单克隆抗体
单克隆抗体
说起导弹,人们自然想到那种在现代战争中装有核弹头的,不仅射程远,而且射击目标准的大规模杀生武器。但是,随着生物技术的进步,科学家们研制出一种“生物导弹”——单克隆抗体,这种“生物导弹”是专门攻击患病细胞的救生武器。
原来,利用传统的药物治疗,服用或注射的药物很难全部到达病变部位,因为它们到达的部位没有选择性。比方说,在治疗癌症等危重病人时,为了使病变部位得到有效剂量的药物,常常给出高于有效剂量10倍甚至百倍的大剂量,而大剂量的药物又要严重破坏人体健康组织,这是癌症难以用药物治愈的原因所在。
因此,如何把药物只输送到患病部位,是解决上述问题的理想方法。科学家们从导弹的制导特性中受到启发,发明了一种“生物导弹”——它能像那些长有“眼睛”的定向导弹一样,不仅能直奔人体病变部位(为癌变部位),而且还能像那些带有核弹头的导弹一样也能带上“核弹头”(如抗癌药物)去轰炸癌变部位,以杀死癌细胞而达到治病的目的,这就是人们形象地称为“生物导弹治疗法”的单克隆抗体治疗法。由于这种治疗法能使抗癌药物集中攻击癌细胞,杀死癌细胞的能力可提高1000倍。无疑,这是征服癌症的一种强大的新式武器。
那么,什么是单克隆抗体呢?它为什么只攻击病变细胞而不攻击正常细胞呢?原来,我们每个人的体内都有一套保卫系统,像国家公检法系统一样,能识别破坏和排斥病菌等侵入体内的异己。人体的这套保卫系统称为免疫器官,主要包括胸腺、脾脏和淋巴结,它们都产生B淋巴细胞。当“异己”物(如病菌等),生物学上叫抗原,进入人体后,就刺激B淋巴细胞产生一种抵抗这种异己物的特殊蛋白质——抗体,这种抗体能将侵入的抗原(如病菌)消灭,使人免于患病。抗体将特定病菌消灭后仍保留在体内,使我们再次受到这种病菌侵入时就具有免疫能力。例如,患过麻疹的人,体内能产生抵抗麻疹病毒的抗体,就不会再感染麻疹了。
研究发现,人体内约有1亿种B淋巴细胞,即可产生约1亿种抗体,而由特定的抗原产生的特定抗体,总是抵抗其特定抗原的。因此,科学家们为了攻克癌症,首先,千方百计地培养出人的各种癌细胞(各种抗原),如肺癌细胞、食道癌细胞等;然后,把一定的癌细胞接种到老鼠身上,使其患一定的癌症,从而在老鼠体内就产生了专对此癌症有抵抗能力的B淋巴细胞抗体;再后,把这种B淋巴细胞取出体外,进行细胞无性繁殖,即细胞克隆,这样就能获得针对某种抗原(如某种癌症)的抗体,即能获得专攻某种癌症的克星!
但好事多磨,在体外由B淋巴细胞克隆出的这些细胞,只能传种数代就寿终正寝了。因此,仅从B淋巴细胞身上做文章是无法制得足够抗体的,有没有办法对它进行改造,使其获得无限的繁殖能力呢?
天无绝人之路。科学家们注意到,肿瘤细胞可以不受任何限制地一代代繁殖下去。那么,能否把肿瘤细胞与B淋巴细胞杂交,使所得的杂交细胞既具有B淋巴细胞产生抗体的能力,又具有肿瘤细胞无限繁殖的能力呢?基于这一思想,科学家们将可以无限繁殖的骨髓瘤细胞(通过体外细胞培养可大量繁殖)与能产生单一抗体(如破坏肺癌细胞的抗体)的B淋巴细胞融合成杂交瘤细胞,综合了两亲本细胞的特性——既能无限繁殖,又能产生单一抗体。这样的杂种瘤细胞在体外经克隆(无性繁殖),就可产生大量的单克隆抗体,其过程如下:
由于特定的抗原只产生特定的抗体,而特定的抗体又只能破坏特定的抗原,所以单克隆抗体作为消灭异己的抗病武器可以找到自己的敌人(如抵抗肺癌细胞的抗体专门攻击体内肺癌细胞),因此,单克隆抗体可作为生物导弹。我国已试制成功第一枚生物导弹,即抗胃癌单克隆抗体。
此外,单克隆抗体还可代替传统的抗血清来诊断、治疗和预防疾病,具有特异性强、反应灵敏等明显优点。我国的农用单克隆抗体已经研制了牛冠状病毒、兔出血热、狂犬病、鸡新城疫等10余种主要畜禽疫病和农作物病害单克隆抗体诊断试剂。
单克隆抗体将来在医疗上和动植物防疫上必然会起着越来越重要的作用。