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单克隆抗体和基因工程抗体的制备


加小牛血清至20%, 加几滴10%二甲亚砜。
• 杂交瘤细胞培养可用液体、半固体、
接种动物腹腔。
第二节 单克隆抗体的制备技术
McAb 单一、特异、纯化,利用杂交 瘤技术制备McAb的基本原理是三个原则:
1)一种单克隆产生一种抗体 2)杂交瘤细胞保持双亲细胞特性 3)筛选培养基
一、单克隆抗体的产生
1. 动物体内生长
2. 表达载体的构建
人-鼠嵌合抗体的表达载体基因依可变区 基件及内含子剪接信号,因此载体只需要包括 细胞内增殖所必须的抗生素抗性基因和质粒复 制的起始序列以及在真核细胞进行选择的显性 标记基因。
将载体 DNA 导入真核细胞称为转染。 导入的 DNA 整合至细胞基因组 DNA 中 得到转染子,要得到稳定的转染子需利 用真核细胞的显性选择标记基因,这些 标记基因使细胞获得对某些细胞毒物质 的抗体,在培养液中加入相应的细胞毒 物质可杀死转染不成功的细胞,达到选 择的目的。
二、小分子抗体
具有结合抗原功能的分子片段称为小 分子抗体。其优点:1)可在原核细胞表 达,生产成本低; 2)易于穿透血管或组 织到靶细胞部位,有利于疾病的治疗;3) 不含Fc 段,副作用小;4)半衰期短,有 利于毒素中和及清除。
小分子抗体包括:抗原结合片段 (fragment of antigen binding,Fab), 可变区片段(fragment of variable region,Fv),单链抗体(single chain Fv,ScFv),单区抗体。另有VH和VL。
3.表达
用哺乳动物细胞或大肠杆菌表达量较少, 而应用二氢叶酸还原酶(dhfr)扩增系统使抗 体表达增强。dhfr 是正常核酸代谢必须的酶, 缺乏该酶的中华仓鼠卵细胞( CHO))需在有 次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷条件下利用 DNA 合成, 因此, dhfr 作 CHO 的显性选择标记基因,在 无次黄嘌呤、胸腺嘧啶核苷的情况下,只有导 入 dhfr 基因,细胞才能存活。该糸统可用来 扩增导入的目的基因。
(二)选择培养基的应用
细胞融合是一个随机的物理过程。融合后可 能出现以下情况:
1)脾细胞与瘤细胞 2)瘤细胞与瘤细胞 3)脾细胞与脾细胞 4)未融合的脾细胞 5)未融合的瘤细胞 6)多聚体形式。 3)、4)、6)在体外易死去,不需筛选。
细胞的 DNA 合成一般有两条途径 一是糖和氨基酸及其他小分子化合物 合成核苷酸,进一步合成 DNA,叶酸是 重要辅酶。

• 小鼠骨髓瘤与人的B细胞杂交瘤,该技 术优点是易获得小鼠骨髓瘤细胞,融合率 较高,但最大的缺点是不同种杂交后不稳 定,杂交瘤传代后,很快丧失分泌抗体的 染色体。
二、T 细胞杂交瘤
自 B 细胞杂交瘤技术后,T 淋巴细胞 杂交瘤成为热门,为获得淋巴因子,更深 入地研究T细胞的各种功能,虽然有一些小 鼠T细胞杂交瘤成功的报道,但结果不满意, 该细胞很不稳定,分泌淋巴因子无特异性, 一种T细胞杂交瘤可同时分泌几种淋巴因子, 到目前仍无突破性进展。
• 2.细胞工程BsAb
• 将二种杂交瘤细胞进行融合产生杂交 瘤,核酸随机组合多种多样。

3.基因工程BsAb
• 用抗体分子片段如ScFv或Fab等,经基 因操作修饰后,或体外组装成为BsAb,或 直接导入受体细胞表达分泌BsAb。
• 在免疫检测、肿瘤放射免疫显象、药 物刹伤、介导细胞刹伤效应起重要作用。
所以,前面提到的 2)瘤细胞与瘤细 胞及 5) 未融合的瘤细胞不能生长,只有 1) 脾细胞与瘤细胞才能生长,因为脾细胞为
HGPRT 阳性,通过补偿途径代替氨基蝶呤 阻断的主要途径。
(三)有限稀释与抗原特异性选择
在免疫动物时,一种抗原往往有多个表 位 ,一个B细胞克隆接受一个表位,故在 免疫动物时是众多 B 细胞克隆的抗体的分 泌,而针对目的抗原的B细胞只占很少部分 ,在细胞融合后,有相当一部分是无关的 细胞融合体,即融合细胞分泌的不是目的 抗体,要进行筛选,分二步稀释。
(一)人-鼠嵌合抗体
通过基因工程技术将人 IgG C 区与鼠 IgG V 区连接,导入细胞内表达制备的抗 体称为嵌合抗体,因 IgG 的抗原性在 C 区, 来自人,故抗原性降低,且半衰期明显延长, 在介导 CDC 及 ADCC 亦明显增强。
1.鼠单克隆抗体可变区基因克隆
用探针从该杂交瘤细胞的基因组文 库 中 调 取 。 用 PCR 方 法 从 该 细 胞 的 RNA 中扩增 VH 及 VL 基因。
一是辅助途径,是在次黄嘌呤和胸腺 嘧啶存在下,经次黄嘌呤磷酸核糖转化酶 (hypoxanthine guanine phospheribosyl transferase,HGPRT)和 胸腺嘧啶核苷激酶(thymidine kinase,TK)的催化作用合成 DNA。
氨基蝶呤是叶酸的拮抗剂,当氨基蝶 呤存在时,能阻断第一条途径。细胞融合 的选择培养基中有三种关键成分,次黄嘌 呤(hypoxanthine,H)、氨基蝶呤 (aminopoterin,A)、胸腺嘧啶核苷 (thymidine,T),三者取前缀缩写为 HAT 培养基,其融合细胞所用的瘤细胞是经毒 性培养基选择出来的 HGPRT 阴性细胞株。

1. 稳定、易培养

2. 自身不分泌Ig或CK

3. 融合率高

4. 是HGPR瘤株有P3X63-Ag8.653C ( P3.653 ) 、 Sp2/0 等 。 为 HAT敏感株,易培养, 融合率高,最常选用 聚乙二醇(PEG)使细胞膜轻度损伤,细胞容 易融合。
(四)双特异性抗体 双特异性抗体(bispecific
antibody,BsAb)又称双功能抗体。两个抗 原结合部位具有不同的特异性,可以同时 与两种不同特异性抗原发生结合。
• 1.化学交联BsAb
• 分别分离纯化两种抗原的单抗,先使 Ig解离后,获得单价抗体,再使两种不同 抗原特异性的单价抗体或其片段交联起来 。该方法易致抗体失活,其产物也难以保 证均质性。
T 淋巴细胞杂交瘤分为小鼠及人, 由于 T 细胞功能的多样化,制备出的 T 细胞杂交瘤也各有其特性,如分泌淋 巴因子,特异性杀伤功能,分泌抑制因 子,自身反应性等。其基本过程是将激 活的T细胞与酶缺陷型T淋巴细胞瘤细胞 融合,可表达特异性 TCR 或其他功能 的杂交瘤T细胞,与 B 细胞相以,但细 胞激活和阳性克隆筛选较为杂交,不稳 定,简介主要步骤 。
三、阳性杂交瘤细胞的克隆化培养
杂交瘤细胞形成的初期很不稳定, 鼠的二倍体细胞有40对染色体,杂交后 80对,易丢失,丢失后仍生长,要检测 上清液中是否有目的抗体及淋巴因子。

将阳性细胞进行单细胞培养,反复2~
3次,确保为一单细胞阳性杂交瘤细胞应及
时冻存,以防止细胞染色体丢失,发生变
异或污染,冻存于液氮(-196℃),冻存时
( 二 ) 改 形 抗 体 ( reshaped antibody,RAB)
应用基因工程技术在嵌合抗体基础 上用人抗体可变区序列取代鼠源单抗CDR 以外的骨架序列,重新构成既有鼠源单 抗的特异性又保持抗体亲和力的人源化 抗体,该抗体对人无免疫原性。
(三)抗体的表面修饰
人和鼠 IgV区来自不同的种属,轻链不同型 别 , 互 补 性 决 定 区 (complementarity determining region,CDR) 的 长 度 可 不 一 致 , 但暴露于表面的AA残基的位置数量都很保守, 通过改变表面残基使其人源化,降低鼠可变区 的异源性,将Fv的表面人源化,消除其免疫原 性而不影响 Fv 的整体空间构象。
第三节 基因工程抗体技术
杂交瘤单克隆抗体在诊断、治疗、 预防和蛋白质提纯应用中非常广泛, 但对人是异源性,人抗小鼠抗体, 应用基因工程技术减少小鼠源成分, 保留原有的抗体特异性。
一、人源化抗体
人源化抗体主要指鼠源性单克隆抗 体的基因克隆及 DNA 重组技术改造, 重新表达的抗体。其大部分氨基酸序列 为人源序列所取代,既基本保留亲代鼠 单克隆抗体的亲和力和特异性,又降低 了鼠异源性。
• 目前纯化方法有十几种,一般采用盐 析、凝胶过滤、离子交换层析和辛酸提取
等,现在最有效的方法是亲和纯化法,常 用 SPA 或抗小鼠免疫球蛋白抗体与载体交 联。称为 Sepharose 柱,抗体结合上去,然 后洗脱。
三、单克隆抗体的性质鉴定
鉴定的方法很多,用已知抗原测 定抗体,几乎所有的抗原抗体反应 试验都可以作,如阳性,再定量, 确定工作浓度。
计数,每个孔只放一个细胞,实际是0 至数个,整个过程为克隆化,将阳性细胞 株重复一次,尽量使抗体更纯,将阳性细 胞进行增殖,部分冻存,部分进行体外培 养或动物接种。
• 另外还有其他杂交瘤技术,如人-人 B 淋巴细胞杂交瘤和鼠-人 B 淋巴细胞杂 交瘤,人骨髓瘤细胞系体外建株比较困难, 生长不稳定,有的分泌 IgE,有的分泌 Ig 的γ、κ链。B细胞取外周血淋巴细胞、 脾细胞、淋巴结细胞、病灶浸润性淋巴细 胞。从理论上讲很好,但实际比较困难, 在于缺乏好的亲体骨髓瘤细胞株,较难获 得抗原特异性B淋巴细胞;人杂交瘤细胞 不能在小鼠或其他动物体内生长。
第四章 单克隆抗体与基因 工程抗体的制备技术
中南大学湘雅医学院检验系 临床微生物学免疫学教研室
李闻文 2013 ,10
目的要求 1. 掌握杂交瘤技术的基本原理 2. 熟悉单克隆抗体的制备技术 3. 熟悉基因工程抗体技术
概述
大多数抗原分子具有多个抗原决定 簇(表位,epitope)。一个抗原决定 簇刺激一个B细胞克隆产生一种特异性 抗体,一种抗原刺激机体产生多种抗 体称为多克隆抗体(polyclonal antibody ,PcAb)如免疫血清。由一个 只识别一种抗原表位的B细胞克隆产生 的同源抗体称为单克隆抗体 (monoclonal antibody,McAb)。
• 单克隆抗体理化性状高度均一,其抗原 结合部位完全相同,生物活性专一,特异性 强,纯度高,效价高,易于实验标准化及大 量制备,是研究抗体的一重大突破。应用比 较广,如试剂诊断盒、治疗肿瘤、器官移植 及自身免疫病等。
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