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单克隆抗体技术自1975年问世至今，已被广泛地应用于疾病的诊断及治疗中，但是，目前应用的单克隆抗体绝大数是鼠源性的，临床重复给药时机体会产生免疫反应。应用于临床的理想抗体应该是人源性的，而人-人杂交瘤技术目前进展缓慢，即使研制成功，仍存在杂交瘤细胞体外传代不稳定，产量不高及抗体亲合力低等缺陷。迄今为止，解决这一问题最理想的途径就是研制基因工程抗体。基因工程抗体的研究兴起于20世纪80年代早期，这一技术是将对免疫球蛋白（immunogloblin，简称Ig）基因结构与功能的认识与DNA重组技术有机结合，在基因水平上对Ig分子进行重组后导入受体细胞表达出来的，继多克隆血清和单克隆抗体之后，基因工程抗体也被称为第三代抗体。
1 基因工程抗体的研究进展
基因工程抗体按分子结构可以分为嵌合抗体、重构抗体、单链抗体及单域抗体等。其中以嵌合抗体研究的较多，技术也较为成熟。而单链抗体、单区抗体等小分子抗体，具有结构简单、分子小、免疫源性低的优点，虽然技术还不够成熟，但其临床应用前景十分广阔。抗体基因组文库技术的出现，从根本上改变了单抗的制备流程，操作简便、成本低、产量大，被称为抗体发展史上的一次革命。各种基因工程抗体各具特点，下以我们分类加以介绍。
1.1 完整抗体 此类抗体结构与天然抗体相似，具有完整的轻链和重链，只是将抗体中部分鼠源性成分人源化，从而降低其免疫源性。目前研究较多的是嵌合抗体和重构抗体。
1.1.1 嵌合抗体 在基因水平上连接鼠抗体可变区（variable region，简称V区）和人抗体稳定区（constant region，简称C区），插入表达质粒在转染细胞表达所产生的抗体，称之为嵌合抗体 ［1］ （chimeric antibody）。其中V区具有结合抗原的功能，而C区则具有抗体效应功能、免疫原性和种属特异性。在构建嵌合抗体时，要有目的地选择抗体C区，这是因为每种Ig亚类与可形成蛋白结晶片段（fragmentcrystazable，简称Fc）受体和补体作用，触发细胞溶解的功能不同。选用IgG 1 的C区可保留和赋予嵌合抗体抗体依赖细胞介导的细胞毒作用（ADCC）。鼠与人IgG 1 的联合抗体在人单核细胞中存在时，可用来介导肿瘤细胞和HIV感染细胞的溶解。由于嵌合抗体中含有75%～80%人源性成分，只有20%鼠源性成分，故可以大大减少注入人体后产生的免疫反应。目前国外已制备出多种可用于肿瘤导向治疗的嵌合抗体，部分已进入Ⅱ期临床阶段。
1.1.2 重构抗体 重构抗体（reshaped antibdy）是在嵌合抗体的基础上发展起来的 ［2］。免疫球蛋白的氨基酸序列分析表明，在轻链和重链V区内各有3个超变区，它们构成了抗体与抗原决定簇构象互补的空间结构，这就是互补性决定区（Complementary determining region，CDR）。3个CDR的两侧共有4个骨架区（Fragment region，FR）。在抗体基因中，可变区基因的CDR核甘酸序列因抗体不同而不同，而骨架区序列则相对比较保守。因为CDR的结构是不依赖FR的，假如将人抗体可变区的CDR改换成小鼠单抗的CDR，使其变为具有小鼠单抗特异性的人源抗体，这就是所谓的重构抗体。重构抗体的设想是用互补性决定区（CDR）移植的方法将鼠源单抗重新构建为人源单抗。但由于人-鼠嵌合抗体的可变区仍保留着小鼠抗体成分，因而不能完全克服其在人体内的免疫原性，从而使其应用受到了限制。
1.2 亚单位抗体 亚单位子抗体是利用重组DNA技术，通过细菌表达决定抗体特异性的结构域所得到的，因其大小只有完整IgG分子的l/6～l/2，故也称之为小分子抗体。根据小分子抗体结构的特点，又可分为以下4种类型。
1.2.1 单链抗体 单链抗体（Single chain antibody，scFv）是指在重链V区cDNA5’端与轻链V区cDNA5’端之间用一寡聚核甘酸连接，在大肠杆菌中表达成一单链多肽，并在细菌体内折叠成只由重链和轻链可变区构成的一种新型的抗体，大小仅为完整IgG的l/6，用于治疗时就可进入一般抗体不能达到的部位。单链抗体的独特组成是其多肽接头，多肽接头可设计为具有特殊功能的位点，如金属螯合、连接毒素或药物等，以用于影像和临床治疗。
1.2.2 双链抗体 通过缩短单链抗体间的接头，可以使V H V L 之间形成配对，这就是双链抗体（Diabody）这种抗体比单链抗体在抗原识别和结合方面性能更好，在免疫诊断和免疫治疗方面前景广阔。
1.2.3 F（ab’） 将重链的V区和C Hl 的cDNA与完整的轻链cDNA连接在一起，在细菌的启动子控制下在大肠杆菌中表达为Fab，其具有抗体的活性，而大小为完整IgG的l/3。另外，因为其不含有Fc段、分子量小、抗原性低，故在肿瘤治疗上有其优越性。
1.2.4 单域抗体 天然抗体和上述用基因工程原理生产的抗体，其抗原结合部位都是由重链和轻链的CDR联合构成的。Ward等1989年发现单独的V H 区也具有与抗原结合的能力，且保持了完整抗体的特异性，称其单域抗体（Single domain antibody）。他们用PCR方法从免疫脾细胞的基因组DNA分离V H 区，随后在大肠杆菌中进行表达。这些V H 区的表达产物可以在收获脾细胞后几天内获得，而制备单抗则需经几个月时间的细胞培养。另外，单域抗体大小只有完整IgG分子的1/12，更比较容易穿入细胞，到达完整抗体不能接近的部位。在将来，这种单域抗体可作为具有抗原特异性的基本单位，用来构建有效应功能和结合亲合性的抗体。
1.3 多价抗体 传统的抗体只能结合单一特异性的抗原分子，而多价抗体的多个抗原结合位点具有不同的特异性，能够结合不同的抗原分子。研究较为深入的多价抗体是双特异性抗体，现在已有至少9种双特异性抗体进行了临床试验，在一些病例中已取得效果。
1.4 抗体基因组文库 抗体库是近些年出现的一门新技术，1989年Ward等首次报道了全套抗体组合库的构建，其制备的步骤为:抗体基因的获得，抗体库的构建，对库进行筛选，并在适当载体上表达。在20世纪90年代，噬菌体表面展示技术的出现推动了抗体基因组文库的发展，将抗体基因与单链噬菌体的外表蛋白融合并表达于噬菌体的表面，以固相化的抗原吸附相应的噬菌体抗体，经多次”吸附-洗脱-扩增”即可获得所需抗体。抗体库技术省去了细胞融合步骤，避免因杂交瘤不稳定而需反复克隆的繁琐程序，省时省力;扩大了筛选容量，杂交瘤技术一般筛选能力在上千个克隆以内，而抗体库可筛选10 6 个克隆;可在原核系统中表达，生长迅速，成本低;因直接克隆到抗体基因，便于进一步构建各种基因工程抗体;从根本上改变了单抗的制备流程，在生物技术研究及开发中，成为众所瞩目的热点之一 ［3］ ，日前我国已建成迄今为止世界上第1个针对SARS的基因工程抗体库。
2 基因工程抗体的临床应用
基因工程抗体构建形式灵活多样，不仅能通过减少抗体中的鼠源成分降低免疫原性，而且可以将抗体的部分片段与其它功能性分子连接，使抗体除了与抗原结合外，还能发挥其他效应分子的生物学作用。基因工程抗体在医学领域的许多方面都极具应用潜力，尤其在诊断和治疗肿瘤性疾病及抗感染方面优势明显。
2.1 在肿瘤性疾病诊疗方面的应用 以标记抗体注入人体内显示肿瘤部位抗原与抗体结合的放射浓集称放射免疫显像，显像效果受抗体亲和力、特异性、半衰期和组织穿透力等因素影响。同时，用鼠源单抗会引起人抗鼠抗体反应，改变抗体药物代谢动力学而导致显像失败，并产生副作用。用基因工程抗体可解决上述问题，而且基因工程抗体中如单链抗体、F（ab’）等，分子量小、能很快清除、组织穿透力强，显像本底低，更加适合放射免疫显像。恶性肿瘤的导向治疗是通过重组技术将抗肿瘤相关抗原的抗体，与毒性蛋白如绿脓杆菌外毒素、蓖麻毒素及白喉毒素等，或是细胞因子如白介素、肿瘤坏死因子、干扰素等融合形成的重组毒素或免疫毒素可将细胞杀伤效应引导到肿瘤部位，对肿瘤细胞进行直接杀伤或调动机体免疫系统杀伤肿瘤细胞 ［4，5］ 。
2.2 基因工程抗体的抗感染作用 预防和治疗感染性疾病常用的药物是疫苗和抗生素，但对于如SARS、AIDS等难以获得相应疫苗或疫苗效果不理想的病毒感染，目前仍缺乏有效的治疗方法。在这一方面，基因工程抗体应用前景十分广阔。如在治疗AIDS方面，利用抗体工程技术已成功地制备出HIV病毒整合菌的单链抗体ScAb2-19，对HIV病毒感染的早期和晚期具有有效的抑制作用，并可望成为AIDS基因治疗的有效手段。Seko等 ［6］ 利用抗CD40L/B7-1 McAb从对急性病毒性心肌炎进行研究，结果表明该McAb能够明显减轻心肌炎症、预防心肌损害。另外，Ryu等［7］ 实验研究表明，抗HBV表面抗原的人-鼠嵌合抗体能够明显中和乙肝病毒，比人乙肝病毒免疫球蛋白的活性高出2000倍。HCV核完全蛋白的噬菌体ScFv也能够有效地抑制HCV对浆细胞的感染。我国率先建立了针对SARS的基因工程抗体库，这对于SARS的预防、诊断和治疗都将起到重要作用和深远影响。
2.3 基因工程抗体在器官移植中的应用 移植排斥反应是器官移植的主要障碍之一。T淋巴细胞和细胞因子在急性排斥反应中所起的核心作用已经被公认。虽然，现有的免疫抑制剂能有效地控制75%～85%的急性排斥反应。但随着病人长期存活率的提高，他们将面临真菌感染、病毒感染和肿瘤等危险。基因工程抗体在这一领域也崭露头角，其中抗CD3及抗IL-2基因工程抗体的研究较为多见。目前，Murmonab CD3和Anti-IL-2R已被FDA批准用于预防器官移植排斥反应并取得了较好的疗效。基因工程抗体不仅在上述疾病中有着重要的应用，而且在自身免疫性疾病、中毒性疾病、变态反应性疾病等的治疗方面也显示出独特的优势。
3 小结
基因工程抗体技术已深入到生物学和医学的许多领域，并成为一项必不可少的工具，具有非常重要的理论研究价值和实用价值。目前，该技术不仅可用于戒毒、血液性疾病、自身免疫性疾病、感染性疾病、器官移植、肿瘤、中毒性疾病、变态反应性疾病等方面的诊疗，而且在蛋白质纯化工程中也有广阔的应用前景。随着分子生物学和免疫学技术的不断