大量單克隆抗體的制備方法

目前制備大量單克隆抗體的方法主要有兩種：一種是動物體內誘生法；另一種是體外培養法。

 背景

BACKGROUND

困惑

PUZZLED

體外培養法有哪幾種培養方式？何謂無血清培養？

探索

在體外培養法中,目前各個實驗室普遍采用細胞單層法,就是將雜交瘤細胞加入培養瓶中，用完全培養基培養，細胞濃度以1.0X100~2.0X106個/mL為宜，然后收集培養上清液。如果希望在體外高效率地大量制備單克隆抗體，就必須高密度培養單克隆抗體細胞株，充分利用培養基的立體空間。單位體積內細胞數量越多，產生的單克隆抗體就越多，濃度就越高，產量就越大。隨著細胞培養的原理和方法不斷完善，單克隆抗體細胞規模化培養技術日趨成熟。目前，主要有兩大類單克隆抗體細胞大規模培養系統:一是細胞懸浮培養系統(cell suspension culture system)，采用發酵罐式的旋轉瓶，包括常規的懸浮培養和新型的微載體培養；二是細胞固定化培養系統(cell immobilization culture system)，包括中空纖維細胞培養法和微囊化細胞培養法。

懸浮培養貼壁依賴性細胞目前多采用轉瓶培養,它常用于小量培養到大規模培養的過渡階段,通過轉瓶不斷旋轉使細胞呈懸浮狀態,在培養瓶中均勻分布,充分利用養分,并擴大氣液接觸面,便于氧氣的傳遞。而工業化、商業化大規模懸浮培養多采用生物反應器,其深層培養可分為分批式、流加式、連續式和灌注式等。

微載體培養法是應用一種對細胞無害的顆粒作為細胞生長的介質,細胞附著于其表面生長,在持續攪動作用下微載體懸浮于培養液中。微載體培養是目前公認的最有發展前途的一種動物細胞大規模培養技術,具有貼壁培養和懸浮培養的優點。

中空纖維細胞培養法是通過模擬細胞在體內生長的微環境,使細胞不斷生長繁殖。中空纖維是一種微細的管狀結構,壁為極薄的超濾膜,使無血清培養基攜帶著氧氣在管內灌流,而管壁外則供細胞貼附生長。由于中空纖維的孔徑對細胞和大分子物質有滯留作用,故營養物質和代謝廢物可以自由出入其孔徑。該培養系統占地空間小,生產成本低,培養的細胞密度大并可獲得高質量的抗體。

微囊化細胞培養法是先將單克隆細胞包埋在具有親水性的半透膜微囊里,然后將此微囊放置在培養液中進行培養。微囊內部是微小培養環境,它將有效保護細胞免受機械損傷,故細胞生長良好,細胞密度高,可獲得高濃度的單克隆抗體。

單克隆抗體細胞在體外培養時通常使用合成培養基，再添加胎牛血清配成完全培養基。但是血清中成分復雜,這對純化單克隆抗體來說是個難題, 而低純度的單克隆抗體用于臨床治療可能導致一系列變態反應。同時,血清來源有限,各批量間質量差異大,直接影響雜交瘤細胞的連續性培養。另外,血清中潛藏的支原體是污染動物細胞的隱形殺手,不易察覺,而且其價格成本昂貴。為了克服血清的這些缺點,應用無血清培養基將會成為雜交瘤細胞培養的一種新趨勢。

無血清培養(serum free medium,SFM)的實質就是有針對性地使用添加劑來代替血清,維持雜交瘤細胞在體外的生長。采用無血清培養基培養雜交瘤細胞制備單克隆抗體,便于抗體純化,有利于規模化、標準化生產,同時降低細胞污染的概率。但無血清培養的細胞新陳代謝較弱,同時無血清培養基缺乏血清中保護細胞免受環境機械損傷的細胞因子等。盡管如此,隨著無血清培養基的不斷優化、完善,最終無血清培養基肯定會成為理想的雜瘤細胞培養基。