备课素材：多克隆抗体和单克隆抗体-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

多克隆抗体和单克隆抗体 先看一道试题： 下列有关单克隆抗体和多克隆抗体的描述中，正确的是 A.一种抗原注射到小鼠体内只会导致一种抗体的产生 B.多克隆抗体就是由许多同一种类的单克隆抗体混合在一起形成 C.多克隆抗体由单个杂交瘤细胞扩增而来的细胞克隆所产生 D.单克隆抗体由单个杂交瘤细胞扩增而来的细胞克隆所产生 答案：D 这道试题同时提到单克隆抗体和多克隆抗体。 2019版高中生物学选择性必修三介绍了单克隆抗体制备及其优势： 那么，单克隆抗体和多克隆抗体有什么不同？ 克隆：指无性繁殖，即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系，该细胞系中每个细胞的基因彼此相同。 抗原通常是由多个抗原决定簇组成的，由一种抗原决定簇刺激机体，由一个B淋巴细胞接受该抗原刺激所产生的抗体称之为单克隆抗体（MonoclonalAntibody）。由多种抗原决定簇刺激机体，相应地就产生各种各样的单克隆抗体，这些单克隆抗体混杂在一起就是多克隆抗体，机体内所产生的抗体就是多克隆抗体；除了抗原决定簇的多样性以外，同样一种抗原决定簇，也可刺激机体产生IgG、IgM、IgA、IgE和IgD等五类抗体。抗原刺激机体，产生免疫学反应，由机体的浆细胞合成并分泌的与抗原有特异性结合能力的一组球蛋白，这就是免疫球蛋白，这种与抗原有特异性结合能力的免疫球蛋白就是抗体。 单克隆抗体是由单一B细胞克隆产生的高度均一、仅针对某一特定抗原表位的抗体。通常采用杂交瘤技术来制备，杂交瘤（hybridoma）抗体技术是在细胞融合技术的基础上，将具有分泌特异性抗体能力的致敏B细胞和具有无限繁殖能力的骨髓瘤细胞融合为B细胞杂交瘤。 用具备这种特性的单个杂交瘤细胞培养成细胞群，可制备针对一种抗原表位的特异性抗体，即单克隆抗体。 1975年分子生物学家G.J.F.克勒和C.米尔斯坦在自然杂交技术的基础上，创建了杂交瘤技术，他们把可在体外培养和大量增殖的小鼠骨髓瘤细胞与经抗原免疫后的纯系小鼠B细胞融合，成为杂交细胞系，既具有瘤细胞易于在体外无限增殖的特性，又具有抗体形成细胞的合成和分泌特异性抗体的特点。将这种杂交瘤作单个细胞培养，可形成单细胞系，即单克隆。利用培养或小鼠腹腔接种的方法，便能得到大量的、高浓度的、非常均一的抗体，其结构、氨基酸顺序、特异性等都是一致的，而且在培养过程中，只要没有变异，不同时间所分泌的抗体都能保持同样的结构与机能。这种单克隆抗体是用其他方法所不能得到的。 这项新技术从根本上解决了在抗体制备中长期存在的特异性和可重复性问题，可用于探讨： ①蛋白质的精细结构； ②淋巴细胞亚群的表面新抗原； ③组织相容性抗原； ④激素和药物的放射免疫（或酶免疫）分析； ⑤肿瘤的定位和分类； ⑥纯化微生物和寄生虫抗原； ⑦免疫治疗和与药物结合的免疫-化学疗法 (“导弹”疗法,利用单克隆抗体与靶细胞特异性结合，将药物带至病灶部位。因此，单克隆抗体可直接用于人类疾病的诊断、预防、治疗以及免疫机制的研究，为人类恶性肿瘤的免疫诊断与免疫治疗开辟了广阔前景。 机体受抗原刺激后，由淋巴系统的细胞(主要是B淋巴细胞分化后的浆细胞)产生具有特异性免疫功能球蛋白，即抗体。 其主要区别： 制备方式上的区别 抗体的制备，无论是单克隆抗体还是多克隆抗体，动物的前期免疫步骤是完全相同，差别在筛选这一步。 多克隆抗体由抗原免疫动物后，从动物的血清中纯化获得。 单克隆抗体由抗原免疫动物后，将动物的淋巴细胞与无限增殖的骨髓瘤细胞融合，筛选出单克隆的杂交瘤细胞，通过ELISA筛选出能产高效价抗体的单克隆杂交瘤细胞，通过培养单克隆杂交瘤细胞即可生产与抗原特异性结合的单克隆抗体。 性质上的区别 特异性 多克隆抗体犹如许多单克隆抗体的集合，它们有的特异性高，有的特异性低，总体特异性符合正态分布曲线的形式，而其特异性的总体表现也应处于统计学正态曲线中位线（MID）的水平。而单抗制备后续的筛选过程，可去除大部分的非特异抗体，保留几株特异性较好的单克隆抗体。 一般而言，单克隆抗体具有更高的特异性。 多抗特异性可通过生产环节比如使用高纯度的免疫原，以及使用提纯的靶点蛋白对多抗进行免疫亲和层析纯化等方法得以改进。经过免疫亲和层析的多抗其总体特异性将大大提升，与单抗相比已相差无几。 交叉反应 抗原与抗体结合的特异性,是指某一抗原表位与相应抗体结合的特异性。这种结合的分子机制是抗原表位的空间结构与抗体分子超变区互补的结果。而交叉反应是指两种抗原分子表面存在有相同或相似的抗原表位时,与同一种抗体结合的现象。因此,交叉反应实质上也是抗原与抗体的特异性结合。 单克隆抗体仅针对目标抗原某一特定抗原表位，特异性高，存在有相同或相似的抗原表位几率低，出现交叉反应的几率也就低。 多克隆抗体针对目标抗原多个抗原表位，特异性低，具有生物物理多样性，存在有相同或相似