抗體（antibody，Ab）是機體在體內存在的外來分子、微生物等抗原物質刺激下，由B淋巴細胞或記憶細胞增殖分化成的漿細胞所產生的、可與相應抗原發生特異性結合的免疫球蛋白（immunoglobulins，Ig），主要分佈在血清中，也分佈於組織液及外分泌液中。
1 抗體的發展歷程
抗體技術是免疫學領域的一個重要方面，在生命科學和醫學各學科得到瞭廣泛應用。隨著生物學技術的不斷發展，抗體技術也經歷瞭三個發展階段。
第一代抗體——血清多克隆抗體（PcAb）,早在20世紀初期已發現血清抗體和細菌毒素的作用，並用於多種疾病的治療。雖然免疫動物制備的血清抗體的免疫原性和非均質性給抗體的研究和應用造成困難，但由於血清多克隆抗體識別抗原的廣譜性和識別不同表位的各種抗體或識別同種抗原表位的不同克隆的抗體可協同作用，因而能高效地識別抗原和阻斷抗原對機體的危害，所以血清抗體至今仍不失為一種診治疾病和生命科學研究的有效制劑。
1975年德國學者Köhler和英國學者Milstein合作研究，創立瞭雜交瘤技術，使第一代抗體發展到第二代抗體——單克隆抗體（McAb）。該研究在仙臺病毒介導下，將經綿陽紅細胞免疫後的小鼠脾細胞與小鼠骨髓瘤細胞（P3-X63/Ag8）融合，融合的細胞既獲得瞭親代脾細胞分泌特異性抗體的特性，又具有骨髓瘤細胞大量繁殖的能力，成為瞭一種既能分泌特異性抗體又能長命的雜交瘤細胞。這一具有劃時代意義的新技術，為抗體的分子生物學研究提供瞭一個新的手段，同時也為所有需要制備和應用抗體的領域提供瞭一個全新的方法，極大的促進瞭免疫學、遺傳學、微生物學、分子生物學和基礎與臨床醫學等學科的發展，受到全世界學者的極大關註。
20世紀80年代，在充分認識免疫球蛋白（Ig）基因結構和功能的基礎上，人們利用DNA重組技術和蛋白質工程技術，對Ig分子進行基因水平的切割、拼接或修飾，重新組裝成新型的抗體分子，成為瞭繼多克隆抗體、單克隆抗體之後的第三代抗體——基因工程抗體（GEAb）。基因工程抗體保留瞭天然抗體的特異性和主要的生物學活性，去除或減少瞭無關結構，是目前抗體應用研究的首選技術，且使得抗體的人源化以及制備人抗體成為可能，大大促進瞭抗體技術領域的發展。
2 抗體分子的基本結構
2.1 重鏈和輕鏈
抗體由四條多肽鏈組成，即兩條相同的相對分子質量較小的輕鏈（light chain，L鏈）和兩條相同的相對分子質量較大的重鏈（heavy chain，H鏈）借二硫鍵連接組成的對稱結構。
輕鏈由214個氨基酸殘基組成，分子質量約25kDa。根據輕鏈氨基酸組成和排列順序不同（抗原性的差異），可將輕鏈分為兩種類型，即kappa（k）鏈和lambda（λ）鏈，故免疫球蛋白也可分為兩種類型，即k型和λ型。同一個天然Ig分子上輕鏈的類型是相同的，但同一機體內可存在兩種類型的抗體分子。每條輕鏈含有兩個由鏈內二硫鍵組成的環肽。
重鏈大小約為輕鏈的2倍，含450~550個氨基酸殘基，分子質量約為55~75 kDa。不同的H鏈由於氨基酸組成和排列順序以及二硫鍵的數目和位置不同，其抗原性也不同，根據H鏈抗原性的差異可將其分為5類，即μ鏈、γ鏈、α鏈、δ鏈和ε鏈。每條H鏈含有4~5個鏈內二硫鍵組成的環肽，其中γ鏈、α鏈和δ鏈上含有4個環肽，μ鏈和ε鏈含有5個環肽。
圖1 抗體結構示意圖
2.2 恒定區和可變區
通過對不同免疫球蛋白H鏈和L鏈的氨基酸序列比較發現，其氨基端（N端）約110個氨基酸序列變化很大，稱為可變區（variable region，V區），而羧基末端（C端）則相對穩定，變化很小，稱為恒定區（constant region，C區）（見圖2）。
圖2 抗體分子的基本結構
可變區位於L鏈靠近N端的1/2（含108~111個氨基酸殘基）和H鏈靠近N端的1/5（γ、α和δ）或1/4（μ和ε）。L鏈和H鏈的V區分別為VL和VH。在每個V區中均有一個由鏈內二硫鍵連接形成的肽環，每個肽環含67~75個氨基酸殘基。VL和VH中某些局部區域的氨基酸組成和排列順序具有更高的變異程度，稱為高變區（hypervariable region，HVR）。VL和VH中的高變區各有三個，分別稱為HVR1、HVR2和HVR3，也可稱為CDR1、CDR2和CDR3，一般CDR3具有更高的變異程度。在V區中非HVR部分的氨基酸組成和排列相對比較保守，稱為骨架區（framework region，FR），VL和VH中的骨架區各有4個，分別用FR1、FR2、FR3和FR4表示。骨架區對於維持CDR的空間構型具有重要作用。V區氨基酸的組成和排列隨抗體結合抗原的特異性不同有較大的變異。由於V區中氨基酸組成和排列順序千變萬化，故可形成許多種具有不同結合抗原特異性的抗體。
恒定區位於L鏈靠近C端1/2和H鏈靠近C端3/4（γ、α和δ）區域或4/5（μ和ε）區域。L鏈和H鏈的C區分別為CL和CH。H鏈每個功能區含110多個氨基酸殘基，含有一個由二硫鍵連接的50~60個氨基酸殘基組成的肽環。這個區域氨基酸的組成和排列在同一種屬動物所有個體的同一類免疫球蛋白具有相同的抗原特異性。不同抗原的IgG類抗體其可變區不同，但恒定區相同。同一抗原的不同類型抗體，其可變區形同，但恒定區不相同，表現為類、亞類或型、亞型的差別。
故根據抗體與抗原的結合位置，抗體結構可分為兩部分（見圖3）：即“Y”字型頭部的特異性結合抗原位點的Fab段和尾部相對保守的Fc段。抗體的特異性體現在Fab段，Fab段的抗原結合位點可與細胞上的抗原決定簇發生特異性的結合反應。
圖3 抗體分子的基本結構
3 抗體的種類和特性
抗體是具有共同結構和功能形式的一大類糖蛋白。根據重鏈類型不同，可將抗體分成五類，即IgG、IgM、IgA、IgE和IgD，見表1和圖4。
表1 不同抗體類型特點比較表圖4 不同類型抗體結構圖
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CD分子抗體 CD3、CD4、CD8、CD11、CD19、CD20、CD34、CD45、CD56、CD138、CD271等
細胞因子抗體 IL-6、IL-17A、TSLP等
受體抗體 IL-4R、IL-6R、VEGFR2等
免疫檢查點蛋白抗體 B7H3、PD-1、PD-L1等
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