第一代人源化抗体是将鼠McAb的可变区和人抗体的恒定区组成嵌合抗体。但因为有鼠单抗可变区的存在，应用时仍有强烈的人抗鼠免疫反应（HAMA）。
在此基础上，进一步将鼠McAb可变区中相对保守的FR换成人的FR，仅仅保留抗原结合部位CDR（即CDR移植），这才是真正意义上的抗体人源化，该种抗体又称为CDR移植抗体或改型抗体。
人源化McAb基本上解决了鼠抗体的最重要问题———免疫原性，但是生物技术界对它并不完全满意。因为人源化过程很烦琐且费用昂贵。它需要广泛的计算机模型设计，即使如此，大量反复试验仍不可避免，因为要试验各种氨基酸置换以测定对目标选择性和结合亲和力的有害作用。因此产生了一种新技术，它避免了把人序列嫁接到鼠序列的复杂性。
它用鼠抗体作为模板，产生了全人McAb。
下面对这三种形式的抗体予以分别介绍。
10.3.1.1人—鼠嵌合抗体
由于HAMA90％是针对C区的，因此设计用人C区替代鼠C区可能使鼠源性单克隆抗体的免疫原性明显减弱。第一代人源化抗体是将鼠McAb的可变区和人抗体的恒定区组成嵌合抗体。由于这两部分在空间结构上相对独立，其独特的抗原亲和力保持得很好。
嵌合抗体的制备过程为：从分泌某种鼠单克隆抗体的杂交瘤细胞基因组中分离出鼠IgV区基因，经基因重组与人IgC区按一定方式拼接，克隆到表达载体中，构建鼠/人嵌合的轻、重链基因表达载体，并转入适当的宿主细胞表达并制备特异性嵌合抗体。
通过构建嵌合抗体，用人C区取代鼠C区，可以较好地解决鼠源性单克隆抗体诱发HAMA等不良反应，延长单克隆抗体的半衰期，改善单克隆抗体的药物动力学。嵌合抗体已经用于抗肿瘤、抗感染、抗自身免疫等疾病的治疗，并已显示出良好的治疗效果。
10.3.1.2改型抗体
尽管绝大多数HAMA反应是针对C区的，但有些单克隆抗体如OKT3用于人体时，其HAMA反应则主要是针对V区的，如果再把嵌合抗体的鼠FR区替换成人FR区，则可能减少单克隆抗体的免疫原性。
对抗体分子结构的研究指出，抗体与抗原结合的特异性和亲和力主要取决于其V区的6个互补CDR区。因此，如果把人单克隆抗体的CDR区转换成鼠单克隆抗体CDR区，这样的“重组”抗体（改型抗体）的人源化可达97％，在保留鼠源性单克隆抗体亲和力的同时，又可大大降低单克隆抗体的免疫原性，发挥更佳效果。
改型抗体由于其HAMA的发生率明显低于嵌合抗体，而且其血浆半衰期明显延长，药物动力学要比嵌合抗体好，因此比嵌合抗体更有实际应用价值。目前，改型抗体已经用于临床上抗肿瘤、抗病毒等及免疫抑制的治疗，取得了较好的效果。
10.3.1.3全人源化抗体
全人源化抗体是指将人类抗体基因通过转基因或转染色体技术，将人类编码抗体的基因全部转移至基因工程改造的抗体基因缺失动物中，使动物表达人类抗体，达到抗体全人源化的目的。
两种生产全人源化抗体的主要方法———噬菌体显示技术和转基因小鼠。
（1）噬菌体显示技术
经基因工程处理的噬菌体颗粒嵌入了编码抗体蛋白的人抗体基因，噬菌体即可在其表面表达功能性人抗体片段。用这种方法，含有约1000亿个不同抗体的大量抗体库在体外产生，从而为快速分离对任何所给抗原具有高亲和力的抗体提供了可能性。分离出的抗体经工程化处理可制成全人抗体产品。
噬菌体显示技术发生于体外，因此，不依赖体内抗原识别和提呈系统，在理论上，它可以产生抗任何物质（包括生物体内没有免疫原性的靶）的McAb。
（2）转基因小鼠技术
1994年，美国CellGenesys公司和Genpharm国际公司几乎同时宣布，转基因小鼠作为生产全人抗体的载体问世。用人抗体基因对小鼠进行基因工程处理，鼠抗体生成基因被相应人基因所取代，当受到抗原刺激时，可产生人抗体而非动物自身的抗体。由于抗体在体内产生，经历正常装配和成熟过程，从而保证成品具有较高的靶结合亲和力。
10.3.2小分子抗体
嵌合抗体和改形抗体都是完整的抗体分子，相对分子质量很大，难以穿过血管壁，影响了靶部位对其的摄取。特别是肿瘤细胞，血供本来就不丰富，对抗体的摄取量就更少了。
因此，人源化抗体在导向诊断、导向治疗等方面的应用受到一定的限制。构建小分子抗体，成为近几年研究的热点。根据构建方法的不同，小分子抗体可分为Fab抗体、单链抗体、单域抗体、超变区多肽等四种。
10.3.2.1Fab抗体
用胃蛋白酶可将1gG的重链在铰链区的C端处裂解，获得两个完全相同的抗原结合片段（Fab），即Fab抗体。Fab抗体相对分子量为完整抗体分子的1/3，即50000（50kD），在人体内产生的抗鼠蛋白的排斥反应也相应地降低至30％，由于仍保持抗体分子的立体构型，因此在人体内仍然很稳定，成为小分子抗体的雏形。
Fab抗体的制备方法为，将抗体分子的重链V区和CH1功能区的cDNA与轻链完整的cDNA连接在一起，克隆到适当的表达载体后，在大肠杆菌等宿主中表达出有特异性抗原结合能力的Fab抗体。
10.3.2.2单链抗体
单链抗体是由免疫球蛋白的重链可变区（VH）和轻链可变区（VL）通过一段连接肽连接而成的重组蛋白，它是具有完全抗原结合位点的最小抗体片断，大小为完整抗体的六分之一，分子量约为27kD。
（1）单链抗体的制备
首先从杂交瘤细胞、外周血淋巴细胞中提纯mRNA，再经RT‐PCR分别扩增抗体的重链可变区和轻链可变区编码基因，人工合成一条寡核苷酸序列（称为Linker），将VL的C端与VL的N端或VH的C端与VL的N端相连接，构建成单链抗体基因，在一定的表达系统中得以表达。
（2）单链抗体的优点
单链抗体具有许多优点：①分子小，免疫原性低，用于人体不易产生抗异种蛋白反应；②容易进入实体瘤周围的微循环；③血循环和全身廓清快，半衰期短，肾脏蓄积很少；④无Fc段，不易与具有Fc受体的非靶细胞结合，成像清晰；⑤易于基因操作和基因工程大量生产。
（3）单链抗体的应用
单链抗体因其具有众多的优点，在肿瘤的临床诊断和治疗方面显示出了巨大的潜力，目前国外的一些抗肿瘤单链抗体已进入体内试验阶段。
在肿瘤诊断方面，目前已有1231标记的多种单链抗体用于肿瘤诊断。单链抗体用于放射性显影表现出很多优势：①能快速进入瘤体组织；②血循环和全身廓清快；③在肿瘤定位诊断时图像清晰。
单链抗体应用于肿瘤治疗主要利用抗体导向的原理，将药物选择性地投入到肿瘤组织部位，这样药物可区域特异性地在肿瘤组织内发挥抗肿瘤作用。一般采用将单链抗体基因C末端与毒素基因、细胞因子基因、药物代谢酶基因等药物基因相连，经表达后获得单链抗体与药物的融合蛋白。
此外，还可将抗体分子改造成具有两种抗原结合特异性的抗体分子，它的一个臂针对靶细胞的表面抗原，另一个臂针对免疫活性细胞表面的活性分子，从而将抗体的靶向性与激活免疫细胞的杀伤功能结合起来。
10.3.2.3单域抗体
研究发现，只有抗体的VH或VL一个功能结构域，也能保持原单克隆抗体的特异性，这种小分子抗体就称为单域抗体，其相对分子质量仅为完整抗体分子的1/12。单域抗体仅有一个结构域，制备相当简单，而且可以在大肠杆菌等宿主中表达出有活性的抗体片段，因此也不失为一种有良好应用前景的基因工程抗体。
与Fab、单链抗体相比，单域抗体的相对分子质量更小，更容易穿过靶组织，可以阻断病毒表面的“峡谷”部位，加强对实体瘤的渗透，得到分辨率更高的成像图谱。
但由于VH单域抗体不含有VL片段，VH的疏水面暴露较大面积，致使其抗原亲和力大幅度下降，非特异性吸附有所增加，因此将单域抗体作为一种治疗性抗体应用还有许多问题要解决。在不久的将来，也许我们能看到它的广泛应用。
10.3.2.4超变区多肽
抗体结合抗原都要通过CDR来实现，因此可以说CDR是抗体结合抗原的最小结构单位。经晶体结构、NMR等分析，发现抗体分子中6个CDR所起的作用是不同的。根据这个特点，可以设计出那些在抗原识别及亲和力方面有重要意义的CDR多肽，直接用于诊断或治疗，可望获得理想的结果。这种只含有一个CDR多肽的抗体，就称之为超变区多肽。
超变区多肽的氨基酸序列与CDR区完全一致，大小只有16~30个氨基酸，相对分子质量很小，对组织细胞具有极强的穿透性，能到达其他抗体不能到达的部位。超变区多肽可用同位素、萤光素标记或与毒素、药物等结合，用于疾病的诊断及治疗。
应该看到，超变区多肽由于只含有一个CDR区，它的结合抗原能力是不完全及不稳定的，其亲和力及非特异性吸附可能明显增加，而且由于其相对分子质量极小，在体内相当不稳定，可能还没有完全发挥其生物学效应时已被清除，因此限制了它的临床应用，但如果设计成CDR融合蛋白，则可望部分解决这个问题。
10.3.3基因工程抗体的优点
与第二代单抗相比，基因工程抗体具有如下优点：①通过基因工程技术的改造，可以降低甚至消除人体对抗体的排斥反应；②基因工程抗体的分子量较小，可以部分降低抗体的鼠源性，更有利于穿透血管壁，进入病灶的核心部位；③根据治疗的需要，制备新型抗体；④可以采用原核细胞、真核细胞和植物等多种表达形式，大量表达抗体分子，大大降低了生产成本。
【合作讨论】
课前讨论
1.被蛇咬伤了，应该用什么药物治疗？
2.你知道的抗体药物有哪些？用途是什么？
3.抗体药物在人类健康方面发挥着怎样的作用？
4.什么是“生物导弹”？试介绍其优势。
5.目前，艾滋病已是免费检测，你知道其检测原理吗？
课后讨论
1.鼠单克隆抗体能用于人体疾病治疗的现状。
2.1975年，Kǒhler和Milstein创立了杂交瘤技术，并于1984年获得了诺贝尔奖。你对这项生物技术有何看法？请预测其发展前景。
3.举例说明单克隆抗体检测的优势。
4.举例说明基因工程抗体的优势。
5.乙肝疫苗的研究现状与前景。
【复习思考题】
1.鼠单克隆抗体用作药物的主要缺点是什么？
2.根据抗体结构，应怎样进行改造？
3.为什么常选用骨髓瘤细胞与淋巴细胞融合？
4.单克隆抗体在疾病的诊断、治疗和预防方面表现出哪些优点？
5.简述杂交瘤技术的原理。
6.简述单克隆抗体的缺点及基因工程抗体的优势。
7.简述多克隆抗体的制备过程。
8.请解释多克隆抗体、单克隆抗体、嵌合抗体、改型抗体和单链抗体等术语。
