解決方案
每個B淋巴細胞只製造一種抗體,精準針對一個目標——然而,由於它是終末分化的白血球,在培養中數天內便會死亡。骨髓瘤細胞是抗體產生細胞系的腫瘤,在培養皿中可無限生長,但沒有人知道它們的抗體結合什麼。數十年來,生物醫學研究者一直想要兩者的結合:針對自己所選目標、可無限供應的抗體。來自免疫動物的血清反而提供的是數千種抗體混雜、批次間變異大的混合物。
1975年,劍橋MRC分子生物學實驗室的博士後研究員喬治·克勒與其小組主持人塞薩爾·米爾斯坦將這個組合變為現實。他們免疫一隻小鼠,取其製造抗體的脾細胞,並與培養的骨髓瘤細胞融合。雜交細胞——融合瘤——像腫瘤一樣存活並分裂,同時分泌由B細胞所決定的抗體。選擇性培養安排讓雜交細胞增殖,但殺死未融合的骨髓瘤細胞;接著將雜交細胞稀釋,使群落由單一細胞長出,並鑑定出分泌所需抗體的選殖株。
其精妙之處在於分工:骨髓瘤只提供存活與無盡分裂,B細胞只提供其單一精確的特異性。你可以將整台機器指向任何你想要的抗原——免疫、融合、選擇、選殖——就能產出一條針對單一、明確抗體的可再生產線。1975年的《自然》論文用一頁半描述了這個配方。
諾貝爾基金會後來稱融合瘤生產是1970年代生物醫學最重要的方法學進展之一:單株抗體開闢了新的研究領域,實現了精準診斷、透過親和層析純化干擾素等物質,以及治療疾病與移植排斥的早期嘗試。
它達成了什麼
將抗體細胞與永不死亡的癌細胞融合
為何有效
每個親本恰好提供對方所缺乏的,因此雜交細胞比任一親本細胞系更具生存力:同一基因組中兼具永生性與選定的特異性。
產出是預先決定的——你先挑選抗原,之後再生產探針,顛倒了過去先製造血清再找出它結合什麼的順序。
由單一稀釋細胞長出群落,保證未來每一批次在基因上完全相同,這是工業規模的可重現性。
它是一個平台,而非一種試劑:同樣的四步配方適用於任何目標,因此一種方法催生了診斷、純化與藥物。
可應用之處
兩個弱點可以互相抵消:一個知道目標但會死亡的細胞,和一個活著但什麼都不知道的細胞。在刻意的雜交中匯聚互補的優勢,是一種可重複使用的設計手法。
後續發展
克勒與米爾斯坦與尼爾斯·耶訥共同獲得1984年諾貝爾生理學或醫學獎。單株抗體從培養收藏走向家用驗孕試劑、診斷檢驗、親和純化,並自1980年代中期起成為治療藥物;它們成為現代藥物中最大的一類之一。本檔案中Celltrion REMSIMA的案例——歐洲首個獲准的單株抗體生物相似藥——正是同一項1975年技術的下游結果。
追溯依據
參考來源
- Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity Nature · nature.com ·
- The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1984 — Press release The Nobel Foundation · nobelprize.org