文档介绍：单克隆抗体制备技术的最新进展及应用
作者姓名: 程鹏王彤
指导教师: 王国卿
单位名称: 生物研究所
专业名称: 生物工程
东北大学
2013年6月
单克隆抗体制备技术的最新进展及应用
摘要
单克隆抗体技术是现代生命科学研究的重要工具,其在基因和蛋白质的结构与功能研究方面有着不可或缺的作用, 在人类和动植物的免疫学诊断方面至今仍有着无可代替的重要作用。本论文综述了单克隆抗体的制备技术,包括嵌合抗体、噬菌体展示技术、核糖体展示技术、基因工程抗体等。这些技术将有效解决单克隆抗体的鼠源性等问题。最后对单克隆抗体在临床医学和疾病的诊断与治疗等领域的广阔应用前景及存在的不足作了概述。
关键词:单克隆抗体;人源抗体;制备技术;应用
目录
单克隆抗体制备技术的最新进展及应用 II
摘要 II
第一章 引言 1
第二章单克隆抗体制备技术 3
嵌合单克隆抗体抗体 3
噬菌体展示技术 3
核糖体展示技术 4
RNA-多肽融合技术 4
转基因小鼠制备全人抗体 5
第三章单克隆抗体的应用 6
单克隆抗体在预防方面应用 6
单克隆抗体在预防方面应用 6
作为免疫抑制剂 6
作为生物治疗的导向武器即所谓的“生物导弹” 7
单克隆抗体在蛋白提纯中的应用 7
单克隆抗体在临床诊断及检测中的应用 8
第四章结束语 10
第五章展望 11
注释 12
参考文献 13
引言
1975 年德国科学家 Kohler 和英国科学家 Mil-stein 利用杂交瘤技术将产生抗体的 B 淋巴细胞同骨髓瘤细胞融合,成功的建立了单克隆抗体制备技术[1],由于单克隆抗体在生命科学领域的巨大贡献,此技术获得 1984 年的诺贝尔医学和生理学奖,此后单克隆抗体迅速广泛地应用于生物学和医学的各个领域;1994年 Winter 等创建了以噬菌体抗体库技术为代表的基因工程抗体,是单克隆抗体技术的又一重要进步,该技术是按人工设计所重新组装的新型抗体分子,使不经免疫既可获得任何一种动物(包括人)的特异性抗体成为可能,目前基因工程抗体在疾病的预防、诊断、及治疗方面已获得广泛应用。单克隆抗体可用于分析抗原的细微结构及检验抗原抗体未知的结构关系;生产出针对复杂生物混合物中的特定分子的抗体,可用于分离、分析及纯化该特定分子抗原;其试剂可用于临床诊断和治疗,或用于以单抗为弹头的“生物导弹”药物等。
单克隆抗体技术的基本原理为:小鼠受到外界抗原刺激后可诱发免疫反应,产生相应的抗体,这一职能是由 B 淋巴细胞来承担的;肿瘤细胞在体外培养的条件下可以无限传代,是“永久”的细胞。把小鼠的骨髓瘤细胞与经免疫过的小鼠的脾细胞在聚乙二醇等介导下发生融合,融合后的杂交瘤细胞具有两种亲本细胞的特性,一方面可以分泌特定的抗体,另一方面也具备了肿瘤细胞无限增殖的能力, 可在体外培养条件下或移植到体内无限增殖, 从而分泌大量单克隆抗体。
但单克隆抗体技术自问世以来,在临床应用方面进展缓慢,主要原因是目前单克隆抗体大多是鼠源性的,而鼠源单抗应用于人体治疗时存在诸多问题:鼠源单抗在人体中常不能有效激活补体和Fc受体相关的效应系统;被人体免疫系统所识别,产生人抗鼠抗体(human anti-mouse antibody, HAMA)反应[2];且在人体循环系统中很快被清除。因此,在保持对特异抗原表位的高亲和力的基础上实现人源化和全人化的改造,减少异源抗体的免疫原性成为单抗研究的重点。此外,传统杂交瘤技术还存在制备周期较长,成本较高,杂交瘤细胞不稳定
和抗性会丢失等缺陷。近年来,随着分子生物学技术的发展,出现了嵌合单克隆抗体和由转基因小鼠、噬菌体展示技术、核糖体展示技术及共价展示技术所制备的单克隆抗体。这些技术可有效解决传统杂交瘤技术所存在的问题,为单克隆抗体的应用提供更广阔的空间。
第二章单克隆抗体制备技术
嵌合单克隆抗体抗体
嵌合单克隆抗体产生于1980年代中期,是应用DNA重组技术将小鼠抗体基因上的可变区与人抗体基因的恒定区重组,再将重组后的基因导入骨髓瘤细胞中表达。根据所用的载体质粒标记基因产物,选用适当的抗生素或试剂进行筛选,再用与传统杂交瘤技术相似的方法克隆出分泌人鼠嵌合抗体的细胞株。但这种抗体仍保留了原来鼠源抗体约 30%左右的鼠源性,可诱发人抗小鼠反应(HAMA)。
为了进一步提高嵌合抗体的人源化,在嵌合抗体的制备过程中又引进了重构抗体技术和表面重塑技术[3-4]以提高抗体的人源化。1980年代中后期,科学家对嵌合抗体进一步改进后,plementarity determining reign, CDRs)[5]是鼠源成分,其余均为人基因序