论文部分内容阅读
武汉市常青一中 一、单克隆抗体的概念
在弄清什么是单克隆抗体之前，先让我们了解一下传统的抗体生产方法及缺陷是什么？传统的抗体生产方法是向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需要的抗体。这种方法生产的抗体产量和纯度都很低，而且制备的抗体特异性差、灵敏度低。如何克服这一缺陷呢？科学家们进行了多年的研究和探索。他们发现哺乳动物感染抗原后，体内会形成相应的B淋巴细胞（浆细胞）。B淋巴细胞能分泌特异性抗体，但每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。正是由于B淋巴细胞的这个特点，所以要想获得大量的单一抗体，必须用单个B淋巴细胞进行无性繁殖，也就是通过克隆形成细胞群，这样的单克隆细胞群就有可能产生出化学性质单一、特异性强、灵敏度高的抗体，即单克隆抗体。然而在体外培养条件下，单个B淋巴细胞是不可能无限增殖的，那么科学家又是怎样解决这一难题的呢？
1975年英国科学家米尔斯坦和柯勒设计了一个极富创造性的实验方案：把一种B淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞进行细胞融合，获得既能产生特异性抗体，又能无限增殖的杂交瘤细胞，并以此进行克隆化培养，生产出单克隆抗体。由于他们的杰出贡献，于1984年获得了诺贝尔生物医学奖。
例1 下列哪一项属于克隆（ ）
A．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中
B．将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内
C．将小鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的B淋巴细胞融合成杂交瘤细胞
D．将某一肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系
解析 克隆是指通过无性生殖而产生的遗传上均一的生物群，即具有完全相同遗传信息的一群细胞或者生物的个体。现在还包括个体、细胞、基因等不同水平上的无性增殖物。
答案 D
二、单克隆抗体的制备
单克隆抗体的制备过程主要有以下基本步骤：
1．注射特定的抗原使小鼠产生免疫反应，从而能够从小鼠脾脏细胞获得能分泌相应抗体的B淋巴细胞；
2．诱导小鼠B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合；
3．杂交瘤细胞的筛选、抗体的检测及克隆化培养；
4．将获得足够数量的能够分泌所需抗体的杂交瘤细胞进行体外培养或体内培养，并从培养液或小鼠腹水中，提取出大量的单克隆抗体。
在上述基本步骤中，最关键的是筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。该步骤主要是进行两次筛选：第一次筛选是选择出杂交瘤细胞，并克隆杂交瘤细胞；第二次筛选是选择出能够产生所需抗体的杂交瘤细胞，并克隆能够产生所需抗体的杂交瘤细胞。
下面，我们通过一道例题来了解这两次筛选：
例2 已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基喋呤阻断。小鼠B淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但细胞一般不分裂增殖。小鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖。将这两种细胞在试管中混合，并用灭活的仙台病毒诱导融合，获得杂种细胞。请根据上述内容分析回答：
（1）试管中除融合的杂种细胞外，还有 种融合细胞。
（2）为了从培养基中筛选出杂种细胞，可在培养基中加入氨基喋呤，这是因为①B淋巴细胞本身 ；②小鼠骨髓瘤细胞及其融合细胞 ；③小鼠B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞可以利用 途径合成DNA而不断分裂增殖。
解析 在诱导小鼠B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合的过程中，会出现B细胞—B细胞、B细胞—瘤细胞、瘤细胞—瘤细胞的融合细胞和未融合的B淋巴细胞、瘤细胞。要将其中B细胞—瘤细胞融合的杂种细胞筛选出来，就要利用小鼠B淋巴细胞中有D和S两种DNA的合成途径，但细胞不分裂增殖；小鼠骨髓瘤细胞中没有S途径只有D途径，但能不断分裂增殖的特点。根据氨基喋呤可以阻断D途径的特性，在培养基中加入氨基喋呤阻断D途径，这样就使瘤细胞和瘤细胞—瘤细胞的融合细胞因无法合成DNA而不能增殖，B细胞和B细胞—B细胞的融合细胞本来就不能增殖，只有B细胞—瘤细胞融合后的杂种细胞可以利用B细胞内的S途径合成DNA而不断分裂增殖，在培养基中存活下来。
答案 （1）2 （2）不增殖 由于氨基喋呤阻断了D途径，也不增殖 小鼠B淋巴细胞的S
从上面的例题可以看出在单克隆抗体的制备中对杂交瘤细胞的筛选是根据B淋巴细胞和瘤细胞各自的代谢特点，用特定的选择性培养基进行筛选。简单地说就是在这种培养基上只有B淋巴细胞—瘤细胞融合的杂交瘤细胞才能生长、增殖。
我们知道动物在免疫反应的过程中体内产生的特异性抗体种类可多达百万种以上，而每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，因此筛选出的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞，这就需要进行第二次筛选，将分泌所需抗体的杂交瘤细胞筛选出来。通常用“有限稀释法”来选择。这种方法是将杂交瘤细胞稀释，用多孔细胞培养板培养，使一个培养孔中仅有一个杂交瘤细胞﹐这一个细胞经无性繁殖而生成一个纯系的细胞群（克隆）。然后检测（常用酶联免疫吸附试验法）各孔上清液中细胞分泌的抗体，那些上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔。阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞，挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释，一般需进行3～4次，直至确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。这一筛选过程就是教材中所说的对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测。
单克隆抗体技术的成功不仅在生物学基础理论的研究中具有重要意义，而且在实践上有很高的实用价值。单克隆抗体主要用于诊断试剂、治疗疾病和运载药物等许多方面。
【练习】
1．制备单克隆抗体时，在培养基中加入某种试剂能筛选出杂交瘤细胞，该试剂的作用是（ ）
A．能选择性抑制骨髓瘤细胞的DNA复制
B．能激活淋巴细胞的原癌基因
C．能抑制淋巴细胞的DNA复制
D．能阻止杂交瘤细胞的核糖体上蛋白质的合成
2．单克隆抗体目前应用于下列临床检测中，错误的是（ ）
A．识别癌变细胞 B．识别病变细胞
C．识别病原体 D．识别致病基因
3．单克隆抗体与血清抗体相比，优越之处在于（ ）
A．单克隆抗体能够制成“生物导弹”
B．单克隆抗体可以在体外制备
C．单克隆抗体的特异性强、灵敏度高，产量也大大高于血清抗体
D．单克隆抗体的制备过程简单
4．下面是关于单克隆抗体制备的有关叙述，错误的是（ ）
A．首先向小鼠体内注射特定的抗原使小鼠产生免疫反应，然后从小鼠脾脏中获取能够产生相应抗体的B淋巴细胞，与小鼠骨髓瘤细胞在灭活的仙台病毒的诱导下融合
B．在特定的鉴别培养基上筛选出杂交瘤细胞并培养
C．在体外条件下将杂交瘤细胞进行大规模培养或注射到小鼠腹腔里增殖
D．从细胞培养液或小鼠的腹水中，提取大量的单克隆抗体
【参考答案】
1～4 A D C B
在弄清什么是单克隆抗体之前，先让我们了解一下传统的抗体生产方法及缺陷是什么？传统的抗体生产方法是向动物体内反复注射某种抗原，使动物产生抗体，然后从动物血清中分离所需要的抗体。这种方法生产的抗体产量和纯度都很低，而且制备的抗体特异性差、灵敏度低。如何克服这一缺陷呢？科学家们进行了多年的研究和探索。他们发现哺乳动物感染抗原后，体内会形成相应的B淋巴细胞（浆细胞）。B淋巴细胞能分泌特异性抗体，但每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。正是由于B淋巴细胞的这个特点，所以要想获得大量的单一抗体，必须用单个B淋巴细胞进行无性繁殖，也就是通过克隆形成细胞群，这样的单克隆细胞群就有可能产生出化学性质单一、特异性强、灵敏度高的抗体，即单克隆抗体。然而在体外培养条件下，单个B淋巴细胞是不可能无限增殖的，那么科学家又是怎样解决这一难题的呢？
1975年英国科学家米尔斯坦和柯勒设计了一个极富创造性的实验方案：把一种B淋巴细胞与能在体外大量增殖的骨髓瘤细胞进行细胞融合，获得既能产生特异性抗体，又能无限增殖的杂交瘤细胞，并以此进行克隆化培养，生产出单克隆抗体。由于他们的杰出贡献，于1984年获得了诺贝尔生物医学奖。
例1 下列哪一项属于克隆（ ）
A．将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中
B．将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内
C．将小鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的B淋巴细胞融合成杂交瘤细胞
D．将某一肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系
解析 克隆是指通过无性生殖而产生的遗传上均一的生物群，即具有完全相同遗传信息的一群细胞或者生物的个体。现在还包括个体、细胞、基因等不同水平上的无性增殖物。
答案 D
二、单克隆抗体的制备
单克隆抗体的制备过程主要有以下基本步骤：
1．注射特定的抗原使小鼠产生免疫反应，从而能够从小鼠脾脏细胞获得能分泌相应抗体的B淋巴细胞；
2．诱导小鼠B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合；
3．杂交瘤细胞的筛选、抗体的检测及克隆化培养；
4．将获得足够数量的能够分泌所需抗体的杂交瘤细胞进行体外培养或体内培养，并从培养液或小鼠腹水中，提取出大量的单克隆抗体。
在上述基本步骤中，最关键的是筛选出能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。该步骤主要是进行两次筛选：第一次筛选是选择出杂交瘤细胞，并克隆杂交瘤细胞；第二次筛选是选择出能够产生所需抗体的杂交瘤细胞，并克隆能够产生所需抗体的杂交瘤细胞。
下面，我们通过一道例题来了解这两次筛选：
例2 已知细胞合成DNA有D和S两条途径，其中D途径能被氨基喋呤阻断。小鼠B淋巴细胞中有这两种DNA的合成途径，但细胞一般不分裂增殖。小鼠骨髓瘤细胞中尽管没有S途径，但能不断分裂增殖。将这两种细胞在试管中混合，并用灭活的仙台病毒诱导融合，获得杂种细胞。请根据上述内容分析回答：
（1）试管中除融合的杂种细胞外，还有 种融合细胞。
（2）为了从培养基中筛选出杂种细胞，可在培养基中加入氨基喋呤，这是因为①B淋巴细胞本身 ；②小鼠骨髓瘤细胞及其融合细胞 ；③小鼠B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合后的杂种细胞可以利用 途径合成DNA而不断分裂增殖。
解析 在诱导小鼠B淋巴细胞和小鼠骨髓瘤细胞融合的过程中，会出现B细胞—B细胞、B细胞—瘤细胞、瘤细胞—瘤细胞的融合细胞和未融合的B淋巴细胞、瘤细胞。要将其中B细胞—瘤细胞融合的杂种细胞筛选出来，就要利用小鼠B淋巴细胞中有D和S两种DNA的合成途径，但细胞不分裂增殖；小鼠骨髓瘤细胞中没有S途径只有D途径，但能不断分裂增殖的特点。根据氨基喋呤可以阻断D途径的特性，在培养基中加入氨基喋呤阻断D途径，这样就使瘤细胞和瘤细胞—瘤细胞的融合细胞因无法合成DNA而不能增殖，B细胞和B细胞—B细胞的融合细胞本来就不能增殖，只有B细胞—瘤细胞融合后的杂种细胞可以利用B细胞内的S途径合成DNA而不断分裂增殖，在培养基中存活下来。
答案 （1）2 （2）不增殖 由于氨基喋呤阻断了D途径，也不增殖 小鼠B淋巴细胞的S
从上面的例题可以看出在单克隆抗体的制备中对杂交瘤细胞的筛选是根据B淋巴细胞和瘤细胞各自的代谢特点，用特定的选择性培养基进行筛选。简单地说就是在这种培养基上只有B淋巴细胞—瘤细胞融合的杂交瘤细胞才能生长、增殖。
我们知道动物在免疫反应的过程中体内产生的特异性抗体种类可多达百万种以上，而每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体，因此筛选出的杂交瘤细胞并非都是能分泌所需抗体的细胞，这就需要进行第二次筛选，将分泌所需抗体的杂交瘤细胞筛选出来。通常用“有限稀释法”来选择。这种方法是将杂交瘤细胞稀释，用多孔细胞培养板培养，使一个培养孔中仅有一个杂交瘤细胞﹐这一个细胞经无性繁殖而生成一个纯系的细胞群（克隆）。然后检测（常用酶联免疫吸附试验法）各孔上清液中细胞分泌的抗体，那些上清液可与特定抗原结合的培养孔为阳性孔。阳性孔中的细胞还不能保证是来自单个细胞，挑选阳性孔的细胞继续进行有限稀释，一般需进行3～4次，直至确信每个孔中增殖的细胞为单克隆细胞。这一筛选过程就是教材中所说的对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测。
单克隆抗体技术的成功不仅在生物学基础理论的研究中具有重要意义，而且在实践上有很高的实用价值。单克隆抗体主要用于诊断试剂、治疗疾病和运载药物等许多方面。
【练习】
1．制备单克隆抗体时，在培养基中加入某种试剂能筛选出杂交瘤细胞，该试剂的作用是（ ）
A．能选择性抑制骨髓瘤细胞的DNA复制
B．能激活淋巴细胞的原癌基因
C．能抑制淋巴细胞的DNA复制
D．能阻止杂交瘤细胞的核糖体上蛋白质的合成
2．单克隆抗体目前应用于下列临床检测中，错误的是（ ）
A．识别癌变细胞 B．识别病变细胞
C．识别病原体 D．识别致病基因
3．单克隆抗体与血清抗体相比，优越之处在于（ ）
A．单克隆抗体能够制成“生物导弹”
B．单克隆抗体可以在体外制备
C．单克隆抗体的特异性强、灵敏度高，产量也大大高于血清抗体
D．单克隆抗体的制备过程简单
4．下面是关于单克隆抗体制备的有关叙述，错误的是（ ）
A．首先向小鼠体内注射特定的抗原使小鼠产生免疫反应，然后从小鼠脾脏中获取能够产生相应抗体的B淋巴细胞，与小鼠骨髓瘤细胞在灭活的仙台病毒的诱导下融合
B．在特定的鉴别培养基上筛选出杂交瘤细胞并培养
C．在体外条件下将杂交瘤细胞进行大规模培养或注射到小鼠腹腔里增殖
D．从细胞培养液或小鼠的腹水中，提取大量的单克隆抗体
【参考答案】
1～4 A D C B