抗體、免疫


摘自羅氏旗下中外制葯的網頁
https://www.chugai-pharm.co.jp/ptn/bio/antibody/antibodyp01.html

何謂免疫以及免疫的工作方式?

免疫顧名思義就是得以免除疫(病)。
免疫系統通過攻擊入侵體內的細菌或病毒等異物,將身體維持在正常狀態,可分為體液免疫(以抗體為主)和細胞免疫(以抗體以外具有免疫功能的細胞為中心)。
例如在感冒等病毒入侵體內后,首先巨噬細胞會趕到現場收集病毒信息,然后將該信息傳給免疫指揮官T細胞,隨后指揮官T細胞會指揮殺手T細胞搜尋被病毒感染的細胞並破壞掉它們。同時,指揮官T細胞會指揮B細胞制造抗體來對抗病毒。抗體與補體合作,破壞被病毒感染的細胞。

何謂抗體?

抗體是指能與特定的異物身上的抗原(標記)相結合,將該異物從機體中去除的分子。
它是被稱為免疫球蛋白(lg)的一種蛋白質。我們的身體不論對於何種入侵體內的異物都能制造出能與之完美結合的抗體。
血液中的抗體與作為異物的抗原相結合之后就會激活巨噬細胞或中性粒細胞,從而去除異物。

抗體的結構

抗體的基本結構為Y字形,由2條H鏈和2條L鏈組成。
有兩個部位,一個是與異物相結合的部位(可變區),一個是與具有免疫功能的細胞相結合的部位(恆定區)。
Y字形的枝丫的其中一半是於抗原結合的部位,可以根據要結合的異物的不同而具有不同的結構,所以被稱為可變區,余下的區域是恆定區。

抗體的種類

免疫球蛋白分為IgG、IgM、IgA、IgD和IgE這5種。

IgG大量存在於血液中,與細菌或毒素的結合能力強,在血液中停留時間也長。

IgM為首次遇到某個抗原時,B細胞迅速制造出的抗體,它作用於感染初期。

IgA在腸管或分泌物中較多,防止細菌等從鼻腔或眼睛等粘膜處入侵。

IgD的功能仍不明確。

IgE與肥大細胞結合,引起過敏反應。

抗體有何種作用?

抗體有各種作用。雖然它沒有分解異物(抗原)的作用,但是可以激活補體、巨噬細胞、中性粒細胞來排除異物。
抗體的作用大體可以分為四大類:

  • 對異物(抗原)的中和作用 包裹住抗原將抗原中對人體有害的部分遮蔽起來
  • 調理素作用 與細菌結合后更方便中性粒細胞或巨噬細胞等來吞食細菌
  • 細胞溶解作用 與細菌結合后逐一激發補體,然后補體會手拉手組成一個游泳圈一樣的東西,該游泳圈與細菌結合后會在細胞膜上開一個孔從而破壞細菌
  • 誘發炎症作用 與肥大細胞結合的IgE與抗原反應后,肥大細胞會釋放出組胺或白三烯,從而引發炎症

何謂抗體葯物?

抗體葯物是指利用抗體的葯品。比如抗體葯物會專注於攻擊癌細胞表面的目標抗原,因此被認為會具有更好的療效及較低的副作用。

何謂單克隆抗體(單抗)?

B細胞有不同種類,可以分別產生不同的抗體,比如有的只生產針對某種病毒的抗體,有的生產針對某種癌細胞的抗體。
單抗即是指由單一種類的B細胞制造的單獨的一種抗體,不是多種類型的抗體的混合。
於是,對於某種癌細胞,只要找到它身上的特有的(在別的健康細胞身上沒有的)特征點(抗原),再找到可以生產只針對這個抗原的抗體的B細胞,讓該B細胞生產出大量的抗體再制成葯物。從而就可以只攻擊帶有這個抗原的癌細胞。

如何制造單抗

即便找到了可以生產某種抗體的B細胞,但是B細胞壽命有限無法一直大量制造該抗體,那么B細胞最好具有無限增殖能力。於是將具有無限增殖能力的骨髓瘤細胞與能生產抗體的B細胞融合生成雜交瘤細胞,讓該雜交瘤細胞大量制造抗體。

具體制作方法可以是

  • 將癌細胞的抗原注射進入老鼠體內
  • 再從老鼠的脾臟中收集各種B細胞
  • 收集具有無限繁殖能力的細胞
  • 生產雜交細胞(B細胞+無限增殖細胞)
  • 從雜交細胞種篩選出可以生產與癌細胞的抗原結合的抗體的細胞
  • 最后篩選出的細胞進行培養、繁殖,進而生產出大量的單抗



作為葯品的單抗的種類有哪些?

  • 鼠源單抗(因為是老鼠的抗體所以在人體內可能會引發過敏反應)
  • 人鼠嵌合單抗(僅在抗體中將與抗原結合的頂端的部位保留為鼠源,其余的改成人源)
  • 人源化單抗(僅在抗體中將與抗原結合的頂端的部位保留為鼠源,其余的改成人源)
  • 全人源化單抗

以下圖中從左到右分別表示從鼠源到人源(粉紅色的部分表示人源的部分,從左到右變多)

單抗具體有什么樣的呢?

比如對於乳腺癌,癌細胞的膜上有一個叫“HER2”的標記,與這個標記相結合的抗體葯物就可以阻斷癌細胞發出的“增殖”信號,抑制癌細胞異常增殖。並且可以增強自然殺傷細胞和巨噬細胞攻擊癌細胞的能力。
此外,對於類風濕性關節炎,患者體內會產生大量的白介素6 (IL-6),導致關節疼痛。相應的抗體葯就會與IL-6受體相結合,阻斷其向細胞內傳導的信號。

抗體葯物的潮流

普通的抗體會隨着抗原被分解自己也會被分解,新的方向就是開發不會被分解,可以重新利用的抗體;
可以通過少量抗體但達到清除更多抗原的抗體;
以及可以同時結合兩種抗原的抗體,一般的抗體只能結合一種抗原。

如何更有效地生產抗體

將抗原或抗體的DNA移植到大腸桿菌中,玉米或大豆中,牛奶中等等,從而大量生產出抗體。


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