單克隆 vs 多克隆抗體：科研實(shí)驗(yàn)中的抉擇

  抗體，作為免疫系統(tǒng)中的核心分子，扮演著識(shí)別和中和外來入侵者的關(guān)鍵角色。它們的多樣性和特異性為生命體提供了強(qiáng)大的保護(hù)屏障。在科研和醫(yī)療領(lǐng)域，抗體也已成為不可或缺的工具。而根據(jù)來源和特性的不同，抗體主要分為兩大類：單克隆抗體和多克隆抗體。關(guān)于抗體，可以參考上篇《抗體的類型與功能：從結(jié)構(gòu)到應(yīng)用》

  盡管它們都具有識(shí)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(yīng)用等方面存在著顯著差異。理解這些差異，對(duì)于選擇合適的抗體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或治療至關(guān)重要。今天上海通蔚帶大家了解概念、制備、區(qū)別和應(yīng)用。

  認(rèn)識(shí)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(qū)別

  單克隆和多克隆抗體應(yīng)用

  認(rèn)識(shí)單抗和多抗

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

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

  單克隆和多克隆抗體制備

  多克隆抗體是通過將免疫原注射到動(dòng)物體內(nèi)而產(chǎn)生的。在注射特定抗原以引發(fā)初次免疫反應(yīng)后，對(duì)動(dòng)物進(jìn)行二次甚至三次免疫，以產(chǎn)生針對(duì)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(xì)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(yǎng)技術(shù)離體產(chǎn)生的。該過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(yīng)，就會(huì)從動(dòng)物的脾臟中分離出B淋巴細(xì)胞，并與骨髓瘤細(xì)胞系融合，形成永生化B細(xì)胞-骨髓瘤雜交瘤。雜交瘤能夠在培養(yǎng)物中持續(xù)生長(zhǎng)，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(xì)胞→B細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合→獲得雜交瘤細(xì)胞→HAT培養(yǎng)基篩選成功融合的雜交瘤細(xì)胞→亞克隆獲得單克隆→挑選最好的克隆進(jìn)行放大培養(yǎng)→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(qū)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(yīng)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(wěn)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(jié)合，即使表達(dá)水平較低，它們也可以幫助放大來自目標(biāo)蛋白的信號(hào)。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(duì)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(xiàn)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(yīng)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(duì)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(shí)別抗原的一個(gè)表位
•   永生雜交瘤細(xì)胞系能夠產(chǎn)生無限量的抗體
•   實(shí)驗(yàn)間一致性高
•   最小的背景噪音和交叉反應(yīng)
•   非常適合親和純化

  2、缺點(diǎn)：

•   開發(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，但可能過于特異性而無法在一系列物種中檢測(cè)到。
•   易受表位變化的影響。即使構(gòu)象的微小變化也可能導(dǎo)致結(jié)合能力顯著降低。

  多克隆抗體與單克隆抗體應(yīng)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(shí)別目標(biāo)分子的不同表位，因此成為診斷測(cè)定和血凝反應(yīng)中的理想試劑。多克隆抗體的最佳用途是檢測(cè)未知抗原。多克隆抗體在免疫測(cè)定（例如ELISA、蛋白質(zhì)印跡、微陣列測(cè)定、免疫組織化學(xué)、流式細(xì)胞術(shù)）中用作二抗。它們的作用是結(jié)合不同的表位并放大信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)更好的檢測(cè)。

  相比之下，單克隆抗體提供了無限的抗體來源，這些抗體是同質(zhì)的，一旦表征，其行為是可預(yù)測(cè)的。單克隆抗體通常用作免疫測(cè)定中的一抗，因?yàn)樗鼈兡軌蛱禺愋越Y(jié)合抗原的單個(gè)表位。通過臨床應(yīng)用，使用每種類型抗體的一些缺點(diǎn)已經(jīng)被消除。公司可以純化多克隆抗體，以限制其檢測(cè)中的交叉反應(yīng)程度。單克隆抗體的組合導(dǎo)致捕獲多個(gè)表位并擴(kuò)大其特異性。

圖3 、單克隆抗體與多克隆抗體與抗原結(jié)合對(duì)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(xiàn)和靶向特定分子。單克隆抗體的Fc區(qū)最初用標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)記，用于發(fā)現(xiàn)細(xì)胞表面成分。這項(xiàng)研究促進(jìn)了單克隆抗體作為藥物的應(yīng)用。OKT3（也稱為Muromonab）于1985年首次被FDA批準(zhǔn)作為器官移植患者預(yù)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(zhǔn)了另外41種抗體來對(duì)抗癌癥、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)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(xì)胞（例如癌細(xì)胞）。當(dāng)抗體-藥物偶聯(lián)物遇到靶細(xì)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(yīng)性，在治療癌細(xì)胞方面不如單克隆抗體那么擅長(zhǎng)。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(duì)于選擇合適的工具至關(guān)重要。無論是基礎(chǔ)研究，還是臨床應(yīng)用，選擇合適的抗體都將為實(shí)驗(yàn)結(jié)果和治療效果帶來顯著的提升。

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