杂交瘤技术和噬菌体展示抗体库技术科普篇

抗体工业领域，杂交瘤技术和噬菌体展示抗体库技术仍是当前最主要的两项抗体发现技术，两种技术则各有千秋。

1.  杂交瘤技术产生，发展和应用

杂交瘤技术产生于1975年，是整个生命科学发展的一个重要里程碑，获得了1984年诺贝尔生理和医学奖。杂交瘤技术的科学原理和设计非常巧妙。B细胞可以分泌表达抗体，一个B细胞克隆产生一种抗体，即单克隆抗体。但是由于B细胞是一种原代细胞，在体外不能无限传代，所以人们无法在体外有效筛选和生产单克隆抗体。当时，抗体基因克隆、噬菌体展示抗体库和哺乳动物细胞表达抗体等基因工程技术尚未出现，人们迫切需要一种技术，为疾病的诊断和治疗提供单抗产品。

骨髓瘤细胞是一种传代的肿瘤细胞，也来源于B细胞。英国的两位伟大的科学家科赫（Kohler）和米尔斯坦(Milstein)，采用仙台病毒作为促细胞融合剂，将小鼠骨髓瘤细胞和小鼠B细胞体外融合，产生出多种同源或异源二倍体或多倍体子代细胞，以及未经融合的亲本细胞。这些细胞中只有异源杂合细胞才能在HAT选择培养基中生存下来，其他细胞在几天后均会死亡。这些异源杂合细胞被称为杂交瘤细胞。这些杂交瘤细胞还可以接种在动物腹腔中产生腹水，这是一种简单的抗体生产方式。

图1 HAT筛选原理

杂交瘤技术的产生促进了单克隆抗体产品的开发。在现代科学研究、疾病诊断和治疗和工业生产等多个领域，单克隆抗体和其相关产品都具有不可替代的作用。即使基因工程抗体技术发展成熟的今天，杂交瘤技术仍具有不可替代的作用。

2.  噬菌体展示抗体库技术

上世纪80年代末，噬菌体展示技术、PCR技术和基因工程抗体技术相结合，产生了噬菌体展示抗体库技术。

将全套抗体重链和轻链基因分别克隆出来，再以单链抗体（scFv）、单域抗体（VH或VL）或Fab抗体的分子形式，与噬菌体颗粒的结构蛋白（主要是P3蛋白）融合表达，并展示在噬菌体颗粒的表面。

由于在噬菌体颗粒的表面展示抗体，内部含有抗体基因，所以完成了功能表型和基因型的偶联或统一，进而允许采用亲和淘选的方式，通过抗原和抗体特异结合这一表型筛选获得抗体基因。由于构建抗体库的基因来源于混合后B淋巴细胞的裂解物，所以不同B细胞克隆的重链和轻链基因又发生了组合配对，因此又称为组合抗体库技术。

图2 噬菌体抗体库筛选示意图

3.  两者的比较

抗体工业领域，杂交瘤技术和噬菌体展示抗体库技术仍是当前主要的两项抗体发现技术。两种技术则各有优势和劣势。

杂交瘤技术的优势在于：

（1）小鼠或大鼠易于饲养和免疫。有效免疫是筛选高亲和力抗体的保障，杂交瘤和小鼠/大鼠免疫抗体库是获得高活性小鼠抗体的有效手段。

（2）由于细胞融合操作简单而且稳定，仅需要细胞培养知识及技术和试验条件，无需分子生物学相关技术和条件，就可以获得单克隆抗体。以开发科研或诊断用单克隆抗体为目的时，门槛相对较低，更易于推广和普及。

（3）将小鼠杂交瘤细胞输入到小鼠腹腔内，就可以生产单克隆抗体，方式简单，也有利于开发科研或诊断用单克隆抗体。

（4）杂交瘤单克隆抗体的重链和轻链是原始B细胞的天然配对。从组合抗体库中筛选的非天然配可能影响抗体的活性和稳定性。

与噬菌体展示抗体库技术相比，杂交瘤技术的劣势主要体现在：

（1）针对动物毒性抗原、自身抗原、免疫耐受原和弱免疫原性抗原，由于无法产生有效免疫，故而不适合采用杂交瘤技术来制备抗体。可以采用通用天然抗体库、合成或半合抗体库筛选这类抗原的抗体。

（2）细胞融合后，产生的候选克隆数量少。即使采用电融合技术，候选克隆一般多达到10^4个，而抗体库的容量可以达到10^10以上。同等免疫条件下，候选克隆越多，越容易筛选出高活性抗体。

（4）抗体的重链和轻链重新组合配对，也可能优化抗体性能，这也是组合抗体库的一个优势。

（5）出于伦理考虑，限制了人杂交瘤技术的发展和应用。通常杂交瘤单克隆抗体是动物抗体，用于开发药物必需将抗体进行人源化改造。

对免疫转基因人源化小鼠，也可以采用杂交瘤技术制备全人源抗体。但是转基因人源化小鼠技术具有较高的技术和很强专利门槛，目前为止还无法推广。

相比而言，全人源抗体库则允许直接筛选全人源抗体，无需人源化，而全人源抗体目前是抗体药物开发的优选。

（6）抗体库是一项基因工程技术，杂交瘤是一项细胞工程技术，因此可以利用现代分子生物学知识和技术，构建鸡、兔、骆驼、羊驼、鲨鱼等动物的免疫抗体库，解决因无可用骨髓瘤细胞而无法制备此类动物杂交瘤单克隆抗体的难题。

卡梅德生物搭建了完整的抗体平台，我们既拥有成熟的杂交瘤技术，也能利用噬菌体展示抗体库技术进行不同物种的单（多）克隆抗体制备，还提供抗体纯化，抗体标记，抗体人源化改造，亲和力测定等多样技术服务。