综述:核酸编码的抗体基因转移——下一代抗体疗法

《Drug Delivery》:Nucleic acid-encoded antibody gene transfer-next generation of antibody therapies

【字体: 时间:2025年10月03日 来源:Drug Delivery 8.1

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  核酸编码抗体递送技术通过在体内表达抗体基因克服传统单克隆抗体治疗的复杂性、高成本和冷链限制,涉及病毒载体(如AAV、腺病毒)、mRNA和DNA递送系统。研究显示,mRNA与脂质纳米颗粒结合可高效表达单域抗体,AAV通过工程化 capsid 提升组织特异性,而DNA递送依赖电穿孔和酶预处理增强效率。尽管技术潜力显著,仍需解决安全性(如AAV整合风险)、免疫原性和规模化生产问题,未来方向包括个性化疗法、多抗体协同递送及快速响应平台开发。

  抗体疗法已经成为现代生物制药领域的重要支柱,为多种疾病的治疗带来了革命性的进展。随着抗体发现技术的不断进步,特别是单B细胞分选和高通量测序等技术的出现,科学家们在识别和分离具有强大治疗效果的抗体方面取得了显著成就。然而,尽管这些技术带来了诸多突破,单克隆抗体(mAb)疗法的广泛应用仍然面临一些重大挑战,例如复杂的制造流程、高昂的生产成本以及对低温冷链存储的依赖。这些问题限制了mAb在一些资源匮乏地区和大规模临床应用中的可行性。

为了解决这些限制,研究人员正在探索一种新的解决方案——核酸编码抗体递送技术。该技术的核心理念是通过将编码mAb的核酸序列直接递送至体内,让机体本身成为抗体生产的生物反应器,从而绕过传统重组蛋白生产中繁琐的纯化和质量控制过程。这种技术不仅简化了生产流程,还可能显著降低成本,提高治疗的可及性。通过这种方式,抗体在体内的表达可以持续数天至数月,为某些需要长期免疫保护的疾病提供了新的治疗策略。例如,在应对某些流行病和反复感染时,这种技术可以实现持续的抗体表达,而无需频繁注射抗体蛋白。

在当前的抗体递送技术中,核酸编码抗体主要分为病毒载体介导和非病毒载体介导两大类。病毒载体系统,如腺相关病毒(AAV)和腺病毒(Adv),已被广泛用于体内抗体基因转移。腺病毒因其较强的免疫原性而受到关注,但也因此可能引发抗载体免疫反应,从而影响抗体的表达效率和持久性。相比之下,AAV因其较低的免疫原性和组织特异性表达能力,成为当前最常用的载体之一。研究表明,某些经过基因工程改造的AAV变体,如AAVMYO,可以在体内实现更持久的抗体表达,并且能够避免已有的抗AAV抗体对表达的干扰。

与此同时,非病毒载体系统,如mRNA和环状RNA(circRNA),也展现出巨大的潜力。mRNA疗法通过体外转录合成特定的抗体编码序列,并将其封装在脂质纳米颗粒(LNPs)中进行递送。这种技术的优势在于其快速的表达能力,可以在体内短时间内产生大量抗体,同时避免了病毒载体可能引发的免疫反应。然而,mRNA在体内的稳定性仍然面临挑战,尤其是在降解和免疫激活方面。为了提高mRNA的稳定性和表达效率,科学家们通过优化其序列设计、使用特定的修饰方法以及改进递送系统,如LNPs,来克服这些障碍。

环状RNA作为一种新型的非编码RNA,因其独特的结构和稳定性而受到关注。它缺乏传统的5′帽和3′多聚腺苷酸尾巴,且形成一个闭环结构,使其对核酸酶的降解具有天然的抵抗力。这种特性使得circRNA在体内具有更长的表达时间,并且可以用于多种疾病治疗,包括病毒感染和癌症免疫治疗。然而,circRNA的生产效率较低,且在某些细胞类型中的表达能力有限,因此需要进一步优化其翻译机制和表达水平。

DNA编码抗体递送技术同样具有重要意义。与mRNA和病毒载体相比,DNA编码的抗体具有更高的热稳定性和更长的储存寿命,同时避免了病毒载体可能引发的免疫反应。此外,DNA编码的抗体可以被设计成更大的分子结构,从而实现更复杂的治疗目标。然而,裸DNA的转染效率较低,因此需要借助物理方法如电穿孔技术来提高其递送效果。近年来,电穿孔技术的改进使得DNA编码抗体在临床试验中取得了初步成功,尤其是在针对某些病毒和细菌感染的治疗中。

尽管核酸编码抗体技术在多个方面展现出显著的优势,但其在临床应用中仍然面临诸多挑战。首先,如何确保抗体在体内的稳定表达并避免免疫反应是一个关键问题。其次,如何在不同组织和器官中实现高效的靶向递送,以减少全身性副作用,同时提高治疗效果,也是研究人员关注的重点。此外,针对特定疾病的优化设计和个性化治疗方案的开发,需要更深入的分子机制研究和临床试验验证。

为了进一步提高核酸编码抗体的表达效率和安全性,科学家们正在探索多种策略。例如,通过使用可诱导启动子系统,可以实现对抗体表达的精确控制,从而避免过度表达或表达不足的问题。同时,结合靶向蛋白降解技术,如PROTACs和分子胶,可以动态调节抗体的半衰期,提高治疗的安全性和有效性。这些技术的结合,为未来抗体基因疗法的发展提供了新的思路。

此外,CRISPR/Cas9等基因编辑技术也为抗体基因表达的调控提供了新的可能性。通过设计特定的单导RNA(sgRNA),可以精确地激活或抑制目标基因的表达,从而实现对抗体生产过程的精细调控。这种技术在疾病模型构建和基因治疗中的应用,为核酸编码抗体疗法的进一步发展提供了技术支持。

在临床试验方面,目前已有多个基于核酸编码抗体的疗法进入不同阶段。例如,DNA编码抗体平台和mRNA编码抗体平台已经完成了部分一期临床试验,并且在某些疾病治疗中表现出良好的安全性和耐受性。同时,针对特定疾病如新冠病毒感染的临床试验也在进行中,旨在评估这些新型疗法的疗效和安全性。

展望未来,核酸编码抗体技术有望成为传统抗体疗法的重要补充。随着技术的不断进步,个性化治疗方案的实现、多靶点抗体的联合应用以及跨疾病平台的构建,将极大地拓展其在临床中的应用范围。然而,为了推动该技术的广泛应用,还需要解决一系列挑战,包括提高表达效率、优化递送系统、减少免疫反应以及确保长期的安全性。

总的来说,核酸编码抗体技术代表了抗体疗法的一个重要发展方向。它不仅能够克服传统疗法在生产、递送和储存方面的限制,还为个性化治疗和大规模应用提供了新的可能。尽管在临床转化过程中仍面临诸多挑战,但随着科学研究的深入和技术创新的不断推进,这一领域有望在未来为更多患者带来福音,并在生物制药领域发挥更大的作用。
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