一、單克隆抗體的概念

抗體是機(jī)體在抗原刺激下產(chǎn)生的能與該抗原特異性結(jié)合的免疫球蛋白。常規(guī)的抗體制備是通過(guò)動(dòng)物免疫并采集抗血清的方法產(chǎn)生的，因而抗血清通常含有針對(duì)其他無(wú)關(guān)抗原的抗體和血清中其他蛋白質(zhì)成分。一般的抗原分子大多含有多個(gè)不同的抗原決定簇，所以常規(guī)抗體也是針對(duì)多個(gè)不同抗原決定簇抗體的混合物。

即使是針對(duì)同一抗原決定簇的常規(guī)血清抗體，仍是由不同B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的異質(zhì)的抗體組成。因而，常規(guī)血清抗體又稱多克隆抗體（polyclonal antibody），簡(jiǎn)稱多抗。由于常規(guī)抗體的多克隆性質(zhì)，加之不同批次的抗體制劑質(zhì)量差異很大，使它在免疫化學(xué)試驗(yàn)等使用中帶來(lái)許多麻煩。因此，制備針對(duì)預(yù)定抗原的特異性均質(zhì)的且能保證無(wú)限量供應(yīng)的抗體是免疫化學(xué)家長(zhǎng)期夢(mèng)寐以求的目標(biāo)。隨著雜交瘤技術(shù)的誕生，這一目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

1975年，Kohler和Milstein建立了淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)，他們把用預(yù)定抗原免疫的小鼠脾細(xì)胞與能在體外培養(yǎng)中無(wú)限制生長(zhǎng)的骨髓瘤細(xì)胞融合，形成B細(xì)胞雜交瘤。這種雜交瘤細(xì)胞具有雙親細(xì)胞的特征，既像骨髓瘤細(xì)胞一樣在體外培養(yǎng)中能無(wú)限地快速增殖且永生不死，又能像脾淋巴細(xì)胞那樣合成和分泌特異性抗體。通過(guò)克隆化可得到來(lái)自單個(gè)雜交瘤細(xì)胞的單克隆系，即雜交瘤細(xì)胞系，它所產(chǎn)生的抗體是針對(duì)同一抗原決定簇的高度同質(zhì)的抗體，即所謂單克隆抗體（monoclonal antibody），簡(jiǎn)稱單抗。

與多抗相比，單抗純度高，專一性強(qiáng)、重復(fù)性好、且能持續(xù)地?zé)o限量供應(yīng)。單抗技術(shù)的問(wèn)世，不僅帶來(lái)了免疫學(xué)領(lǐng)域里的一次革命，而且它在生物醫(yī)學(xué)科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域獲得極廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了眾多學(xué)科的發(fā)展。

Kohler和Milstein兩人由此杰出貢獻(xiàn)而榮獲1984年度諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

二、雜交瘤技術(shù)

（一）  雜交瘤技術(shù)的誕生

淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)的誕生是幾十年來(lái)免疫學(xué)在理論和技術(shù)兩方面發(fā)展的必然結(jié)果，抗體生成的克隆選擇學(xué)說(shuō)、抗體基因的研究、抗體結(jié)構(gòu)與生物合成以及其多樣性產(chǎn)生機(jī)制的揭示等，為雜交瘤技術(shù)提供了必要理論基礎(chǔ)，同時(shí)，骨髓瘤細(xì)胞的體外培養(yǎng)、細(xì)胞融合與雜交細(xì)胞的篩選等提供了技術(shù)貯備。1975年8月7日，Kohler和Milstein在英國(guó)《自然》雜志上發(fā)表了題為“分泌具有預(yù)定特異性抗體的融合細(xì)胞的持續(xù)培養(yǎng)”（Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity）的著名論文。他們大膽地把以前不同骨髓瘤細(xì)胞之間的融合延伸為將喪失合成次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（hypoxanthine guanosine phosphoribosyl transferase，HGPRT）的骨髓瘤細(xì)胞與經(jīng)綿羊紅細(xì)胞免疫的小鼠脾細(xì)胞進(jìn)行融合。融合由仙臺(tái)病毒介導(dǎo)，雜交細(xì)胞通過(guò)在含有次黃嘌呤（hypoxanthine，H）、氨基喋呤（aminopterin，A）和胸腺嘧啶核苷（thymidine，T）的培養(yǎng)基（HAT）中生長(zhǎng)進(jìn)行選擇。在融合后的細(xì)胞群體里，盡管未融合的正常脾細(xì)胞和相互融合的脾細(xì)胞是HGPRT+，但不能連續(xù)培養(yǎng)，只能在培養(yǎng)基中存活幾天，而未融合的HGPRT-骨髓瘤細(xì)胞和相互融合的HGPRT-骨髓瘤細(xì)胞不能在HAT培養(yǎng)基中存活，只有骨髓瘤細(xì)胞與脾細(xì)胞形成的雜交瘤細(xì)胞因得到分別來(lái)自親本脾細(xì)胞的HGPRT和親本骨髓瘤細(xì)胞的連續(xù)繼代特性，而在HAT培養(yǎng)基中存活下來(lái)。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果完全像起始設(shè)計(jì)的那樣，最終得到了很多分泌抗綿羊紅細(xì)胞抗體的克隆化雜交瘤細(xì)胞系。用這些細(xì)胞系注射小鼠后能形成腫瘤，即所謂雜交瘤。生長(zhǎng)雜交瘤的小鼠血清和腹水中含有大量同質(zhì)的抗體，即單克隆抗體。

這一技術(shù)建立后不久，在融合劑和所用的骨髓瘤細(xì)胞系等方面即得到改進(jìn)。最早仙臺(tái)病毒被用做融合劑，后來(lái)發(fā)現(xiàn)聚乙二醇（PEG）的融合效果更好，且避免了病毒的污染問(wèn)題，從而得到廣泛的應(yīng)用。隨后建立的骨髓瘤細(xì)胞系如SP2/0-Ag14，X63-Ag8.653和NSO/1都是既不合成輕鏈又不合成重鏈的變種，所以由它們產(chǎn)生的雜交瘤細(xì)胞系，只分泌一種針對(duì)預(yù)定的抗原的抗體分子，克服了骨髓瘤細(xì)胞MOPC-21等的不足。再后來(lái)又建立了大鼠、人和雞等用于細(xì)胞融合的骨髓瘤細(xì)胞系，但其基本原理和方法是一樣的。

（二）  基本程序和方法

雜交瘤技術(shù)在具體操作上，各實(shí)驗(yàn)室使用的程序不盡一致。本節(jié)中介紹的方法是作者所在實(shí)驗(yàn)室采用的、實(shí)踐證明成熟的程序，該程序適合國(guó)內(nèi)大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室。

在開展雜交瘤技術(shù)制備單抗之前，培養(yǎng)骨髓瘤和雜交瘤細(xì)胞必須具備下列主要儀器設(shè)備：超凈工作臺(tái)、CO2恒溫培養(yǎng)箱、超低溫冰箱（-70℃）、倒置顯微鏡、精密天平或電子天平、液氮罐、離心機(jī)（水平轉(zhuǎn)子，4000r/min）、37℃水浴箱、純水裝置、濾器、真空泵等。其需要的主要器械包括：100ml、50ml、25ml細(xì)胞培養(yǎng)瓶，10ml、1ml刻度吸管，試管，滴管（彎頭、直頭），平皿，燒杯，500ml、250ml、100ml鹽水瓶，青霉素小瓶，10ml、5ml、1ml注射器等，96孔、24孔細(xì)胞培養(yǎng)板，融合管（50ml圓底帶蓋玻璃或塑料離心管），眼科剪刀，眼科鑷，血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，可調(diào)微量加樣器（~50ul，~200ul，~1000ul），彎頭針頭，200目篩網(wǎng)，小鼠固定裝置等。此外，雜交瘤細(xì)胞的篩選與檢測(cè)的儀器設(shè)備，依據(jù)檢測(cè)單抗的方法不同而各異，請(qǐng)參閱本節(jié)有關(guān)部分。

淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)的主要步驟包括：動(dòng)物免疫、細(xì)胞融合、雜交瘤細(xì)胞的篩選與單抗檢測(cè)、雜交瘤細(xì)胞的克隆化、凍存、單抗的鑒定等，圖6-1概括了淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)研制單抗的主要過(guò)程。

1、動(dòng)物免疫

(1) 抗原制備 制備單克隆抗體的免疫抗原，從純度上說(shuō)雖不要求很高，但高純度的抗原使得到所需單抗的機(jī)會(huì)增加，同時(shí)可以減輕篩選的工作量。因此，免疫抗原是越純?cè)胶�，�?yīng)根據(jù)所研究的抗原和實(shí)驗(yàn)室的條件來(lái)決定。一般來(lái)說(shuō)，抗原的來(lái)源有限，或性質(zhì)不穩(wěn)定，提純時(shí)易變性，或其免疫原性很強(qiáng)，或所需單抗是用于抗原不同組分的純化或分析等，免疫用的抗原只需初步提純甚至不提純，但抗原中混雜物很多，特別是如果這些混雜物的免疫原性較強(qiáng)時(shí)，則必須對(duì)抗原進(jìn)行純化。檢測(cè)用抗原可以是與免疫抗原純度相同，也可是不同的純度，這主要決定于所用篩檢方法的種類及其特異性和敏感性。

(2) 免疫動(dòng)物的選擇 根據(jù)所用的骨髓瘤細(xì)胞可選用小鼠和大鼠作為免疫動(dòng)物。因?yàn)�，所有的供雜交瘤技術(shù)用的小鼠骨髓瘤細(xì)胞系均來(lái)源于BALB/c小鼠，所有的大鼠骨髓瘤細(xì)胞都來(lái)源于LOU/c大鼠，所以一般的雜交瘤生產(chǎn)都是用這兩種純系動(dòng)物作為免疫動(dòng)物。但是，有時(shí)為了特殊目的而需進(jìn)行種間雜交，則可免疫其他動(dòng)物。種間雜交瘤一般分泌抗體的能力不穩(wěn)定，因?yàn)槿旧�體容易丟失。就小鼠而言，初次免疫時(shí)以8-12周齡為宜，雌性鼠較便于操作。

(3) 免疫程序的確定 免疫是單抗制備過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)之一，其目的在于使B淋巴細(xì)胞在特異抗原刺激下分化、增殖，以利于細(xì)胞融合形成雜交細(xì)胞，并增加獲得分泌特異性抗體的雜交瘤的機(jī)會(huì)。因此在設(shè)計(jì)免疫程序時(shí)，應(yīng)考慮到抗原的性質(zhì)和純度、抗原量、免疫途徑、免疫次數(shù)與間隔時(shí)間、佐劑的應(yīng)用及動(dòng)物對(duì)該抗原的應(yīng)答能力等。沒有一個(gè)免疫程序能適用于各種抗原�，F(xiàn)用的免疫程序中多數(shù)是參照制備常規(guī)多克隆抗體的方法。表6-1列舉了目前常用的免疫程序。免疫途徑常用體內(nèi)免疫法包括皮下注射、腹腔或靜脈注射，也采用足墊、皮內(nèi)、滴鼻或點(diǎn)眼。最后一次加強(qiáng)免疫多采用腹腔或靜脈注射，目前尤其推崇后者，因?yàn)榭墒箍乖瓕?duì)脾細(xì)胞作用更迅速而充分。在最后一次加強(qiáng)免疫后第3天取脾融合為好，許多實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果表明，初次免疫和再次免疫應(yīng)答反應(yīng)中，取脾細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞

融合，特異性雜交瘤的形成高峰分別為第4天和第22天，在初次免疫應(yīng)答時(shí)獲得的雜交瘤主要分泌IgM抗體，再次免疫應(yīng)答時(shí)獲得的雜交瘤主要分泌IgG抗體。筆者體會(huì)陽(yáng)性雜交瘤出現(xiàn)的高峰與小鼠血清抗體的滴度并無(wú)明顯的平行關(guān)系，且多在血清抗體高峰之前。因此，為達(dá)到最高的雜交瘤形成率需要有盡可能多的漿母細(xì)胞，這在最后一次加強(qiáng)免疫后第3天取脾進(jìn)行融合較適宜。已有人報(bào)道采用脾內(nèi)免疫，可提高小鼠對(duì)抗原的免疫反應(yīng)性，且節(jié)省時(shí)間，一般免疫3天后即可融合。