抗体的研制及其在生物医学中的应用11208120杨文清
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新型生物抗体研发及其应用研究近年来,随着生物技术和生物工程领域的不断发展,新型生物抗体研发和应用研究也越来越受到人们的关注。
生物抗体是一种针对特定抗原分子的蛋白质,具有高度的特异性和亲和力,可广泛应用于医疗、生物学、生命科学等领域。
本文将就新型生物抗体的研发和应用进行深入探讨。
一、新型生物抗体研发目前,已有多种生物抗体的研发成功并应用于实际生产和医疗等领域,如单抗、重链抗体、Fc融合蛋白等。
其中,单抗是最为广泛应用的生物抗体之一。
单抗由两个结构相同的轻链和两个结构相同的重链组成,其中重链包含一个Fc区和一个可与抗原特异性结合的变化区(V区)。
目前,单抗的结构和功能优化研究已经取得了长足的进展,包括现代高通量筛选技术和人源化技术等。
其中,人源化技术是针对单抗人源化和减少人体免疫反应而进行的重要研究方向,目前得到了广泛应用。
除了单抗,新型生物抗体的研发还包括了一些新型抗体分子的研究,如重链抗体和Fc融合蛋白等。
与传统的单抗相比,重链抗体是一种特别的抗体形式,它只有重链而没有轻链。
这种抗体结构紧凑,能在较高的盐浓度下稳定性更高;而Fc融合蛋白则是一种结合了人源Fc蛋白的抗体分子,可以增强单抗的效果,加快抗原消除的速度。
二、新型生物抗体在医疗领域的应用由于生物抗体具有高度的特异性和亲和力,可以精准地识别并结合到体内抗原,因而在医疗领域有广泛的应用。
目前,生物抗体已被用于多种疾病的治疗和预防,例如癌症、自身免疫性疾病、心血管疾病等。
其中,最为成功的应用之一是用于癌症治疗的单抗疗法。
单抗疗法是一种通过针对癌细胞表面上特定的抗原,来破坏癌细胞的策略。
通过特定的抗原选择和高通量体外筛选技术,可以筛选出高度特异性和亲和力的单抗,这种疗法对于某些难以治疗的恶性肿瘤具有疗效;另外,生物抗体还用于其他疾病的治疗,例如自身免疫性疾病的治疗。
自身免疫性疾病是一种由于免疫系统发生失调而导致自身器官受损的疾病,如类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮等。
单克隆抗体制备及应用研究随着科学技术的不断进步,单克隆抗体已经成为生物医学领域中广泛应用的一种重要工具。
单克隆抗体是指由一种单一的B细胞克隆所产生的抗体分子,其在结构、特异性和亲和力方面均具有高度一致性。
这种高度的一致性使得单克隆抗体在诊断和治疗等方面具有极大的潜力。
一、单克隆抗体制备的方法单克隆抗体的制备可以分为体外和体内两种方法。
体外制备是指在外体条件下使用克隆技术对B细胞进行限制性扩增和鉴定,然后从中筛选出单克隆抗体,再进行体外扩增和纯化。
体内制备是指将基因重组到特定的动物模型中,通过抗原刺激和筛选,得到单克隆抗体。
对于体外制备方法,最常用的技术是杂交瘤技术。
这种技术是将与目标抗原免疫的B细胞与骨髓瘤细胞进行杂交,得到一个能够不断分裂并产生单克隆抗体的细胞系。
通过克隆技术,筛选得到特异性高、亲和力强的克隆细胞,进而获得单克隆抗体。
另外,还有一种名为脾细胞融合技术的方法。
该方法是将由脾细胞产生的抗体与骨髓瘤细胞进行融合,得到能够不断生长并产生单克隆抗体的细胞系。
该方法的优点是获得的单克隆抗体特异性较高,且更适用于一些难以用杂交瘤技术得到的抗原。
二、单克隆抗体在医学领域中的应用单克隆抗体在医学领域中具有广泛的应用。
它们可以用于疾病的诊断和治疗,以及药物的研发等方面。
在疾病的诊断方面,单克隆抗体可以用来检测各种疾病的生物标志物,如肿瘤标志物、病毒标志物等。
例如,临床上常用的肝癌标志物甲胎蛋白,是由单克隆抗体检测技术得到的。
此外,单克隆抗体还可以应用于传染病的诊断,如乙型病毒性肝炎、艾滋病等。
在治疗方面,单克隆抗体的应用也非常广泛。
它们可以用于癌症和自身免疫性疾病的治疗,如靶向肿瘤细胞表面抗原的单克隆抗体药物,可以增强免疫系统对肿瘤的攻击力。
另外,单克隆抗体还可以被用来防止器官移植排异和某些病毒感染,如丙肝等。
在药物研发方面,单克隆抗体也具有重要作用。
它们可以用来筛选和开发新的药物,如癌症免疫治疗领域的PD-1免疫检查点抑制剂,就是最近几年广泛应用的一种新型药物。
抗体制备及免疫检测技术的原理和应用抗体是一种重要的生物分子,可以与抗原作用而具有极高的特异性。
由于抗体分子本身拥有极强的特异性和亲和力,因此被广泛应用于蛋白质分离、酶联免疫吸附试验、免疫荧光分析、免疫印迹、流式细胞术以及疫苗研究等诸多领域,也成为了生物分子分离、分析、诊断和治疗的重要工具。
本文将介绍抗体制备及免疫检测技术的原理和应用。
一、抗体制备的原理抗体是由机体B细胞分泌的一类免疫球蛋白,它由两部分组成:重链和轻链。
重链和轻链各有一端为变异区和恒定区。
抗体的制备主要有两种方法:多克隆和单克隆。
多克隆抗体是指利用多个免疫细胞杂交而制得的抗体,它的产生需要一定的时间。
单克隆抗体则是利用一个免疫细胞杂交制得的抗体,它具有较高的特异性。
使用抗体制备需要对抗原进行选择,产生抗体的条件是抗原分子必须能诱导机体产生免疫反应,即具有免疫原性。
同时,抗原还必须具有一定的抗原特异性,使得诱导机体产生的抗体具有特定的亲和性。
在制备抗体过程中,还需要进行抗体亲和纯化和抗体标记等处理,以便用于各种免疫学实验和临床诊断。
二、免疫检测技术的原理免疫学检测技术的核心原理是利用抗体和抗原之间的相互作用,检测样品中特定抗原的存在与否。
在此过程中,选择合适的检测方法可以根据不同的具体要求来设定;同时,要选取合适的抗原和抗体以确保检测的准确性和敏感性。
免疫检测技术有很多种类,其中最重要的包括酶联免疫吸附试验(ELISA)、放射性免疫检测、免疫荧光分析、免疫印迹和流式细胞术等。
酶联免疫吸附试验(ELISA)是一种常用的分析方法,可用于测定血清、唾液和尿液等生物体中特定抗体或抗原的含量。
ELISA原理是利用酶标记的抗体或抗原,检测样品中特定抗体或抗原的存在。
放射性免疫检测则是采用放射性标记的抗体分子,通过测定放射性计数来检测样品中的抗原分子。
这种方法的优点是高灵敏度和准确性,但不适用于现场检测。
免疫荧光分析是利用荧光标记的抗体与荧光标记的抗原相互作用,检测样品中特定的抗原或抗体。
抗体技术在生物医学中的应用抗体技术是一种广泛应用于生物医学的技术。
抗体是人类免疫系统中产生的一种蛋白质,它可以识别并结合病原体、癌细胞、异物等。
利用抗体技术,我们就可以生产高亲和力、高特异性的抗体,用于检测和治疗疾病。
本文将详细介绍抗体技术在生物医学中的应用,并探讨抗体技术未来的发展方向。
一、抗体技术在诊断中的应用抗体技术在临床诊断中应用广泛。
其原理是将一种具有特异性的抗体与待测物结合,经过不同的检测方法,就可以获得相关的诊断信息。
1. 免疫层析法免疫层析法是一种最简单、最快速的抗体检测方法。
该方法利用两种抗体,一种被用来固定待测物,另一种被用来检测待测物。
待测物与第一种抗体结合后被固定在层析柱上,再将含第二种抗体的生化试剂加入,检测第一种抗体的结合情况,从而得知待测物的存在与否。
2. 酶联免疫吸附法酶联免疫吸附法是一种对常见病原体、蛋白质、药物、毒素等检测灵敏度高的方法。
该方法利用了抗体-抗原的特异性结合,将待测物和酶标记抗体捆绑到微孔板上,通过对酶标记物的检测,转换成颜色或荧光等信号,可知待测物的定量或定性结果。
3. 免疫荧光法免疫荧光法是一种高灵敏度、高特异性的检测方法。
该方法包括直接和间接免疫荧光法。
在直接免疫荧光法中,抗体被标记唯一的荧光染料,可以直接检测目标分子的荧光强度。
而在间接免疫荧光法中,首先使用第一抗体与目标分子特异结合,再将标记第二抗体荧光染料进行标记从而检测目标分子的存在与否。
二、抗体技术在治疗中的应用抗体技术最初是用于诊断的,但目前已广泛应用于治疗中。
利用抗体可以对疾病进行靶向治疗,且在治疗中可减少副作用,对患者造成的负担小,所以越来越多的生物制剂以及抗癌药物制剂都是基于抗体技术的。
1. 单克隆抗体制备单克隆抗体(mAb)制备通常是通过免疫小鼠、大鼠、兔等动物或采用人类B细胞样本,获得特异性的抗体,然后从中选择合适的抗体进行大规模制备,得到单克隆抗体制剂。
2. 生物制剂人类干扰素、重组干扰素、重组表达素、血小板生长因子等生物制剂,都是利用抗体技术制备的。
生物抗体制备技术和应用开创了一种全新的治疗方法,对于生物医药行业的发展起到了重要的作用。
本文将从生物抗体的定义、历史、制备技术及应用等方面进行探讨,以期能更全面地了解生物抗体。
一、生物抗体的定义抗体也称为免疫球蛋白,是人体免疫系统中的重要成分。
通俗的讲,抗体就是一种在机体内能够识别、结合并破坏抗原分子的高度特异性蛋白质,它被认为是在机体抵御异物侵袭(如细菌和病毒)以及自身细胞异常等各种疾病中发挥关键作用的机体组分。
二、生物抗体的历史20世纪50年代初,科学家们发现,从兔子中提取出的抗花生球蛋白抗体(IgG)可以被肿瘤生长在小鼠身上的细胞系识别,并进而杀死这些细胞。
这项发现舞动了科学家们的心弦,从而开始了抗体治疗这一重要技术的历程。
1965 年,科学家们利用对马血清蛋白免疫,提取出了第一种抗体丙种球蛋白(IgM),第一次证明了抗体治疗的潜力。
1975 年,柴田义雄和库拉纳卡获得了首个抗体的基本源头——单克隆抗体(mAb)。
1986 年 FDA批准了第一种单克隆重组人抗体Okt3,标志着这种技术在医药领域的应用进入新的时代。
三、生物抗体的制备技术1、杂交瘤技术1975 年柴田义雄和库拉纳卡通过杂交瘤技术获得了首个单克隆抗体。
杂交瘤技术是一种合成技术,将B淋巴细胞和肿瘤细胞相融合生成其中间体——杂交瘤细胞,使其具有双亲细胞的受体和肿瘤细胞的能力,从而制备出具有特异性的单克隆抗体。
2、转基因技术利用转基因技术生产抗体有一定的优势,可以减少人为因素的干扰,因此受到越来越多人的关注,成为近年来的热门方向之一。
随着转基因技术的发展,越来越多的生物抗体被制备成功,甚至利用工程细胞、动物、植物等生物体制备出了大量的高效制剂供临床使用。
四、生物抗体的应用1、治疗癌症抗体药物即mAb是近几年来被广泛使用于临床治疗癌症的药物,它可以通过抗原特异性识别肿瘤细胞,并促使免疫系统攻击并消灭这些细胞。
2、治疗炎症性疾病抗体药物对于多种炎症性疾病也有很好的治疗作用,比如风湿性关节炎、炎症性肠病、银屑病等,在各种治疗中均获得了较好的临床疗效。
抗体工程技术在生物医药领域中的应用近年来,生物医药领域发展迅速,并已经成为科技创新的新热点。
其中,抗体工程技术已成为生物医药领域中的重要技术之一,能够为治疗多种疾病提供新的治疗手段。
本文将探讨抗体工程技术在生物医药领域中的应用。
什么是抗体?抗体是人体免疫系统中的一种重要物质,也被称为免疫球蛋白。
它主要由免疫细胞分泌,并具有高度的特异性与亲和力,可以与特定的抗原结合并中和毒素及病原体,起到保护机体的作用。
抗体工程技术简介抗体工程技术是一种利用基因工程、蛋白质工程等技术改造抗体的方法。
抗体工程技术不断提高着抗体的亲和力、稳定性、药代动力学以及安全性等多种性能,使其成为最有潜力的治疗替代品之一。
抗体工程技术的发展历程抗体工程技术起源于1980年代初期,当时科学家们发现可以通过技术手段将人体外周血的淋巴细胞与肿瘤细胞融合产生一类能够产生抗体的细胞,被称为杂交瘤。
其后,科学家对杂交瘤中的细胞进行基因重组,将具有产生抗体的基因与能够大量繁殖的细胞基因结合,形成抗体基因集成细胞。
这种新生的细胞就能够大量分泌特定的单克隆抗体,从而产生成都广泛的单克隆抗体制备。
以人工手段改造抗体的技术也因此应运而生,被称为抗体工程技术。
到了21世纪初,在医学领域普及的基因工程、蛋白工程、生物芯片技术等的支持下,抗体工程技术的应用范围得到了极大扩展并不断发展。
抗体工程技术的应用目前,抗体工程技术已经成为医学中抗体发展的重要方向。
该技术在生物药物领域的应用越来越广泛,可以用于多种疾病的治疗,如癌症、自身免疫疾病、新型感染病毒等。
其中,抗体治疗肿瘤已成为该技术的一个重要应用领域。
肿瘤治疗中的抗体相比化学治疗和放射治疗来说,抗体治疗对恶性肿瘤的治疗具有更高的特异性和选择性。
抗体作用于肿瘤细胞前体或者靶点,从而抑制恶性肿瘤的生长和分裂。
同时,由于抗体对正常细胞影响小,使肿瘤治疗的副作用降低,对治疗恶性肿瘤有了新的思路和方法。
目前,已经研制出多种肿瘤治疗的抗体药物。
生物抗体的研究与应用近年来,随着生物技术的迅速发展,生物抗体的研究与应用受到越来越多的关注。
生物抗体是生物体在抵御病原体侵入时产生的一种特殊分子,具有高度的特异性和亲和力。
在医学、生物工程等领域,生物抗体已经成为一种非常重要的研究对象,具有广泛的应用前景。
一、生物抗体的研究进展1. 抗体结构的研究生物抗体是由两个轻链和两个重链组成的四条多肽链,在结构上呈现出Y型,每个Y型有两个抗原结合位置,即Fab (Fragment, antigen binding)区域。
近年来,研究人员通过生物信息学、分子生物学、生化学等多种手段,深入探究了抗体的结构与功能之间的关系。
以重链为例,每条重链上都有一个柔性的折叠区,叫做CDR (Complementary-determining regions),即互补决定区。
CDR的变异性非常高,因此可以保证生物体可以应对不同种类的病原体。
CDR的变异性是由DNA重组和突变所决定的。
2. 抗体工程的发展抗体工程是生物技术领域的一项重要技术。
其主要目的是通过改变抗体结构,调节其亲和性、特异性、结构稳定性、排泄半衰期等性质,从而提高抗体在诊断、治疗、科研等方面的应用价值。
目前,抗体工程主要分为以下几个方向:(1)分子合成法:通过化学方法合成小分子结构类似于抗体的化合物。
(2)人源化抗体:通过改变抗体的结构使其接近人体抗体,从而降低抗原性和免疫原性。
(3)单克隆抗体:通过将免疫细胞与癌细胞融合得到的杂交瘤细胞进行分离纯化,得到单克隆抗体。
(4)二抗结构的改变:通过改变抗体的二级结构,调节其亲和性。
3. 抗体技术在生命科学中的应用(1)抗体细胞免疫技术抗体细胞免疫技术是通过抗体的特异性结合识别和分离纯化细胞中的特定成分,并提取适量代表性样品对其进行研究和鉴定。
(2)抗体诊断及免疫组织化学法抗体诊断是生物医学领域中抗体研究的一个重要应用方向。
免疫组织化学法是在活体组织切片上,使用特异性抗体标记分子分析分子分布及作用的分子免疫学技术。
抗体药物的研究和应用近年来,随着生物技术的不断发展,抗体药物逐渐成为治疗疾病的重要手段。
抗体药物是由人工合成的抗体分子构成的药物,具有高度的特异性和亲和性,能够精确地识别和结合到目标分子上,从而发挥治疗作用。
本文将从抗体药物的研究和应用两个方面进行探讨。
一、抗体药物的研究1. 抗体结构的研究抗体药物的研究始于对抗体结构的探究。
抗体是一种由免疫细胞分泌的特异性蛋白质分子,能够与特定的抗原结合并引起一系列免疫反应。
抗体分子主要由四个不同的链组成,分别为两个重链和两个轻链。
其中,重链和轻链均由变异区和框架区构成,在变异区内具有高度的多样性,能够使抗体分子对抗原发生特异性绑定。
2. 抗体工程的发展随着抗体结构的深入研究,人们开始尝试改变抗体分子的结构,以使其具有更好的治疗效果和较强的抗体稳定性。
抗体工程是一种将天然抗体分子进行改造,使其具有所需功能的技术。
其主要手段包括点突变、重链轻链重组和合成抗体等。
通过对抗体分子的改造,人们已经成功开发出了一系列高效、特异性强的抗体药物。
3. 抗体药物的筛选和验证抗体药物的筛选和验证是抗体药物开发的最后一步。
目前,常用的抗体药物筛选方式包括酵母表面展示技术、嵌合免疫球蛋白库筛选技术和磁珠捕捉技术等。
这些技术可以在大规模下对抗体药物进行筛选,以保证其特异性、亲和力和稳定性。
二、抗体药物的应用1. 抗肿瘤药物抗体药物在抗肿瘤药物中的应用备受关注。
其中,单克隆抗体药物作为最常见的抗体药物之一,具有特异性强、毒副作用小等特点。
目前,针对多种癌症的单克隆抗体药物已经获得了FDA的批准上市,如帕博利珠单抗(Herceptin)、西妥昔单抗(Rituximab)等。
2. 抗炎药物抗体药物在抗炎药物中的应用也越来越多。
通过对炎症相关细胞因子进行靶向抗体治疗,可以有效地降低炎症反应和免疫反应,达到治疗炎症性疾病的作用。
例如,阿达木单抗(Humira)就是一种广泛应用于类风湿关节炎、克罗恩病等自身免疫性疾病的抗体药物。
抗体药物的研发与应用一、引言随着现代医学技术的不断发展,人们已经逐渐意识到只有从微观角度来治疗疾病,才能真正摆脱病痛的困扰。
作为针对特定分子的高效药物,抗体药物已成为治疗很多疾病的重要手段之一。
随着对抗体药物研发技术的深入研究和应用,抗体药物不仅在临床治疗中展现出来极好的疗效,还在未来的医学研究中有着不可替代的地位。
二、抗体药物的发展历程早在20世纪70年代,科学家们已经开始了针对抗体的研究工作。
但由于技术限制和技术水平的不足,抗体治疗领域一直没有取得突破。
直到20世纪末期,随着生物技术的飞速发展和基因工程技术的应用,抗体药物逐渐成为新药研发领域的焦点。
目前,已有多达60多种抗体药物在临床中得到了广泛的应用和推广。
三、抗体药物的分类和应用抗体药物按种类可以分为单克隆抗体、多克隆抗体和人源化抗体等不同类型。
单克隆抗体是从单个克隆细胞中得到的抗体,具有高度特异性和大量产量的特点。
多克隆抗体则是由多个克隆细胞产生的抗体混合而成,具有较广泛的免疫反应特性,相对单克隆抗体来说,药物的效果不是那么稳定。
不同类型的抗体药物在不同领域中都得到了广泛的应用。
例如,在肿瘤治疗中,单克隆抗体药物已经广泛应用。
像威罗菲、赫赛汀、曲妥珠单抗等药物都是单克隆抗体药物,可以广泛针对不同肿瘤细胞进行治疗。
而多克隆抗体药物则主要用于一些传染病的治疗中,对病毒、细菌等病原体进行治疗具有比较好的效果。
四、抗体药物的研发技术抗体药物的研发技术是确保药物质量和效果的前提。
抗体药物的研发需要先选择合适的靶标,对它进行分析和鉴定,找到适合的抗体药物作为配体。
接下来就是制备合适的抗体药物,这一步需要运用一系列的生物技术手段。
目前,制备抗体药物主要有两种技术路线:小鼠杂交技术和人源化技术。
小鼠杂交技术主要是通过抽取鼠体的特定淋巴细胞和癌细胞开展配对进行杂交,从而制备相应的单克隆抗体。
而人源化技术则是将人类抗体基因引入小鼠体内,达到合成人源化单克隆抗体的目的。
抗体的研制及其在生物医学中的应用11208120 杨文清抗体药物是以细胞工程技术和基因工程技术为主体的抗体工程技术制备的药物,具有特异性高、性质均一、可针对特定靶点定向制备等优点,在各种疾病治疗,特别是肿瘤治疗领域的应用前景备受关注。
当前,抗体药物的研究与开发已成为生物技术药物领域研究的热点,居近年来所有医药生物技术产品之首。
一、背景历史:1890年Behring和北里柴三郎发现白喉抗毒素,建立了血清疗法,开创了抗体制药。
1937年Tiselius用电泳法将血清蛋白分离为白蛋白、α、β、γ球蛋白,并证明抗体活性主要存在于γ球蛋白组分。
20世纪60年代发现多发性骨髓瘤是浆细胞癌变形成的恶性增殖性疾病。
病人血清中出现同抗体结构类似的球蛋白,统称为免疫球蛋白。
1975年Kohler和Milstein首先利用B淋巴细胞杂交瘤技术制备出单克隆抗体。
单克隆抗体的研究一直是生物医药领域的重要研究内容。
白20世纪90年代中期以来,单克隆抗体和多克隆抗体的基础研究论文产出有所下降,而人源化抗体的研究则不断得到重视(参见图1)。
这说明,单克隆抗体相关生物医学理论的基础研究已经相对成熟,单克隆抗体应用研究则不断发展。
在这一研究发展历程中,人源化抗体和重组多克隆抗体技术的发展促进了抗体药物研究的深入(参见图2)。
其中,人源化抗体是在鼠源单抗应糖体展示技术、酵母展示技术、转基因鼠技术等的发展,使人源性基因工程抗体的获得不再是难题.这又激发了单抗药物的研究热情。
1994年.美国批准第二个抗体药物上市。
之后,抗体药物不断上市。
2006年利用能够产生人类抗体的转基因小鼠XenoMouse技术首个完全人源化单克隆抗体药物Panitumumab上市,标志着人源化抗体技术的发展达到了新的水平。
近年来,随着Symphoge公司的Symplex 和Sympress 等技术的发展.以及由此而生产、用于治疗原发性血小板减少性紫癜(ITP)和新生儿溶血症(HDN)的多克隆抗体药物Sym001(anti—RhD)进入II期临床试验重组多克隆抗体药物研究也呈现出良好的发展态势。
二、技术知识:抗体制药工程主要基于抗原抗体反应。
抗原与抗体能够特异性结合是基于抗原决定簇(表位)和抗体超变区分子间的结构互补性与亲和性。
这种特性是由抗原、抗体分子空间构型所决定的。
除两者分子构型高度互补外,抗原表位和抗体超变区必须密切接触,才有足够的结合力。
抗原抗体反应可分为两个阶段:第一阶段为抗原与抗体发生特异性结合的阶段,此阶段反应快,仅需几秒至几分钟,但不出现可见反应;第二阶段为可见反应阶段,这一阶段抗原抗体复合物在适当温度、pH、电解质和补体影响下,出现沉淀、凝集、细胞溶解、补体结合介导的肉眼可见的反应,此阶段反应慢,往往需要数分钟至数小时。
在血清学反应中,以上两阶段往往不能严格分开,往往受反应条件(如温度、pH、电解质、抗原抗体比例等)的影响。
1.单克隆抗体技术:单克隆抗体技术是1975年英国科学家Milstein和Kohler所发明,并获得1984年诺贝尔医学奖。
1984 德国人G. J. F. Kohler、阿根廷人C. Milstein 和丹麦科学家N. K. Jerne由于发展了单克隆抗体技术,完善了极微量蛋白质的检测技术而分享了诺贝尔生理医学奖。
单克隆抗体原理:要制备单克隆抗体需先获得能合成专一性抗体的单克隆B淋巴细胞,但这种B淋巴细胞不能在体外生长。
而实验发现骨髓瘤细胞可在体外生长繁殖,应用细胞杂交技术使骨髓瘤细胞与免疫的淋巴细胞二者合二为一,得到杂种的骨髓瘤细胞。
这种杂种细胞继承两种亲代细胞的特性,它既具有B淋巴细胞合成专一抗体的特性,也有骨髓瘤细胞能在体外培养增殖永存的特性,用这种来源于单个融合细胞培养增殖的细胞群,可制备一种抗原决定簇的特异单克隆抗体。
1975年,Kohler 和 Milstein运用这种技术,获得了抗绵羊红细胞的单克隆抗体,而经30多年的发展,抗体技术经历了鼠源性单克隆抗体、嵌合体单克隆抗体、人源化和全人源化4个阶段(如下图)。
2.重组多克隆抗体技术:微生物入侵后机体的反应是B淋巴细胞激活抗原反应和克隆性扩张。
一旦进入浆细胞(产生抗体的细胞),细胞的每一克隆将分泌其特异抗体,因此入侵的病原体将遇到能在其表面许多不同位点结合的一连串抗体分子。
这种多克隆反应,其特异性及亲和力范围随时间而改变,对抗感染是理想的。
第3代抗体治疗药,重组多克隆抗体,瞄准第1,2代抗体治疗药的缺点,模拟天然免疫方式,能与任一抗原的数种不同表型结合。
因而重组多克隆抗体接近多靶点表型,相信能触发更多效应器功能,包括调理作用(加强抗原的内吞),位阻(抗原外包抗体防止与宿主细胞或粘膜表面接触),中和毒性,凝集或沉淀(抗体与数种可溶性抗原结合引起凝集和然后的消除),激活补体和抗体依赖性细胞毒性(使自然杀伤细胞和中性粒细胞杀死靶细胞)。
mAb丧失抗高突变靶标的作用,包括发生随机突变的病毒,因而逃避免疫系统。
而病原体逃避一个多克隆反应的可能性较小,故重组多克隆抗体可为感染疾病提供较好的治疗。
另外,重组多克隆抗体技术在病毒毒株变异时仍能较好地保持治疗活性。
重组多克隆抗体还有超过经典血浆提取免疫球蛋白的许多优点。
传统免疫球蛋白中有靶特异治疗作用的抗体只占全部注射抗体的一小部分,浪费了大量的球蛋白,增加了组织交叉反应和副作用。
重组多克隆抗体较纯、较特异,可以克服以上缺点。
理论上,各种抗原靶标均可产生重组多克隆抗体,没有血清提取产品那样的限制。
最后,新一代抗体不携带病毒,无转染危险,故改善了安全性。
3.基因工程抗体:基因工程抗体是以基因工程技术等高新生物技术为平台,制备的生物药物总称。
借助DNA重组和蛋白质工程技术,在基因水平对免疫球蛋白分子进行切割、拼接、修饰和重新组装的一种新型抗体。
所制备的抗体去除或减少了可引起副作用的无关结构,但保留天然抗体的特异性和主要生物学活性,并可赋予抗体分子以新的生物学活性。
三、前沿技术:1.抗体的高通量、大规模制备技术:常用的技术包括杂交瘤快速筛选技术、抗体库技术和记忆B 细胞分选技术等。
近年来又有新的发展。
Uhlen 和Ponten建立了高通量的单一性多克隆抗体制备技术。
Bernasconi 等改进了人记忆B细胞分选技术,用CpG 寡核苷酸增加了B 细胞永生化率,从而使单抗制备更加快捷有效。
美国Epitomic 公司发展了兔杂交瘤技术,克服了鼠杂交瘤的缺点,可获得更多的低丰度及磷酸化蛋白质抗体。
另外B 细胞表达Bcl-2 转基因鼠结合多位点重复免疫(RIMMS)的方法,可增强保守抗原单抗的产生。
2.抗体功能化制备新技术:抗体功能化制备技术是针对抗体药物应用研究的新概念,通过抗体库筛选及功能化重组技术,进一步提高抗体药物效果。
主要包括重链抗体库和多功能重组技术。
重链抗体是来源于骆驼科动物体内的轻链天然缺失抗体,其重链可变区(VHH)能够单独形成完整的抗原结合位点,具有相对分子质量小、易表达、特异性高、亲和力高、溶解性高、多样性好、能识别独特构象抗原表位等优点,能有效地拮抗酶功能、中和毒素,是功能性抗体发展的新类型。
自1984 年第一个基因工程人-鼠嵌合抗体诞生以来,新型基因工程抗体层出不穷,包括单价小分子抗体(Fab、单链抗体ScFV、单域抗体、超变区多肽等)、多价小分子抗体(双链抗体、三链抗体、微型抗体)、特殊类型抗体(双特异抗体、抗原化抗体、细胞内抗体、催化抗体、免疫脂质体)、抗体融合蛋白(免疫毒素、免疫黏连素)以及前景看好的重链抗体。
基于重链抗体、人源抗体产品的基因序列,设计多功能重组片段,是目前多功能抗体研发的主要方向。
目前已有出双特异性抗体、免疫脂质体、抗体融合蛋白等优点突出的不同类型产品。
上海中信国健药业有限公司研制的重组人ll 型肿瘤坏死因子受体-抗体融合蛋白“益赛普”已于2005 年被批准上市;浙江大学研制的抗肿瘤血管生成药物血管内皮生长因子受体(VEGFR)-Fc 融合蛋白正在申请进行临床研究,已被国家食品药品监督管理局受理。
3.抗原表位确定技术:表位是抗原分子中几个氨基酸残基组成的特殊结构,可以被其相应抗体特异识别并结合,由5~7 个氨基酸组成,最多不超过20 个氨基酸残基。
表位的构成方式有两种:①由某些氨基酸残基按一定顺序连续排列组成的线状序列,称为线性表位。
线性表位是蛋白质分子的一级结构,比较稳定。
②由分子内不连续的氨基酸残基折叠排列所形成的三维结构单元,称为构象表位。
构象表位是蛋白质的二级或三级结构,不太稳定。
表位鉴定主要采取竞争检测、分段表达、肽库、质谱技术及结构解析等方法。
竞争检测主要是检测多个不同抗体的不同抗原表位,但并不能精确定位。
分段表达主要是用原核或真核的表达方式,分段表达抗原的结构域。
分段表达可以确定线性表位。
合成肽库技术是在分段表达的基础上,结合表位预测,合成肽段来确定抗原表位,适用于线性表位的精确鉴定。
质谱技术是限制性酶解抗原表位肽,经过质谱(如基质辅助激光解析电离飞行时间质谱,MALDI-TOF-MS)检测并进行数据分析后鉴定表位。
质谱既可以鉴定线性表位,也可以鉴定构象表位。
结构解析确定表位的方法主要包括核磁共振和X 线晶体衍射技术。
目前用核磁共振方法研究蛋白质的空间结构还局限于中、小蛋白质,已经确定了几百种蛋白质的空间结构;而采用X 线晶体衍射技术研究抗原抗体相互作用系统中抗原氨基酸的参与识别情况以及表位类型,则可扩展到大蛋白分子。
第四军医大学、军事医学科学院、北京大学北京核磁共振中心、中国科学院上海药物研究所等合作已进行了HAb18G/CD147 等抗体针对抗原表位的研究。
4. 抗体工程药物标联及增效技术:将抗体与放射性同位素、化疗药物或毒素进行标联,既可以利用抗体的特异性靶向功能使药物分子集中作用于肿瘤细胞,提高药物疗效,又可以降低抗体或化疗药物用量,减少药物对机体的毒副作用;抗体与放射性同位素的标联物还可通过单光子发射型计算机体层摄影术用于体内定位诊断。
较常用的同位素标记物有可发射高能β射线的131I 和90Y等,这类同位素具有较强杀伤力;也有可发射低能β射线和俄歇电子的111In等,这类同位素具有较好的单细胞电离效应,兼具诊断和治疗两种用途;还有仅作诊断用途的99Tcm。
标记逐渐趋于采用温和、长效的方法,稳定性可达72 h以上。
我国在该项技术方面已取得了很大进展,如第四军医大学开发的131I 长效标记抗体技术和中国医学科学院开发的小分子工程抗体化学药物标记技术均已成熟,并应用于临床。
抗体与化疗药物分子标联一般采用化学法,常用药物为阿霉素、卡奇霉素类等。
这些标联物对结肠癌、肝癌和胃癌等多种肿瘤均有一定的抗癌效应。
抗体与生物毒素的融合表达产物称为免疫毒素,生物毒素多用细菌毒素,如绿脓杆菌外毒素PE38、白喉毒素、蓖麻毒素等,多采用重组融合方式表达。