第一章概论 第一章概 论 抗体研究已有百余年历史，关于抗体形成是由遗传决定的还是后天获得的曾有过激烈的 争论。现代研究证明，在接受抗原刺激以前机体所具有的抗体多样性是由遗传决定的，但抗 体的亲和力成熟及类别转换则是在扰原刺激之后发生的，因而片面强调遗传的决定性或抗原 的关键作用均有失偏颜。抗体产生技术在20世纪的最后25年内发生了革命性的变化，由单 克隆抗体，基因工程改造的抗体，直至全人源抗体，从一个侧面反映了生命科学由整体水平、 细胞水平到基因水平的进展，同时也为抗体作为生物技术产业的重要支柱奠定了基础。 抗体是机体免疫系统中最重要的效应分子，其有结合抗原、结合补体、中和毒素、介导 细胞毒、促进吞噬和通过胎盘等功能，发挥抗感染、抗肿瘤、免疫调节与监视等作用。目前 抗体在同种异体免疫排斥、自身免疫反应抑制、抗血小板治疗、癌症治疗、感染性疾病治疗 等方面应用最为广泛，展现了诱人的市场前景。据报道，目前处于临床前期、临床1期与临 床Ⅱ期研究与开发的各类生物技术药物中，单抗药物的品种数量位居前列。本章以抗体的发 展为主线，主要介绍抗体研究的简史、研究现状及发展趋势等。 第一节抗体研究的简史 一、抗体的发现及结构研究 在免疫学发展的早期，人们应用细菌或其外毒素给动物注射，经一定时期后用体外实验 证明，在其血清中存在一种能特异中和外毒素的组分，称之为抗毒素，或能使细菌发生特异 性凝集的组分，称之为凝集素。其后将血清中这种具有特异性反应的组分称为抗体(antibody, Ab),而将能刺激机体产生抗体的物质称为抗原(antigen,Ag),由此建立了抗原和抗体概念。 l937年，Tiselius和Kabat用电泳鉴定，证明抗体是Y球蛋白。动物在免疫后，血清中 球蛋白显著增高，此部分有抗体活性，从而可将抗体从血清中分离出来，抗体主要存在于 球蛋白中。 l959年，Porter和Edelman对抗体结构进行了研究，证明它是由四肽链组成，借二硫键 连接在一起。抗体的氨基端结合抗原，决定抗原结合的特异性，称F(b'h段：抗体羧基端 不能结合抗原，但具有抗体的其他功能，此段易产生结晶，称©段，从而在分子水平阐明 了抗体的结构。这一发现具有重大的意义：在应用上，经酶解获得抗体的F(b2段，可减 少使用中的超敏反应：在理论上，将抗体特异性的研究集中于分析F(b段的氨基酸组成 特点，导致以后的抗体可变区及其抗原结合部位的发现。 进入20世纪60年代，国际上统一了抗体的名称和分类：gG,gM,gA,并发现了1gD 和IeE。 20世纪0年代，日本的利根川进等应用分子杂交技术证明并克隆出g分子V区和C 区基因。同时应用克隆cDNA片段作为探针，证明了B细胞在分化发有过程中编码g的基 -1- 第一章 概论 - 1 - 第一章 概 论 抗体研究已有百余年历史，关于抗体形成是由遗传决定的还是后天获得的曾有过激烈的 争论。现代研究证明，在接受抗原刺激以前机体所具有的抗体多样性是由遗传决定的，但抗 体的亲和力成熟及类别转换则是在抗原刺激之后发生的，因而片面强调遗传的决定性或抗原 的关键作用均有失偏颇。抗体产生技术在 20 世纪的最后 25 年内发生了革命性的变化，由单 克隆抗体，基因工程改造的抗体，直至全人源抗体，从一个侧面反映了生命科学由整体水平、 细胞水平到基因水平的进展，同时也为抗体作为生物技术产业的重要支柱奠定了基础。 抗体是机体免疫系统中最重要的效应分子，具有结合抗原、结合补体、中和毒素、介导 细胞毒、促进吞噬和通过胎盘等功能，发挥抗感染、抗肿瘤、免疫调节与监视等作用。目前 抗体在同种异体免疫排斥、自身免疫反应抑制、抗血小板治疗、癌症治疗、感染性疾病治疗 等方面应用最为广泛，展现了诱人的市场前景。据报道，目前处于临床前期、临床 I 期与临 床Ⅱ期研究与开发的各类生物技术药物中，单抗药物的品种数量位居前列。本章以抗体的发 展为主线，主要介绍抗体研究的简史、研究现状及发展趋势等。 第一节 抗体研究的简史 一、抗体的发现及结构研究 在免疫学发展的早期，人们应用细菌或其外毒素给动物注射，经一定时期后用体外实验 证明，在其血清中存在一种能特异中和外毒素的组分，称之为抗毒素，或能使细菌发生特异 性凝集的组分，称之为凝集素。其后将血清中这种具有特异性反应的组分称为抗体(antibody， Ab)，而将能刺激机体产生抗体的物质称为抗原(antigen，Ag)，由此建立了抗原和抗体概念。 1937 年，Tiselius 和 Kabat 用电泳鉴定，证明抗体是 γ-球蛋白。动物在免疫后，血清中 γ-球蛋白显著增高，此部分有抗体活性，从而可将抗体从血清中分离出来，抗体主要存在于 γ-球蛋白中。 1959 年，Porter 和 Edelman 对抗体结构进行了研究，证明它是由四肽链组成，借二硫键 连接在一起。抗体的氨基端结合抗原，决定抗原结合的特异性，称 F(ab´)2 段；抗体羧基端 不能结合抗原，但具有抗体的其他功能，此段易产生结晶，称 Fc 段，从而在分子水平阐明 了抗体的结构。这一发现具有重大的意义：在应用上，经酶解获得抗体的 F(ab´)2 段，可减 少使用中的超敏反应；在理论上，将抗体特异性的研究集中于分析 F(ab´)2 段的氨基酸组成 特点，导致以后的抗体可变区及其抗原结合部位的发现。 进入 20 世纪 60 年代，国际上统一了抗体的名称和分类：IgG，IgM，IgA，并发现了 IgD 和 IgE。 20 世纪 70 年代，日本的利根川进等应用分子杂交技术证明并克隆出 Ig 分子 V 区和 C 区基因。同时应用克隆 cDNA 片段作为探针，证明了 B 细胞在分化发育过程中编码 Ig 的基