免疫反應是人類對疾病具有抵抗力的重要因素,當動物體受抗原刺激後可產生抗體。抗體的特異性取決於抗原分子的決定簇,各種抗原分子具有很多抗原決定簇,因此,免疫動物所產生的抗體實為多種抗體的混合物。用這種傳統方法製備抗體效率低、產量有限,作為檢測試劑,特異性差,且動物抗體注入人體可產生嚴重的過敏反應。此外,要把這些不同的抗體分開也極困難。
體內免疫法很難獲得單克隆抗體(monoclonal antibody,McAb)。如能將所需要的抗體形成細胞選出,並能在體外進行培養即可獲得已知特異的單克隆抗體。1975年,Kohler和Milstein發現將小鼠骨髓瘤細胞和綿羊紅細胞免疫的小鼠脾細胞進行融合,形成的雜交細胞既可產生抗體,又可無限增殖,從而創立了單克隆抗體雜交瘤技術。這一技術上的突破不僅為醫學與生物學基礎研究開創了新紀元,也為臨床疾病的診、防、治提供了新的工具。應用這種方法可製備單一抗原決定簇的單克隆抗體。單克隆抗體技術的出現,是免疫學領域的重大突破。
一、單克隆抗體的基本概念
抗體主要由B淋巴細胞合成。每個B淋巴細胞有合成一種抗體的遺傳基因。動物脾髒有上百萬種不同的B淋巴細胞係,含遺傳基因不同的B淋巴細胞合成不同的抗體。當機體受抗原刺激時,抗原分子上的許多決定簇分別激活各個具有不同基因的B細胞。被激活的B細胞分裂增殖形成該細胞的子孫,即克隆由許多個被激活B細胞的分裂增殖形成多克隆,並合成多種抗體。如果能選出一個製造一種專一抗體的細胞進行培養,就可得到由單細胞經分裂增殖而形成細胞群,即單克隆。單克隆細胞將合成一種決定簇的抗體,稱為單克隆抗體。
二、單克隆抗體技術的基本原理
要製備單克隆抗體需先獲得能合成專一性抗體的單克隆B淋巴細胞,但這種B淋巴細胞不能在體外生長。而實驗發現骨髓瘤細胞可在體外生長繁殖,應用細胞雜交技術使骨髓瘤細胞與免疫的淋巴細胞二者合二為一,得到雜種的骨髓瘤細胞即雜交瘤細胞。這種雜種細胞繼承兩種親代細胞的特性,它既具有B淋巴細胞合成專一抗體的特性,也有骨髓瘤細胞能在體外培養無限增殖的特性,用這種雜交瘤細胞培養增殖的細胞群,可製備抗一種抗原決定簇的特異單克隆抗體,這種用雜交瘤技術製備的單克隆抗體稱為第二代抗體。隻要抗原能引起小鼠的抗體應答,應用雜交瘤技術可獲得幾乎所有抗原的單克隆抗體。
三、單克隆抗體技術方法
1970年Sinkovics等人已經報道過產生特異性病毒抗體的淋巴細胞和由病毒引起的腫瘤細胞可以自然地在體內形成雜交瘤分泌特異性抗體。1973年Schwaber與Coken首次報道了鼠-人雜交瘤的成功。1974年Bloom與Nakamura首次應用人的B細胞與人的骨髓瘤細胞融合產生淋巴因子。1975年,阿根廷科學家米爾斯坦(Cesar Milstein,1926—)和德國科學家柯勒(Georges Kihler,1946—)在前人工作的基礎上,繼續探索和嚐試,並且充分發揮想像力,設計了一個極富創造性的實驗方案。他們想到,如果用一種能在體外培養條件下大量增殖的細胞,如小鼠骨髓瘤細胞,與某一種B淋巴細胞融合,所得到的融合細胞就能大量增殖,產生足夠數量的特定抗體,根據這個設想,他們首先將抗原注射入小鼠體內,然後從小鼠脾髒中獲得能夠產生抗體的B淋巴細胞,與小鼠骨髓瘤細胞在滅活的仙台病毒或聚乙二醇的誘導下融合,再在特定的選擇性培養基中篩選出雜交瘤細胞。由於雜交瘤細胞繼承了雙親細胞的遺傳物質,因此,它不僅具有B淋巴細胞分泌特異性抗體的能力,還有骨髓瘤細胞在體外培養條件下大量增殖的本領。他們培養雜交瘤細胞,從中挑選出能夠產生所需抗體的細胞群,繼續培養,以獲得足夠數量的細胞,在體外條件下做大規模培養或注射到小鼠腹腔內增殖。這樣,從細胞培養液或小鼠的腹水中,就可以提取出大量的單克隆抗體了。製備單克隆抗體過程包括動物免疫、細胞融合、選擇雜交瘤、檢測抗體、雜交瘤細胞的克隆化、凍存以及單克隆抗體的大量生產等步驟。