一文讲清：人源化抗体是怎么做出来的？

 

自1975年杂交瘤技术诞生以来，研究人员就可以在实验室里批量制备靶向特定抗原的单克隆抗体。但早期的抗体药物几乎都来自小鼠，这带来了一个根本性的问题。当鼠源抗体被反复注射进人体，免疫系统会识别出这些"外来蛋白"并发起攻击，产生人抗鼠抗体（HAMA，Human Anti-Mouse Antibody）。HAMA 反应可在高达50%的患者中出现，会严重损害抗体药物的安全性、疗效以及体内半衰期。这意味着药物越用越无效，同时引发免疫不良反应。

人源化技术的出现，正是为了解决这一根本矛盾：在保留鼠源抗体识别抗原能力的同时，让它的"外表"足够像人类蛋白，从而躲过免疫系统的排斥。

 

要理解人源化，需要先了解抗体的结构分工。抗体可变区由两部分组成：CDR（互补决定区）和框架区（FR）。CDR 是6个高度可变的环状结构，像指纹一样决定抗体识别哪个抗原；而框架区则是支撑 CDR 构象的结构骨架，相对保守。人类免疫系统之所以攻击鼠源抗体，主要是因为它的框架区序列与人源序列差异较大。而 CDR 本身就是高度多变的，人免疫系统对其耐受度更高。人源化的策略因此变得清晰：把鼠源抗体的CDR（"识别指纹"）保留下来，把框架区（"外壳骨架"）替换为人源序列。

01主流人源化技术路线

随着技术发展，人源化方法从简单到精细，形成了一个完整的方法体系。

嵌合抗体：最初的折中方案

嵌合抗体是人源化的第一步尝试。利用 DNA 重组技术，将鼠源抗体的整个可变区（VH/VL）直接连接到人源抗体的恒定区（CH/CL）上。这类抗体约含70%的人源序列（来自恒定区），鼠源成分仍占约30%（可变区全部）。虽然免疫原性有所降低，但由于整个可变区仍为鼠源，HAMA 问题并未从根本上解决。

 

CDR 移植：真正意义上的人源化

这是目前临床应用最广泛的人源化策略，也是赫赛汀（曲妥珠单抗）、贝伐珠单抗等重磅药物的核心制造技术。CDR 移植的核心操作是：将非人源抗体的6个 CDR 序列，移植到与原鼠源抗体具有高度序列同源性的人源框架区上。通过这种方式，最终的抗体人源化程度可达 90–95%，从根本上降低了免疫原性。

但 CDR 移植面临一个经典难题——亲和力损失。Vernier 区残基（位于 CDR 下方的 β 折叠区）对 CDR 环的正确空间构象具有关键支撑作用，移植后这些残基的缺失往往导致抗原结合亲和力显著下降。解决方案是回突变（Back Mutation）：在计算建模的指引下，将少数对维持 CDR 构象至关重要的鼠源框架残基保留或"回写"到人源框架中。曲妥珠单抗的开发正是通过这一策略，不仅保住了亲和力，最终获得的人源化版本（humAb4D5-8）的 HER2 结合亲和力反而比亲本鼠抗高出3倍，同时表现出更高效的 ADCC 效应。

 

框架区置换（Framework Shuffling）

用文库筛选代替逐一设计，框架区置换策略将鼠源抗体的6个 CDR 组合成文库，与人种系框架区文库配对，通过高通量筛选找到亲和力、热稳定性、人源化程度和免疫原性预测综合最优的组合。这种方法减少了对计算建模的依赖，但筛选通量要求更高。

 

表面重塑（Resurfacing）

表面重塑保留非人源可变区的整体结构，仅将暴露于溶剂表面的非人源残基替换为人源残基——相当于给非人源抗体穿上一件人源外衣，而不动内部结构。这种方法免疫原性降低幅度有限，适合对结构扰动极敏感的抗体。

 

02人源化改造的实际挑战

从实验室概念到可交付的候选分子，人源化项目往往比看起来复杂得多。

框架选择没有通用公式：不同抗体对框架区的"偏好"差异很大。如果计算模型预测不够精准，或者对关键氨基酸的判断出现偏差，就无法获得最优分子。这也是为什么优秀的人源化服务必须结合结构建模能力与丰富的项目经验。

PTM 风险：人源化后引入的新序列可能带来翻译后修饰（PTM）风险点，如脱酰胺位点（NG序列）或氧化敏感位点，这些会影响抗体的体内稳定性，必须在设计阶段进行预筛查。

可开发性与亲和力的平衡：理想的人源化结果需要在靶标结合活性与理化可开发性（热稳定性、低聚集倾向、溶解度）之间取得平衡，两者顾此失彼是人源化项目中最常见的障碍。

03AI 与计算工具正在重塑人源化流程

近年来，计算辅助和 AI 驱动的方法正在显著提升人源化的成功率和效率。传统 CDR 移植高度依赖研究者经验和反复试错。基于AI 抗原-抗体复合物结构预测的新方法，可以精准识别真正参与结合的 paratope 残基，实现更精准的靶向移植，在降低免疫原性的同时，所有 AI 引导的深度人源化变体均展现出良好的热稳定性、低多反应性和适宜的疏水性。

 

尽管全人源抗体发现技术已日趋成熟，绝大多数治疗性抗体仍然来源于动物免疫，再经人源化改造进入临床——这条路线在获得高亲和力先导分子方面仍然具有无可替代的优势。

 

04人源化 vs 全人源：该怎么选？

05AtaGenix 人源化定制服务

人源化改造没有通用模板，每一个项目都高度依赖序列背景、抗原特性和下游应用场景。AtaGenix 提供结构引导、计算辅助的全流程人源化定制服务，核心优势包括：

• 18个人源化变体设计：覆盖多种人源种系框架和回突变组合，系统规避单一方案的局限；
• 3个最优候选交付：全部18个变体合成表达后，基于亲和力和表达量筛选出最优3个，配套完整表征数据；
• SPR/BLI 亲和力验证：提供 KD、kon、koff 动力学数据，量化人源化前后亲和力变化；
• PTM 风险预筛：在设计阶段识别并规避翻译后修饰风险位点；
• 亲和力保留：保证至少1个交付变体的亲和力与亲本嵌合抗体相当；
• 全流程延伸能力：人源化完成后可无缝衔接稳定细胞株构建（24周）→ 150L 生物反应器规模化生产。