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抗体在疾病诊断和免疫防治中发挥重要作用，故对抗体的需求越来越大。人工制备抗体是大量获得抗体的重要途径。目前可通过传统的方法用抗原免疫动物，或通过细胞工程和基因工程技术分别制备多克隆抗体（polyclonal antibody，pAb）、单克隆抗体（monoclonal antibody，mAb）和基因工程抗体（genetic engineering antibody）。
以相应抗原免疫动物，获得抗血清。由于天然抗原常含多种不同抗原表位，同时抗血清也未经免疫纯化，故所获抗血清是含多种抗体的混合物，为多克隆抗体。多克隆抗体是在含多种抗原表位的抗原物质刺激下，体内多个B细胞克隆被激活并产生的针对多种不同抗原表位的抗体。此外，多克隆抗体还可来源于恢复期患者血清或经免疫接种的人群。
多克隆抗体的优点是来源广泛、制备容易；但其特异性不高、易发生交叉反应，也不易大规模制备，从而应用受限。
克隆是指由一个祖先细胞经增殖、分化所产生的遗传性状完全相同的细胞系或细胞群。由单一B淋巴细胞克隆所产生的、只作用于某一特定抗原决定基的均一抗体称为单克隆抗体（mAb）。制备单一表位特异性抗体的理想方法是获得仅针对单一表位的浆细胞克隆，使其在体外扩增并分泌抗体。然而，浆细胞在体外的寿命较短，也难以培养。为克服此缺点，Kohler和Milstein将可产生特异性抗体但短寿的浆细胞与无抗原特异性但长寿的恶性浆细胞瘤细胞融合，建立了可产生mAb的杂交瘤细胞和单克隆抗体技术（图3-8）。融合形成的杂交细胞系称为杂交瘤（hybridoma），其既有骨髓瘤细胞大量扩增和永生的特性，又具有免疫B细胞合成和分泌特异性抗体的能力。
单克隆抗体具有纯度高、特异性强、效价高、少或无交叉反应、制备成本低等特性，现已广泛应用于生物学、医学研究及实验诊断，如检测ABO血型、病毒性肝炎表面抗原、肿瘤相关抗原ErbB2所用的抗体制剂。
单克隆抗体也应用于疾病的被动免疫治疗及生物靶向药物的制备等领域。然而，研制成功的单克隆抗体几乎均为鼠源性，如作为靶向诊断药物或治疗性药物应用于人体，可诱导人体产生人抗鼠抗体（human anti-murine antibody，HAMA）。HAMA不仅可降低鼠源性单克隆抗体的治疗作用，而且与鼠源性单克隆抗体结合可产生类似血清病的变态反应，并对抗体的排泄器官产生毒性作用；此外，完整的抗体分子的相对分子质量过大，难以穿透实体肿瘤组织达到有效的治疗浓度。上述原因限制了鼠源性单克隆抗体在疾病治疗上广泛应用。
随着DNA重组技术的发展，使得有可能制备部分或全人源化的基因工程抗体，从而解决抗体应用中的异源性问题。基因工程抗体（genetic engineering antibody）又称重组抗体，它是在充分认识抗体基因结构与功能的基础上，应用DNA重组和蛋白质工程技术，按人们的意愿在基因水平上对抗体分子进行切割、拼接或修饰，重新组装成的新型抗体分子。基因工程抗体保留了天然抗体的特异性和主要生物学活性，去除或减少了无关结构，并可赋予抗体分子以新的生物学活性，因此比天然抗体具有更广泛的应用前景。迄今已成功构建多种类型的基因工程抗体（图3-9）。
图3-8 单克隆抗体制备流程图
图3-9 新型基因工程抗体的类型
人-鼠嵌合抗体（chimeric antibody）是指通过基因工程技术将鼠源性抗体的可变区与人类抗体的恒定区融合而成的抗体。此类抗体既保持了原来鼠源单抗的特异性、亲和力，又大大减少了其对人体的免疫原性。借助这种构建嵌合抗体的方法，还可对抗体进行不同亚类的转换，从而产生特异性相同、但可介导不同效应的抗体分子，如将细胞毒性较弱的IgG2变成细胞毒性较强的IgG1和IgG3，从而增强抗体免疫治疗的功能。
指以鼠单抗V区中互补决定区（CDR）序列取代人源抗体相应CDR序列。重组构成既具有鼠源性单抗特异性，又保持人抗体亲和力的CDR移植抗体（CDR-grafted antibody），即改形抗体（reshaping antibody）。
用适当的寡核苷酸接头（linker）连接轻链和重链可变区基因，使之表达单一多肽链，称为单链抗体（single chain fragment variable，scFv）。多肽链能自发折叠成天然构象，保持FV的特异性和亲和力。
又称双功能抗体（bifunction antibody，BsAb），即抗体分子中的两个抗原结合部位可分别结合两种不同的抗原表位。BsAb的一个臂可与靶细胞表面抗原结合，而另一个臂可与效应物（药物、效应细胞等）结合，从而将效应物直接导向靶组织细胞，并在局部聚集发挥作用。
抗体工程技术发展迅速。通过基因工程技术对鼠源性单克隆抗体进行改造，制备出人-鼠嵌合抗体、改形抗体、Fab抗体、Fv抗体、单链抗体、单域抗体、最小识别单位、抗体融合蛋白，以及细胞内抗体等；通过噬菌体抗体库技术制备全人源抗体，以及转基因动物表达全人源抗体等。
在体外，抗体可作为诊断试剂用于血清学鉴定、免疫标记技术等；在体内，抗体类药物可用于体内影像诊断及疾病治疗。
单克隆抗体问世后取得了辉煌的成就，单克隆抗体克服了多克隆抗体的交叉反应，提高了免疫学实验的特异性和敏感性，从而促进了医学检验学的发展；用单克隆抗体作亲和柱，可分离提纯极微量的可溶性的抗原，如激素、细胞因子和难以纯化的肿瘤抗原等，为物质提纯开辟了一条新途径；制备的单克隆抗体识别细胞表面特异性受体，若将抗肿瘤药物（如毒素或放射性物质）偶联到其上，构建生物导弹，为人类攻克肿瘤带来希望。目前，基因工程抗体在临床已用于治疗肿瘤、病毒性疾病、自身免疫病和某些神经系统疾病等。
问题与思考
临床焦点问题，两个药剂公司制备静脉注射用Ig。A公司从100 000个来自于美国单一的供体群中制备。而B公司是从来自于相等数量的北美洲、欧洲、巴西和日本供体中制备静脉注射用Ig。
哪一种是你期望的具有广泛抗病原体作用的产品？为什么？
理论与实践
1890年，德国细菌学家Emil Behring和Shibasaburo Kitasato报道了一个特别的实验。他们用破伤风梭菌免疫家兔，然后收集这些动物的血清，将0.2ml的免疫血清注射到 6只小鼠的腹腔。24h后，用活的、有毒的细菌感染处理的动物与没有处理的动物进行对照。所有的对照组小鼠在感染48h之内均死亡，然而经免疫血清处理的小鼠不但存活，而且表现出无感染特征。这一划时代的实验证明两点：首先表明在免疫后出现能够保护动物抵抗病原体的物质是存在于血清内；其次是免疫能够被动获得。从一个免疫动物获取血清注射到另一个没有免疫的动物，即从一个动物转移到另一个动物从而获得免疫力。该实践的发明者Behring于1901年获得诺贝尔生理学或医学奖。
免疫用Ig是从数千种供体的混合血浆中制备。实际上，静脉注射用Ig含有10 18 个分子的抗体（大部分是IgG），而且可能有超过10 7 种不同抗体特异性。治疗过程中，病人接受静脉注射Ig有效的剂量，一般是200～400mg/kg体重。也就是一个70kg体重的病人3～4周要接受 14～28g静脉注射Ig。从多数供体得到的血液产品有携带潜在致病体的危险。静脉注射用Ig的制备还涉及溶剂的处理，如乙醇、去污剂的应用以强有效地使HIV和HBV等病原体灭活。
（庞 慧）