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新冠肺炎疫情期间，有无抗原和抗体，是检测是否感染新冠病毒的标准之一，“抗原”和“抗体”的概念尽人皆知。新冠病毒的抗原检测就是基于抗原抗体反应的原理：新冠病毒表面的抗原被提取与检测试剂条上的新冠抗体特异性结合发生抗原抗体反应。抗原抗体反应具有特异性，就好比抗原是锁，抗体是钥匙，只有对应的钥匙才能开这把锁，其他的钥匙是打不开的。抗原抗体反应是最重要的免疫学基础理论之一，也是标记免疫的理论基础。抗原抗体反应的发现历史，也伴随着诺贝尔生理学或医学奖的发展，可谓诺贝尔奖的摇篮。
针对抗体的研究始于1890年，埃米尔·冯·贝林（Emil von Behring，德国医学家）及北里柴三郎（Shibasabura Kitasato，日本医学家、细菌学家、免疫学家）首次描述了抗体对白喉及破伤风痉挛毒素的抵抗作用，提出了血清中存在一种可以与外来抗原发生反应的某种介质的假设。埃米尔·冯·贝林与北里柴三郎一起被提名1901年首届诺贝尔生理学或医学奖，最终只有埃米尔·冯·贝林获奖。
保罗·埃尔利希（Paul Ehrlich，德国科学家）受到他们这一想法的启发，在1891年10月发表的《免疫力的试验性研究》这篇文章中，他首次使用德语的“Antikörper”（抗体），第一次提出了抗体的分子模型理论，认为抗体有很多结合位点，这些位点与外源异物结合，这个外源异物就是现在所说的“抗原”。之后保罗·埃尔利希于1897年提出了抗体与抗原互动的“侧链”理论假说：在细胞的表面存在能和特定毒素发生一把钥匙对应一把锁类似的特异结合作用的感受器，而结合反应则会进一步促进相关抗体的生产。凭借“侧链”假说，保罗·埃尔利希获得了1908年的诺贝尔生理学或医学奖。
1940年，莱纳斯·卡尔·鲍林（Linus Carl Pauling，美国化学家）提出抗原与抗体结构互补性原理，通过抗体抗原的互动能力取决于各自的形状而不是其化学成分，证明了保罗·埃尔利希所提出的一把钥匙配一把锁的免疫学理论。1954年他因在化学键方面的工作获得诺贝尔化学奖，1962年因反对核弹在地面测试的行动获得诺贝尔和平奖，成为史上获得不同诺贝尔奖项的两人之一。
莱纳斯·卡尔·鲍林的直接模板理论可简要概括为：以抗原作为模板，抗体按照模板逐步合成在空间构型上与抗原具有互补性的抗体，具有与抗原相适应的结合部位，能与抗原呈特异性结合。
抗体产生的直接模板理论示意图
此后，抗体研究工作的重点转向了识别抗体蛋白质结构中各部分的作用。20世纪60年代，杰拉尔德·埃德尔曼（Gerald Maurice Edelman，美国生物学家）发现了抗体的轻链，并且发现这与1845年所发现的本周氏蛋白质是同一种物质，这是一项重大的突破。与此同时，罗德尼·罗伯特·波特（Rodney Robert Porter，英国生物化学家）识别出了免疫球蛋白的抗体结合区及抗体尾部的可结晶区。根据这些发现，科学家们对免疫球蛋白的结构进行了推测，并描述了IgG蛋白质的完整氨基酸序列。他们两人因对抗体结构的研究被共同授予1972年的诺贝尔生理学或医学奖。
虽然关于抗原抗体的研究一直在进步，但是在很长一段时间里，抗体的多样性原理一直被视为医学界最大的谜团，科学界产生了各种各样的假说，而日本的利根川进彻底解决了这个难题。1976年，利根川进（Susumu Tonegawa，日本科学家）对免疫球蛋白相关基因进行研究，发现了抗体通过基因重排实现多样性的体细胞超突变基本原理。1987年，利根川进因“发现抗体多样性的遗传学原理”而单独获得当年的诺贝尔生理学或医学奖，也是首位亚洲/日本籍诺贝尔生理学或医学奖得主。
抗体是一种通过效应B细胞（浆细胞）分泌，用来鉴别和清除外源物质如细菌、病毒等的免疫球蛋白。由于自然界中存在各种各样的病原体，而这些病原体的表面又存在诸多不同的蛋白质，抗体要识别它们，其抗原结合区域也相应是千变万化的，从而形成各种各样的抗体。
抗体示意图
现代医学对抗原抗体反应的定义指的是抗原与抗体之间的特异性结合，即抗原表位与抗体可变区之间的互补结合。这种反应具有特异性、可逆性、比例性和阶段性等特点。对特异性抗原抗体反应进行标记，原本看不见的抗原抗体反应就可以通过各种标记被检测到，这就是标记免疫分析的理论基础。抗原抗体反应既可以在体内发生，也可以在体外发生。由于抗原或抗体检测中多以血清为试验材料，故体外抗原抗体的免疫学反应也称为血清学反应，也就是临床上最常用的血清学诊断。