单克隆抗体的研究进展

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1、单克隆抗体摘要：抗体分子是生物及医学领域中使用最广泛的蛋白质分子。从19世纪末科学家们已开始抗体的实验研究，至今抗体的发展经历了从多克隆抗体到单克隆抗体，直至基因工程抗体，再到人源抗体的过程。单克隆抗体作为其中重要的一环，自问世以来，由于其特异性强、重复性好、操作简便易行，在疾病诊断、预防和治疗中，发挥着极其重要的作用，并显示出广阔的应用前景。本文对单克隆抗体的研究和应用发展情况做简要综述。关键词：单克隆抗体，研究进展，单抗技术的应用1单克隆抗体的概述抗体是由B淋巴细胞转化而来的浆细胞分泌的，每个B淋巴细胞株只能产生一种它专有的、针对一种特异性抗原决定簇的抗体。这种从一株单一细胞系产

2、生的抗体就叫单克隆抗体（McAb），简称单抗。30年以来，人们一直尝试利用人免疫系统产生人源性单抗来制备特异性强的人源抗体药物，从而治疗肿瘤、感染性疾病及自身免疫性疾病等。近年来，单克隆抗体技术的出现是免疫学领域的重大突破。利用单克隆抗体靶向病变组织或细胞表面抗原，已成为理想的治疗方法。单克隆抗体技术的突破为医学和生物学的基础研究开创了新纪元。基因工程抗体技术的发展更为疾病治疗、临床试验和科研方面做出巨大贡献。目前比较成熟的制备方法有以下几种：(1)抗原特异性的B淋巴细胞杂交瘤技术；(2)人一鼠嵌合抗体制备技术；(3)噬菌体展示技术获得的抗原特异性人源性抗体；(4)转基因小鼠制备的人

3、mAbs；(5)核糖体展示技术。2单克隆抗体的发明19世纪末，白喉毒素的发现宣告第一代抗体诞生，随着现代免疫学、细胞生物学和分子生物学的不断发展，第二代抗体-单克隆抗体、第三代抗体－基因工程抗体分别于1975年和1984年问世。一个多世纪以来，抗体作为体内最奇妙的蛋白质分子，一直是生命科学，尤其是生物医学领域的研究热点，为人类多种疾病的预防、诊断和治疗做出了巨大贡献。　1975年英国剑桥的科学家Kohler和Milstein通过杂交瘤技术建立了单克隆抗体，这种抗体为鼠源单抗（图二）。单克隆抗体有特异性识别作用靶点（如肿瘤细胞、病原微生物）的能力，可用于疾病的诊断、预防和治疗，如在肿瘤

4、的治疗上，单克隆抗体药物靶向性强，对癌细胞的追踪能力高，只聚集在癌细胞周围，能阻断癌细胞的生长，并让癌变部位萎缩，从而达到低剂量、低毒副作用的有效治疗。它就像“生物导弹”一样，注入人体后，不断寻找受体，一旦发现了癌变细胞，就在周围凝聚，结合，阻断癌细胞生长。但最初的鼠源单抗由于人鼠之间遗传背景的差异，在人体内使用时会成为外源性的蛋白抗原而引起人抗鼠抗体反应，这极大的限制了单克隆抗体在疾病治疗上的应用和发展。随着生物技术的发展，单克隆抗体经历了几个主要的发展阶段：鼠源单抗、鼠/人嵌合单抗、人源化单抗、人抗体和完全人源化单抗，鼠源性蛋白的成分从100％，下降为33％乃至0％。近年来发展起

5、来的人源化单抗和完全人源化单抗含极少甚至不含鼠源成分，这种抗体不仅避免了人抗鼠抗体反应，而且特异性、亲和力不受影响，在疾病的治疗中将发挥巨大作用，拥有极其广阔的应用前景。3基因工程单克隆抗体的发展随着DNA重组技术的成熟和抗体基因结构及抗体多样性产生机理的阐明，多种基因工程抗体已经问世。3.1嵌合抗体从杂交瘤细胞中获得抗体V区cDNA，克隆到重组了人抗体C区的载体中，转化哺乳动物细胞表达出人鼠嵌合抗体。改造后的抗体保留了原单抗特异结合抗原的V区，去除了非人源序列(C区)；但由于其整个V区都是异源的，所以嵌合抗体的异源性还很明显。嵌合抗体完整地保留了异源单抗的V区，最大限度地保持了其亲

6、和活性，可作进一步改造的亲和力参照体，也是进一步提高补体活化及细胞毒作用等的基础对照。3.2重构抗体重构抗体是在嵌合抗体基础上进一步发展而成，也是通过DNA重组方法将人源抗体的互补决定区，用特异性异源抗体CDR替换所得到的抗体；即由异源抗体中与抗原结合相关的残基与人抗体重新拼接构建的。包括抗原结合位点的重构和框架区（FR）重构。3.3小分子抗体抗体分子的抗原结合部位局限在可变区组成的Fv段，从而可以构建分子量较小的具有抗原结合功能的分子片段，称为小分子抗体。常见的小分子抗体包括：Fab、Fv及单链抗体，单区抗体和最小识别单位。3.3.1FabFab由重链Fd段和完整的轻链组成，两者通

7、过一个链间二硫键连接，形成异二聚体，是完整抗体分子的三分之一，仅有一个抗原结合位点。Fab段由于有二硫键连接轻链和Fd段，分子结构比较稳定，且较好地保持了天然抗体分子的Fv段结构，主要用作实验室研究工具。3.3.2FVFv是抗体分子中保留抗原结合部位的最小功能片断，它由轻链可变区和重链可变区组成，两者以非共价键结合在一起。3.3.3单链抗体单链抗体是目前报道最多的基因工程抗体，是一种新型重组蛋白，它是把抗体可变区重链(VH)与轻链(VL)通过一段约15～2