抗体制备技术的发展及其医学应用

抗体制备技术发展与其医学应用

抗体是在对抗原刺激免疫应答中，B淋巴细胞产生一类糖蛋白。它是能与相应抗原特异结合、产生各种免疫效应（生理效应）球蛋白。国际卫生组织将具有抗体活性与化学结构与抗体相似一类蛋白统一命名为免疫球蛋白，它与抗体都是指同一类蛋白质。抗体2条重链和2条轻链根据氨基酸序列变化程度分为V区和C区，其抗原结合特异性主要由V区中高度变异超变区决定，3 个超变区共同形成1个抗原决定簇互补表面，故又称为互补决定区( comp lementarity determining region，CDR)。常规抗体制备是通过动物免疫并采集抗血清方法产生，因而抗血清通常含有针对其他无关抗原抗体和血清中其他蛋白质成分。一般抗原分子大多含有多个不同抗原决定簇，所以常规抗体也是针对多个不同抗原决定簇抗体混合物。即使是针对同一抗原决定簇常规血清抗体，仍是由不同B细胞克隆产生异质抗体组成。因而，常规血清抗体又称多克隆抗体（polyclonal antibody，PcAb），简称多抗。多克隆抗体是由多克隆B细胞群产生、针对多种抗原决定簇混合抗体。因为天然抗原是由多种抗原分子组成，每种抗原分子又含有许多抗原决定簇，每一种抗原决定簇可激活相应B细胞克隆，进而分化、成熟并合成相应抗体。由于常规抗体多克隆性质，加之不同批次抗体制剂质量差异很大，使它在免疫化学试验等使用中带来许多麻烦。因此，制备针对预定抗原特异性均质且能保证无限量供应抗体是免疫化学家长期梦寐以求目标。随着杂交瘤技术诞生，这一目标得以实现。

1 / 12

1 抗体发展

抗体研究过程经历了免疫血清学研究、单克隆抗体研究和基因工程抗体研究3个不同阶段。

1.1 免疫血清学研究阶段

免疫动物产生抗体是多种抗体混合物，所以早期制备抗体是多克隆抗体. 多克隆抗体是人类有目地利用抗体第1步，其在生物医学等方面应用已有上百年发展历史. 但多克隆抗体具有不均一性，特异性差且动物抗体注入人体会产生严重过敏反应等特性，限制了其在疾病诊断和治疗中应用。

1.2 单克隆抗体研究阶段——杂交瘤技术诞生

淋巴细胞杂交瘤技术诞生是几十年来免疫学在理论和技术两方面发展必然结果，抗体生成克隆选择学说、抗体基因研究、抗体结构与生物合成以与其多样性产生机制揭示等，为杂交瘤技术提供了必要理论基础，同时，骨髓瘤细胞体外培养、细胞融合与杂交细胞筛选等提供了技术贮备。1975年8月7日，Kohler和Milstein大胆地把以前不同骨髓瘤细胞之间融合延伸为将丧失合成次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（hypoxanthine guanosine phosphoribosyl transferase，HGPRT）骨髓瘤细胞与经绵羊红细胞免疫小鼠脾细胞进行融合。融合由仙台病毒介导，杂交细胞通过在含有次黄嘌呤（hypoxanthine，H）、氨基喋呤

2 / 12

（aminopterin，A）和胸腺嘧啶核苷（thymidine，T）培养基（HAT）中生长进行选择。在融合后细胞群体里，尽管未融合正常脾细胞和相互融合脾细胞是HGPRT+，但不能连续培养，只能在培养基中存活几天，而未融合HGPRT-骨髓瘤细胞和相互融合HGPRT-骨髓瘤细胞不能在HAT培养基中存活，只有骨髓瘤细胞与脾细胞形成杂交瘤细胞因得到分别来自亲本脾细胞HGPRT和亲本骨髓瘤细胞连续继代特性，而在HAT培养基中存活下来。试验结果完全像起始设计那样，最终得到了很多分泌抗绵羊红细胞抗体克隆化杂交瘤细胞系。用这些细胞系注射小鼠后能形成肿瘤，即所谓杂交瘤。生长杂交瘤小鼠血清和腹水中含有大量同质抗体，即单克隆抗体。

这一技术建立后不久，在融合剂和所用骨髓瘤细胞系等方面即得到改进。最早仙台病毒被用做融合剂，后来发现聚乙二醇（PEG）融合效果更好，且避免了病毒污染问题，从而得到广泛应用。随后建立骨髓瘤细胞系如SP2/0-Ag14，X63-Ag8.653和NSO/1都是既不合成轻链又不合成重链变种，所以由它们产生杂交瘤细胞系，只分泌一种针对预定抗原抗体分子，克服了骨髓瘤细胞MOPC-21等不足。再后来又建立了大鼠、人和鸡等用于细胞融合骨髓瘤细胞系，但其基本原理和方法是一样。

与多抗相比，单抗纯度高，专一性强、重复性好、且能持续地无限量供应。单抗技术问世，不仅带来了免疫学领域里一次革命，而且它在生物医学科学各个领域获得极广泛应用，促进了众多学科发展。Kohler和Milstein两人由此杰出贡献而荣获1984年度诺贝尔生理学和医学奖。

3 / 12