改变生活的生物技术杂交瘤技术制备单克隆抗体卢文涵临床医学(八年制)16301050263 杂交瘤技术制备单克隆抗体 卢文涵16301050263 众所周知,动物体通过免疫系统来抵抗外来病原体的侵袭,清除体内衰老细 胞并监控体内突变细胞。免疫过程中最重要的便是特异性免疫应答,其分为两大 类一一细胞免疫应答(即细胞免疫)和抗体免疫应答(体液免疫)。而抗体是体 液免疫中最为关键的、能够与抗原特异性结合,经过一系列过程使抗原失效的 种免疫球蛋白。动物体内的B淋巴细胞被抗原物质以及活化辅助性T细胞分泌的 白细胞介素-2致敏,并克隆分化为效应B细胞和记忆B细胞,其中效应B细胞 能够分泌抗体参与免疫应答。 目前临床和基础研究方面,抗原-抗体反应可用于诊断和防治各种疾病,并 可研究抗原物质在细胞中的定位及其功能等。传统的通过注射减毒灭活抗原致使 机体(如某些实验动物)产生抗体从而制备抗体的技术不能满足抗原抗体反应的 髙度特异性以及大量实验的需要一一这些实验要求制备抗体的浓度极高,且需保 证具有足够的抗体。而我在接下来的内容中将要介绍的技术一一杂交瘤技术,便 是一种能够很好地解决该问题的一种生物技术。它是免疫技术发展过程中的一块 里程碑。 杂交瘤技术原理 想要制备高纯度大量抗体,研究人员面临着两个重要难题。首先,他们可以 利用抗原刺激B淋巴细胞产生特异性抗体,但却无法对这些B淋巴细胞进行人工 培养,即无法从这些细胞中获取足量的抗体;而从多发性骨髓瘤中分离出的B 淋巴细胞虽能进行人工培养并传代,但却无法从其分泌的抗体中选择我们所需要 的抗体类型。杂交瘤技术便是利用细胞融合技术,使能够无限传代的骨髓瘤细胞 与能够产生抗体的B淋巴细胞结合,并进行筛选和克隆,从而得到来自单一细胞 的、既能无限传代、又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞克隆。其制备得到的抗体 即为单克隆抗体。 杂交瘤技术的基本过程如下:(见图一) 1、用外界抗原刺激动物(如小鼠),使之发生免疫反应,使B淋巴细胞产生 抗体 利用仙台病毒或聚乙二醇作介导,使经免疫的动物的脾细胞与能无限传 代的骨髓瘤细胞融合; 3、经过筛选、克隆培养,获得来自单一细胞的、既能产生单一性抗体,又 能无限增殖的杂交瘤细胞克隆。 在用外界抗原刺激动物时,选用的是特定的、能使B淋巴细胞产生免疫反应 并分泌目的抗体的抗原蛋白,其虽然不再对机体具有攻击性,但却保留了抗原物 质的MC,能够启动一系列免疫应答从而使B细胞成功分裂分化产生相应效应B 细胞。另外,由于骨髓瘤细胞具有无限传代的能力,我们能够成功在体外培养 定量骨髓瘤细胞。二者融合的过程,研究者们应用了仙台病毒或聚乙二醇作介导 那么这些物质诱导细胞融合的原理又是什么呢? 以仙台病毒为例,通过电镜照片证明,病毒颗粒会嵌入相邻细胞的细胞膜之 间或埋入许多细胞表面的微绒毛内。故有学者认为病毒颗粒,病毒颗粒本身可能 起着一种粘合剂的作用,并能使细胞膜产生一些断裂。目前广为接受的观点为
改变生活的生物技术 杂交瘤技术制备单克隆抗体 卢文涵 临床医学（八年制）16301050263 1 杂交瘤技术制备单克隆抗体 卢文涵 16301050263 众所周知，动物体通过免疫系统来抵抗外来病原体的侵袭，清除体内衰老细 胞并监控体内突变细胞。免疫过程中最重要的便是特异性免疫应答，其分为两大 类——细胞免疫应答（即细胞免疫）和抗体免疫应答（体液免疫）。而抗体是体 液免疫中最为关键的、能够与抗原特异性结合，经过一系列过程使抗原失效的一 种免疫球蛋白。动物体内的 B 淋巴细胞被抗原物质以及活化辅助性 T 细胞分泌的 白细胞介素-2 致敏，并克隆分化为效应 B 细胞和记忆 B 细胞，其中效应 B 细胞 能够分泌抗体参与免疫应答。 目前临床和基础研究方面，抗原-抗体反应可用于诊断和防治各种疾病，并 可研究抗原物质在细胞中的定位及其功能等。传统的通过注射减毒灭活抗原致使 机体（如某些实验动物）产生抗体从而制备抗体的技术不能满足抗原抗体反应的 高度特异性以及大量实验的需要——这些实验要求制备抗体的浓度极高，且需保 证具有足够的抗体。而我在接下来的内容中将要介绍的技术——杂交瘤技术，便 是一种能够很好地解决该问题的一种生物技术。它是免疫技术发展过程中的一块 里程碑。 杂交瘤技术原理 想要制备高纯度大量抗体，研究人员面临着两个重要难题。首先，他们可以 利用抗原刺激 B 淋巴细胞产生特异性抗体，但却无法对这些 B 淋巴细胞进行人工 培养，即无法从这些细胞中获取足量的抗体；而从多发性骨髓瘤中分离出的 B 淋巴细胞虽能进行人工培养并传代，但却无法从其分泌的抗体中选择我们所需要 的抗体类型。杂交瘤技术便是利用细胞融合技术，使能够无限传代的骨髓瘤细胞 与能够产生抗体的 B 淋巴细胞结合，并进行筛选和克隆，从而得到来自单一细胞 的、既能无限传代、又能产生特异性抗体的杂交瘤细胞克隆。其制备得到的抗体 即为单克隆抗体。 杂交瘤技术的基本过程如下：（见图一） 1、用外界抗原刺激动物（如小鼠），使之发生免疫反应，使 B 淋巴细胞产生 抗体； 2、利用仙台病毒或聚乙二醇作介导，使经免疫的动物的脾细胞与能无限传 代的骨髓瘤细胞融合； 3、经过筛选、克隆培养，获得来自单一细胞的、既能产生单一性抗体，又 能无限增殖的杂交瘤细胞克隆。 在用外界抗原刺激动物时，选用的是特定的、能使 B 淋巴细胞产生免疫反应 并分泌目的抗体的抗原蛋白，其虽然不再对机体具有攻击性，但却保留了抗原物 质的 MHC，能够启动一系列免疫应答从而使 B 细胞成功分裂分化产生相应效应 B 细胞。另外，由于骨髓瘤细胞具有无限传代的能力，我们能够成功在体外培养一 定量骨髓瘤细胞。二者融合的过程，研究者们应用了仙台病毒或聚乙二醇作介导， 那么这些物质诱导细胞融合的原理又是什么呢？ 以仙台病毒为例，通过电镜照片证明，病毒颗粒会嵌入相邻细胞的细胞膜之 间或埋入许多细胞表面的微绒毛内。故有学者认为病毒颗粒，病毒颗粒本身可能 起着一种粘合剂的作用，并能使细胞膜产生一些断裂。i目前广为接受的观点为
改变生活的生物技术杂交瘤技术制备单克隆抗体卢文涵临床医学(八年制)16301050263 当两个细胞的表面紧密接触时,病毒能使细胞膜破裂,使两个细胞的细胞质经过 破口互相接触,继而通道扩大,逐步造成细胞的融合。(见图二)聚乙二醇诱 导原理与仙台病毒不同,但其本质都是诱导不同细胞融合。20世纪80年代,人 们还发明了电融合技术,即低压交流电场中击穿质膜脂双层导致细胞融通,是 种效率很高的细胞融合技术 鼠 弁 样睡和 求蛋自 B淋吧阳 论 丫抗栓脸 松珍 解佩∠ 乾除 丫韩呼 被礼补弟球棒法(图-)
改变生活的生物技术 杂交瘤技术制备单克隆抗体 卢文涵 临床医学（八年制）16301050263 2 当两个细胞的表面紧密接触时，病毒能使细胞膜破裂，使两个细胞的细胞质经过 破口互相接触，继而通道扩大，逐步造成细胞的融合。ii（见图二）聚乙二醇诱 导原理与仙台病毒不同，但其本质都是诱导不同细胞融合。20 世纪 80 年代，人 们还发明了电融合技术，即低压交流电场中击穿质膜脂双层导致细胞融通，是一 种效率很高的细胞融合技术。 （图一）
改变生活的生物技术杂交瘤技术制备单克隆抗体卢文涵临床医学(八年制)16301050263 细吧极 叛粒 说论心福颖料时计都 o@)准被装 阳商 )和贴减神m 仙台法辆出合 (图二) 对于该技术而言,筛选过程也十分重要。我们知道,在使用药物诱导细胞融 合时,很难如图一一般直接获得我们所需要的融合细胞,实际上会产生至少三种 不同的融合细胞,即B淋巴细胞与B淋巴细胞融合、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融 合以及我们真正需要的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合所得到的细胞。这还不包括 3个,4个或是更多个细胞融合成的细胞。因而我们必须对融合得到的细胞进行 筛选。通过抗原-抗体反应可以筛选出能分泌特定抗体的细胞,通过体外培养能 够筛选岀能无限传代的细胞,两者结合便能得到既能分泌特定抗体又能无限增殖 的、人们所期望得到的杂交瘤细胞。再将得到的融合细胞进行体外培养或注射小 鼠进行体内培养,研究人员便可以长期得到大量的单一的单克隆抗体 杂交瘤技术应用 正如上文所述,目前杂交瘤技术在临床以及基础研究领域都有广泛的应用 方面,通过该方法可以制备高纯度的单克隆抗体,用于家庭妊娠检査,也可检 査前列腺癌和某些性传播疾病。单克隆抗体也可用于癌症治疗,因为它能区分癌 细胞与正常细胞,与放射性元素或药剂结合后可直接破坏癌细胞。另一方面,根 据杂交瘤细胞的无限传代性,可以用该技术大量生产所需要的抗体。单克隆抗体 还被应用于一些疾病的诊断,尤其是在诊断畜禽传染病方面,将病原微生物的抗 原分离,同骨髓瘤细胞杂交建立相应的杂交瘤细胞株分泌的单克隆抗体可以同病 原微生物发生特异性的抗原-抗体反应,如猪弓形虫病的诊断。‘在食品卫生领 域,单抗也有其应用价值,如乳制品成分分析、肉制品中沙门氏菌鉴定、沙门氏 菌病诊断、食品沙门氏菌检验和沙门氏菌抗原结构分析等。除此之外,单克隆抗 体在农业与植物学方面还可应用于植物病原菌的诊断、鉴定和分类,害虫鉴定和 分类,害虫检疫和天敌研究,农药残留分析等。 综上,单克隆抗体的优良特性以及杂交瘤细胞无限增殖的能力使得单抗具有 极高的应用价值。目前越来越多的领域开始使用单克隆抗体,其应用前景十分可 杂交瘤技术优缺点
改变生活的生物技术 杂交瘤技术制备单克隆抗体 卢文涵 临床医学（八年制）16301050263 3 （图二） 对于该技术而言，筛选过程也十分重要。我们知道，在使用药物诱导细胞融 合时，很难如图一一般直接获得我们所需要的融合细胞，实际上会产生至少三种 不同的融合细胞，即 B 淋巴细胞与 B 淋巴细胞融合、骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融 合以及我们真正需要的 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合所得到的细胞。这还不包括 3 个，4 个或是更多个细胞融合成的细胞。因而我们必须对融合得到的细胞进行 筛选。通过抗原-抗体反应可以筛选出能分泌特定抗体的细胞，通过体外培养能 够筛选出能无限传代的细胞，两者结合便能得到既能分泌特定抗体又能无限增殖 的、人们所期望得到的杂交瘤细胞。再将得到的融合细胞进行体外培养或注射小 鼠进行体内培养，研究人员便可以长期得到大量的单一的单克隆抗体。 杂交瘤技术应用 正如上文所述，目前杂交瘤技术在临床以及基础研究领域都有广泛的应用。 一方面，通过该方法可以制备高纯度的单克隆抗体，用于家庭妊娠检查，也可检 查前列腺癌和某些性传播疾病。单克隆抗体也可用于癌症治疗，因为它能区分癌 细胞与正常细胞，与放射性元素或药剂结合后可直接破坏癌细胞。另一方面，根 据杂交瘤细胞的无限传代性，可以用该技术大量生产所需要的抗体。单克隆抗体 还被应用于一些疾病的诊断，尤其是在诊断畜禽传染病方面，将病原微生物的抗 原分离，同骨髓瘤细胞杂交建立相应的杂交瘤细胞株分泌的单克隆抗体可以同病 原微生物发生特异性的抗原-抗体反应， iii如猪弓形虫病的诊断。iv在食品卫生领 域，单抗也有其应用价值，如乳制品成分分析、肉制品中沙门氏菌鉴定、沙门氏 菌病诊断、食品沙门氏菌检验和沙门氏菌抗原结构分析等。除此之外，单克隆抗 体在农业与植物学方面还可应用于植物病原菌的诊断、鉴定和分类，害虫鉴定和 分类，害虫检疫和天敌研究，农药残留分析等。 综上，单克隆抗体的优良特性以及杂交瘤细胞无限增殖的能力使得单抗具有 极高的应用价值。目前越来越多的领域开始使用单克隆抗体，其应用前景十分可 观。 杂交瘤技术优缺点
改变生活的生物技术杂交瘤技术制备单克隆抗体卢文涵临床医学(八年制)16301050263 杂交瘤技术制备单抗的最大优点便是可以从特异抗原成分比例极少的抗原 混合物中获得单抗。这是因为,经过克隆筛选(原理中有所解释),可以从产生 各种不同抗体的杂交混合群体中得到产生特异抗体的杂交瘤细胞,再经过扩大培 养便能得到大量的、单一的单克隆抗体并投入应用。该技术可满足抗原-抗体反 应高度特异性的需要,因而具有很高的应用价值和广泛的应用市场。 不过我认为,杂交瘤技术在操作上仍存在待改进之处。在介绍其原理时,我 曾提到使用仙台病毒或聚乙二醇诱导细胞融合时会出现得到非指定细胞的情况, 即获得B细胞融合细胞、骨髓瘤细胞融合细胞,且融合细胞数不定。两种单一的 融合细胞可用筛选方法进行筛选,但是对于若干B细胞与若干骨髓瘤细胞融合成 的细胞,我们又该如何筛选?这些细胞中的染色体数目会有所不同,那么这是否 会影响到下一阶段的克隆培养以及之后的抗体表达?这些都是杂交瘤技术待解 决的一些问题。 杂交瘤技术展望 虽然杂交瘤技术存在一定的问题,但现如今该技术已较为成熟,其所制备的 单克隆抗体也已在多个领域投入应用。杂交瘤技术的发明毋庸置疑是免疫技术发 展过程中的一块丰碑,其对人类发展和科学进步所起的积极的推动作用是无法估 量的。未来,随着科技的不断进步,该技术将被不断优化,或许将来还会出现新 的、能够替代该技术的、更为先进、优越的技术。让我们拭目以待 马晓慧,郭燕.浅析仙台病毒的结构及诱导细胞融合的机制[J].读与写:上,下旬,2016,13(2 方之平,孙深,细胞融合技术.淄博师专学报,1995,2:52-54 葛红霞.单克隆抗体技术及其应用[J].畜牧兽医科技信息,2007(3):9-10. 傅翠娥,陈采华,蒋柏鸣,等.单克隆抗体应用于 ELISA诊断猪弓形虫病的硏究[冂.中国兽医杂志 (8) 吴相钰,刘恩山.高中生物学.现代生物科技专题,2014,10:32-33
改变生活的生物技术 杂交瘤技术制备单克隆抗体 卢文涵 临床医学（八年制）16301050263 4 杂交瘤技术制备单抗的最大优点便是可以从特异抗原成分比例极少的抗原 混合物中获得单抗。这是因为，经过克隆筛选（原理中有所解释），可以从产生 各种不同抗体的杂交混合群体中得到产生特异抗体的杂交瘤细胞，再经过扩大培 养便能得到大量的、单一的单克隆抗体并投入应用。v该技术可满足抗原-抗体反 应高度特异性的需要，因而具有很高的应用价值和广泛的应用市场。 不过我认为，杂交瘤技术在操作上仍存在待改进之处。在介绍其原理时，我 曾提到使用仙台病毒或聚乙二醇诱导细胞融合时会出现得到非指定细胞的情况， 即获得 B 细胞融合细胞、骨髓瘤细胞融合细胞，且融合细胞数不定。两种单一的 融合细胞可用筛选方法进行筛选，但是对于若干 B 细胞与若干骨髓瘤细胞融合成 的细胞，我们又该如何筛选？这些细胞中的染色体数目会有所不同，那么这是否 会影响到下一阶段的克隆培养以及之后的抗体表达？这些都是杂交瘤技术待解 决的一些问题。 杂交瘤技术展望 虽然杂交瘤技术存在一定的问题，但现如今该技术已较为成熟，其所制备的 单克隆抗体也已在多个领域投入应用。杂交瘤技术的发明毋庸置疑是免疫技术发 展过程中的一块丰碑，其对人类发展和科学进步所起的积极的推动作用是无法估 量的。未来，随着科技的不断进步，该技术将被不断优化，或许将来还会出现新 的、能够替代该技术的、更为先进、优越的技术。让我们拭目以待。 i 马晓慧, 郭燕. 浅析仙台病毒的结构及诱导细胞融合的机制[J]. 读与写:上,下旬, 2016, 13(2). ii 方之平, 孙深. 细胞融合技术. 淄博师专学报,1995,2:52-54 iii 葛红霞. 单克隆抗体技术及其应用[J]. 畜牧兽医科技信息, 2007(3):9-10. iv 傅翠娥, 陈采华, 蒋柏鸣,等. 单克隆抗体应用于 ELISA 诊断猪弓形虫病的研究[J]. 中国兽医杂志, 1987(8). v 吴相钰，刘恩山. 高中生物学. 现代生物科技专题，2014，10：32-33