解决方案
每个B淋巴细胞只制造一种抗体,精准针对一个靶标——然而,作为终末分化的白细胞,它在培养中几天内就会死亡。骨髓瘤细胞是抗体产生细胞系的肿瘤,在培养皿中可无限生长,但无人知道其抗体结合什么。数十年来,生物医学研究者一直想要这种组合:针对自己选定靶标产生的抗体,且数量无限。用免疫动物血清得到的,反而是数千种抗体混杂、批次差异很大的混合物。
1975年,剑桥MRC分子生物学实验室的博士后乔治·克勒及其课题组长塞萨尔·米尔斯坦将这一组合变为现实。他们免疫一只小鼠,取其产生抗体的脾细胞,与培养的骨髓瘤细胞融合。杂交细胞——杂交瘤——像肿瘤一样存活并分裂,同时分泌由B细胞决定的抗体。选择方案让杂交细胞增殖,但杀死未融合的骨髓瘤细胞;随后稀释杂交瘤,使集落由单细胞生长而来,并鉴定出分泌所需抗体的克隆。
其精妙之处在于分工:骨髓瘤只贡献存活与无限分裂,B细胞只贡献其唯一精确的特异性。你可以把整台机器对准任何想要的抗原——免疫、融合、选择、克隆——就能产出针对单一明确抗体的可再生生产线。1975年《自然》论文用一页半描述了这一配方。
诺贝尔基金会后来称杂交瘤生产是20世纪70年代生物医学最重要的方法学进展之一:单克隆抗体开辟了新的研究领域,实现了精准诊断、通过亲和层析纯化干扰素等物质,以及治疗疾病和移植排斥的早期尝试。
它取得了什么
将抗体细胞与永不死亡的癌细胞融合
为何奏效
每个亲本恰好提供对方所缺,因此杂交细胞比任一亲本系更具生存力:一个基因组中兼具永生性与选定的特异性。
产出是预先确定的——你先选择抗原,再制造探针,颠倒了先制备血清再发现其结合对象的旧顺序。
由单个稀释细胞生长成集落,保证未来每一批次在遗传上完全相同,这是工业规模的可重复性。
它是一个平台,而非一种试剂:同样的四步配方适用于任何靶标,因此一种方法催生了诊断、纯化和药物。
可应用之处
两个弱点可以相互抵消:一个知道靶标但会死亡的细胞,和一个存活但一无所知的细胞。在有意设计的杂交体中汇集互补优势,是一种可复用的设计策略。
后续
克勒与米尔斯坦与尼尔斯·杰尼共同获得1984年诺贝尔生理学或医学奖。单克隆抗体从培养物保藏走向家用妊娠检测、诊断分析、亲和纯化,并自20世纪80年代中期起成为治疗药物;它们成为现代药物中最大的类别之一。本档案的Celltrion REMSIMA案例——欧洲批准的首个单克隆抗体生物类似药——正是同一1975年技术的下游结果。
从这里,追溯依据
参考来源
- 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