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1、单克隆抗体概念和制备原理基本概念 抗体主要由B淋巴细胞合成。每个B淋巴细胞有合成一种抗体的遗传基因。动物脾脏有上百万种不同的B淋巴细胞系，含遗传基因不同的B淋巴细胞合成不同的抗体。当机体受抗原刺激时，抗原分子上的许多决定簇分别激活各个具有不同基因的B细胞。被激活的B细胞分裂增殖形成该细胞的子孙，即克隆由许多个被激活B细胞的分裂增殖形成多克隆，并合成多种抗体。如果能选出一个制造一种专一抗体的细胞进行培养，就可得到由单细胞经分裂增殖而形成细胞群，即单克隆。单克隆细胞将合成一种决定簇的抗体，称为单克隆抗体（monoclonal antibody,McAb）。制备原理 要制备单克隆抗体需先获得能合成专
2、一性抗体的单克隆B淋巴细胞，但这种B淋巴细胞不能在体外生长。而实验发现骨髓瘤细胞可在体外生长繁殖，应用细胞杂交技术使骨髓瘤细胞与免疫的淋巴细胞二者合二为一，得到杂种的骨髓瘤细胞。这种杂种细胞继承两种亲代细胞的特性，它既具有B淋巴细胞合成专一抗体的特性，也有骨髓瘤细胞能在体外培养增殖永存的特性，用这种来源于单个融合细胞培养增殖的细胞群，可制备抗一种抗原决定簇的特异单克隆抗体。其制备原理示意如下： 优点单克隆抗体与常规抗体相比有如下优点：1. 单一特异性，与一个抗原决定簇反应；2.可重复性，能够提供完全一样的抗体制剂；3. 一经制出，可无限量地供应；4. 生产单克隆抗体，不一定需要纯的抗原；5.
3、能查出混合物中存在的用常规方法查不出的少量成分。单克隆抗体制备方法1975年Kohler和Milstein发现将小鼠骨髓瘤细胞与和绵羊红细胞免疫的小鼠脾细胞进行融合，形成的杂交瘤细胞既可产生抗体，又可无性繁殖，从而创立了单克隆抗体杂交瘤技术。这一技术上的突破使血清学的研究进入了一个高度精确的新纪元。采用杂交瘤技术制备单克隆抗体包括动物免疫、细胞融合、选择杂交瘤、检测抗体、杂交瘤细胞的克隆化、冻存以及单克隆抗体的大量生产，要经过几个月的一系列实验步骤。主要仪器设备：超净工作台、CO2恒温培养箱、超低温冰箱（-70）、倒置显微镜、精密天平或电子天平、液氮罐、离心机（水平转子，4000r/min）、
4、37水浴箱、纯水装置、滤器、真空泵等。其需要的主要器械包括：100ml、50ml、25ml细胞培养瓶，10ml、1ml刻度吸管，试管，滴管（弯头、直头），平皿，烧杯，500ml、250ml、100ml盐水瓶，青霉素小瓶，10ml、5ml、1ml注射器等，96孔、24孔细胞培养板，融合管（50ml圆底带盖玻璃或塑料离心管），眼科剪刀，眼科镊，血细胞计数板，可调微量加样器（50ul，200ul，1000ul），弯头针头，200目筛网，小鼠固定装置等。此外，一般的单克隆抗体制备方法大同小异。方法：动物的选择与免疫1. 动物的选择 纯种BALB/C小鼠，较温顺，离窝的活动范围小，体弱，食量及排污较小，
5、一般环境洁净的实验室均能饲养成活。目前开展杂交瘤技术的实验室多选用纯种BALA/C小鼠。2. 免疫方案 选择合适的免疫方案对于细胞融合杂交的成功，获得高质量的McAb至关重要。一般在融合前两个月左右根据确立免疫方案开始初次免疫，免疫方案应根据抗原的特性不同而定。（1）可溶性抗原免疫原性较弱，一般要加佐剂，半抗原应先制备免疫原，再加佐剂。常用佐剂：福氏完全佐剂、福氏不完全佐剂。初次免疫 抗原150g加福氏完全佐剂皮下多点注射或脾内注射（一般0.81ml,0.2ml/点）3周后第二次免疫 剂量同上，加福氏不完全佐剂皮下或ip（腹腔内注射）（ip剂量不宜超过0.5ml）3周后第三次免疫 剂量同一，不
6、加佐剂，ip（57天后采血测其效价）23周加强免疫，剂量50500g为宜，ip或iv（静脉内注射）3天后取脾融合目前，用于可溶性抗原（特别是一些弱抗原）的免疫方案也不断有所更新，如：将可溶性抗原颗粒化或固相化，一方面增强了抗原的免疫原性，另一方面可降低抗原的使用量。改变抗原注入的途径，基础免疫可直接采用脾内注射。使用细胞因子作为佐剂，提高机体的免疫应答水平，增强免疫细胞对抗原的反应性。（2）颗粒抗原免疫性强，不加佐剂就可获得很好的免疫效果。以细胞性抗原为例，免疫时要求抗原量为12107个细胞。初次免疫 1107/0.5ml ip23周后第二次免疫 1107/0.5ml ip3周后加强免疫（融合
7、前三天）1107/0.5ml ip或iv取脾融合细胞融合细胞融合前准备1. 骨髓瘤细胞系的选择：骨髓瘤细胞应和免疫动物属于同一品系，这样杂交融合率高，也便于接种杂交瘤在同一品系小鼠腹腔内产生大量McAb。常用的骨髓瘤细胞系见下表。用于融合试验的主要骨髓瘤细胞系名称来源耐受药物Ig链H LP3/X63-Ag8(X63)BALB/C骨髓瘤MOPC-218-氮鸟嘌呤r1 KP3/X63-Ag8.653(X63-Ag8.653)P3/X63-Ag88-氮鸟嘌呤P3/NSI-1-Ag4-1(NS-1)P3/X63-Ag88-氮鸟嘌呤 K（不分泌型）P3/X63-Ag8.Ul(P3Ul)（X63BALB/
8、C脾细胞）杂交瘤8-氮鸟嘌呤SP2/0-Ag14(SP2/0)（X63BALB/C脾细胞）杂交瘤8-氮鸟嘌呤F0BALB/C骨髓瘤8-氮鸟嘌呤S194/5.XXO.BU.1P3/X63-Ag85-溴脱氧尿嘧啶核苷MPC11-45.6TG1.7BALB/C骨髓瘤MPC-116-巯鸟嘌呤r2b K210.RCY3.Ag1.2.3LOU大鼠骨髓瘤R2108-氮鸟嘌呤 KGM15006TG-A12人骨髓瘤GM15006-巯鸟嘌呤r1 KU-266AR人骨髓瘤U-2668-氮鸟嘌呤单克隆抗体的纯化1. 腹水型单抗的纯化 在单抗纯化之前，一般均需对腹水进行预处理，目的是为了进一步除去细胞及其残渣、小颗粒物
9、质、以及脂肪滴等。常用的方法有二氧化硅吸附法和过滤离心法，以前者处理效果为佳，而且操作简便。（1） 二氧化硅吸附法： 新鲜采集的腹水（或冻存的腹水），2000r/min 15分钟，除去细胞成分（或冻存过程中形成的固体物质）等；取上层清亮的腹水，等量加入PH7.2巴比妥缓冲盐水（VBS；0.004mol/L巴比妥，0.15mol/L NaCl，0.8mmol/L Mg2+，0.3mmol/L Ca2+）稀释；然后以每10ml稀释腹水中加150mg二氧化硅粉末，混匀，悬液在室温孵育30分钟，不时摇动；2000g离心20分钟，脂质等通过该法除去，即可得澄清的腹水。（2） 过滤离心法： 用微孔滤膜过滤
10、腹水，以除去较大的凝块及脂肪滴；用10000g 15分钟高速离心（4）除去细胞残渣及小颗粒物质。（3） 混合法： 即上述两法的组合，先将腹水高速离心，取上清液再用二氧化硅吸附处理。2. 单抗的粗提（1） 硫酸铵沉淀法A. 饱和硫酸铵溶液的配制：500g硫酸铵加入500ml蒸馏水中，加热至完全溶解，室温过夜，析出的结晶任其留在瓶中。临用前取所需的量，用2mol/L NaOH调PH至7.8。B. 盐析：吸取10ml处理好的腹水移入小烧杯中，在搅拌下，滴加饱和硫酸铵溶液5.0ml；继续缓慢搅拌30分钟；10000r/min离心15分钟；弃去上清液，沉淀物用1/3饱和度硫酸铵悬浮，搅拌作用30分钟，同
11、法离心；重复前一步1-2次；沉淀物溶于1.5ml PBS（0.01mol/L PH7.2）或Tris-HCl缓冲液中。C. 脱盐：常用柱层析或透析法。柱层析法是将盐析样品过Sephadex G-50层析柱，以PBS或Tris-HCl缓冲液作为平衡液和洗脱液，流速每分钟1ml。第一个蛋白峰即为脱盐的抗体溶液。透析法是将透析袋于2% NaHCO3，1mmol/L EDTA溶液中煮10分钟，用蒸馏水清洗透析袋内外表面，再用蒸馏水煮透析袋10分钟，冷至室温即可使用（并可于0.2mol/L EDTA溶液中，4保存备用）。将盐析样品装入透析袋中，对50-100倍体积的PBS或Tris-HCl缓冲液透析（4
12、）12-24小时，其间更换5次透析液，用萘氏试剂（碘化汞11.5g，碘化钾8g，加蒸馏水50ml，待溶解后，再加20% NaOH 50ml）检测，直至透析外液无黄色物形成为止。D. 蛋白质含量的测定：（Pr）（mg/ml）=（1.45OD280-0.74OD260）稀释倍数；或（Pr）=OD280稀释倍数/1.3E. 分装冻存备用。（2） 辛酸-硫酸铵沉淀法该法简单易行，适合于提纯IgG1和IgG2b，但对IgG3和IgA的回收率及纯化效果差。其主要步骤如下：取1份预处理过的腹水加2份0.06mol/L PH5.0醋酸缓冲液，用1mol/L HCl调PH至4.8；按每毫升稀释腹水加11ul辛酸
13、的比例，室温搅拌下逐滴加入辛酸，于30分钟内加完，4静置2小时，取出15000g离心30分钟，弃沉淀；上清经尼龙筛过滤（125um），加入1/10体积的0.01mol/L PBS，用1mol/L NaOH调PH至7.2；在4下加入饱和硫酸铵至45%饱和度，作用30分钟，静置1小时；10000g离心30分钟，弃上清；沉淀溶于适量PBS（含137mmol/L NaCl，2.6mol/L KCl，0.2mmol/L EDTA）中，对50-100倍体积的PBS透析，4过夜，其间换水3次以上；取出10000g离心30分钟，除去不溶性沉渣，测定蛋白质含量后，分装，冻存备用。（3） 优球蛋白沉淀法该法适用于
14、IgG3和IgM型单抗的提取，所获制品的抗体活性几乎保持不变，对IgG3单抗的回收率高于90%，对IgM单抗的回收率为40-90%不等。其操作步骤如下：取一定量的预处理过的腹水，先后加入NaCl和CaCl2，使各自的浓度分别达0.2mol/L和25mmol/L，随之可见纤维蛋白的产生；经滤纸过滤后，滤液对100倍体积的去离子水透析，4 8-15小时（若是IgG3单抗，也可室温2小时），其间换水1-2次；取出后22000g离心30分钟，弃上清；将沉淀溶于PH8.0 1mol/L NaCl，0.1mol/L Tris-HCl溶液中，重复上述的透析与离心；将沉淀的优球蛋白浓度调至5-10mg/ml，分装冻存备用。3. 单抗纯化的方法 单抗纯化的方法有很多种，应根据具体单抗的特性和实验条件选择适宜的方法，常用的技术有DEAE离子交换层析柱、凝胶过滤法和亲和层析法三种。这些方法可以参阅蛋白技术讨论专题区的纯化方法介绍。在清洗液中硅表面为负电位有些颗粒也为负电位，由于两者的电的排斥力作用可防止粒子向晶片表面吸附，但也有部分粒子表面是正电位，由于两者电的吸引力作用，粒子易向晶片表面吸附。
