單株(Monoclonal)抗體在血清免疫與癌症治療上有很重要的應用,正常人體中產生的抗體為多株(Polyclonal)抗體,以因應各式各樣的入侵病原,但在臨床使用上因為太雜亂,應用有限,現在血清免疫檢驗的發展有很大一部分歸功於單株抗體的分離,1975年 Kohler 和 Milstein 成功融合B細胞與腫瘤細胞,創造出融合瘤,成功大量製備單株抗體。

血清免疫檢驗中,沒有抗體不能解決的,如果有,那就加二級抗體。

單株抗體製備

  1. 合成 hapten-mimic
  2. 注入老鼠/兔子等生物體內產生免疫抗體
  3. 以融合瘤技術產生單株抗體
  4. 測試單株抗體的敏感度與專一性
  5. 複製單株抗體產生重組抗體
  6. 測試重組抗體的敏感度與專一性
  7. 決定重組抗體序列
  8. 重組抗體基因改造

融合瘤 HAT 選殖技術

  • B細胞具有產生抗體的能力,但是早期的B細胞存活時間很短
  • 腫瘤細胞具有"不死化"的特性

製造出融合瘤(Hybridomas),亦即將B細胞與腫瘤細胞融合,即可創造出可產生抗體也長期存活的細胞。

首先,在腫瘤細胞的部分,將 Myeloma cells 以 8-Azaguanine 處理,創造出 Myeloma cells 缺乏HGPRT(Hypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase),B細胞的部分則是將半抗原注射進老鼠體內,使其免疫系統產生對應抗體的B細胞,再取出老鼠腹腔液或脾臟組織,以ELISA/Flow cytometery技術測定抗體效價。

有了兩種細胞,我們便可以利用 polyethylene glycol(PEG) 嘗試融合,我們不會知道融合是否有成功,因此要進行接下來的選殖。

Picture: de nove pathway and salvage pathway

選殖使用的培養基為 HAT medium

  • H: Hypoxanthine
  • T: Thymidine
  • A: Aminopterin(葉酸抑制劑)

葉酸抑制劑會阻斷細胞進行 de nove pathway,強迫其進行 salvage pathway,但是前述提到處理過的腫瘤細胞為HGPRT-,他不能進行salvage pathway,因此在HAT培養基上會死亡,即使是不死化的癌細胞,完全阻斷他的代謝路徑他還是會死的…..

B細胞有進行salvage pathway的能力,當腫瘤細胞與B細胞融合後同時也會得到B細胞的代謝能力,可以在 HAT 培養基上存活。

那沒有融合的純B細胞呢? 他可以利用 HAT 培養基耶,他是不是也會活下來? 不會,純B細胞這東西呢,在體外你給他再多的東西,時間到了他就死了,而且那時間還很短。

綜合以上,會活下來的細胞就是有融合成功的細胞,這步驟就叫選殖,只允許有我們想要的性狀的細胞存活,其他都會死亡,接下來要進行下一步。

確認抗體敏感度與專一性

到這邊我們可以得到能產生抗體又不死的融合瘤細胞,但是我們要進一步了解他到底產生的抗體是不是我們想要的,我們可以再將融合瘤細胞打進老鼠體內擴增,或是試管中細胞培養都可以,濃度擴增後再用 EIA 或Western blotting 篩選有我們想要的專一性抗體,最後再進行基因定序確定序列。

單株抗體技術演進與命名

現在的單株抗體已經可以分為很多種,常見以下這幾種

  • 100%老鼠抗體:Murine monoclonal Ab
  • 30%老鼠+70%人類抗體:Chimeric(嵌合) monoclonal Ab
  • 5-10%老鼠+90-95%人類抗體:Humanized(仿人類) monoclonal Ab
  • 100%人類抗體:Human monoclonal Ab

各種單株抗體命名是有規則的,當初藥理學如果知道這套規則應該會好讀很多@@

  • 結尾皆是-mab,意即 monoclonal antibody
  • -u-,表示為人類單株抗體
  • -zu-,表示為仿人類單株抗體
  • -xi-,表示嵌合單株抗體
  • -o-,老鼠單株抗體
  • -a-,大鼠單株抗體
  • -e-,倉鼠單株抗體
  • -i,靈長類單株抗體
  • etc…..

其他包含作用位置

  • -tu(m)-:通用
  • -ma(r)-: 乳房
  • -pr(o)-: 前列腺
  • -co(l)-: 大腸
  • -ci(r)-: 循環系統

如 Bevacizumab,表示他是作用在循環系統的仿人類單株抗體。

單株抗體應用

  • 基礎研究
  • 血清免疫檢驗
  • 病理免疫染色
  • 標靶抑制癌細胞
  • 標靶誘導免疫系統摧毀癌細胞
  • 活化T細胞
  • 等等一大堆