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單克隆 vs 多克隆抗體:科研實(shí)驗中的抉擇

發(fā)布時(shí)間:2024-04-29     發(fā)布作者:上海通蔚生物

  抗體,作為免疫系統中的核心分子,扮演著(zhù)識別和中和外來(lái)入侵者的關(guān)鍵角色。它們的多樣性和特異性為生命體提供了強大的保護屏障。在科研和醫療領(lǐng)域,抗體也已成為不可或缺的工具。而根據來(lái)源和特性的不同,抗體主要分為兩大類(lèi):單克隆抗體和多克隆抗體。關(guān)于抗體,可以參考上篇《抗體的類(lèi)型與功能:從結構到應用


  盡管它們都具有識別抗原的能力,但單克隆和多克隆抗體在產(chǎn)生方式、特異性、應用等方面存在著(zhù)顯著(zhù)差異。理解這些差異,對于選擇合適的抗體進(jìn)行實(shí)驗或治療至關(guān)重要。今天上海通蔚帶大家了解概念、制備、區別和應用。


  認識單克隆和多克隆抗體


  單克隆和多克隆抗體制備


  單克隆和多克隆抗體區別


  單克隆和多克隆抗體應用


  認識單抗和多抗


  多克隆抗體(pAb)是異質(zhì)混合物,通常由體內不同的B細胞克隆產(chǎn)生。它們可以識別并結合單一抗原的許多不同表位。


  單克隆抗體(mAb)由相同的B細胞產(chǎn)生,這些B細胞是單個(gè)親代細胞的克隆。這意味著(zhù)單克隆抗體具有單價(jià)親和力并且僅識別抗原的相同表位。



  單克隆和多克隆抗體制備


  多克隆抗體是通過(guò)將免疫原注射到動(dòng)物體內而產(chǎn)生的。在注射特定抗原以引發(fā)初次免疫反應后,對動(dòng)物進(jìn)行二次甚至三次免疫,以產(chǎn)生針對特定抗原的更高滴度的抗體。免疫后,可以直接從血清(已去除凝血蛋白和紅細胞的血液)中獲得多克隆抗體,也可以純化以獲得不含其他血清蛋白的溶液。


  多克隆抗體制備流程


  多抗制備:抗原免疫動(dòng)物→收集血清→純化獲得多克隆抗體


  與在活體動(dòng)物中產(chǎn)生的多克隆抗體不同,單克隆抗體是使用組織培養技術(shù)離體產(chǎn)生的。該過(guò)程首先將所需抗原多次注射到動(dòng)物(通常是小鼠)中。 一旦動(dòng)物產(chǎn)生免疫反應,就會(huì )從動(dòng)物的脾臟中分離出B淋巴細胞,并與骨髓瘤細胞系融合,形成永生化B細胞-骨髓瘤雜交瘤。雜交瘤能夠在培養物中持續生長(cháng),同時(shí)產(chǎn)生抗體,然后篩選所需的單克隆抗體。


  單克隆抗體制備路程


  單抗制備:抗原免疫動(dòng)物→獲得B淋巴細胞→B細胞與骨髓瘤細胞融合→獲得雜交瘤細胞→HAT培養基篩選成功融合的雜交瘤細胞→亞克隆獲得單克隆→挑選最好的克隆進(jìn)行放大培養→獲得單克隆抗體

圖2 單抗和多抗制備

  單克隆和多克隆抗體區別


  多克隆和單克隆抗體都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),這使得它們可用于不同的應用。


  多克隆抗體


  多克隆抗體的優(yōu)缺點(diǎn)主要由其多表位特異性決定。主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)如下:


  1、優(yōu)點(diǎn):


  •   生產(chǎn)時(shí)間短,成本低。
  •   高度穩定并能耐受pH值或緩沖液變化。
  •   親和力高。由于抗體與多個(gè)表位結合,即使表達水平較低,它們也可以幫助放大來(lái)自目標蛋白的信號。這使得這些抗體非常適合免疫沉淀和染色質(zhì)免疫沉淀。
  •   耐受抗原的微小變化。與單克隆抗體相比,多克隆抗體對抗原變化(輕微變性、多態(tài)性、糖基化異質(zhì)性)不太敏感。



  2、缺點(diǎn):


  •   容易出現批次之間的差異。
  •   多個(gè)表位使得檢查免疫原序列是否存在交叉反應變得很重要。



  單克隆抗體


  單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)主要基于其對抗原相同表位的高度特異性。主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)如下:


  1、優(yōu)點(diǎn):


  •   僅高度特異性識別抗原的一個(gè)表位
  •   永生雜交瘤細胞系能夠產(chǎn)生無(wú)限量的抗體
  •   實(shí)驗間一致性高
  •   最小的背景噪音和交叉反應
  •   非常適合親和純化


  2、缺點(diǎn):


  •   開(kāi)發(fā)單克隆抗體需要時(shí)間并且需要很高的技術(shù)技能。
  •   它們可以產(chǎn)生大量的特異性抗體,但可能過(guò)于特異性而無(wú)法在一系列物種中檢測到。
  •   易受表位變化的影響。即使構象的微小變化也可能導致結合能力顯著(zhù)降低。



  多克隆抗體與單克隆抗體應用


         1、多克隆抗體與單克隆抗體:診斷研究


  單克隆抗體和多克隆抗體哪個(gè)更好?這取決于單克隆抗體和多克隆抗體的不同特性。


  多克隆抗體由于能夠識別目標分子的不同表位,因此成為診斷測定和血凝反應中的理想試劑。多克隆抗體的最佳用途是檢測未知抗原。多克隆抗體在免疫測定(例如ELISA、蛋白質(zhì)印跡、微陣列測定、免疫組織化學(xué)、流式細胞術(shù))中用作二抗。它們的作用是結合不同的表位并放大信號,從而實(shí)現更好的檢測。


  相比之下,單克隆抗體提供了無(wú)限的抗體來(lái)源,這些抗體是同質(zhì)的,一旦表征,其行為是可預測的。單克隆抗體通常用作免疫測定中的一抗,因為它們能夠特異性結合抗原的單個(gè)表位。通過(guò)臨床應用,使用每種類(lèi)型抗體的一些缺點(diǎn)已經(jīng)被消除。公司可以純化多克隆抗體,以限制其檢測中的交叉反應程度。單克隆抗體的組合導致捕獲多個(gè)表位并擴大其特異性。

圖3 、單克隆抗體與多克隆抗體與抗原結合對比



  2、多克隆抗體與單克隆抗體:治療


  單克隆抗體在臨床環(huán)境中脫穎而出的地方在于它們能夠發(fā)現和靶向特定分子。單克隆抗體的Fc區最初用標記進(jìn)行標記,用于發(fā)現細胞表面成分。這項研究促進(jìn)了單克隆抗體作為藥物的應用。OKT3(也稱(chēng)為Muromonab)于1985年首次被FDA批準作為器官移植患者預防移植物疾病的特異性移植排斥藥物。從那時(shí)起,FDA又批準了另外41種抗體來(lái)對抗癌癥、類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎、哮喘和其他疾病。單克隆抗體也被用作載體,將藥物帶到靶細胞(例如癌細胞)。當抗體-藥物偶聯(lián)物遇到靶細胞時(shí),藥物被釋放并發(fā)揮作用。


  相比之下,多克隆抗體由于缺乏特異性和高度交叉反應性,在治療癌細胞方面不如單克隆抗體那么擅長(cháng)。研究表明,多克隆抗體療法可用于治療某些疾病,并可作為移植患者的免疫抑制劑。


  了解單克隆和多克隆抗體的特性和差異,對于選擇合適的工具至關(guān)重要。無(wú)論是基礎研究,還是臨床應用,選擇合適的抗體都將為實(shí)驗結果和治療效果帶來(lái)顯著(zhù)的提升。

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