抗體親和力是指抗原表位與抗體上的單個(gè)互補(bǔ)位（抗原結(jié)合位點(diǎn)）結(jié)合的強(qiáng)度。高親和力抗體可快速與抗原結(jié)合，在測(cè)定中具有更高的靈敏度，并且在困難條件下更容易保持這種結(jié)合能力。相比之下，低親和力抗體與抗原的結(jié)合較弱，通常無(wú)法在體內(nèi)檢測(cè)到。
抗體親和力成熟是機(jī)體正常存在的一種免疫功能狀態(tài)，其是指在體液免疫過(guò)程中，再次應(yīng)答所產(chǎn)生抗體的平均親和力高于初次應(yīng)答的現(xiàn)象。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是提高抗體對(duì)抗原的親和力的過(guò)程。提高抗體親和力的方法有多種，下面我們就具體了解一下吧！
體內(nèi)親和力成熟策略
抗體基因重排
生物機(jī)體內(nèi)存在一個(gè)數(shù)量巨大的B細(xì)胞克隆庫(kù)，能夠通過(guò)表達(dá)在膜表面的膜Ig分子識(shí)別不同的抗原。通過(guò)膜Ig分子與抗原的多次相互作用，導(dǎo)致分泌高親和力抗體的B細(xì)胞選擇性激活，進(jìn)一步增殖分化，從而提高抗體親和力。
體細(xì)胞突變
B細(xì)胞分化過(guò)程中，激活的B細(xì)胞克隆抗體可變區(qū)基因容易發(fā)生超突變，可能會(huì)導(dǎo)致親和力升高或降低，也可能喪失活性。親和力低和喪失活性的克隆將不能增殖分化，而親和力高的克隆易于被抗原選擇并進(jìn)一步增殖分化。因此，體液免疫過(guò)程中產(chǎn)生的抗體親和力越來(lái)越高。
免疫記憶
初次免疫應(yīng)答過(guò)程中，有大量的B細(xì)胞克隆被保留，稱為免疫記憶細(xì)胞。具有免疫記憶的B細(xì)胞也會(huì)經(jīng)歷體細(xì)胞突變歷程以優(yōu)化親和力。當(dāng)抗原再次刺激機(jī)體時(shí)，具有高親和力的膜Ig分子記憶性B細(xì)胞就能夠迅速與抗原發(fā)生相互作用，誘導(dǎo)機(jī)體免疫應(yīng)答。
體外抗體親和力成熟策略
隨機(jī)突變
1.錯(cuò)配PCR
錯(cuò)配PCR是引入隨機(jī)突變的一種非常簡(jiǎn)單有效的方法。主要通過(guò)改變PCR條件（如改變dNTP濃度、提高反應(yīng)體系中二價(jià)陽(yáng)離子的濃度、使用缺乏校準(zhǔn)功能的DNA聚合酶等），使目的基因片段錯(cuò)誤參入核苷酸從而隨機(jī)引入突變。
2.DNA改組
DNA改組通常用于較大DNA片段中引入突變。DNA改組是基于隨機(jī)突變的原理，獲得容量較大的功能蛋白質(zhì)突變體庫(kù)，然后結(jié)合運(yùn)用相應(yīng)的快速富集篩選方法（主要是以噬菌體表面展示為主的各種表面展示技術(shù)）對(duì)突變體進(jìn)行篩選，最終得到進(jìn)化的功能蛋白質(zhì)分子。DNA改組現(xiàn)已被大量應(yīng)用于抗體的體外親和力成熟。研究報(bào)道，F(xiàn)ermer等[1]結(jié)合噬菌體表面展示技術(shù)僅用了一輪DNA改組就把抗體親和力提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，通過(guò)第二輪改組抗體的親和力又提高了8~9倍。
3.鏈置換
鏈置換是保留某個(gè)特定抗體的重鏈或輕鏈，另一條鏈與一個(gè)隨機(jī)化的互補(bǔ)鏈進(jìn)行組合，從中篩選更高活性的突變株。通過(guò)固定抗體兩條鏈中的一條，對(duì)另一條鏈構(gòu)建具有足夠多樣性的置換文庫(kù)，隨機(jī)組合有可能產(chǎn)生最佳組合，經(jīng)過(guò)噬菌體抗體庫(kù)篩選可獲得高親和力的新抗體。但鏈置換策略的成功應(yīng)用還有賴于建立的置換文庫(kù)的容量大小及提供多樣性抗體片段基因的來(lái)源是否為天然未受免疫。
定向突變
抗體的互補(bǔ)決定區(qū)往往集中在一起，組成一個(gè)和抗原結(jié)合的部位，科研人員希望通過(guò)對(duì)抗原抗體結(jié)合部位的晶體結(jié)構(gòu)的研究，以知曉哪些氨基酸可以優(yōu)先突變以優(yōu)化親和力，同時(shí)結(jié)合計(jì)算機(jī)軟件分析，同源建模等針對(duì)性地進(jìn)行突變。對(duì)于如何選取突變位點(diǎn)，Lewis等[2]采用了一種全新的方法——丙氨酸掃描法。他針對(duì)抗HIVgp120的一株單鏈抗體P5Q，通過(guò)丙氨酸替換重鏈CDR3區(qū)的氨基酸，然后測(cè)定抗原抗體解離速率，從而確定可進(jìn)一步優(yōu)化的氨基酸，針對(duì)它們進(jìn)行隨機(jī)突變，篩選得到解離速度最低的抗體。最后僅僅通過(guò)兩個(gè)氨基酸的置換使得抗體的親和力提高近10倍。
在熟悉體內(nèi)和體外抗體親和力成熟策略后，我們可以組合多種策略協(xié)同運(yùn)用，從而更有效的優(yōu)化親和力，制備得到高親和力的抗體，以幫助我們?cè)谂R床上使用低劑量達(dá)到我們需要的生物學(xué)效應(yīng)，減少劑量導(dǎo)致的毒性反應(yīng)，增加治療效果。
[1] Fermer C, Andersson I, Nilsson K, et al. Specificity rescue and affinity maturation of a low-affinity IgM antibody against pro-gastrin-releasing peptide using phage display and DNA shuffling[J]. Tumour Biol,2004,25(1/2):7-13.
[2] Lewis CM, Hollis GF, Mark GE, et al. Use of a novel mutagenesis strategy, optimized residue substitution, to decrease the off-rate of an anti-gp120 antibody[J]. Mol Immunol,1995,32(14/15): 1065-1072.
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