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单克隆抗体概述和原理
(Monoclonal Antibody，McAb)
一、 概 述
抗体是构成机体免疫力的一类重要物质，也是医学及兽医学中用于疾病诊断、治疗、预防和研究发病机理的极为重要的常用试剂或制剂。制备这种抗体，通常是用特定的抗原免疫动物，取其血液，分离血清而得。但绝大多数抗原分子具有多个抗原决定基或称表位(epitope)，每一种表位均可刺激机体一个B细胞克隆产生一种特异性抗体。而传统制备抗体的方法是用包含多种抗原决定基的抗原物质免疫动物，从而刺激多细胞克隆产生针对多种抗原表位的不同抗体，不仅费时费力，而且不同种动物，甚至同种不同个体动物由于遗传性的差异，所得抗体绝非均一物质，实际上它是一种含有千百种不同的特异性免疫球蛋白的混合物，这种混合物(即普通抗体)的特异性和亲和力几乎每批产品都有所不同，通常将这类普通抗体称为多克隆抗体(polyclonal antibody,PcAb)，由于这种抗体是针对多种抗原表位，特异性不高，易出现交叉反应，其质量也难以控制，不易标准化，这就影响了它在治疗上的可靠性，在检验上的准确性。因此，制备一种高度特异性的即仅识别某一特定抗原表位的抗体，已迫在眉睫。
众所周知，抗体是由B细胞产生的，如设法将单个B细胞分离出来，加以大量增殖，则能形成一个群体，通称为一个克隆(clone)，即细胞系、纯系或无性繁殖细胞系之意，即指由一个祖先细胞通过无性分裂繁殖所产生的一群细胞，该群细胞如不发生变异，其基因是相同的，表现的性状也一样，如由这样的B细胞所产生的免疫球蛋白，其结构相同，成分均一，特异性强，生物活性高，即称为单克隆抗体(monoclonal antibody, McAb或mAb),单克隆抗体的出现，使得普通抗体(PcAb)存在的问题得以解决，它与普通抗体的区别见表1101。
表1101单克隆抗体与多克隆抗体的区别
[HJ0]
性状多克隆抗体单克隆抗体培 养 上 清腹 水
抗体含量0.1～1.0mg/ml10～60μg/ml1.0～10mg/ml
无关的免疫球蛋白10mg/ml原则上不存在0.5～1.0mg/ml
其他血清蛋白存在仅小牛血清少量存在
结合特性与抗原上所有的
决定簇结合只与抗原上某一特定决定簇结合
特异性和亲和性的可重复性个体差异，每批均不一样不变
与其他抗原的交叉反应有无
免疫球蛋白的类和亚类所有的类和亚类的混合物
仅一种亚类
与抗原发生的沉淀反应有无
保存的稳定性良好略差
单克隆抗体的研究成功，是20世纪70年代生物医学领域中重要的成果之一，引起举世瞩目，特别是它为人类征服癌症带来了光明前景。更令人欢欣鼓舞的是，一批出色的免疫学家对这一重大科技成果做出了贡献，他们在取得重大突破时所采用的研究方法很值得我们借鉴。B淋巴细胞杂交瘤的建立，单克隆抗体的产生是科勒(khler,G.J.F.)和米尔斯坦(Milstein,C.)在乔纳(Jerne,N)个体基因型网络学说(idiotype network theory)的启迪下，创建成功的，于1975年8月7日，科勒和米尔斯坦在英国《Nature》杂志上联名发表了题为“分泌预定特异性抗体融合细胞的持续培养(continuous clutures of fused cells secreting antibody of predefined specificity)的著名论文，从此宣告了单克隆抗体杂交瘤技术的正式诞生，使免疫学家梦寐以求的“制造一种能对所给抗原持续产生单一特异性抗体的细胞”的目标得以实现，并于1984年12月10日与乔纳一起获得诺贝尔奖。
米尔斯坦是一位具有阿根廷和英国双重国藉的著名生物化学家，他曾于1957年和1960年先后获得两个博士学位，1963年以前在布宜诺斯艾利斯国立微生物学研究所工作，随后，到英国剑桥大学医学研究委员会分子生物学实验室工作，现任蛋白质和核酸实验室主任。他长时间从事免疫球蛋白分子结构、遗传和进化的研究，在此基础上，在英国《Nature》杂志上发表了《前单克隆》的著名论文，说明抗体的轻链最初以分子量较大的前体分子的形式出现，其额外的结构顺序乃是粘附于淋巴细胞膜的“信号部分”，在上述粘附过程中，前体分子发生分解，分子量较小的抗体与“信号部分”相脱离。这是有关“单克隆”早期研究中的一个重要发现。科勒于1946年出生，德国籍，青年时在西德弗赖堡大学攻读生物学之后，即到瑞士巴塞尔免疫学研究所工作，1974年，年仅28年的科勒在研究抗体基因突变中发现，小鼠的免疫系统对一种抗原分子上的一个表位，就可以产生上千种的抗体分子，于是，他对研究抗体基因突变产生了浓厚的兴趣，他选择了20世纪60年代发展起来，进入20世纪70年代已趋成熟的细胞融合技术，并经欧洲分子生物学组织批准，来到英国剑桥大学分子生物学实验室与米尔斯坦进行合作研究，他们把乔纳等人的科学构想作为工作假说，创造性地选取经绵羊红细胞免疫的小鼠脾细胞和在体外培养中能持续繁殖的小鼠骨髓瘤细胞系(P3)作为融合材料，以期得到具有两种亲本细胞各自的特点(即分泌特定抗体和持续繁殖)的杂交细胞，经过7周艰苦努力，终于在1974年圣诞节期间成功地建立了能够分泌单克隆抗体的B淋巴细胞杂交瘤。
B淋巴细胞杂交瘤的创建与以下两项技术的发展密切相关：①骨髓瘤细胞株的建立：在B淋巴细胞杂交瘤技术中，主要使用多发性骨髓瘤细胞系，这类细胞是由某种抗体合成细胞演变的肿瘤细胞，除自发瘤外，Sachs(1965)最先用矿物油刺激BALB/c小鼠诱生成功骨髓瘤，且可在体外加以培养，嗣后，学者们相继诱导成功一些更适用于细胞融合的变异株，如SP2/O及NS-1等；②两种细胞的融合：早在1838年，Mueller就记述脊椎动物肿瘤细胞融合成多核细胞的现象，嗣后，学者们相继发现，在骨髓等正常组织和炎症坏死的病理组织中也见有融合的多核细胞，自建立组织培养技术后，发现体外培养的细胞同样能融合成多核细胞，20世纪50年代，已认识到麻疹病毒和腮腺炎病毒能导致细胞融合，1959年冈田用高浓度的仙台病毒使小鼠艾氏腹水癌细胞在体外得以融合，从而发展了细胞融合技术，1965年Harris最先成功地用仙台病毒将体外培养的HeLa细胞和小鼠艾氏腹水癌细胞融合成一个杂交细胞，表明不同种动物细胞可融合成具有双方亲代细胞特性的杂种细胞，与此同时，Littlefield(1964)创立筛选了杂种细胞的选择培养基。这些进展，又将细胞融合技术推向一个新的发展时期。
回顾上述历程，清楚地看到科学理论和科学假设对科研实践的指导作用。可以毫不夸张地说：没有乔纳的一系列杰出的构想和假说的提出，科勒和米尔斯坦很难在较短时间和有限的实验中取得如此重大的科学进展；另一方面，没有科勒和米尔斯坦的科学实践，各种关于单克隆抗体的构想仍将停留在假说阶段，更谈不到付诸实践和推广应用的问题。只有正确选择工作假说，并创造性地从事科学实践，才是取得科研上突破性进展的正确途径。
二、 建立产生McAb的B淋巴细胞杂交瘤的原理
在自然条件下，精子和卵子相遇可以融合为受精卵，这是人所共知的事情，至于其他细胞虽然可以融合，但很少自然发生。据文献介绍，为研究染色体和遗传基因，有的学者曾往细胞培养物中加入用紫外线灭活的副流感病毒仙台株(sendaivirus，HVJ株)或鸡新城疫病毒时，两个细胞的膜在病毒作用下，发生溶解，为邻近两个细胞的融合创造了条件。但这种方法，细胞发生的融合率很低，且不稳定。所以Kao等于1974年用聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)对动物细胞、植物细胞及细菌等作融合试验证明，PEG的融合效果较仙台病毒理想，可以明显提高融合率，作用快，不使细胞溶崩，现今已成为标准的融合剂被应用。
为提高细胞的融合率，亦可应用电融合和激光融合，现将其分别简介如下：
电融合：即将欲融合的细胞悬浮于有大小不同电极的溶液中，通电后，细胞被吸引在靠近较小电极的电场部分，当细胞拥挤在较小电极端时，细胞表面荷极化，细胞的阳极与另一细胞的阴极连接，便形成项链式排列。此时，细胞在直流电的短促震摇下，使相互接触的细胞膜产生小孔，细胞的内容物开始混合，邻近细胞的细胞膜相互连接，即产生细胞融合。
现将用中国仓鼠细胞与小鼠细胞在高压脉冲作用下，发生融合的技术为例简述如下：将待融合的小鼠ID细胞系与中国仓鼠CH成纤维细胞系培养于含10%胎牛血清的RPMI-1640培养液中，并于融合的前一天，按1∶1的比例混合培养于器皿中，融合时，先弃去器皿中的培养液，加等渗10mmol/L的PB，内含2.5mmol/L蔗糖及1mmol/L的MgCl2；使用Cober脉冲发生仪，将两个不锈钢电极插入PB液中，接触平皿底部，电极间相距4mm，给予不同电压不同时间的电击，电击过程中，温度控制在21～23℃之间；电击结束后，细胞置于20%胎牛血清的RPMI-1640中培养，次日加入HAT选择培养基，并一直用该液维持杂交细胞的生长。结果表明，电击2小时后，计数融合细胞，如以每次1.5kV/cm，持续50微秒，连续5次，产生的融合细胞约为原培养细胞的90%，而且每一克隆的细胞中均有ID和CH的染色体，此法产生的融合细胞生成率为1×10-3，由此认为：电击诱导体细胞融合的效率较PEG法高出100倍，且对细胞无任何毒性作用。据报道，西德汉堡的Kruess公司和GCA/precision公司将分别在西德和世界其他地方销售这种电融合器。
激光融合：系由日本物理化学研究所的粕屋高弘(Takahirokasuya)等于1984年建立，即利用激光击穿细胞，将外源性基因置入哺乳动物细胞内的一种方法。融合时，将细胞悬浮于含外源性DNA的液体中，此时电视屏幕可显示出细胞的图象，将笔状光束的光点接触细胞图象，可使激光发生器射出的亿万分子之一秒的激光射向该细胞，该激光是来自YAG非常狭窄的紫外光束，波长355mμ，光束在细胞壁上打开一个小孔，该孔一秒钟后闭合，细胞周围液体中的DNA就在此一秒钟期间进入细胞内，此激光仪，每秒钟可处理1 000个细胞，在200个细胞中约有一个细胞能成为重组的融合细胞。
两个细胞融合时，首先看到细胞膜融合，形成一个有两个或两个以上细胞核的异核体细胞(heterokaryon)，当细胞再次分裂时，核也分裂，而且两个分裂细胞核的染色体又融合一起，存在于一个细胞核中，形成同核体细胞(synkaryon)，由此分裂下去，即产生所谓的杂交瘤细胞，但是杂交瘤细胞的形成率很低，只多占参加融合细胞数的10～20万分之一左右。所以说，在培养细胞中要找到一个杂交瘤细胞，真有点像大海捞针那样困难。此时，未融合的骨髓细胞又迅速繁殖起来，压倒为数极少的新形成的杂交瘤细胞，以至给杂交瘤细胞的建立增加不少困难。所以必须找到一种只有杂交瘤细胞能生长，骨髓瘤细胞不生长的方法，才能达到建立杂交瘤细胞的目的。目前建立产生McAb杂交瘤细胞所用方法的理论根据如图1101所示。
图1101建立产生McAb的B淋巴
细胞杂交瘤的原理示意图
建立杂交瘤细胞所用亲本骨髓瘤细胞(系浆细胞性质的瘤细胞)必须具备两个基本条件，一是不分泌瘤细胞自身的免疫球蛋白，否则有其他蛋白分子混同，势必降低杂交瘤细胞分泌特异性McAb的质量，不利于杂交瘤细胞表现B淋巴细胞产生抗体的特性。二是对8氮鸟嘌呤(8-azaguanine，8-AG)或6-巯基鸟嘌呤(6-thioguanine，6-TG)有抗药性，且缺乏次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine guanine phosphoribosyl transferase，HGPRT)和胸腺嘧啶核苷酸激酶(thymidine kinase，TK)的小鼠骨髓瘤酶变异株，而所用的培养液又是含有次黄嘌呤(hypoxanthine，H)、氨基喋呤(aminopterin，A)和胸腺嘧啶(thymidine，T)核苷的HAT选择培养基，由于所用骨髓瘤细胞是酶缺陷株，不能利用培养液中外源性的嘌呤和嘧啶来合成组成自身核酸的嘌呤和嘧啶，而内源性核酸的合成途径(利用谷胺酰胺或单磷酸尿核苷)又被培养液中的氨基喋呤所阻断，因此未融合的骨髓瘤细胞便失去合成自身必须的DNA和RNA的原材料，而不能分裂增殖，终将导致死亡。至于未融合的脾细胞，HAT培养液虽不能将其清除，但由于脾细胞本身不能在体外培养存活，在2周内必将自然死亡。至于新建立的杂交瘤细胞虽不能从内源性途径合成DNA，但由于具有正常脾细胞提供的HGPRT，可以利用培养液中外源性的次黄嘌呤和胸腺嘧啶，得以合成DNA和RNA，因而能生长繁殖，以大约24～48小时繁殖一代的速度增殖，数量迅速超过残存的，不能分裂增殖的未融合的骨髓瘤细胞，通常在融合后的2～4周内，即可长成珍珠样的杂交瘤细胞，此时培养液中即可能有McAb存在。
三、 单克隆抗体在动物医学领域的主要用途
自创建B淋巴细胞杂交瘤技术和单克隆抗体问世的近30年来，发展迅猛，使这项技术—细胞工程已成为与基因工程、酶工程和发酵工程并列为现代生物技术的四大工程之一，且有不少研究成果已转化为产品。这类单克隆抗体试剂已成为生物医学研究的重要工具，涉及医学及兽医学各领域。
(一) 检验 常规诊断血清，实际上是特异性多价抗体的混合物，用其检定微生物等时，常可发生交叉反应，造成差错。单克隆抗体则没有这种弊病，因为它是均一抗体，具有高度特异性，易于标准化和质量控制。多数情况下抗原不需纯化，即可用以研制杂交瘤细胞，并能大量生产单克隆抗体。特别是用较高活性的非放射性同位素标记单克隆抗体，则可使常规免疫学测定的敏感性、特异性、稳定性、精确性和速度性同时提高几个数量级。目前国内外已生产多种体外单克隆抗体诊断试剂盒，如检测T细胞及其亚群、免疫球蛋白类的IgE、肿瘤标志物、旋毛虫、病毒感染(马传贫病毒、乙型肝炎病毒等)、细菌感染(如霍乱弧菌肠毒素)，以及检测各种微量激素等。用单克隆抗体作体内诊断，藉以鉴别和定位体内病灶，也正引人注目，如用放射性同位素标记的单克隆抗体定位和鉴定肿瘤部位等。
1. 微生物检定 因为McAb仅能与单一的抗原决定基发生反应，各种微生物间即使存在微细的差异也能检出，因而使得对微生物的检定更加准确可靠，加之，McAb的敏感性高，可更好的检测脑脊液或痰液中为数不多的特异性细菌抗原，提高检出的阳性率，病毒类McAb为数更多，可供检查乙型脑炎病毒等。
在工作中可根据实际需要，制备出群特异、种特异、型特异，甚至株特异的McAb，以备检验工作的需要。
2. 抗原及抗体构造分析 因为McAb具有高度的特异性和敏感性，所以它好像分子刀一样，能够剖析任何一种抗原物质的微细结构，加之，它又具有均质纯的特点，故可利用McAb能更深刻、更全面地分析抗原构造，特别是对细胞表面的小分子抗原的分析更有意义。目前国外已有几个系列的产品，例如最常用的OKT和抗Leu系列，分析白细胞的表面抗原。OKT是英文缩写，O指美国Ortho公司，K指研制者的姓(Kung、龚氏，美籍华人)、T指T细胞，根据T细胞膜抗原的特异性编为不同数字的号码，如OTK1、OTK3、OTK4……等。抗Leu系列是美国Becton Dickinson公司生产的抗人白细胞单克隆抗体，其中抗Leu1～Leu6可检测T细胞表面不同的膜抗原。以上两个系列的单克隆抗体有密切相关性，如OKT4和Leu3a/3b可检出Th细胞，现改称CD4，又如OKT5和Leu2a/2b可检出Ts细胞，现称CD8。临床上使用这类T细胞单克隆抗体来测定血液、渗出液和组织切片中T细胞及其亚群的数量、比值以及是否处于激活等状态。外周血中T细胞亚群、即Th和Ts细胞的绝对数和比值是判断机体免疫水平和估价体内免疫调节平衡状态最有意义的参数。不同的疾病有不同的参数，而同样的比值在不同的疾病会有不同的意义。总之，T细胞单克隆抗体在临床检验中，主要是用以测定外周血中Th细胞与Ts细胞的比值，用以估价体内T细胞的免疫调节平衡状态，从而指导临床更加广泛地使用针对性的免疫疗法。
又如，一向认为：无抗原性差异的狂犬病病毒，Wiklor等于1978年用McAb查出了具有地区性差异的抗原变异株，这就对不同地区应用狂犬病疫苗进行预防，出现不同效果的原因，做出了有理有据的解释。美国现在已有抗狂犬病病毒的McAb，专用于鉴别发生狂犬病死亡犬是由强毒株还是由弱毒株所引起。解放军兽医大学研究所从死于狂犬病的梅花鹿分离出一株弹状病毒，经用巴黎WHO狂犬病参考咨询中心提供的42个狂犬病核衣壳McAb和40个抗狂犬病病毒糖蛋白McAb进行鉴定，证明分离的弹状病毒是狂犬病毒变异株。
再如病毒的抗原构造复杂，提纯困难，以常规方法难以制出单一纯的病毒抗体，因而限制了对病毒蛋白质抗原的分析，如采用McAb技术，这一问题即可迎刃而解。最近英国的Pibright病毒研究所已建立了口蹄疫病毒A型、SAT2型及SAT1型的杂交瘤细胞株。美国梅岛研究中心正在进行非洲猪瘟病毒McAb的研究，试图用以分析非洲猪瘟病毒的抗原谱。再如流行性感冒病毒的传染性强，传播快，能引起世界性大流行，对于人和动物的健康和生产影响很大，特别是甲型流感病毒最易变异，亚型多，变异株也多，不易预防，以致造成流行或大流行，流感病毒变异的主要原因是其囊膜上的血凝素(H抗原)和神经氨酸酶(N抗原)的抗原性发生变异，若H和N抗原中有一个氨基酸改变，其抗原性也会发生微小的差异，产生出病毒的新株，此称为抗原性漂流(antigenic drift)，若大部分抗原的氨基酸发生改变，则抗原性完全变异，生成新的亚型，此称为抗原性转变(antigenic shift)，因为流感病毒抗原性的改变，给预防工作带来很大困难，应用McAb检测时，组成血凝素抗原等的氨基酸排列顺序即便有一个发生变异，也能检出，如在美国费城威斯脱研究所工作的Koprowski报告，用McAb分析了流感病毒的构造后，已绘制出了该病毒的“肽链图谱”，从而有利地分析了世界各地流感病毒的流行及消长规律。
另外，也可应用McAb对抗体结构进行研究，如现已报告可用生产的McAb对免疫球蛋白进行一级、三级空间结构的研究，对高变区氨基酸的排列顺序，以及它与抗原特异结合部位关系的研究，也可对同种异型及独特型免疫球蛋白进行分析。
3. 肿瘤抗原的检测 如果恶性肿瘤确实具有正常组织细胞所缺少的抗原，即肿瘤特异性移植抗原，则可用相应的单克隆抗体作临床诊断。事实上，情况并非如此简单，也不要求单克隆抗体有绝对特异性才能应用。如某种肿瘤细胞仅有一种相关抗原，亦即在某些正常组织中也有少量类似的成分，这类具有相对特异性的单克隆抗体在实际工作中也有一定的应用价值。通常如要检测血清中肿瘤抗原，需用高特异性单克隆抗体，因为有些正常组织所产生的交叉反应，可掩盖由肿瘤细胞脱落进入血清中肿瘤抗原的水平。而用于体内肿瘤定位的单克隆抗体，对其特异性的要求并不十分苛求，因其目的是看到癌变现象。此外，肿瘤单克隆抗体配以免疫组织化学技术，在肿瘤的病理学诊断方面，将为某些疑难病例的诊断和鉴别提供了重要的手段。目前已问世和正在考核使用的肿瘤单克隆抗体有胃肠道癌、乳腺癌、肺癌、胰腺癌、肾癌、前列腺癌、淋巴瘤和白血病等相关抗原单克隆抗体等。
4. 激素的检查 准确测定体液中的激素含量，对判断内分泌的功能状态，诊断内分泌疾病以及判断治疗的效果至为重要，现多采用比较灵敏和特异的放射免疫分析法，但以往用多克隆抗体作诊断血清，特异性欠理想，常易与某些杂质或结构近似的激素呈现不同程度的交叉反应。而均质纯且高度特异的单克隆抗体可克服上述缺点。迄今已用单克隆抗体取代常规抗血清进行放射免疫分析的激素有人绒毛膜促性腺激素(hCG)、人促黄体素(hLH)、人促卵泡素(hTSH)、人催乳素、睾丸酮、雌二醇、甲状腺素和三碘甲腺原氨酸等。
总之，就当前的研究趋势看，以McAb取代各种常规诊断血清进行检验是指日可待了，其标准化和多样化的程度，都是所用一切常规诊断血清所不可比拟的。
(二) 治疗 单克隆抗体的问世，医学家们普遍希望它能在被动免疫、免疫抑制、免疫毒素和导向性治疗中发挥效应。目前有三类单克隆抗体在临床免疫治疗中具有重要作用：①抗细胞膜表面分子的单体，如抗CD3单抗可以消除骨髓中成熟的T细胞，防止移植物中的T细胞导致GVHD发生；抗CD4单抗可预防器官移植排斥反应；②抗细胞因子单抗，IL-1和TNF是重要的炎症介质，因此，抗IL-1或抗TNF的单抗可以中和体液中的IL-1或TNF，以减轻炎症反应；③抗体导向药物治疗，利用具有高度特异性的单抗作为载体，将对肿瘤细胞具有很强杀伤作用的化疗药物(甲氨喋呤、长春新碱、阿霉素)、毒素(绿脓杆菌外毒素、相思子毒素)、放射性核素(131I、125I)携至肿瘤病灶局部，可以比较特异的杀伤肿瘤。从1980年以来，许多学者就着手在临床上试用各种单克隆抗体治疗，并已有成功治疗白血病和淋巴瘤、防治骨髓移植等排斥反应的报道。从报道的内容看，多半还处于初期的临床实验，大部分仍是动物实验性治疗或单克隆抗体的保护力研究。
1．骨髓移植骨髓移植是用于危及生命的急慢性白血病、再生障碍性贫血和免疫缺陷病等的一种重要疗法。单克隆抗体的应用提高了这种疗法的成功率。如某些需要接受骨髓移植的肿瘤患者，由于缺乏组织相容骨髓的来源，一般预先采集和冷藏自身骨髓。待患者进行化疗后，给以自身骨髓移植，作为使破坏的造血组织重建的有效措施。但在移植前必需预先除去骨髓中可能存在的肿瘤细胞。动物实验表明，特异性单克隆抗体和补体共同作用，可选择性作用于肿瘤细胞，而对正常造血干细胞无害。在实验成功的基础上，有些学者引用于临床，如Ritz首先用抗急性淋巴母细胞白血病共同抗原(CALL抗原)J3体外处理患者自身骨髓，可除去骨髓中99%以上的白血病细胞，而不影响正常髓系前体细胞，进而用处理后的骨髓给白血病患者作骨髓移植，结果有的获得持续性完全缓解。
单克隆抗体可作为器官移植的免疫抑制剂，用以预防和治疗移植物排斥反应。如CD3单克隆抗体是一种很强的免疫抑制剂，能抑制T细胞在免疫应答的早期识别阶段，有人曾用以预防治疗心、肝、肾移植排斥反应，结果表明经静脉输注后，循环中CD3细胞迅速消失，排斥反应逆转，但停用后复发率高。有人推荐将CD3单克隆抗体与低剂量其他免疫抑制剂合用，治疗急性排斥反应或自身免疫病。
2．肿瘤治疗1980年美国开始试用鼠源性单克隆抗体治疗肿瘤。1983年Miller等首次报告一例曾经放疗、化疗和干扰素治疗失败的淋巴瘤患者，经输注相应单克隆抗体而痊愈。目前用单克隆抗体试治白血病、消化道癌和胰腺癌等有一定成效，但例数不多，又无严格对照，尚难作最终的确切评价。
单克隆抗体可单独使用，剂量可由数毫克至数克，一般在1周内分次输注，注入体内的单克隆抗体至少可维持8天以上，有的长达数月之久。
单克隆抗体杀伤肿瘤的机理，多数认为是通过抗体依赖性细胞毒作用。小鼠IgG2a和IgG3亚型的单克隆抗体可能有较强的杀伤效应，因为效应细胞具有较多与该亚型IgG相应的Fc受体。
单克隆抗体亦可作为载体，与白喉毒素、蓖麻毒素或眼镜蛇毒等毒素、化学药物或放射性核素偶联，制成生物导向药物，用以杀伤肿瘤细胞。许多植物毒素均有α链和β链分子，α链能抑制蛋白质生物合成，β链可与细胞的受体结合。单克隆抗体与完整毒素或其亚单位的偶联物称之为免疫毒素，已用于临床试治肿瘤。详见第四十一章免疫毒素。
3．其他疾病治疗一些细菌和病毒性疾病，如破伤风、狂犬病和耐抗生素的绿脓杆菌感染等，可用单克隆抗体作免疫治疗。国外已用HBsAg单克隆抗体中和人体内的乙型肝炎病毒，藉以切断母婴传播或保护易感人群。
目前，用单克隆抗体治疗所取得的效果，足以鼓励人们作进一步的努力，但总的来说，这一类工作尚处于早期萌芽阶段，不能期望立即取得显著效果。因为单克隆抗体虽有专一的特异性，但第一代鼠源单抗具有异源性，用于治疗会产生人抗鼠抗体应答，且缩短了单抗的半衰期，降低了药效，而且应用次数越多，药效越小。大剂量应用时，鼠源性的异源蛋白会引起机体的异种蛋白反应，极大地影响鼠单抗的应用。所以进入20世纪80年代中期，通过简单的遗传基因操作，产生了嵌合的Ig，即嵌合抗体，鼠Ig的稳定区被人的稳定区所取代，产生了没有免疫原性而更稳定的单抗用于临床治疗。在80年代中后期，又产生了人源化单抗，对鼠源单抗进一步改造，只有互补性决定区(CDR)是鼠源成分，其余均为人的序列，如重构抗体和重组单链抗体。但以上的所谓“人源化”只是程度上的区别，但仍有鼠源成分的存在。以上详见第十一章基因工程抗体。
1989年建立了转基因鼠技术，含有部分人Ig重链序列。1994年有两个实验组研制了带有人Ig重、轻链序列的转基因小鼠，但抗体库容及多样性有一定限制。面对抗原的多样性，抗体的应答将是单薄的而受到限制。1997年产生了基因工程鼠，即异种鼠(XenoMouse Ⅱ)，系人源化的小鼠，在人单抗的产生理论和应用上发生了历史性的突破，这意味着产生一种小鼠，其所生产的抗体对人免疫系统是非异种的，因此在治疗或研究时，不能激发由异种蛋白引起的免疫应答。
针对人的抗原产生高特异性的抗体在疾病的治疗(特别是肿瘤)及研究中具有很大的潜在应用价值。但注射人的抗原到人体以产生这种抗体是绝对不可能的，不符合伦理道德，因此人们致力于产生一种小鼠，其Ig基因用人的相应基因来替代。Abgenix及CellGenesys公司的Michael等将编码人Ig轻、重链的基因片段大约1.8Mb DNA转到自身Ig位点已灭活的小鼠基因组中，发现转基因小鼠(XenoMouse Ⅱ)对特异的人抗原产生了高亲和力的人抗体。NisLonberg等将含有4个Ig重链V区基因、6个Ig轻链V区一段小的人DNA基因转到小鼠体内，同时也转入了C区基因，产生了分泌人Ig的转基因小鼠。
Abgenix及Genpharm公司建立的转基因小鼠也都产生了一系列对人抗原有高亲和力的人抗体，这些抗体有不同的重、轻链可变基因，两个公司都通过融合表达特异单抗的小鼠B细胞和小鼠骨髓瘤细胞产生特异人单抗，获得了性质稳定的杂交瘤细胞系，以产生抗体。Jakobovits等利用此技术获得了一系列抗IL-8、TNF-α以及EGFR的人单抗，这些细胞因子在肿瘤或其他疾病的治疗中具有重要的作用，其单抗作为导向剂具有重要的治疗意义。
总之，从鼠单抗的人源化到鼠的人源化，是一个突破性的进展，为产生具有临床应用价值的完全人单抗提供了一个绝好的技术路线，今天的单抗技术已是一项令人欣喜的技术，单抗的应用研究及临床应用，使许多理想得到实现。
(三) 生物制剂提纯 为制备纯一的抗原，需用免疫化学技术。特别是近年来随着生物技术的广泛应用，出现一系列产品，如干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子或某些重组疫苗等。这类产品的粗制品往往含有不少杂蛋白，比活性低，也需进一步提纯。纯化方法很多，如超滤浓缩、离子交换柱层析、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳及抗体亲和层析法等。后者具特异性高，纯化效果佳，特别是用单克隆抗体制成亲和层析柱作为提纯制剂，能使生物制品工艺简化，纯度提高，成本降低，具有广阔的应用前途。
(四) 用作研究工具 尽管单克隆抗体在诊断上的应用日益广泛，并在生物制品的生产工艺和防治疾病中开始应用，但如上所述主要还是当作研究工具应用，而且具有十分明显的优越性。
1．分析和探查抗原结构单克隆抗体只能识别单一抗原决定簇，故可用以分析细菌和病毒等病原微生物抗原，肿瘤抗原，细胞表面抗原及受体等。
2．分析抗原决定簇分子的功能通常细胞表面有许多功能性的亚单位分子，为探讨某一分子的作用，可用相应单克隆抗体处理或封闭该分子，进而观察细胞功能的变化，从而推知该分子所起的作用。
3．检测分析复杂生物系统中的抗原混合物如用单克隆抗体检测和鉴定细胞的分化抗原、细胞膜、细胞浆及细胞核成分，用一系列针对细胞不同分化抗原的单克隆抗体，可对不同形态和生理条件下的各种细胞成分进行定位检测。
4．研究内分泌功能等可用单克隆抗体探讨激素节律性分泌的机理，分析激素结构与功能的关系，简化内分泌细胞的分离，加速其表面分子的亚细胞定位等。总之，内分泌学是应用单克隆抗体最为活跃科学之一，可以预期，随着单克隆抗体在内分泌研究中的深入开展，有助于提高各种内分泌疾病本质的认识，并有可能发现某些新的内分泌细胞和激素，开创新疗法，以及利用杂交瘤细胞生产大量高纯度的激素供临床和研究之用。
四、 动物用单克隆抗体的主要研究成就和发展前景
国外自1975年建立B淋巴细胞杂交瘤制备McAb成功以来，到现在的近30年间，又做了大量的工作，并取得了明显的进展。美、英、日、法等国于1978年起先后建立了McAb公司100多家，并于1979年将第一个杂交瘤产品供应市场，现已有几十种杂交瘤细胞株和几百种McAb商品化，投入市场。现在全世界已有1 000多个实验室从事这方面的研究工作，并形成一股McAb“生产热”，估计全世界研究建立的杂交瘤细胞株数已达5万种以上。为交流总结McAb的研究工作经验，在法国Bussard教授的倡议下，组成了“国际杂交瘤细胞专家委员会”，附属在国际免疫学会中；另外还在WHO下，建立了一个“国际杂交瘤细胞及其产物McAb资料数据库”，专门搜集有关杂交瘤细胞的信息，并回答各种咨询。我国亦非常重视单克隆抗体的研究工作，并取得了重大成绩。
(一) 动物用单克隆抗体研究的主要成就 十几年来，动物用单抗的研制在全世界范围内蓬勃展开，这期间总体上经历了单抗建株鉴定→应用研究→产业化研究三大阶段，同时，单抗技术本身也得到很大发展，特别是近几年来单抗与分子生物学研究的结合越来越密切，已将这一领域的研究推向又一个新的阶段。至今，国内外报道的动物用单抗已达数百种，据不完全统计，其中针对畜禽病原体的有163种，几乎包括了国内外严重流行的大多数传染病和寄生虫病(详见表1102、3、5)。另有36种分别针对14种动物(包括人)的免疫球蛋白单抗(详见表1104)，另外57种分别是针对动物激素、独特型和动物组织抗原等的单抗(表1106)。这些单抗试剂主要用于下列几个方面：①用于生物医学各学科的基础研究；②用于疾病的诊断、检疫及流行病学研究；③用于疾病预防与治疗；④用于生物活性物质的提取；⑤用于妊娠诊断，性别鉴定和鉴别控制，促进畜禽生长，提高家畜繁殖力等。
我国动物用单抗的研究发展亦很快，取得了多项研究成果，有的已在较大范围推广应用，获得了显著的经济效益和社会效益，如马传染性贫血单抗诊断试剂盒和旋毛虫单抗快速ELISA诊断试剂盒，另有10多种单抗试剂盒已完成或即将完成开发研究。
(二) 动物用单克隆抗体的发展前景
1．动物用McAb必须走向产业化今后动物用单抗的研究重点应放在产业化上，将现有成果转化为生产力。目前，我国动物用单抗的成果大多数还没有产业化，其实现产业化的进程总体上很缓慢。为此，要加速这一进程，下列几点必须引起重视。要突破“单抗建株、鉴定”的研究框架，从研究工作开始，就应着眼其应用价值，这一问题主管部门和研究人员都要重视。在很多方面，单抗的应用要解决的技术问题更多更复杂，其所需的人力、物力、财力的投入亦较大。要选准产业化的目标，以点带面，上述数百种单抗其开发应用价值不尽一致，作为动物用单抗开发的产品，应具备一定的条件，以针对畜禽疾病单抗试剂为例，应包括单抗针对的疾病流行范围广、发病率高、经济意义大，或有重要的公共卫生意义；单抗能解决常规诊断试剂无法解决的问题，如在临床上区分强毒感染和疫苗毒感染所引起的免疫应答；单抗的适用性要大等，目前，口蹄疫、猪瘟、新城疫、伪狂犬病、鸡传染性法氏囊病、沙门氏菌病、布鲁氏菌病、钩端螺旋体病、弓形虫病、大肠杆菌病、畜禽Ig单抗等诊断盒应在短期内完成产业化进程。建立产品基地，区域试验基地，促进单抗试剂的产业化。理顺单抗试剂与常规诊断试剂、核酸探针的关系。
2．动物用McAb的应用领域要拓宽分析上述动物用单抗的类别，不难看出动物用单抗研究存在很大的不平衡，有许多空白尚需填补，如有一些主要传染病(包括人兽共患病)的病原体单抗还未研制；对于寄生虫病病原单抗、真菌毒素单抗，以及水产业的动物病原体单抗和生物毒素单抗、畜禽繁殖育种用单抗等国内外的研究仍处于起步阶段，应予加强；对于畜牧兽医科学中其他学科亦应多加引入单抗技术的应用研究，这样将更加广泛深入地促进相关学科的发展。另一方面，动物用单抗的基础研究方面应有重点的解决一些关键问题。以动物传染病为例，单抗与分子生物学的有机结合将越来越深入地揭示动物传染病病原体的分子病理发生机制、抗原结构，以及特定的致病基因等。而单抗在基因工程中的应用，加快了基因工程疫苗的研究进程。此外，在动物传染病治疗性和预防性单抗研究仍有许多方面需要探索。 3. 研制新型抗体新型抗体是利用生物技术改建和生产的抗体，包括嵌合抗体、重构抗体、单链抗体、单域抗体、抗独特型抗体及酶抗体等。新型抗体的研究不仅具有重要的理论价值，而且在疾病的预防和诊疗上的意义也日趋明显。新型抗体的研究与生产将克服常规单抗技术的繁琐过程，不仅扩大了抗体的应用功能，而且为产业化生产带来了便利。因此，应积极开展动物用新型抗体的研究。
表1102抗 动 物 病 原 微 生 物 McAb
[HJ*3]病 原 类 别
单抗针对的病原微生物
细菌大肠埃希菌、沙门菌、牛及羊布鲁氏菌、巴氏杆菌、牛结核分枝杆菌、牛副结核分枝杆菌、马鼻疽杆菌、类鼻疽杆菌、鸡结核杆菌、李斯特氏菌、放线杆菌、牛摩拉氏杆菌、土拉杆菌、肺炎克雷伯氏菌、爱德华氏菌、破伤风杆菌、耶新氏菌、炭疽杆菌、葡萄球菌、弯曲杆菌、气单胞菌、肉毒梭菌、绿脓杆菌、霍乱弧菌、蜡样芽胞杆菌、幼虫芽胞杆菌、气肿疽梭菌、副鸡嗜血杆菌等支原体鸡败血支原体、滑液支原体、肺炎支原体、口腔支原体、精氨酸支原体、猪鼻支原体、莱氏无胆甾原体、无乳支原体、牛支原体等衣原体羊衣原体、鹦鹉衣原体、沙眼衣原体等立克次体Q热立克次体、康氏立克次体等
螺旋体钩端螺旋体、猪痢疾密螺旋体、疑问号热细螺旋体等
真菌及其毒素酵母、黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、赭曲霉素等
[HJ]
表1103抗 动 物 病 毒 McAb
[HJ*3]动 物 名 称
单抗针对的病毒
马马传染性贫血病毒、马流感病毒、东部型马脑炎病毒、西部型马脑炎病毒、马动脉炎病毒、马疱疹病毒牛牛病毒性腹泻病毒、牛呼吸道合胞体病毒、牛轮状病毒、牛冠状病毒、牛疱疹病毒、牛腺病毒、牛痘病毒、牛传染性鼻气管炎病毒、牛副流感Ⅲ型病毒、牛白血病病毒、牛瘟病毒等羊绵羊进行性肺炎病毒、蓝舌病病毒等禽鸡马立克氏病病毒、新城疫病毒、鸡传染性法氏囊病病毒、禽网状内皮增生症病毒、禽白血病病毒、鸡轮状病毒、鸽轮状病毒、火鸡疱疹病毒、禽流感病毒、禽呼肠弧病毒、禽腺病毒、鸡痘病毒、鸡喉气管炎病毒、鸡传染性贫血因子、鸭肝炎病毒、鸭瘟病毒、番鸭细小病毒、小鹅瘟病毒、鸭乙型肝炎病毒等
猪猪瘟病毒、猪水泡病病毒、猪流行性腹泻病毒、猪细小病毒、非洲猪瘟病毒、猪轮状病毒、猪传染性胃肠炎病毒等犬犬瘟热病毒、犬腺病毒、犬传染性肝炎病毒、犬细小病毒、犬疱疹病毒猫猫白血病病毒、猫肉瘤病毒、猫嵌杯样病毒、猫泛白细胞减少症病毒、猫腹膜炎病毒、猫免疫缺陷病病毒等
兔兔出血症病毒、兔粘液瘤病毒
水貂水貂阿留申病病毒等
鱼类鳟鱼传染性胰腺坏死病病毒、传染性造血坏死病病毒、草鱼出血热病毒、鱼弹状病毒、鳟病毒性出血性败血病病毒等
人、畜、禽狂犬病病毒、麻疹病毒、日本乙型脑炎病毒、口蹄疫病毒、伪狂犬病病毒、流行性出血热病毒、黄热病病毒、登革病毒、爱滋病病毒、类爱滋病病毒、小鼠肝炎病毒、口胞病毒、脊髓灰质炎病毒、Borna病毒、细胞巨化病毒、仙台病毒等
[HT]
表1104抗 畜 禽 免 疫 球 蛋 白 McAb
动 物 名 称
单 抗 针 对 的 免 疫 球 蛋 白
牛IgM、IgG、IgG1、IgG2a、I
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