抗体亲和力成熟策略

抗体亲和力是指抗原表位与抗体上的单个互补位（抗原结合位点）结合的强度。高亲和力抗体可快速与抗原结合，在测定中具有更高的灵敏度，并且在困难条件下更容易保持这种结合能力。相比之下，低亲和力抗体与抗原的结合较弱，通常无法在体内检测到。

抗体亲和力成熟是机体正常存在的一种免疫功能状态，其是指在体液免疫过程中，再次应答所产生抗体的平均亲和力高于初次应答的现象。简单来说就是提高抗体对抗原的亲和力的过程。提高抗体亲和力的方法有多种，下面我们就具体了解一下吧！

体内亲和力成熟策略

抗体基因重排

生物机体内存在一个数量巨大的B细胞克隆库，能够通过表达在膜表面的膜Ig分子识别不同的抗原。通过膜Ig分子与抗原的多次相互作用，导致分泌高亲和力抗体的B细胞选择性激活，进一步增殖分化，从而提高抗体亲和力。

体细胞突变

B细胞分化过程中，激活的B细胞克隆抗体可变区基因容易发生超突变，可能会导致亲和力升高或降低，也可能丧失活性。亲和力低和丧失活性的克隆将不能增殖分化，而亲和力高的克隆易于被抗原选择并进一步增殖分化。因此，体液免疫过程中产生的抗体亲和力越来越高。

免疫记忆

初次免疫应答过程中，有大量的B细胞克隆被保留，称为免疫记忆细胞。具有免疫记忆的B细胞也会经历体细胞突变历程以优化亲和力。当抗原再次刺激机体时，具有高亲和力的膜Ig分子记忆性B细胞就能够迅速与抗原发生相互作用，诱导机体免疫应答。

体外抗体亲和力成熟策略

随机突变

1.错配PCR

错配PCR是引入随机突变的一种非常简单有效的方法。主要通过改变PCR条件（如改变dNTP浓度、提高反应体系中二价阳离子的浓度、使用缺乏校准功能的DNA聚合酶等），使目的基因片段错误参入核苷酸从而随机引入突变。

2.DNA改组

DNA改组通常用于较大DNA片段中引入突变。DNA改组是基于随机突变的原理，获得容量较大的功能蛋白质突变体库，然后结合运用相应的快速富集筛选方法（主要是以噬菌体表面展示为主的各种表面展示技术）对突变体进行筛选，最终得到进化的功能蛋白质分子。DNA改组现已被大量应用于抗体的体外亲和力成熟。研究报道，Fermer等[1]结合噬菌体表面展示技术仅用了一轮DNA改组就把抗体亲和力提高了两个数量级，通过第二轮改组抗体的亲和力又提高了8~9倍。

3.链置换

链置换是保留某个特定抗体的重链或轻链，另一条链与一个随机化的互补链进行组合，从中筛选更高活性的突变株。通过固定抗体两条链中的一条，对另一条链构建具有足够多样性的置换文库，随机组合有可能产生最佳组合，经过噬菌体抗体库筛选可获得高亲和力的新抗体。但链置换策略的成功应用还有赖于建立的置换文库的容量大小及提供多样性抗体片段基因的来源是否为天然未受免疫。

定向突变

抗体的互补决定区往往集中在一起，组成一个和抗原结合的部位，科研人员希望通过对抗原抗体结合部位的晶体结构的研究，以知晓哪些氨基酸可以优先突变以优化亲和力，同时结合计算机软件分析，同源建模等针对性地进行突变。对于如何选取突变位点，Lewis等[2]采用了一种全新的方法——丙氨酸扫描法。他针对抗HIVgp120的一株单链抗体P5Q，通过丙氨酸替换重链CDR3区的氨基酸，然后测定抗原抗体解离速率，从而确定可进一步优化的氨基酸，针对它们进行随机突变，筛选得到解离速度最低的抗体。最后仅仅通过两个氨基酸的置换使得抗体的亲和力提高近10倍。

在熟悉体内和体外抗体亲和力成熟策略后，我们可以组合多种策略协同运用，从而更有效的优化亲和力，制备得到高亲和力的抗体，以帮助我们在临床上使用低剂量达到我们需要的生物学效应，减少剂量导致的毒性反应，增加治疗效果。

[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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