单克隆抗体的应用及其发展.doc

单克隆抗体的应用及其发展摘要：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、嵌合抗体、人源化抗体、人源性抗体4 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。关键词：单克隆抗体、应用、发展趋势 一、单克隆抗体的应用自1975年Kohler和Milstein报道，通过细胞融合建立能产生单克隆抗体的杂交瘤技术以来，这个最基础的具有开创性的理论在生物科学的基础研究以及医学，预防医学，农业科学等领域的广泛应用和实践，充分显示它对生命科学各领域产生的巨大而深远的影响，由于单抗有着免疫血清或抗体无法比拟的优点，迄今全世界已研制成数以千计的单抗，有的已投入市场，有的正在进行应用考核和深入观察。1.1 单抗在诊断学中的应用单抗应用最广泛的是诊断，主要用于病原诊断，病理诊断和生理诊断，随着微生物学，寄生虫学，免疫学的研究进展，人类对感染性和寄生虫性疾病有了新的认识，一个病原体存在着许多性质不同的抗原，在同一抗原上，又可能存在许多性质不同的属，种，群，型特异性抗原，采用杂交瘤技术，可以获得识别不同抗原或抗原决定簇的单抗，从而可以对感染性疾病和寄生虫病进行快速准确的诊断，同时可以用于调查疾病流行情况，流行毒株或虫株的分类鉴定，为病原的防疫治疗提供资料。目前应用单抗诊断试剂诊断的人，畜禽，植物等病毒、细菌或寄生虫病已上百种，其中乙肝，狂犬病，乙型脑炎等人兽共患病三十余种；鸡新城疫，马立克，猪瘟等畜禽病二十余种；植物病毒病十余种；人，畜禽细菌病二十余种，弓形虫、疟疾、旋毛虫等寄生虫病三十余种.另外，单抗还成功应用于含量极微的激素、细菌毒素、神经递质和肿瘤细胞抗原的诊断。1.2 单抗应用于临床治疗用单抗治疗肿瘤是医学界寄于厚望的一项研究，目前已研制出的肿瘤单抗有：胃肠道肿瘤、黑色素瘤、肺癌等数十种，用单抗可能的治疗途径是采用高亲和并特异的单抗，偶联药物或毒素后(生物导弹)以定向杀伤肿瘤，目前该研究在实验动物中已获得成功，而单独使用单抗治疗人恶性肿瘤获得成功的例子国外也有报道。使用单抗治疗畜禽传染病，尤其是病毒病如鸡传染性法氏囊病，成效十分显著。近年来采用基因工程技术将抗体基因转入植物可以生产大量的单抗，另外具有不同用途的嵌合抗体、人源单抗、重构抗体、小分子抗体的出现，为应用单抗治疗各类疾病拓宽了道路。1.3 单抗是生物学研究的有力工具目前，单抗已广泛应用于不同学科，其中一部分是为基础理论研究服务的，在病原方面可用于分类、分型和鉴定毒株，可用于探查抗原结构以及用于抗感染免疫机制和中和抗原的研究，结合分子生物学方法，可以确认病毒抗原蛋白的编码基因，基因突变和转译产物的加工、处理、组装过程，从而进一步研制基因重组疫苗。作为一种特异的生物探针，通过单抗的的免疫组化定位，研究细胞的生理功能和疾病的病因，发病机制，对激素和受体可采用单抗的免疫分析，免疫细胞化学定位，大大促进了激素和受体结构与功能，激素作用机理以及内分泌自身免疫性疾病病因的研究进展，另外单抗已应用于神经系统，血液系统，药理学和系统发育学，畜牧育种及性别控制等学科的研究工作中，从而极大的推动了整个生物学科的发展。二、单克隆技术的发展2.1 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。2.2 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)。2.3 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(complementarity determining region, 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(surfaceamino acid residues, 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。2.4 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。三、总结在过去的30 年里,从鼠源性单抗到全人源性抗体,单抗在制备技术上取得了较大的进展。鼠源性单抗的免疫源性导致机体产生一系列的急性反应,使药物的功效降低。全人单克隆抗体是制备单克隆抗体的一种新技术。它减少了鼠基因序列及抗抗体反应,提高了单克隆抗体的功效和安全性。虽然单抗药物还存在一些尚未解决的问题,最突出的问题是如何降低单抗的免疫原性,单抗的异源性所引起的抗体反应,不但降低了单抗的效价,而且会给患者带来严重的后果。但是随着抗体疗效不断提高,生产工艺不断成熟,单抗类药物必将为全球疾病患者带来更大的希望。四、参考文献1 潘萌,等.单克隆抗体药物的研究进展J.中国生化药物杂志,2008,29(1):62- 64.2 张晓筱.单克隆抗体研究进展不同表达系统介绍与比较J.贵州教育学院学报（自然学报），2007，18（4）：56- 61.3 胡春艳,等.单克隆抗体制备技术及应用的研究进展。安徽预防医学杂志，2008，14（3）：116- 118.4朱学泰,单克隆抗体制备技术研究进展J.甘肃科技，2005, 21(3)：109- 108.