克隆选择学说

引子：首先，人们发现不管什么抗原（甚至人工合成的抗原），人体（或动物）总能产生出一个特异性的抗体。

难以置信的是大千世界万物都可以是抗原，而且每个蛋白还可能有多个抗原决定点，那机体要预先准备好那么多的抗体需要多少基因！把整个基因组都用上还不够编码免疫系统的！这个抗体的多样性产生的基础是什么？机理又是什么？Burnet在提出假说时把一个很头痛的问题搁置起来了：多样化的抗体的遗传机理。

首先，他假设机体有一种神奇的机制可以用少量的基因给无数多的抗体编码（这后来被另一位诺贝尔奖获得者证实是VDJ重组），然后几乎所有可能的排列组合都有抗体产生，但是绝大多数的克隆都在免疫发生过程中夭折了。

这些克隆之所以被“选择掉”是因为一旦放他们到外周组织就会产生自身免疫。

克隆选择学说（亦无性繁殖选择学说）克隆又称无性繁殖细胞系或无性繁殖系，是一个细胞或个体以无性方式重复分裂或繁殖所产生的一群细胞或一群个体，在不发生突变的情况下具有完全相同的遗传结构。

是澳大利亚免疫学家F.M.伯内特于1957年提出的抗体形成理论。

现在已知，淋巴细胞不需要抗原的作用，就已分化为多种带有不同抗体的细胞了。

一种抗原侵入人体后，在无数种淋巴细胞中，只有表面本来就带有和这种抗原互补的受体的少数淋巴细胞能和抗原结合。

一经结合，这种淋巴细胞就恢复了分裂的能力，连续分裂产生大量带有同样抗体的淋巴细胞群。

这一群细胞由于是同一来源的，所以称为克隆(clone)，这就是克隆选择学说。

同时该学说强调决定抗体结构的是淋巴细胞的基因，抗原不能改变或修饰编码抗体的基因。

（便于理解比喻：打一个譬喻，教导说很像是做衣服的“量体裁衣”，根据体形大小，裁制合适的衣服；克隆选择学说不是量体裁衣，而是买“成品”，服装店早已备好合乎各种体型的衣服了。

自己不能改变)获得诺贝尔奖（因为免疫耐受方面的贡献）克隆选择学说示意图免疫耐受（b细胞：3种方式t：两种选择）与克隆选择伯内特与梅达沃在“免疫耐受现象”共同获得诺贝尔生理学或医学奖克隆选择学说的提出在五十年前是件不可思议的事。

提出这个学说的目的是为了解释抗体多样性的产生机理。

首先，人们发现不管什么抗原（甚至人工合成的抗原），人体（或动物）总能产生出一个特异性的抗体。

难以置信的是大千世界万物都可以是抗原，而且每个蛋白还可能有多个抗原决定点，那机体要预先准备好那么多的抗体需要多少基因！把整个基因组都用上还不够编码免疫系统的！这个抗体的多样性产生的基础是什么？机理又是什么？Burnet在提出假说时把一个很头痛的问题搁置起来了：多样化的抗体的遗传机理。

首先，他假设机体有一种神奇的机制可以用少量的基因给无数多的抗体编码（这后来被另一位诺贝尔奖获得者证实是VDJ重组），然后几乎所有可能的排列组合都有抗体产生，但是绝大多数的克隆都在免疫发生过程中夭折了。

这些克隆之所以被“选择掉”是因为一旦放他们到外周组织就会产生自身免疫。

Burnet的克隆选择学说至今还具有强大的生命力。

人物介绍：1923年获墨尔本大学医学博士学位。

1927年在英国李斯特研究所获哲学博士学位。

1931年在伦敦国立医学研究所从事病毒学研究。

1934年返回澳大利亚，于墨尔本皇家医院沃尔特-伊莱扎·霍尔医学研究所工作，1938年任该所副所长，1944年任所长至1965年退休。

于1942年被选为英国皇家学会会员，1965年被选为澳大利亚科学院院长。

对免疫学的第一个重要贡献是关于获得性免疫耐受的理论。

第二个重要贡献是关于抗体生成的克隆选择学说理论。

克隆选择学说的提出促进了免疫学从血流抗体的研究转向细胞生成抗体的研究。

1960年他因发现了免疫耐受现象与梅达沃共同获得诺贝尔生理学或医学奖。

核心论点:①带有各种受体的免疫活性细胞克隆早已存在,抗原的作用只是选择并激活相应的克隆；②细胞受体和该细胞后代所分泌的产物（抗体）具有相同的特异性。

特点：①抗体结构的多样性由体细胞突变（于生发中心母细胞轻重链v基因发生高频突变）产生;②已分化的免疫活性细胞只限于表达一种特异性，这一特异性以克隆扩增的形式在体内得以保存；③新分化的免疫活性细胞凡能够与自身的抗原发生反应者都受到抑制，这些克隆作为禁忌克隆而被清除；④在抗原激发下，成熟的免疫活性细胞增殖并转化为浆细胞而大量产生某一种抗体；⑤早期未被自身的抗原所清除的禁忌克隆是日后发生自身免疫病的原因。

错误观点：1. （盛行于20世纪40年代）教导说（亦称指令学说）:有人认为淋巴细胞最初并不是分别带有不同抗体的，只有在它们与抗原分子接触之后，在抗原分子的影响下才分化出与抗原分子的抗原决定子互补的抗体2. 1940年美国化学家L.C.波林所提出的模板假设属于一种指令学说，他认为浆细胞所合成的免疫球蛋白肽链按照进入细胞的抗原分子的指令而折叠成为具有特定三级结构的抗体分子。

这一假设似乎可以解释抗体多样性的来源，但是不能完满地解释终身免疫现象，就是说不能解释为什么一个人感染某种传染性疾病几十年以后仍然能产生这一抗体。

随后又发现核糖核酸酶等变性以后又可以恢复活性，说明蛋白质分子的三级结构为它的一级结构所决定，这一发现进一步否定了模板假设。

正确观点支持1.（难说服）德国医学家和细菌学家P.埃尔利希于1900年提出的侧链理论便属于一种选择学说。

他认为动物体本来就能产生各种抗体，进入体内的某一种抗原只是选择性地促使相应抗体大量地产生。

但是后来发现将结合对氨基苯磺酸或二硝基苯的蛋白质注射动物后可以使它产生针对这些蛋白质的特异性抗体。

人们很难想象自然状态下的动物体内原先便存在这些抗体，因此这一种选择学说显然难以成立。

2.1955年N.K.耶讷提出一种选择学说，认为动物在胚胎时期就可能合成上百万种免疫球蛋白，抗原进入体内和特定的免疫球蛋白分子相结合而选择了相应的结构，这些球蛋白便作为模板而使体内出现能合成这一特定球蛋白的免疫活性细胞。

在这里，抗原所选择的是抗体。

3.同位素标记实验：给动物以高剂量的同位素标记的抗原，结果动物不但不发生免疫反应，而且以后对同样的、但不同同位素标记的抗原也不再发生免疫反应。

此时如给其他抗原，动物仍能发生正常免疫反应。

这一实验表明，同位素标记的抗原与带有互补抗体的淋巴细胞结合，这种淋巴细胞全被射线杀死，因此不发生免疫反应。

第二次给正常的同样抗原时，由于带有互补抗体的淋巴细胞已全被杀死，其他种淋巴细胞虽对其他抗原能正常反应，但不能对此种抗原发生反应，即不能转变为与此种抗原互补的淋巴细胞。

因此，动物就失去对此种抗原的免疫能力。

由此可见，淋巴细胞的特异性是先天存在的，而不是由抗原的“教导”而产生的。

这一学说的建立是免疫学的一个重大成就。

（补充知识：具有相同质子数，不同中子数（或不同质量数）同一元素的不同核素互为同位素。

例如氢有三种同位素， H氕、 D氘（又叫重氢）、 T氚（又叫超重氢）；碳有多种同位素，例如 12C（12为上标，下同）、 14C等。

放射性核素在医学上的应用，使多种类型恶性癌的疗效得到显著改善。

另外，可把放射性药物直接引入体内进行治疗，如198Au，90Y，177Lu等可治疗白血病，支气管癌等。

用”’I 治疗甲状腺癌和甲状腺功能亢进。

用’于治疗真性红细胞增多症。

同位素是有放射性的，对正常细胞也是有影响的，但是如果治疗得当，在量不大的情况下，损伤是可以恢复的）4．直接的证据—单克隆抗体研究。

1975年阿根廷学者C.米尔斯坦使致敏淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，将融合细胞作单克隆培养，获得只产生一种抗体的单克隆抗体细胞株。

5. 把鞭毛抗原不同的两种沙门氏菌注射大鼠的足掌，从大鼠分离浆细胞,把每一个浆细胞培养在一小滴含血清的缓冲液中,经培养以后把缓冲液一分为二，分别加入这一种或那一种沙门氏菌。

实验结果说明每一单细胞培养液只能使一种细菌失去活动能力，没有出现过同时使两种细菌失活的情况。

可见每一个浆细胞只产生一种抗体。

此外，模板学说要求抗原分子必须进入浆细胞中才能促使它产生相应的抗体，但是克隆选择学说认为抗原和产生某种抗体的免疫活性细胞表面的少量特异性的抗体结合以后，就能促使它增殖并产生大量抗体。

这一点也经荧光抗原方法证实。

克隆选择学说 - 不足之处虽然克隆选择学说的主要内容已经实验证实，可是并不是全部内容都是正确的。

关于抗体的多样性问题，伯内特认为多样性来自体细胞突变。

但是近年来发现免疫球蛋白分子的轻链和恒定区基因片段在胚胎细胞中并不邻接，可是在浆细胞中则是邻接的，这说明在免疫活性细胞的分化成熟过程中发生了染色体 DNA的重排。

由于这些基因片断为数众多，而且重排方还可能是由于具有免疫抑制功能的 T淋巴细胞与其他淋巴细胞发生相互作用的结果。

这些都是目前活跃的研究领域。

好处：克隆选择学说对几个问题的解释（一）对抗体产生多样性的解释动物出生以后，机体便已具有产生各种各样抗体的免疫活性细胞，体内有众多细胞克隆可足够抗原选择。

不管何种抗原进入体内，均有相应的克隆即被选出，进而分化增殖，产生抗体。

因此，克隆选择学说从细胞水平上解释了抗体的多样性。

（二）抗原的作用抗原的作用只是一种启动，与枪支上的板机相似。

相应的细胞克隆一旦被选出，即使无抗原存在，机体也能继续产生抗体。

抗原对决定抗体的基因无影响。

（三）对免疫记忆现象的解释细胞克隆在分化的过程中，一部分淋巴细胞停留在中间阶段，再次与相应抗原接触时，立刻可增殖而产生抗体，呈现免疫记忆现象。

（四）对免疫耐受性的解释认为在胚胎后期，自身抗原已完全备齐，于是凡能与自身抗原特异性结合的相应细胞克隆便可受到阻抑，最后被清除，构成自身免疫禁忌，即对自身的抗原物质不产生免疫反应，形成天然免疫耐受。

在胚胎时期，人为地引进异体抗原，也能消除与该抗原相对应的淋巴细胞克隆，动物出生后，对此种抗原即不产生免疫反应，形成人工免疫耐受。

克隆选择学说对以上问题都进行了比较满意的解释，因此该学说为广大免疫学者所接受，对现代免疫学的发展起到了无比巨大的推动作用。

后来的很多研究都从不同的角度证实了该学说的合理性，特别是20世纪70年代单克隆抗体的问世，对这一学说是一个极大的证实。

独特型-抗独特型免疫网络学说、抗体多样性的基因控制理论是对克隆选择学说的进一步发展和深化。