单克隆抗体是现代生物医药领域最为闪耀和成熟的技术，无论是肿瘤靶向药物、免疫检查点阻断药物，或者投资市场大热的CAR-T技术，都建立在单克隆抗体及其下游基础之上。通常情况下，以鼠单抗为代表的单克隆抗体，在证明其具有成药价值后，就需要进行一系列的工程化改造以改善其在体内的药物动力学。常见的抗体工程化改造策略包括抗体人源化、抗体亲和力成熟和FC修饰，或降低抗体的聚集性等。

抗体人源化

鼠单抗是最早进入临床的单克隆抗体，但早期的临床应用中发现，由于鼠单抗为异种蛋白，临床使用时会逐渐的引起人体的HAMA反应，输注的鼠单抗会逐渐的被中和性抗体中和，以至鼠单抗输注后无效。通过抗体工程技术，将鼠单抗的CDR区嫁接至人类抗体的FRAME WORK区，可以有效的降低抗体在临床使用中引发的HAMA反应。这种方案较人鼠嵌合抗体，在人源化程度上更有优势。事实上，目前临床绝大多数使用的抗体类药物为人源化抗体或者人鼠嵌合抗体.

不断的加强抗体人源化的程度，是抗体工程发展的方向

随着生物信息学的发展，抗体人源化技术得到的快速的更新，通常情况下可以奖抗体抗原结合区的部分CDR移植至人类抗体的框架区，同时也有人将鼠抗CDR区和框架区的表面残基进行替换，使之在序列上更接近于人类抗体；此外也有人将抗体抗原识别区的关键氨基酸序列替换人类抗体的抗体抗原识别区。此外也有人提出了不同的策略，例如CDR补偿、定位保留和模板替换等。

同时利用噬菌体展示库技术获得的全人源抗体，或使用人源化小鼠表达的全人源抗体也逐渐成为抗体研发领域的重要方向，但不同的策略人具有一定的优缺点，在评估患者的风险-收益率时，应始终考虑这一问题。

不同的公司在抗体人源化领域有着大致相似的技术路径，但如何获得人源化程度最高的单克隆抗体的同时又能维持其对靶蛋白的高亲和力，对每一个公司的技术人员而言都是一个不小的考验。爱康得生物的技术团队，在抗体人源化的领域积累了相当丰富的经验，基于多年抗体药物研发的经验，为多个药厂提供了抗体人源化服务，部分抗体已经进入临床实验阶段。 

爱康得生物对EGFR鼠单抗进行人源化后两种抗体的亲和力对比

体外亲和力成熟

通常情况下，鼠单抗对靶抗原具有良好的亲和力，但经过人源化改造或通过噬菌体展示库技术获得的抗体对靶抗原的亲和力会不尽如意，这不利于降低治疗性抗体的临床使用量和毒副作用，此时对抗体进行的亲和力成熟，将有助于未来的临床使用。而体外的抗体亲和力成熟的理论基础是模仿了体内抗体亲和力的过程。通过构建随机突变库，模拟B细胞在体内的高频突变，可以筛选到高亲和的抗体。事实上，在单克隆筛选的过程中，对任何一个抗体进行亲和力成熟，均可获得亲和性改善的抗体。

工程化技术增强抗体药理学和稳定性

 计算机模拟软件在亲和力成熟的过程中起到了重要的作用，最经典的案例是通过计算机模拟，提高了西妥昔单抗和贝伐单抗对抗原亲和力的10-100倍，有效的推动了这两种抗体的临床转化。高亲和力的抗体具有成药的潜质，但不是所有成药的单克隆抗体均需要高的亲和力，例如抗转铁蛋白受体mAbs在亲和力适中的情况下可穿过血脑屏障，但在高亲和力的情况则无法穿过血脑屏障。此外，目前大热的CAR-T在选择scFv时，过高的单克隆抗体或许未必是最佳的选择，这是因为CAR-T选择的靶点绝大多数为肿瘤相关性靶点，在正常组织上也有低量表达。若CAR-T的scFv对靶点具有较高的亲和力时，可能导致On Tumor, Off Target。

 临床开展的CAR-T细胞靶点往往肿瘤相关性抗原（TAA）,在CAR-T的设计过程中，过高的亲和力的scFv有可能导致CAR-T细胞对体细胞的杀伤。

Fc修饰增强效应功能和半衰期

FC受体在细胞免疫的过程中扮演着重要角色，通过对FC区域的修饰对具有特定药理作用的单克隆抗体可以产生深远的。单克隆抗体可以通过Fcγ受体结合(FcγR)介导免疫反应。不同类型的FcγR与IgG的结合会增强/抑制免疫反应，因此应优先增强与FcγRIII的结合，同时降低与FcγRIIB的结合以增强临床疗效。同时通过对Fc的修饰，可以延长抗体的半衰期。由于抗体与FcRn的结合是pH敏感型的形式，抗体通过胞饮作用进入细胞，在酸性pH的内涵体中，抗体与FcRn结合，FcRn介导抗体回到细胞外，在胞外中性pH条件下，与FcRn解离。这样FcRn避免了其他血液中蛋白通过胞饮作用进入细胞内被溶酶体降解的命运，从而达到长效目的，半衰期长达几周（IgG1、IgG2、IgG4半衰期三周，IgG3为9天）。多家药企尝试改造抗体以特异性提高低pH条件下与FcRn的亲和力，达到进一步长效化的目的。虽然对增强的循环时间的Fc修饰可能会影响Fc的效应功能，但研究表明，贝伐单抗和西妥昔单抗的不同AAs的突变导致了小鼠癌症模型中更有效的抗肿瘤活性，从而验证了增加治疗性抗体的半衰期的策略。自那以后，有大量的有利突变被报道。不幸的是，动物模型的结果并不总是与人类相关。然而，与FcRn的亲和性增加5-10倍，通常会导致半衰期增加2-4倍。

抗体与FcRn的结合是pH敏感型的形式，抗体通过胞饮作用进入细胞，在酸性pH的内涵体中，抗体与FcRn结合，FcRn介导抗体回到细胞外，在胞外中性pH条件下，与FcRn解离

提高稳定性和降低聚合性

由于治疗性抗体生产摆脱了体内生理环境,因此其热稳定性和胶体的稳定性会受到一定的限制,继而对药品的生产和保存造成一定的困扰。通过技术手段，提高抗体的理化性质，有助于提高抗体的整体功效和生产能力。通过改变抗体框架结构，抗体的抗原结合域，有助于减少抗体的聚合情况。通常情况下可以通过以下途经减少抗体的聚合情况：1，通过对抗体剂型的改变；2对框架区和CDR区的改变，3；再CH2-CH3区域增加额外的二硫键；4，改变Fab区域的二硫键结构；5增加带点的融合标签。事实上，随着计算机模拟技术的发展，通过不同的设计和体外筛选方式，可以抵消抗体的聚合，并对抗体的化学降解速度和血清清除速度进行预测。