医学百科

抗体

1 拼音

kàng tǐ

2 英文参考

antibody

抗体是机体在抗原物质刺激下,由B细胞分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合反应免疫球蛋白

抗体分子(antibody,Ab)是由浆细胞合成和分泌的,而每一种浆细胞克隆可以产生一种特异的抗体分子,所以血清中的抗体是多种抗体分子的混合物,它们的化学结构是不均一的,而且含量很少,不易纯化,是抗体分子结构分析的困难。

3 抗体的发现

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毒性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之为抗原(antigen,Ag)。由此建立了抗原与抗体的概念。

1890年德国学者Behuing和日本学者北里用白喉杆菌外毒的组分称为抗毒素,这是在血清中发现的第一种抗体。这种含有抗体的血清称之为免疫血清

4 抗体的理化性质

1.抗体是球蛋白 早在40年代初期Tiselius和Kabat就证实了抗体活性与血清丙种球蛋白组分相关。他们用肺炎球菌多糖免疫家兔,可获得高效价免疫血清。然后加入相应抗原吸收以除去抗体,将去除抗体的血清进行电泳图谱分析,发现丙种球蛋白(γ-G)组分明显减少,从而证明了抗体活性是存在于丙种球蛋白内。

图2-1 兔血清电泳分离

其后,经对不同免疫血清的电泳分析,超速离心分析和分子量测定等方法,发现大部分抗体活性存在于γ球蛋白内,但有小部分抗体活性可存在于β球蛋白内。它们的离心常数分别为7S和平共处9S,分子量分别为16万和万。因此它们分别被命名为7Sγ球蛋白分子(16万)19S,β2巨球蛋白分子(β2M,90万)和β2A球蛋白分子,所以从早期对抗体性质的研究证明抗体不是由均质性球蛋白组成,而是由异性球蛋白组成。

图2-2 不同类免疫球收白的电泳分离图

2.免疫球蛋白为了准确描述抗体蛋白的性质,在60年代初提出将具有抗体活性的球蛋白称为免疫球蛋分子(immunoglobulin,lg)。γ球蛋白则必称为IgG,β2M称为IgM,而β2A称为IgA。其后又相继发现二类Ig分子,分别称为IgEIgD。故在血清中现已发现有五类免疫球蛋白分子,它们的结构与功能是各不相同的。

5 抗体的生物学活性

1.抗体与抗原的特异性结合刺激抗体产生的物质称为抗原,抗体分子与其相应的抗原发生结合称为特异性结合。例如,白喉抗毒素只能中和白喉杆菌外毒素,而不能中各破伤风外毒素,反之亦然。

2.抗体与补体的结合在一定条件下,抗体分子可以与存在于血清中的补体分子相结合,并使之活化,产生多种生物学效应,称之为抗体的补体结合现象,揭示了抗体分子与补体分子间的相互作用

3.抗体的调理作用抗体的第三种功能是可增强吞噬细胞吞噬作用。在体外的实验中,如将免疫血清中加入中性粒细胞的悬液中,可增强对相应细胞的吞噬作用,称这种现象为抗体的调理作用。自此揭示了抗体分子与免疫细胞间的相互作用。为了说明抗体分子这些生物学功能,必须进一步了解抗体分子的结构与功能的关系。

6 抗体的制备

为了研究抗体的理化性质、分子结构与功能,以及应用抗体于临床疾病的诊断、治疗及预防都需要人工制备抗体。目前,根据制备的原理和方法可分为多克隆抗体单克隆抗体基因工程抗体三类。

6.1 多克隆抗体

大多数抗原是由大分蛋白质组成,但只是抗原上有限部位的特殊分子结构能与其相应抗体结合,称此部位为抗原决定簇(antigenic determinant)或表位(epitope)。

一种天然抗原性物质(如细菌或其分泌的外毒素以及各种组织成分等)往往具有多种不同的抗原决定簇,而每一决定簇都可刺激机体一种抗体形成细胞产生一种特异性抗体。

在机体淋巴组织内可存在千百种抗体形成细胞(即B细胞),每种抗体形成细胞只识别其相应的抗原决定簇,当受抗原刺激后可增殖分化为一种细胞群,这种由单一细胞增殖形成的细胞群体可称之为细胞克隆(clone)。同一克隆的细胞可合成和分泌在理化性质、分子结构、遗传标记以及生物学特性等方面都是完全相同的均一性抗体,亦可称之为单克隆抗体。

在早期传统的抗体制备方法是将一种天然抗原经各种途径免疫动物,由于抗原性物质具有多种抗原决定簇,故可刺激产生多种抗体形成细胞克隆,合成和分泌抗各种决定簇抗体分泌到血清或体液中,故在其血清中实际上是含多种抗体的混合物,称这种用体内免疫法所获得的免疫血清为多克隆抗体,也是第一代抗体。由于这种抗体是不均一的,无论是对抗体分子结构与功能的研究或是临床应用都受到很大限制,因此如何能获得均一性抗体成为关注的问题。

6.2 单克隆抗体

体内免疫法很难获得单克隆抗体(monoclonal antibody,McAb)。如能将所需要的抗体形成细胞选出并能在体外进行培养即可获得已知特异的单克隆抗体。1975年德国学者Kohler和英国学者Milstein将小鼠骨髓瘤细胞和经绵羊红细胞(sheep rue blood cell),SRBC)免疫的小鼠脾细胞在体外进行两种细胞融合,结果发现部分形成的杂交细胞既能继续在体外培养条件生长繁殖又能分泌抗SRBC抗体,称这种杂交细胞系为杂交瘤(hybridoma)。这种杂交瘤细胞既具有骨髓瘤细胞能大量无限生长繁殖的特性,又具有抗体形成细胞合成和分泌抗体的能力。它们是由识别一种抗原决定簇的细胞克隆所产生的均一性抗体,故称之为单克隆抗体。应用杂交瘤技术可获得几乎所有抗原的单克隆抗体,只要这种抗原能引起小鼠的抗体应答。

这种用杂交瘤技术制备的单克隆抗体可视为第二代抗体。

单克隆抗体由于纯度高、特异性强、可以提高各种血清学方法检测抗原的敏感性及特异性,但单克隆抗体多为双价抗体,与抗原结合不易交联为大分子集团,故不易出现沉淀反应。单克隆抗体的应用大促进了对各种传染病恶性肿瘤诊断的准确性。

单克隆抗体亦可与核素、各种毒素(如白喉外毒素或篦麻毒素)或药物通过化学偶联或基因重组制备成导向药物(targetting drug)用于肿瘤的治疗,是一种新型免疫治疗方法,有可能提高对肿瘤的疗效。

单克隆抗体亦可用于对各种免疫细胞及其它组织细胞表面分子的检测,这对免疫细胞的分离、鉴定分类及研究各种膜表面分子的结构与功能都具有重要意义。

6.3 基因工程抗体

自1975年单克隆抗体杂交瘤技术问世以来,单克隆体在医学中被广泛地应用于痢疾的诊断及治疗。但目前绝大数单克隆抗体是鼠源的,临床重复给药时体内产生抗鼠抗体,使临床疗效减弱或消失。因此,临床应用理想的单克隆抗体应是人源的,但人-人杂交瘤技术目前尚未突破,即使研制成功,也还存在人-人杂交瘤体外传代稳定,抗体亲合力低及产量不高等问题。目前较好的解决办未能是研制基因工程抗体,(genetically engineering antibody)以代替鼠源单克隆抗体用于临床。

基因工程抗体兴起于80年代早期。这一技术是将对Ig基因结构与功能的了解与DNA重组技术相结合,根据研究者的意图在基因水平对Ig分子进行切割、拼接或修饰,甚至是人工全合后导入受体细胞表达,产生新型抗体,也称为第三代抗体。

基因工程抗体包括嵌合抗体、重构抗体、单链抗体、单区抗体及抗体库等。其中以嵌合抗体研究的较多,也较成熟。单链抗体及单区抗体虽具有结构简单、分子小等优点但其临床应用的前景尚待证实。

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