单克隆抗体技术历史与发展简述
陈 光
(首都师范大学生物系北京100037)
1 单克隆抗体技术的研究背景
单克隆抗体(monoclonalantibody,shortforMcAb)技术(简称单抗),又被称为肿瘤
能直接导向肿瘤的药物。1975年英国科学家Kohler和Milstein将产生抗体的淋巴细胞同肿瘤细胞融合,成功的建立了单克隆抗体技术,因此在1984年获得诺贝尔医学和生理学奖。
单克隆抗体,顾名思义,是与“多克隆抗体”相对而言的,那么认识、理解什么是多克隆抗体对进一步明确单克隆抗体的概念就显得尤为重要。以抗淋巴细胞多克隆抗体(polyclonalantilymphocyteantibody)为例,步阐述多克隆抗体的定义。剂,,,,可用,如重型再障等的治疗。抗淋巴细胞多克隆抗体是通过注射人类淋巴细胞、胸腺细胞或B淋巴细胞至马、兔、山羊或猪等动物体内所产生的抗淋巴细胞抗体。由于淋巴细胞膜表面抗原成分复杂,免疫血清中的抗体是针对淋巴细胞多种抗原成分的抗体,即多克隆抗体。根据所用免疫原的不同,有不同的名称,用淋巴细胞作抗原免疫称抗淋巴细胞血清(antilympho2cyteserum,ALS);用胸腺细胞作抗原免疫则称抗胸腺细胞血清(antitymphocyteserum,ATS)。如果将ALS和ATS进行吸收并提纯其免疫球蛋白则分别称抗淋巴细胞球蛋白(antilymphocyteglobulin,ALG)和抗胸腺细胞球蛋白(antithymocyteglobulin,ATG)。
与此对应的,单克隆抗体的制备原理就是,动物受到外界抗原刺激后可诱发免疫反应,产生相应抗体。这一职能由B淋巴细胞承担;肿瘤细胞在体外培养条件下可以无限传代。而为了制备大量纯一的单克隆抗体,Kohler和Milstein设计了如下方法:小鼠骨髓瘤细胞与经绵羊红细胞免疫过的小鼠脾细胞(B淋巴细胞)在聚二乙醇或灭活病毒的介导下融合。融合后杂交瘤细胞具有两种亲本细胞的特性,一方面可以分泌抗绵羊红细胞的抗体,另一方面像肿瘤细胞一样,可在体外培养条件下或移植到体内无限增殖,从而分泌大量单克隆抗体。“单克隆抗体技术最主要的优点是可以用不纯的抗原分子制备纯一的单克隆抗体。其原因是,可以从产生各种不同抗体的杂交瘤混合细胞群体中筛选出产生特异抗
(细胞生物学》体的杂交瘤细胞株”《2002,66)。
2 杂交瘤技术原理简述
杂交瘤技术根基于3个原理:动物免疫、细胞融合
以及杂交瘤细胞的筛选。
1)动物免疫 动物体内的B淋巴细胞在特定外来抗原的刺激下,可以大量增殖变成浆细胞,以分泌针对于该抗原的抗体。这种抗体具有特异性,动物免疫作用就是用特定的外来抗原对动物进行一次或多次免疫,以刺激其能分泌对于该抗原的B淋巴细胞大量增殖,从而得到大量产生专一反应的B淋巴细胞。
2)B,)后即死,就能得。然而在杂,因此就需要进一步筛选出其中唯一有用的杂交瘤细胞。
3)杂交瘤细胞的筛选 用HAT培养基(H2次黄嘌呤、A2氨基喋呤、T2胸腺嘧啶)进行筛选。
细胞的DNA合成有内源性和外源性两种途径。内源性途径就是利用Gln(谷氨酰胺)或单磷酸尿苷酸在二氢叶酸还原酶的催化下合成DNA;外源性途径则利用次黄嘌呤或胸腺嘧啶在HGPRT(次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶)或TK(胸腺嘧啶激酶)的催化作用下补救合成DNA。
HAT培养基中的氨基喋呤是二氢叶酸还原酶的抑制剂,因此能有效的阻断DNA合成的内源性途径。
B淋巴细胞具有HGPRT和TK这两种酶,因此在内源性途径被阻断后仍能利用HAT培养基中的次黄嘌呤和胸腺嘧啶完成合成。但由于B淋巴细胞是正常细胞故不能长期存活。
而杂交瘤细胞由于继承了B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的双重特性,能够合成HGPRT和TK,故在HAT培养基中可长期存活。在历经2周左右的时间后即可得到该杂交瘤细胞,从而成为制造单克隆抗体的细胞源。3 单克隆抗体技术的研究进展与意义3.1 研究进展
3.1.1 单克隆抗体生殖健康诊断试纸
1)早早孕检测试纸条 女性在怀孕以后体内会分泌绒毛膜促性腺激素,早期检测该激素,对女性具有非常重要的指导意义。可直接检测尿液,不需晨尿,具有灵敏度高、特异性强、操作方便、结果清晰等诸多优点,广泛适用于医院临床诊断、计划生育普查及家庭自诊等。
2)女性排卵检测试纸条 正常的成熟女性每个月都会排卵,最佳受精时间约为排卵后24～36h。在女性的月经周期中,尿液中的促黄体生成激素(LH)会在排
—58—生 物 学 通 报 2003年第38卷第9期
卵前24h左右出现高峰值。该测试纸条能准确检测出尿液中LH的峰值水平,使女性能预知最佳的受孕或避孕时间。
3)乙肝表面抗原检测试纸条 乙型肝炎是一种广泛的传染病。据报道,全世界感染该病的人在两亿以上,我国乙肝表面抗原阳性者占人口的10%左右。该测试纸条能特异性地检测标本中的乙肝表面抗原,重复性好,质量稳定。
4)吗啡类毒品检测试纸条 吗啡是吗啡、鸦片和海洛因等吗啡类毒品的主要代谢物质,一般在吸食后数天内可被检出。吗啡类毒品测试纸条是一种不需要任何设备的快速检测试剂,它采用单克隆抗体技术及免疫竞争方法,能非常方便且准确地检测样品中的吗啡,参照美国国家药物滥用研究院的标准,只要样品中的吗啡含量大于300ng
单克隆抗体技术历史与发展简述
陈 光
(首都师范大学生物系北京100037)
1 单克隆抗体技术的研究背景
单克隆抗体(monoclonalantibody,shortforMcAb)技术(简称单抗),又被称为肿瘤
能直接导向肿瘤的药物。1975年英国科学家Kohler和Milstein将产生抗体的淋巴细胞同肿瘤细胞融合,成功的建立了单克隆抗体技术,因此在1984年获得诺贝尔医学和生理学奖。
单克隆抗体,顾名思义,是与“多克隆抗体”相对而言的,那么认识、理解什么是多克隆抗体对进一步明确单克隆抗体的概念就显得尤为重要。以抗淋巴细胞多克隆抗体(polyclonalantilymphocyteantibody)为例,步阐述多克隆抗体的定义。剂,,,,可用,如重型再障等的治疗。抗淋巴细胞多克隆抗体是通过注射人类淋巴细胞、胸腺细胞或B淋巴细胞至马、兔、山羊或猪等动物体内所产生的抗淋巴细胞抗体。由于淋巴细胞膜表面抗原成分复杂,免疫血清中的抗体是针对淋巴细胞多种抗原成分的抗体,即多克隆抗体。根据所用免疫原的不同,有不同的名称,用淋巴细胞作抗原免疫称抗淋巴细胞血清(antilympho2cyteserum,ALS);用胸腺细胞作抗原免疫则称抗胸腺细胞血清(antitymphocyteserum,ATS)。如果将ALS和ATS进行吸收并提纯其免疫球蛋白则分别称抗淋巴细胞球蛋白(antilymphocyteglobulin,ALG)和抗胸腺细胞球蛋白(antithymocyteglobulin,ATG)。
与此对应的,单克隆抗体的制备原理就是,动物受到外界抗原刺激后可诱发免疫反应,产生相应抗体。这一职能由B淋巴细胞承担;肿瘤细胞在体外培养条件下可以无限传代。而为了制备大量纯一的单克隆抗体,Kohler和Milstein设计了如下方法:小鼠骨髓瘤细胞与经绵羊红细胞免疫过的小鼠脾细胞(B淋巴细胞)在聚二乙醇或灭活病毒的介导下融合。融合后杂交瘤细胞具有两种亲本细胞的特性,一方面可以分泌抗绵羊红细胞的抗体,另一方面像肿瘤细胞一样,可在体外培养条件下或移植到体内无限增殖,从而分泌大量单克隆抗体。“单克隆抗体技术最主要的优点是可以用不纯的抗原分子制备纯一的单克隆抗体。其原因是,可以从产生各种不同抗体的杂交瘤混合细胞群体中筛选出产生特异抗
(细胞生物学》体的杂交瘤细胞株”《2002,66)。
2 杂交瘤技术原理简述
杂交瘤技术根基于3个原理:动物免疫、细胞融合
以及杂交瘤细胞的筛选。
1)动物免疫 动物体内的B淋巴细胞在特定外来抗原的刺激下,可以大量增殖变成浆细胞,以分泌针对于该抗原的抗体。这种抗体具有特异性,动物免疫作用就是用特定的外来抗原对动物进行一次或多次免疫,以刺激其能分泌对于该抗原的B淋巴细胞大量增殖,从而得到大量产生专一反应的B淋巴细胞。
2)B,)后即死,就能得。然而在杂,因此就需要进一步筛选出其中唯一有用的杂交瘤细胞。
3)杂交瘤细胞的筛选 用HAT培养基(H2次黄嘌呤、A2氨基喋呤、T2胸腺嘧啶)进行筛选。
细胞的DNA合成有内源性和外源性两种途径。内源性途径就是利用Gln(谷氨酰胺)或单磷酸尿苷酸在二氢叶酸还原酶的催化下合成DNA;外源性途径则利用次黄嘌呤或胸腺嘧啶在HGPRT(次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶)或TK(胸腺嘧啶激酶)的催化作用下补救合成DNA。
HAT培养基中的氨基喋呤是二氢叶酸还原酶的抑制剂,因此能有效的阻断DNA合成的内源性途径。
B淋巴细胞具有HGPRT和TK这两种酶,因此在内源性途径被阻断后仍能利用HAT培养基中的次黄嘌呤和胸腺嘧啶完成合成。但由于B淋巴细胞是正常细胞故不能长期存活。
而杂交瘤细胞由于继承了B淋巴细胞和骨髓瘤细胞的双重特性,能够合成HGPRT和TK,故在HAT培养基中可长期存活。在历经2周左右的时间后即可得到该杂交瘤细胞,从而成为制造单克隆抗体的细胞源。3 单克隆抗体技术的研究进展与意义3.1 研究进展
3.1.1 单克隆抗体生殖健康诊断试纸
1)早早孕检测试纸条 女性在怀孕以后体内会分泌绒毛膜促性腺激素,早期检测该激素,对女性具有非常重要的指导意义。可直接检测尿液,不需晨尿,具有灵敏度高、特异性强、操作方便、结果清晰等诸多优点,广泛适用于医院临床诊断、计划生育普查及家庭自诊等。
2)女性排卵检测试纸条 正常的成熟女性每个月都会排卵,最佳受精时间约为排卵后24～36h。在女性的月经周期中,尿液中的促黄体生成激素(LH)会在排
—58—生 物 学 通 报 2003年第38卷第9期
卵前24h左右出现高峰值。该测试纸条能准确检测出尿液中LH的峰值水平,使女性能预知最佳的受孕或避孕时间。
3)乙肝表面抗原检测试纸条 乙型肝炎是一种广泛的传染病。据报道,全世界感染该病的人在两亿以上,我国乙肝表面抗原阳性者占人口的10%左右。该测试纸条能特异性地检测标本中的乙肝表面抗原,重复性好,质量稳定。
4)吗啡类毒品检测试纸条 吗啡是吗啡、鸦片和海洛因等吗啡类毒品的主要代谢物质,一般在吸食后数天内可被检出。吗啡类毒品测试纸条是一种不需要任何设备的快速检测试剂,它采用单克隆抗体技术及免疫竞争方法,能非常方便且准确地检测样品中的吗啡,参照美国国家药物滥用研究院的标准,只要样品中的吗啡含量大于300ng