环球滚动:从杂交瘤技术的发展到杂交瘤技术在生物医药领域的应用
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杂交瘤技术是获得单克隆抗体最常用的技术,指两个或两个以上细胞合并形成一个细胞的现象。杂交瘤技术是在体细胞融合的技术基础上发展而来的,可使两个不同来源的细胞核在同一细胞中表达功能。杂交瘤细胞(hybridoma)是一种在制备单克隆抗体过程中,用骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合而成的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。
1975年,Kohler和Milstein成功把免疫小鼠的脾脏B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合,形成了B淋巴细胞-骨髓瘤细胞杂合体(称为杂交瘤),这种杂合体既能在体外培养中无限地快速增殖且存活,又能分泌单克隆抗体。这项技术随之被正式命名为杂交瘤技术。
杂交瘤技术的诞生首次将单克隆抗体分离出来,这使得这些分子在各种生物应用中成为可能。然而,将这些通过杂交瘤技术分离出来的抗体实际应用于临床却并不容易。杂交瘤来源的免疫球蛋白是动物来源的,要用作临床工具,需要转化为人单克隆抗体。目前,这种蛋白质结构变化可以通过建立抗体嵌合和人源化协议或使用适当的转基因动物来实现,这些策略对于获得目前可用的治疗性单抗库至关重要,但这些策略相对噬菌体展示技术和单B细胞技术来讲,时间更长,而且限制并不局限于此,细胞培养污染的持续风险和产生的杂交瘤细胞系的遗传不稳定性也应考虑在内。
因此,自20世纪80年代中期以来,从杂交瘤技术的变化开始,人们为了提高杂交瘤细胞技术获取单克隆抗体的效率,不断开发了新的方法来解决这些限制。例如提出的B细胞靶向(BCT)和立体特异性靶向(SST)方案,它们带来了B淋巴细胞-骨髓瘤细胞融合效率的相对提高,但与原始方法相比,杂交瘤技术变得更加复杂。该技术其他步骤的改变,如选择所需的抗体分泌细胞,尽管确实加速了单克隆抗体的鉴定过程,产生杂交瘤的需求仍然存在。基于不同的原理,噬菌体展示技术作为替代杂交瘤技术的不二选择横空出世。它带来了重要的优势,例如有可能分离出针对有毒和非免疫原性抗原的单克隆抗体,并且有可能首次在不使用实验动物的情况下产生抗体。
尽管杂交瘤技术有了进步,噬菌体展示技术、嵌合和人源化策略也有了发展,但一项重大进展是发现了直接从单个B细胞中分离单克隆抗体的工具。除了不严格依赖于B细胞培养和实验动物的使用外,单B细胞抗体技术允许简单快速地产生具有治疗潜力的单克隆抗体,而无需事先知道靶标并获得它。这是一种很有前途的技术,甚至有可能分离出针对体外难以模拟的构象决定因素的功能性单克隆抗体,但目前,单B细胞在工业批量生产的规模和成本方面与杂交瘤细胞技术还有一定差距。
总的来说,基于杂交瘤技术发展和衍生的新的单克隆抗体生产技术都显示出对获得针对疾病(包括传染病)的治疗性抗体的有效性。例如,针对埃博拉病毒的100多种单克隆抗体说,其中一些杂交瘤衍生抗体被用于开发新的策略Cocktail,如由三种嵌合单克隆抗体组成的ZMapp 和REGN-EB3,包括使用适当的转基因小鼠产生的三种人类单克隆抗体。
针对埃博拉病毒产生的抗体的其他例子是噬菌体展示衍生的单克隆抗体KZ52,以及从人类幸存者身上获得的单B细胞分离抗体Mab114 。但是,当考虑到新出现的疾病时,杂交瘤技术似乎不是最合适的,特别是考虑到需要在短时间内获得改善。在这种情况下,单B细胞抗体技术似乎更好地满足了对功能性单克隆抗体的迫切需求,COVID-19大流行的经验证明了这一点。在不到一年的时间里,至少获得了14种针对SARS-CoV-2(该疾病的病原体)的单一B细胞来源的人单抗或单抗鸡尾酒,其中5种进入了2/3期临床试验。单B细胞抗体技术的另一个优点是可以在不知道抗原靶点的情况下分离出所需的单克隆抗体,这在传染病病例中特别有用。