单克隆抗体的制备及应用

1、单克隆抗体的制备及应用第1页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二 目 录1单克隆抗体的简介2单克隆抗体技术发展经历3单克隆抗体的制备4单克隆抗体的应用5 展望第2页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二单克隆抗体的简介1 第一部分第3页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二单克隆抗体的简介1975年分子生物学家G.J.F.克勒和C.米尔斯坦在自然杂交技术的基础上，创建立杂交瘤技术。他们把可在体外培养和无限增殖的骨髓瘤细胞与经抗原免疫后的纯系小鼠脾细胞融合，形成B细胞杂交瘤。这种杂交瘤细胞既具有瘤细胞易于在体外无限增殖的特性，又具有脾淋巴细胞那样

2、合成和分泌特异性抗体的特点。这种杂交瘤，通过克隆化可得到来自单个杂交瘤细胞的单克隆系，即杂交瘤细胞系，它所产生的抗体是针对同一抗原决定簇的高度同质的抗体，即所谓单克隆抗体（ mAbs ），简称单抗。第4页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二 单克隆抗体技术的发展经历2 第二部分第5页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二鼠源性单克隆抗体嵌合性单克隆抗体人源化单克隆抗体全人源单克隆抗体鼠源性单克隆抗体是来源于鼠蛋白，因此对于人体而言是外来物从而易被抵抗。嵌合性单克隆抗体是指同时具有人和鼠的来源构成，通常是30%比70%。鼠源部分用来结合抗原，人源部分用来诱导产生

3、疗效。人源化抗体就是指抗体的可变区部分或抗体全部由人类抗体基因所编码。人源化抗体可以大大减少异源抗体对人类机体造成的免疫副反应。其抗体的可变区和恒定区都是人源的，去除免疫原性和毒副作用。 。单克隆抗体技术发展经历第6页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二 单克隆抗体的制备3 第三部分第7页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二单克隆抗的制备动物免疫11234细胞融合和选择性培养杂交瘤细胞的筛选及克隆化大量制备及纯化第8页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二单克隆抗体制备的简易流程第9页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二动物

4、免疫抗原制备：制备单克隆抗体的免疫抗原，从纯度上说虽不要求很高，但高纯度的抗原使得到所需单抗的机会增加，同时可以减轻筛选的工作量。因此，免疫抗原是越纯越好，同时应根据所研究的抗原和实验室的条件来决定。一般来说，免疫用的抗原只需初步提纯甚至不提纯，但抗原中混杂物很多，特别是如果这些混杂物的免疫原性较强时，则必须对抗原进行纯化。第10页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二免疫动物的选择：一般的杂交瘤生产都选用BALB/c小鼠或LOU/c大鼠作为免疫动物。但是，有时为了特殊目的而需进行种间杂交，则可免疫其他动物。就小鼠而言，初次免疫时以8-12周龄为宜，雌性鼠较便于操作。第11页，

5、共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二免疫程序的确定：在设计免疫程序时，应考虑到抗原的性质和纯度、抗原量、免疫途径、免疫次数与间隔时间、佐剂的应用及动物对该抗原的应答能力等。没有一个免疫程序能适用于各种抗原。第12页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二目前常用的免疫程序第13页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二细胞融合和选择性培养第14页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二融合过程中，常采用聚乙二醇（PEG）作为融合诱导剂。PEG促进细胞融合的机制可能是与临近细胞膜的水分相结合使细胞间的水分被取代，降低细胞表面的极性，导致脂

6、质双分子层不稳定，引起细胞膜的融合 。注意：PEG 的分子量和浓度与融合效果相关，PEG 的分子量越大，浓度越高，其促融率也越高，但其粘度和细胞的毒性也随之增大；浓度低于30时，融合率低。第15页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二 HAT选择性培养1964年Littlefield首先发明了HAT (HHypoxanthine次黄嘌呤，AAminopterin甲氨喋呤，TThymidine 胸腺嘧啶核苷) 选择性培养。HAT选择性培养基是根据次黄嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸生物合成途径设计的。第16页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二细胞内DNA的生物合成途径主

7、要生物合成途径补救途径甲氨喋呤次黄嘌呤次黄嘌呤核苷酸HGPRT+TK+胸腺嘧啶胸腺嘧啶脱氧核苷酸DNA利用糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA叶酸拮抗物氨基蝶呤可阻断主要途径第17页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二小鼠HGPRT-骨髓瘤细胞（Sp2/0）融合后的细胞在HAT选择培养基中结局Sp2/0+BSp2/0Sp2/0BBSp2/0B死亡死亡 存活第18页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二杂交瘤细胞的筛选及克隆化第19页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二 克隆化：指将抗体阳性孔进行克隆化。目的是将抗体分泌细胞、抗体非分泌细胞、特

8、异性抗体分泌细胞和无关抗体分泌细胞分开。克隆化的原则：尽早进行，反复4-5次克隆化方法：有限稀释法、软琼脂平板法、显微克隆法阳性杂交瘤细胞应及时冻存，防染色体丢失、变异及污染第20页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二mm11443322424442333244444222443333333333有限稀释法第21页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二大量制备及纯化大量制备第22页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二纯化方法1、盐析2、凝胶过滤3、离子交换层析4、亲和层析法第23页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二盐析：用

9、中性盐使蛋白质沉淀析出的方法为盐析。大量的盐加入到蛋白溶液中，高浓度的盐离子有很强的水化力，可夺取蛋白质的水化层，使蛋白质胶粒失水发生凝聚而沉淀析出。 血清 50%饱和度硫酸胺 上清 （清蛋白） 沉淀（球蛋白） 33%饱和度硫酸胺 上清 沉淀 拟球蛋白 r球蛋白第24页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二 凝胶过滤法：干燥的凝胶颗粒吸水后形成了多孔胶粒，将蛋白质溶液加在凝胶柱上进行洗脱时，大分子蛋白不能穿过凝胶网孔进入。胶粒内，留在胶粒间隙的溶液中，随洗脱液最先流出，小分子蛋白可穿过凝胶网孔进入胶粒内，受到凝胶的阻留，向下移动较慢洗脱出来较慢，据此将不同大小的蛋白质分离出来。

10、交联葡聚糖凝胶(Sephadex）琼脂糖凝胶(Sepharose)第25页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二离子交换层析法DEAE纤维素：结合溶液中带负电荷的蛋白质，又称阴离子交换剂CM纤维素：结合溶液中带正电荷的蛋白质，又称阳离子交换剂第26页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二将抗原（或抗体）连接到固相载体上，特异性吸附液相中的抗体（或抗原），形成抗原抗体复合物，然后改变条件，使抗原抗体复合物解离洗脱出纯化的抗体（或抗原）。A蛋白-Sepharose CL 4B亲和层析法：第27页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二单克隆抗体的应用4

11、 第四部分第28页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二作为生物治疗的导向武器作为免疫抑制剂作为研究工作中的探针增强抗原的免疫原性检验医学诊断试剂农兽药的快速检测作为亲和层系的配体应用单克隆抗体的应用第29页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二作为亲和层系的配体单克隆抗体能与其相应的抗原特异性结合，因而能能够从复杂系统中识别出单个成分。只要得到针对某一成分的单克隆抗体，固定在层析柱上，通过亲和层析，即可从复杂的混合物中分离、纯化这一特定成分。 优点：与其他提取方法相比，具有简便、快速、经济、产品活性高等优点。第30页，共39页，2022年，5月20日，2点13

12、分，星期二蛋白质提纯先用待提纯蛋白质制成单抗，再将单抗固定在惰性固相 基质上，制成层析柱。而后倒入混合液，当混合液流经单抗时，相应的蛋白质与单抗特异性结合，杂质则随洗脱剂流走。再用特殊的洗脱剂将蛋白质洗脱下来，则可将蛋白质提纯。在亲和层析中单克隆抗体是主要的配体第31页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二作为生物治疗的导向武器以抗肿瘤为例：将针对某一肿瘤抗原的单克隆抗体与化疗药物或放疗物质连接，利用单克隆抗体的导向作用，将药物或放疗物质携带至靶器官，直接杀伤靶细胞，称为肿瘤导向治疗。另外，将放射性标记物与单克隆抗体连接，注入患者体内可进行放射免疫显像，协助肿瘤的诊断。常见抗肿

13、瘤细胞毒剂：化疗药物、细菌毒素、植物毒素或放射性同位素等。这不仅提高了抗体的疗效，也可降低细胞毒剂对正常细胞的毒性反应。第32页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二作为免疫抑制剂抗人T淋巴细胞单抗（McAb）作为一种新型免疫抑制剂，已广泛应用于临床治疗自身免疫疾病和抗器官移植的排斥反应，其作用机理有赖于McAb的种类及其免疫学特性。例子：对于同种骨髓移植的供体骨髓，在体外经抗T细胞单抗加补体处理，能够减轻移植物抗宿主病的发生。第33页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二作为研究工作中的探针利用单克隆抗体的特性可把它作为研究工作中的探针。此时，可以从分子、细胞

14、和器官的不同水平上，研究抗原物质的结构与功能关系，进而可以从理论上阐明其机理。例子：用荧光物质标记单抗作为探针，能快速地确定与其结合的相应生物大分子在细胞中的位置和分布。第34页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二3佐剂能刺激吞噬细胞对抗原的处理5可刺激致敏淋巴细胞的分裂和浆细胞产生抗体2增加抗原的表面积，使抗原易于被巨噬细胞吞噬7改变抗体的产生类型以及产生迟发型变态反应，并使其增强4可促进淋巴细胞之间的接触，增强辅助T细胞的作用6可提高机体初次和再次免疫应答增强抗原的免疫原性1改变抗原的物理性状，可使抗原物质缓慢地释放，延长了抗原的作用时间将单抗制成佐剂加在疫苗里，则可减少

15、疫苗接种时药物的用量和避免多次接种并不能引起机体更好地产生免疫应答，从而减少疫苗接种的风险。佐剂的作用机理：第35页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二细胞因子的测定激素测定肿瘤抗原的检测免疫细胞及其亚群的的检测病原微生物抗原、抗体的检测作为检验医学实验室的诊断试剂，单克隆抗体以其特异性强、纯度高、均一性好等优点，广泛应用于酶联免疫吸附试验、放射免疫分析、免疫组化和流式细胞仪等技术。并且单克隆抗体的应用，很大程度上促进了商品化试剂盒的发展。检验医学诊断试剂第36页，共39页，2022年，5月20日，2点13分，星期二农兽药快速检测农兽药属于小分子物质，半抗原，无免疫原性，不 能刺激动物产生抗体，必须先将其制备成人工抗原， 以人工抗原免疫动物，使动物的免疫系统发生应答反 应，从而制备出对该农药具特异性的多或单克隆抗体 国外已制备多种