的优化能力提出了更高要求，通常需定制化设计。
常见问题 FAQ
Q1：重组抗体与传统杂交瘤抗体有何区别？
A：重组抗体通过体外表达系统获得，纯度更高、批间一致性更好，适合工业化生产；杂交瘤抗体则来源于细胞株分泌，可能存在轻重链错配及污染风险。
Q2：为什么大多数重组抗体采用CHO细胞表达？
A：CHO细胞表达系统具备良好的蛋白折叠和人源化糖基化能力，表达水平高，适合长期稳定生产，并且已被多个已上市抗体药物验证其安全性与可行性。
Q3：抗体人源化是否一定会影响活性？
A：人源化设计若不当可能影响结合能力，但通过结构建模及多轮亲和力优化，可保留甚至提升原始功能，同时降低免疫原性。
Q4：抗体表达失败的常见原因有哪些？
A：常见问题包括表达载体构建错误、密码子偏好不符、信号肽功能缺陷、细胞毒性表达蛋白以及抗体本身序列存在异常结构区域。