杂交瘤技术

医疗技术

是指两个或两个以上细胞合并形成一个细胞的现象。他可使两个不同来源的细胞核在同一细胞中表达功能。

病理介绍

将骨髓瘤细胞和免疫淋巴细胞(免疫B淋巴细胞)融合，形成能分泌高度纯一单克隆抗体的杂交瘤细胞的技术。

定义

杂交瘤技术（hybridoma technique）

即淋巴细胞杂交瘤技术，又称单克隆抗体技术。它是在体细胞融合技术基础上发展起来的。克勒（Kohler）和米尔斯坦（Milstein）（1975）证明，骨髓瘤细胞与免疫的动物脾细胞融合，形成能分泌针对该抗原的均质的高特异性的抗体——单克隆抗体，这种技术通称为杂交瘤技术。这一技术的基础是细胞融合技术。骨髓瘤细胞在体外可以连续传代，而脾细胞是终末细胞，不能在体外繁殖。如将小鼠的骨髓瘤细胞与分泌某种抗体或因子的淋巴细胞融合，则融合细胞既具有肿瘤细胞无限繁殖的特性，又具有淋巴细胞能分泌特异性抗体或因子的能力，同时也克服了免疫淋巴细胞不能在体外繁殖的缺点，融合的细胞称为淋巴细胞杂交瘤。

产生背景

科勒和米尔斯廷于1975年发明了淋巴细胞杂交瘤技术，终于使制备纯一抗体的难题获得了解决。杂交瘤技术是由细胞融合技术发展而来。抗体是由免疫的B淋巴细胞分泌的球蛋白，各个淋巴细胞分泌的抗体各不相同。因而，要获得一种纯一的抗体只有从一个B淋巴细胞产生的细胞群制取。然而，B淋巴细胞在体外不能长期存活，分裂2、3次即要死亡，因而无法得到由一个淋巴细胞的后代细胞群(克隆)分泌的大量抗体。骨髓瘤细胞在体外培养条件下具有无限繁衍的特性。免疫B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞。这种杂交细胞具有双亲细胞的遗传特性，既能象B淋巴细胞一样分泌抗体，又能象骨髓瘤细胞一样无限增殖，从而成了分泌抗体的“永生细胞”。科勒和米尔斯廷基于这一原理，成功地发明了杂交瘤技术。

原理和步骤

杂交瘤技术的基本原理是通过融合两种细胞而同时保持两者的主要特征。这两种细胞分别是经抗原免疫的小鼠脾细胞和小鼠骨髓瘤细胞。被特异性抗原免疫的小鼠脾细胞（B淋巴细胞）的主要特征是它的抗体分泌功能，但不能在体外连续培养，小鼠骨髓瘤细胞则可在培养条件下无限分裂、增殖，即具有所谓永生性。在选择培养基的作用下，只有B细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交细胞才能具有持续培养的能力，形成同时具备抗体分泌功能和保持细胞永生性两种特征的细胞克隆。

其原理从下列3个主要步骤阐明。

(一)细胞的选择与融合

建立杂交瘤技术的目的是制备对抗原特异的单克隆抗体，所以融合细胞一方必须选择经过抗原免疫的B细胞，通常来源于免疫动物的脾细胞。脾是B细胞聚集的重要场所，无论以何种免疫方式刺激，脾内皆会出现明显的抗体应答反应。融合细胞的另一方则是为了保持细胞融合后细胞的不断增殖，只有肿瘤细胞才具备这种特性。·选择同一体系的细胞可增加融合的成功率。多发性骨髓瘤是B细胞系恶性肿瘤，所以是理想的脾细胞融合伴侣。

使用细胞融合剂造成细胞膜一定程度的损伤，使细胞易于相互粘连而融合在一起。最佳的融合效果应是最低程度的细胞损伤而又产生最高频率的融合。聚乙二醇(PEG1 000～2 000)是最常用的细胞融合剂，一般应用浓度为40%(W/V)。

(二)选择培养基的应用

细胞融合是一个随机的物理学过程。在小鼠脾细胞和小鼠骨髓瘤细胞混合细胞悬液中，经融合后细胞将以多种形式出现。如融合的脾细胞和瘤细胞、融合的脾细胞和脾细胞、融合的瘤细胞和瘤细胞、未融合的脾细胞、未融合的瘤细胞以及细胞的多聚体形式等。正常的脾细胞在培养基中仅存活5～7d，无需特别筛选；细胞的多聚体形式也容易死去；而未融合的瘤细胞则需进行特别的筛选去除。

细胞DNA合成一般有两条途径。主要途径是由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，叶酸作为重要的辅酶参与这一合成过程。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经次黄嘌呤磷酸核糖转化酶(HGPRT)和胸腺嘧啶核苷激酶(TK)的催化作用合成DNA。细胞融合的选择培养基中有3种关键成分：次黄嘌呤(hypoxanthine，H)、甲氨蝶呤(aminopterin，A)和胸腺嘧啶核苷(thymidine，T)，所以取三者的字头称为HAT培养基。甲氨蝶呤是叶酸的拮抗剂，可阻断瘤细胞利用正常途径合成DNA，而融合所用的瘤细胞是经毒性培养基选出的HGPRT-细胞株，所以不能在该培养基中生长。只有融合细胞具有亲代双方的遗传性能，可在HAT培养基中长期存活与繁殖。

(三)有限稀释与抗原特异性选择

在动物免疫中，应选用高纯度抗原。一种抗原往往有多个决定簇，一个动物体在受到抗原刺激后产生的体液免疫应答实质是众多B细胞群的抗体分泌，而针对目标抗原表位的B细胞只占极少部分。由于细胞融合是一个随机的过程，在已经融合的细胞中有相当比例的无关细胞的融合体，需经筛选去除。筛选过程一般分为两步进行：一是融合细胞的抗体筛选，二是在此基础上进行的特异性抗体筛选。将融合的细胞进行充分稀释，使分配到培养板的每一孔中的细胞数在0至数个细胞之间(30%的孔为0才能保证每个孔中是单个细胞)，培养后取上清液用ELISA法选出抗体高分泌性的细胞；这一过程常被习惯地称作克隆化。将这些阳性细胞再进行克隆化，应用特异性抗原包被的ELISA找出针对目标抗原的抗体阳性细胞株，增殖后进行冻存、体外培养或动物腹腔接种培养。

应用

单克隆抗体不仅在生物学和免疫学基础研究中具有重要的价值，而且在实践中的应用范围亦极为广泛。在医学中，单克隆抗体已用于疾病的诊断，其优点是诊断准确，无交叉反应。例如，单克隆抗体诊断乙型肝炎及潜伏的乙型肝炎病毒，则很少发生假阴性的漏诊。单克隆抗体还可作为治疗疾病的药物载体。单克隆抗体对靶组织有专一亲和性，故在体内有特异定位分布的特点。把抗肿瘤药物和抗某种肿瘤的单克隆抗体结合，则可使药物在体内有选择地集中向该肿瘤细胞攻击，只杀灭靶细胞，而不损伤正常组织，大大减轻了抗癌药物的副作用。因此，载药单克隆抗体有“生物导弹”之称。制做的单克隆抗体多为鼠——鼠型，对人来说属异种蛋白质，因此难于用于治疗。为了解决人体对异种单克隆抗体蛋白的排异作用，学者们正努力研制人——人型单克隆抗体，以利于大量应用于治疗疾病。

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