单克隆抗体的制备和应用

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For the discovery of VEGF as a major mediator of angiogenesis and the development of an effective anti-VEGF therapy for wet macular degeneration, a leading cause of blindness in the elderly
¾抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团 ¾ 多克隆抗体(Polyclonal antibody, PcAb) ¾ 单克隆抗体(Monoclonal antibody, McAb) ¾ 细胞克隆
由单个B细胞克隆生产的、针对单一抗原决定簇 并且在分子上是同质的抗体
纯度高,专一性强、重复性好、持续无限量生产
饲养细胞(feeder cell)
饲养细胞的作用
增加细胞密度,满足新生杂交瘤细胞对细胞密度的要求 吞噬清除死亡的细胞 分泌生长刺激因子促进杂交瘤细胞的生长
饲养细胞的种类和制备方法
小鼠腹腔巨噬细胞 小鼠脾细胞
四、细胞融合
HAT培养液、融合剂PEG 饲养细胞 骨髓瘤细胞 免疫脾细胞
脾细胞的准备
颈脱位处死小鼠 无菌操作取出脾脏 清洗、研磨 收集细胞 离心洗涤 细胞计数
细胞克隆
无性繁殖系。指由一个祖细胞经分化、增殖 所产生的遗传性状完全相同的细胞群
理论基础
¾ 克隆选择学说 ¾ 细胞融合技术 ¾ 代谢途径
杂交细胞(hybrid cell)
某些条件下(如PEG、电穿孔),当两个细胞紧密接触 时,其细胞膜发生融合,产生具有原来两个细胞染色体 的单个细胞
杂交瘤细胞(hybridomas)
Georges J.F. Köhler
César Milstein
for theories concerning the specificity in development and control of the immune system and the discovery of the principle for production of monoclonal antibodies
B
BB
BBB
X HAT 中死亡
无法培养
X
B NS-1
B NS-1 B
NS-1 B NS-1
B B NS-1 B
单克隆抗体制备原理
--
--
脾细胞
细胞融合
HAT 初步筛选
ELISA 抗体筛选
1 3
2 4
P1 EmG3
m2m m4
1m 23 m4
mm mm mm
肿瘤细胞
2
m
3
4
m
1
2
33
44
22
m
33 4 4 m
MDX-010 ipilimumab
WX-G250 Rencarex
人抗体, IgG 嵌合, IgG1
CTLA-4 抗碳酸酐酶Ⅸ
黑素瘤 晚期肾癌
AMG-162 denosumab
人抗体, IgG2
RANKL
绝期后骨质疏松症和防止治疗 肿瘤过程中激素部分切除治疗 引起的骨丢失
Anti-MRSAmAb Aurograb
HAT选择性培养的原理
正常途径 de novo synthesis
dUMP
Thymidine 胸腺嘧啶核苷
TK X
dTMP
dTMP
DNA
Tetrahydrofolate
Dihydrofolate
Reductase
酶抑制剂
X
氨基喋呤 Aminopterin
GMP
HGPRT X
Hypoxanthine 次黄嘌呤
用生动的语言、幽默的表述, 试图使读者对免疫学无处不在 的细节有更深刻的理解,使读 者建立免疫系统全景式的大画 卷,真正做到享受学习免疫学 的乐趣
Monoclonal Antibody Production
基本概念
¾ 抗原(antigen)和抗体(antibody) ¾ 抗原决定簇(抗原表位epitope )
显微操作法
杂交瘤细胞的克隆化筛选
七、单克隆抗体的鉴定
免疫球蛋白类别及亚类的鉴定 杂交瘤细胞分泌特异性McAb的本质仍是小鼠的不同类型及 其亚类的免疫球蛋白(Ig),其中以IgG(IgG1、 IgG2a、 IgG2b和IgG3等亚类)最常见,其次为IgM
特异性 是否与其他抗原有交叉反应 敏感性 对腹水和培养上清进行效价测定 亲和力测定 抗体亲和力是指抗体与抗原或半抗原结合的强度, 其高低主要是由抗体分子结合表位部位和抗原决 定簇之间的互补程度决定
八、单克隆抗体的大量制备
动物体内生产 取 BALB/c 小 鼠 , 首 先 腹 腔 注射0.5ml液体石腊或降植 烷进行预处理 1-2周后,腹腔接种杂交瘤 细胞。杂交瘤细胞在小鼠 腹腔内增殖,并产生和分 泌单克隆抗体
体外培养法
将杂交瘤细胞置于培养瓶中进行 培养。杂交瘤细胞分泌单克隆抗 体。收集培养上清液,离心去除 细胞及碎片,获得所需单抗
11 1
单克隆抗体制备的主要步骤
¾抗原制备 ¾免疫动物 ¾骨髓瘤细胞及饲养细胞的制备 ¾细胞融合 ¾杂交瘤细胞的选择培养 ¾杂交瘤细胞的筛选及克隆化 ¾单克隆抗体的鉴定 ¾单克隆抗体的制备
一、抗 原
颗粒性抗原
细胞、细菌和病毒等,有较强的免疫原性,可不加 佐剂。直接腹腔注射1-2×107个细胞
可溶性抗原
可溶性抗原主要是天然纯化,或利用目的基因在 原核或真核细胞内表达产物。需与弗氏完全或不 完全佐剂混匀后免疫
二、免疫动物
B淋巴细胞在目的抗原刺激下增殖、分化,形成能分泌 特异性抗体的B淋巴细胞,有利于细胞融合形成分泌特 异性抗体的杂交瘤细胞。多次免疫可通过抗体亲和力成 熟机制,使B细胞分泌高亲和力抗体,由此形成的杂交 瘤可分泌高亲和力抗体
阿托伐他汀 氯吡格雷
辉瑞
胆固醇

时美施贵宝、 赛诺菲-安万特
动脉粥样硬化、血栓
英夫利昔单抗 沙美特罗 依那西普 贝伐单抗
强生、默克 葛兰素史克 安进、辉瑞、武田
RA、UC、CD、Ps 哮喘、COPD RA、JIA、Ps
罗氏
肺癌、结肠癌、肾癌
阿立派唑
利妥昔单抗 阿达木单抗 依诺肝素 曲妥珠单抗
Otsuka 罗氏 雅培 赛诺菲-安万特 罗氏
补救途径 Salvage pathway
六、杂交瘤细胞的筛选及克隆化
杂交瘤分泌单克隆抗体的检测方法
免疫酶技术-间接ELISA 包被抗原、培养上清、酶标抗体、加底物显色 阴性对照:骨髓瘤细胞培养上清 阳性对照:免疫鼠血清
间接ELISA
显色
免疫荧光技术
间接免疫荧光测定法 靶细胞铺片、固定细胞、加待测样品、加 荧光标记抗体、镜检 活细胞免疫荧光技术 流式细胞仪分析
Pexelizumab Alexion; Eculizumab
Mepolizumab
人抗体, scFv
人源,单链可变区, scFv
抗甲氧苄青链素的金 黄色葡萄球菌(MRSA)
补体C5
金黄色葡萄球菌感染
治疗心血管术后合并症, 膜性肾炎,急性心肌梗塞,RA
人源, IgG1
IL-5
特应性皮炎,嗜酸细胞过多综合征
单克隆抗体的纯化
¾盐析 ¾离子交换层析 ¾亲和层析法 ¾辛酸沉淀法
Monoclonal Antibody Production
单克隆抗体的应用
基础理论研究 致病机理的研究 疾病的诊断(肿瘤、自身免疫性疾病、过 敏性疾病、免疫缺陷病、传染性疾病) 疾病的治疗(治疗性抗体)
治疗性抗体产生抗抗体的发生率
用一种肿瘤细胞与另一种淋巴细胞融合,所形成的杂交 细胞称为杂交瘤细胞,简称杂交瘤。具有肿瘤细胞无限 增殖的能力,也具有淋巴细胞的特性
B淋巴细胞杂交瘤技术的基本原理
骨髓瘤细胞
B细胞
杂交瘤细胞
正常途径 de novo synthesis
dUMP
Thymidine 胸腺嘧啶核苷
TK X
dTMP
dTMP
Napoleone Ferrara
血管内皮生长因子 Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF
骨髓瘤细胞的准备
收集细胞 离心洗涤 活细胞计数 调整细胞浓度
细胞融合
骨髓瘤细胞与脾细胞按比例 混合( 1: 10或1: 5 ) 加入促融剂PEG
PEG
在PEG作用下B淋巴细胞与骨髓瘤细胞发 生融合,形成杂交瘤细胞
刚融合完成
一个瘤细胞与两个脾细胞
经过数次分裂后
稳定的细胞群落
五、杂交瘤细胞的选择性培养
FDA批准的治疗性抗体
13%
21.7% 52.3%
13%
抗体工程 Antibody engineering
贝伐珠单抗(Bevacizumab) 商品名:安维汀(Avastin) 销售额:68亿美元(2010) 适应症:肺癌、结肠癌、肾癌
拉斯克-狄贝基临床医学研究奖(2010)
(Lasker DeBakey Clinical Medical Research Award)
杂交瘤细胞的克隆化
HAT培养基中生长的杂交瘤细胞,只有少数是分泌 预定特异性单克隆抗体的细胞 杂交瘤细胞培养初期不稳定 克隆化 把培养孔中的细胞从单个细胞进行培养繁殖,使之 成为单克隆,其分泌的抗体达到均一性
有限稀释法
软琼脂培养法 适当浓度杂交瘤细胞加入软琼脂培养基中,形成由 一个细胞增殖而成的细胞集落
FDA批准进入Ⅲ期临床的治疗性抗体
通用名
Baidu Nhomakorabea
类型
识别抗原
治疗疾病
Catumaxomab Romovab
Zanolimumab Humax-CD4
双特异性 人抗体, IgG
anti-CD3/Epcam CD4
结肠癌 皮肤性T细胞淋巴瘤
Epratuzumab Lymphocide
人源, IgG1
CD22
非何杰金淋巴瘤和某些自身免 疫性疾病(如SLE), 与CD20mAb 联用可能会提高临床效果
DNA
Tetrahydrofolate
Dihydrofolate
Reductase
酶抑制剂
X
氨基喋呤 Aminopterin
GMP
HGPRT X
Hypoxanthine 次黄嘌呤
补救途径 Salvage pathway
两种细胞融合后的可能情形
+ NS-1
B
NS-1 NS-1 NS-1
NS-1 NS-1 NS-1
获奖成就 发现抗毒素,开创免疫血清疗法 抗体生成的侧链学说 细胞吞噬作用 发现过敏现象
抗体生成的克隆选择学说
抗体的化学结构
建立放射免疫测定法
B细胞杂交瘤和单克隆抗体 免疫网络学说 抗体多样性的遗传学基础
Nobel Prize in Physiology or Medicine 1984
Niels K. Jerne
1913 1960
1972
1977 1984
1987
学者 E. A. Behring P. Ehrlich E. Metchnikoff C. Richet F. M. Burnet P. B. Medawar G. M. Edelman R. M. Porter R. S. Yalow G. Köhler C. Milstein N. Jerne Tonegawa
神经分裂症、抑郁症
NHL、CLL、RA RA、JIA、CD 抗凝血剂、DVT 乳腺癌
销售额(亿美元)
2009 124.5
2010 118
92.9
94
69.1
80
77.6
79.6
80
74
59.2
68
55
68
58
67
54.9
65
41.7
58
50.2
55
单克隆抗体?
抗体相关的诺贝尔奖项
获奖年代 1901 1908
动物的选择
采用与骨髓瘤供体同一品系的动物 免疫动物品系(脾细胞供体)和骨髓瘤细胞在种系 发生上距离越远产生的杂交瘤越不稳定,获得的杂 交瘤不能在该品系小鼠体内诱生腹水
动物对抗原刺激易产生免疫应答反应 8-12周龄雌性小鼠(最常用BALB/c)
免疫程序
第一次免疫:可溶性抗原加弗氏完全佐剂 小鼠皮下注射
4周后
第二次免疫:可溶性抗原加弗氏不完全佐剂 小鼠皮下注射
3周后
第三次免疫:可溶性抗原加生理盐水
小鼠腹腔注射
10天后
检测血清效价
加强免疫:可溶性抗原加生理盐水 3天后
细胞融合
小鼠腹腔注射
脾(spleen)
抗原
脾(spleen)
三、骨髓瘤细胞及饲养细胞的制备
骨髓瘤细胞系的选择要点 所选择的骨髓瘤细胞应与提供脾细胞的动物 品系相同 自身不产生免疫球蛋白的重链与轻链 对氨基碟呤敏感 与免疫脾细胞融合后产生稳定分泌Ig杂交瘤细胞 SP2/0-Ag14,P363-Ag8.653,NS/1
单克隆抗体的制备和应用
Production and Application of Monoclonal Antibody
2009-2010年前10大畅销单抗药物
治疗癌症、免疫性和感染性疾病
全球单克隆抗体药物历年销售额
480亿美元 增长20%
2009-2010年全球最畅销药物(部分)
通用名
公司
适应症
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