單抗、多抗、重組抗體應如何選擇
日期：2023-07-26 09:26:17
隨著生命科學的快速發(fā)展，針對蛋白質(zhì)的研究日益增多，突顯了抗體在實驗中的重要作用。面對多樣且復雜的抗體試劑市場，選擇適合實驗的抗體尤為重要。在準備購買抗體時，需要考慮許多因素。例如，實驗的目的是什么，這種抗體能否在預期的實驗應用中使用？這種抗體是否適用于實驗中的細胞或組織？
如果您研究的是針對同一目標的單克隆、多克隆或重組抗體，應該如何選擇？它們之間有什么區(qū)別？是否有一種比其他種類更好，或者它們都是為不同的目的而設計的？這些問題很復雜，但絕對值得探討。
在本文中，我們將重點介紹這三種抗體及其之間的差異。
1. 多克隆抗體
多克隆抗體（pAbs）是由體內(nèi)不同B細胞譜系產(chǎn)生的異質(zhì)混合物，可以識別同一抗原中的多個不同表位。多克隆抗體的生產(chǎn)通常包括收集免疫動物的血液，分離免疫球蛋白，并進行親和純化以去除非特異性抗體 [1]。多克隆抗體的生產(chǎn)最常在兔子中進行，但也可以在有蹄類動物（綿羊、山羊、馬、豬等）、嚙齒類動物和雞等動物中進行 [2]。與其他物種相比，兔子更容易且成本較低，能對包括小分子和帶有或不帶有翻譯后修飾的多肽在內(nèi)的各種抗原產(chǎn)生強烈的免疫應答。從兔子獲取血液也相對容易。
多克隆抗體具有較弱的特異性、較強的親和力和較高的敏感性，但容易發(fā)生非特異性染色。因此，多克隆抗體特別適用于檢測或捕獲低豐度抗原。如果表達量不清楚，并且存在經(jīng)濟和時間限制，也可以選擇多克隆抗體。多克隆抗體通常用作免疫分析中的二抗，包括ELISA、Western blot和免疫組織化學。在ELISA中，一抗（單克隆抗體）與目標抗原結(jié)合，而HRP偶聯(lián)的二抗（多克隆抗體）用于結(jié)合一抗，放大信號從而提高檢測效果 [3]。由于相對于單克隆抗體而言，多克隆抗體具有更高的敏感性，因此它們特別適用于癌癥或免疫性疾病標記物的早期檢測 [4]。由于多克隆抗體通常包含針對某一特定抗原的不同表位，包括對變性抗原具有抗體結(jié)合能力的表位，因此它們在深層固定的樣本中也能很好地工作。多克隆抗體最常用于石蠟包埋組織切片的染色。此外，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多克隆抗體還用于現(xiàn)場監(jiān)測農(nóng)藥殘留。
2. 單克隆抗體
單克隆抗體是來源于單個B細胞克隆的同種抗體，能夠檢測抗原中的單個表位。所有單克隆抗體最初都是多克隆抗體混合物，但通過選擇或克隆過程進行分離，以鑒定和擴大所需的單價克隆。單克隆抗體通常是從嚙齒類動物、兔子和駱駝等宿主中產(chǎn)生，并根據(jù)所需抗體類型采用各種方法進行生產(chǎn)。
傳統(tǒng)上，單克隆抗體的生產(chǎn)包括用目標蛋白免疫宿主動物，提取能識別和響應抗原的B細胞，然后將B細胞與骨髓瘤細胞融合，形成穩(wěn)定的雜交瘤細胞，可持續(xù)產(chǎn)生目標抗體，最后在細胞培養(yǎng)上清液或小鼠腹水中培養(yǎng)雜交瘤細胞系。由K?hler和Milstein首次提出的雜交瘤技術 [5] 需要進行免疫以產(chǎn)生抗體，并受到個體健康狀況、免疫狀態(tài)等因素的影響，導致所產(chǎn)生的抗體一致性和重復性較差。此外，動物衍生的抗體常常會引起患者的免疫反應，限制了它們作為臨床治療的應用。
單克隆抗體具有較強的特異性，但親和力和敏感性較低。它們適用于檢測相對高表達水平的抗原。由于單克隆抗體能夠結(jié)合細胞特異性抗原并靶向這些細胞以消除或中和其對機體可能產(chǎn)生的任何有害效應，它們已成為癌癥 [6] [7]、各種自身免疫性疾病和其他疾病的有效治療方法。單克隆抗體廣泛用于生物醫(yī)學研究和醫(yī)學領域，用于治療、診斷和研究疾病，以及開發(fā)和測試新藥。美國食品和藥物管理局（FDA）已批準多種單克隆抗體用于治療，并有數(shù)百種正在進行各個階段的臨床試驗。
單克隆抗體可用于分析抗原的精細結(jié)構和測試抗原與抗體之間的未知結(jié)構關系。針對復雜生物混合物中特定分子的抗體可以用于分離、分析和純化特定的分子抗原。單克隆抗體試劑可用于臨床診斷和治療，包括抗體-藥物偶聯(lián)物 [8] 和針對新興傳染病的疫苗 [9]。
圖1. 單克隆抗體和多克隆抗體的主要區(qū)別
3. 重組抗體
重組抗體，也稱為基因工程抗體，是利用基因重組技術制備的抗體。將抗體基因克隆到表達載體中，然后轉(zhuǎn)染到適合的宿主細胞系中進行抗體表達。重組抗體使得制備人源化抗體和全人源抗體成為可能。哺乳動物細胞系是制備重組抗體最常用的方法，也可以使用細菌、酵母或昆蟲來源的細胞系。
與單克隆抗體相比，重組抗體可以在無需免疫的情況下穩(wěn)定大規(guī)模生產(chǎn)。避免了由小鼠來源抗體引起的人體免疫反應。重要的是，重組抗體具有良好的一致性、高重復性和較好的再現(xiàn)性。更多的基因組合可以進行重組，包括抗體片段表達、亞型替代、嵌合抗體、抗體人源化等。重組抗體存在多種形式，從IgG到scFv、Fab或VHH片段，以及雙特異性和三特異性變體 [10]。根據(jù)治療需求可以制備新的抗體。由于穩(wěn)定轉(zhuǎn)染篩選出穩(wěn)定的細胞系進行體外表達，重組抗體適用于單克隆抗體藥物的快速工業(yè)化生產(chǎn)。較小的分子量使重組抗體具有更強的穿透能力，因此更容易到達病變的核心部位。重組抗體可以通過原核細胞、真核細胞或植物表達系統(tǒng)大規(guī)模生產(chǎn)，大大降低了生產(chǎn)成本。
4. 多克隆抗體、單克隆抗體和重組抗體的優(yōu)缺點
隨著抗體制備技術的快速發(fā)展，多克隆抗體、單克隆抗體和重組抗體相繼出現(xiàn)。每種抗體都有其獨特的優(yōu)點，也有不可避免的缺點。因此，一些實驗將幾種抗體串聯(lián)起來，利用它們各自的優(yōu)勢來獲得更好的實驗結(jié)果。下表列出了三種抗體在不同方面的優(yōu)缺點。
| 多克隆抗體 | 單克隆抗體 | 重組抗體 | |
|---|---|---|---|
| 重復性 | 較低 | 高；批次間差異小 | 更高；高純度，批次間差異小 |
| 特異性 | 弱 | 強 | 更強 |
| 生產(chǎn)周期 | 2到3個月的開發(fā)和生產(chǎn)周期 | 4到6個月的開發(fā)周期；4到6周的生產(chǎn)周期 | 4個月的開發(fā)周期；1到6周的生產(chǎn)周期 |
| 動物免疫 | 是 | 是 | 否 |
| 亞型切換 | 困難 | 困難 | 方便 |
| 表達系統(tǒng) | 常見的哺乳動物細胞（兔子、綿羊、山羊等） | 小鼠腹水法、細胞培養(yǎng)上清法和重組抗體表達系統(tǒng) | 常見的哺乳動物細胞系，也可以在特殊工程改造的細胞系（酵母、細菌、昆蟲和轉(zhuǎn)基因植物）中表達 |
| 成本 | 相對較低 | 生產(chǎn)昂貴；需要更多專業(yè)人員操作 | 需要技術專長和大量的時間和金錢投入來生產(chǎn) |
| 人類免疫反應 | 不可避免 | 不可避免 | 可避免 |
當你準備購買抗體時，除了考慮抗體類型、宿主來源、純度、免疫原、反應物種、標記物、實驗驗證應用和支持數(shù)據(jù)外，還有一些必要的參考因素。合適的抗體可以幫助你獲得理想的實驗結(jié)果。
圖2. How to choose a commercial antibody
參考文獻：
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