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什么叫单克隆抗体
来自 : mayitao
       抗体是由B淋巴细胞分化形成的浆细胞合成、分泌的。每一个B淋巴细胞在成熟的过程中通过随机重排只产生识别一个抗原的抗原受体基因。动物脾脏有上百万种不同的B淋巴细胞系,重排后具有不同基因不同的B淋巴细胞合成不同的抗体。当机体受抗原刺激时,抗原分子上的许多决定簇分别激活各个具有不同基因的B细胞。被激活的B细胞分裂增殖形成效应B细胞(浆细胞)和记忆B细胞,大量的浆细胞克隆合成和分泌大量的抗体分子分布到血液、体液中。如果能选出一个制造一种专一抗体的浆细胞进行培养,就可得到由单细胞经分裂增殖而形成细胞群,即单克隆。单克隆细胞将合成针对一种抗原决定簇的抗体,称为单克隆抗体
1975年德国学者Kohler和英国学者Milstein发明了杂交瘤技术。他们成功地将骨髓瘤细胞和产生抗体的B淋巴细胞融合为杂交瘤细胞,这种合成的杂交瘤细胞稳定、有致瘤性、能产生抗体,其分泌的抗体是由识别一种抗原决定簇的细胞克隆所产生的均一性抗体,故称之为单克隆抗体(简称单抗)。自从鼠源单抗之后,单抗历经了鼠源性抗体、人-鼠嵌合抗体、人源化抗体、人源性抗体四个发展阶段。近年来随着分子生物学和细胞生物学的发展,单克隆抗体的应用已日益普及,单抗理论几乎应用到生物学研究的每一个区域。单克隆抗体制备技术的发展也就显得尤为重要。
单克隆抗体的种类和制备
1. 鼠源性单抗 自单克隆抗体制备技术问世以来,制备单抗的一般程序基本相同,从超免疫的供体中即抗原免疫的小鼠,获取脾细胞,再与骨髓瘤细胞融合,最后对单个细胞进行克隆,培养出能分泌单抗的克隆细胞。目前生产的单抗大多
是鼠源性的,但其在临床应用方面还存在着很大的弊端,主要是鼠源单抗与NK等免疫细胞表面Fc段受体亲和力弱,产生的抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(ADCC)作用较弱,而且它与人补体成分结合能力低,对肿瘤细胞的杀伤能力较
弱,并且鼠源性抗体在人血循环中的半衰期短,它发挥ADCC作用的时间较短;其次鼠单克隆抗体还具有免疫原性,使宿主易引起过敏反应。这样一方面降低了单抗的效价,另一方面又会给病人带来严重的后果。因此鼠源性单克隆抗体还
应进一步改善才能广泛应用于临床。
2. 人-鼠嵌合抗体 抗体的恒定区是抗体分子结构中免疫原性最强的部位,而决定抗体特异性的是抗体的可变区。从杂交瘤细胞分离出功能性可变区基因,与人Ig恒定区的基因连接,再插入适当表达载体转染宿主细胞,表达人-鼠嵌合抗体。也就是将鼠源性单抗在保留其抗原结合活性的基础上,尽可能的去除鼠源化部分或代之以人源化片断,减少了鼠源性抗体的免疫原性,从而尽可能的减少单抗的异源性,同时保留了亲本抗体特异性结合抗原的能力。但是这种抗体仍保
留了30%的鼠源性,可诱发人抗小鼠反应(HAMA)。
3. 人源化抗体 由于嵌合抗体异源性仍然很大,因此需要对鼠源抗体进行人源化改造,进一步人源化的方法很多,主要是重构抗体和表面重塑技术。重构抗体就是互补决定区(complementaritydeterminingregion,CDR)移植,将鼠抗体的
CDR移植到人抗体的相应部位,这样人源化程度可达90%以上,目前该方法是人源化单抗最常用、最基本的方法。而表面重塑技术,即将鼠抗体框架区表面氨基酸的残基(surfaceaminoacidresidues,SAR)进行人源化改造。该方法是仅替换与人抗体SAR差别明显的区域,在维持抗体活性并兼顾减少异源性基础上选用与人抗体表面残基相似的氨基酸替换。
4. 人源性抗体 虽然人源化抗体解决了鼠抗体的免疫原性等问题,但生产人源化抗体仍有很大的困难;人源化过程需大量繁复、昂贵的电脑模拟,需取代不同的氨基酸以恢复选择性和亲和力,工作量非常大,并且它总还含有少量鼠源性成分。完全的人源性抗体才是用于治疗的理想抗体,目前它主要通过3种途径来研制:噬菌体抗体库技术、核糖体展示技术和转基因小鼠制备人源性抗体。
4.1 噬菌体抗体库技术噬菌体抗体库技术是迄今发展最成熟、应用最广泛的抗体库技术。其基本原理是将蛋白分子或肽段的基因克隆到丝状噬菌体的基因组DNA中,与噬菌体的外壳蛋白形成融合蛋白,从而使该异源分子呈现于噬菌体表面。通过这种方式,形成了一个收藏上亿个以体外方式制得的不同抗体的基因数据库,使从任何真实的抗原中迅速分离高度相似的同族抗体成为可能。噬菌体抗体库技术是目前不经过免疫获取特异性人源抗体的新途径,为制备对人类和动物疾病有诊断和治疗价值的单克隆抗体奠定了基础。
噬菌体展示技术简单易行,筛选容量大,可在短期内筛选出100万~1亿个克隆,可获得高亲和力的人源化抗体,克服了杂交瘤细胞的不稳定性缺点。但该技术也存在一定的局限性,如库容量的有限性,密码子的偏爱性,氨基酸的修饰受宿主限制等,而且该技术依赖于细胞内基因的表达,所以一些对细胞有毒性的分子很难得到有效的表达。
4.2 核糖体展示技术 核糖体展示技术(RibosomeDisplayTechnology,RDT)是由Plückthun实验室在多聚核糖体展示技术的基础上改进而来的一种利用功能性蛋白相互作用进行筛选的新技术,它将正确折叠的蛋白及其mRNA同时结合在核糖体上,形成mRNA-核糖体-蛋白质三聚体,使目的蛋白的基因型和表型联系起来,可用于抗体及蛋白质文库选择、蛋白质体外改造等。运用此技术已成功筛选到一些与靶分子特异结合的高亲和力蛋白质,包括抗体、多肽、酶等,是蛋白质筛选的重要工具。
核糖体展示技术完全在体外进行,与噬菌体或酵母菌展示技术相比具有建库简单、库容量大、分子多样性强、筛选方法简便、无需选择压力,还可通过引入突变和重组技术来提高靶标蛋白的亲和力等优点,是一种筛选大型文库和获取分子进化强有力的方法。
4.3 转基因小鼠制备人源性抗体 制备全人抗体的基因工程小鼠包括人外周血淋巴细胞-严重联合免疫缺陷小鼠(hu-PBL-SCID小鼠)、转基因小鼠和转染色体小鼠制备人抗体技术。hu-PBL-SCID小鼠是将已产生一定免疫反应的供者或癌症患者的淋巴细胞导入严重联合免疫缺陷小鼠(SCID)或Trimera小鼠,取鼠脾细胞与人骨髓瘤细胞杂交就可能获得分泌人抗体的杂交瘤。转基因小鼠技术是通过基因敲除技术,使小鼠自身的基因失活,并导入新基因,创造出携带人抗体重轻链基因簇的转基因小鼠。这种转人抗体基因小鼠所携带的人DNA片段具有完备的功能,可以有效地进行同种型转换和亲和力成熟。任何靶抗原均可用来免疫该小鼠,使其产生高亲和力的人抗体。转染色体小鼠:Tomizuka等首先以染色体为载体,成功培育了转染色体的小鼠,并制备了高亲和力的人抗体。
 
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