出身名门,HI系列单克隆抗体的前世今生!
在生物学和医学实验室中,临床和科研工作者每天都要用到许多抗体试剂,大家也一定注意到每种单克隆抗体都有一个克隆号。那么克隆号是什么呢?在讨论克隆号之前我们先简述一下单克隆抗体的发展历史。
淋巴细胞杂交瘤技术制备单克隆抗体在1975年被发明,全世界众多实验室利用这一技术制备了大量的单克隆抗体,并迅速得到了广泛的推广和应用。1984 年,发明单克隆抗体的德国人G. J. Kohler和阿根廷人C. Milstein与创立抗体形成天然选择和多样性学说的丹麦科学家N. K. Jerne共同分享了诺贝尔生理医学奖。
由于单抗技术的发明,在全世界不同实验室制备了成千上万的单抗,每种单抗都有自己的名字,有一些可能识别同一种抗原,但各自拥有不同的命名和描述,给交流和研究带来了混乱。
为了统一和方便交流,在国际免疫学会和世界卫生组织主持下,1982年在巴黎举行了第一届人类白细胞分化抗原协作组(Human Leukocyte Differentiation Antigen Workshop,HLDA Workshop)国际学术会议。将相同白细胞分化抗原归类,称为分化群(Cluster of Differentiation,CD)分子(抗原)并加以序列编号。采用盲筛法和聚类分析法,对白细胞分化抗原反应性相同或相似的、来自不同实验室的各种单抗归为一类,针对同一CD分子的单抗就是相同CD单抗,即为单克隆抗体的CD国际命名法。到2014年HLDA Workshop学术大会举行了10届,将CD抗原命名至CD371,共计401个CD分子¹。
比如CD9抗体,最初有5个单抗,它们描述共同的一些特点比如,其免疫沉淀都与分子量24-26kD的蛋白质结合,都与血小板和非T非B淋巴细胞白血病反应;由于不同的实验室用不同的细胞或细胞系作为免疫原,其描述也有不同,比如,其中一个抗体与26%的正常外周血淋巴细胞反应,其它4个报道小于2%,只有1个抗体报道可以与单核细胞和多核白细胞反应等等。后来HLDA通过盲筛法和聚类法的分析,这5个单抗都是识别同一抗原分子MRP-1(Motility-related protein-1),命名为CD9分子。虽然是针对同一CD分子的单抗,但它们都有自己的名字:BA2、FMC8、J2、DuALL1、SJ9A-4,这些名字就是它们自己的“克隆号”,克隆号对于每一株抗体来说都是独特且唯一的。因此,识别同样抗原的抗体群中,不同克隆号的抗体其反应谱、亲和力、识别表位等信息都可能是不一样的,且只有单克隆抗体才有克隆号。
流式细胞术从诞生至今,获得了巨大的发展,被应用到科学研究和临床诊断的许多方面。进行流式实验选择抗体试剂时,大家应该见过享誉世界的 “HI系列”克隆号的单克隆抗体,比如识别CD8的HIT8a、识别CD19的HI19a、识别CD38的HIT2、识别CD45的HI30和识别CD45RA的HI100等等。特别值得骄傲的是,HI系列抗体是由中国医学科学院血液学研究所(以下简称“天津血研所”)在1980年代所研制,HI正是当时血液学研究所(Hematology Institute)英文翻译的缩写。
中国医学科学院血液学研究由著名血液学家、教育家邓家栋教授于1957年在天津创办。1981年,著名学者陈璋教授从美国将单克隆抗体技术引入天津血研所。天津血研所免疫室是中国首批开展单克隆抗体研制的实验室之一。结合天津血研所实验血液学领域研究,为血液病提供临床诊断服务。
在陈璋教授的带领下,一大批年轻有为的科研工作者投入到制备人类血细胞表面分子单克隆抗体的研制工作中,研制了300+株亲和力强、特异性高的HI系列单克隆抗体。除了HI系列外,国际上也出现有许多著名的系列单抗,比如,OKT、Leu、UCHT以及Mem等。从1986年开始,天津血研所免疫室参与到其中,向HLDA Workshop提交了几百株HI系列自主研发的单抗,作为成员也参加了世界上其它实验室提交抗体的鉴定工作。到目前为止,有200株+HI系列克隆的单克隆抗体被HLDA Workshop正式分类命名,占中国被国际组织命名的70%。
从上世纪90年代初开始,HI 系列克隆的单抗已在全世界广泛应用。陈璋教授之后,还有沈德诚教授和廖晓龙教授等一批批中国科学家继续在CD分子单克隆抗体领域不断耕耘,时至今日,已有近200多株以HI系列克隆的单克隆抗体获得HLDA Workshop的正式命名,被充分认可其特异性。很多包括BD、Biolegend和Exbio等在内的国际知名抗体公司也在使用HI系列单抗作为试剂原料,以及在很多国际流式方案中频繁看到HI系列单克隆抗体的身影。
血液学研究所以自有单克隆抗体为基础,在国内率先开展了白血病免疫分型研究并开展临床应用,在1980年代中期举办多期白血病淋巴瘤的免疫分型学习班大力推广CD单抗的临床引用,最早的应用领域是荧光显微镜免疫分型,再后来逐步应用到流式细胞仪。其中HIT3a(CD3)、HIT7(CD7)和HI47(CD20)等单克隆抗体很早就在天津血研所开展了治疗白血病的应用探索。HI19a(CD19)和HIM3-4(CD33)等是中国第一个被国家批准的有自主知识产权的CAR-T治疗技术作为靶点单抗*。(* 以天津血研所为主体的各类专利可参考国家专利网站)
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