最小最准的导弹

3最小最准的导弹——生物导弹

1890年贝林格（Behring）和北里柴三郎（Kitasato）发现在注射白喉毒素动物的血清中出现了可中和白喉毒素的某种因子，并且可通过注射该血清将抗毒素活性传递给正常动物。直到1933年才认识到这种因子属于血清球蛋白组分，将其称为抗体。由于免疫动物获得的抗血清是针对某一病原体上多种抗原成分的，故称之为多克隆抗体，即为第一代抗体，它们是由病原体刺激免疫系统后，由免疫细胞产生的效应分子之一。临床上注射丙种球蛋白，就是被动输入抗体，以增强机体的抗病能力，这也称为被动免疫。

1975年科勒（Kohler）和米尔斯坦（Milstein）创立了细胞融合及B细胞杂交瘤技术，即将小鼠免疫脾细胞与小鼠骨髓瘤细胞融合，这种杂交瘤细胞既可产生抗体，又有肿瘤细胞长期增殖的特性，通过稀释和筛选，可获得只针对某一特定的抗原成分的抗体，称为单克隆抗体，即第二代抗体。其优点是纯度高，特异性强。该技术被称为免疫学上一次重大的革命，是20世纪后期建立的重要生物高技术之一。其创建者因此而荣获1984年诺贝尔医学与生理学奖。自此，单克隆抗体作为诊断、治疗和提纯蛋白质的制剂已日益显示出它的重要作用和广阔的应用前景。

单克隆抗体具有高度的特异性和均一性，且可以无限量生产。这激起了人们再次用抗体治疗疾病的极大兴趣。最初单用单克隆抗体治疗肿瘤，结果令人失望。在肿瘤的治疗中，化疗和放疗仍是目前那些不能手术切除的肿瘤患者的主要治疗方法或肿瘤手术治疗后的主要辅助手段。但二者在杀伤肿瘤细胞的同时，也对机体造血、免疫、肝脏等正常组织器官伤害极大，迫使其应用剂量受到限制。在许多情况下，由于严重的毒副作用，不得不终止治疗。鉴于此，人们想到现代化战争武器——导弹。导弹具有强大的定向杀伤力，那么也可以利用针对肿瘤抗原的单克隆抗体作为导向载体，与细胞毒性物质偶联，利用抗体的特异性将细胞毒性物质导向肿瘤细胞，发挥对肿瘤的杀伤效应，以此来克服单独抗体治疗的局限性和避免细胞毒性物质对正常组织细胞的非特异性杀伤，增加治疗指数，减少剂量，避免严重毒副作用的出现，由此而产生了“生物导弹”疗法。细胞毒性物质（化疗药物、毒素、放射性核素）——单克隆抗体的导向治疗是一种新兴的研究领域，在短短的十余年已取得了惊人的发展，在体外试验、动物试验及临床试验的结果都显示了这种方法的蓬勃生机。随着研究的深入也暴露出许多问题，其中最主要的就是难以获得大批量的人类杂交瘤抗体，目前绝大多数单克隆抗体来源于小鼠和大鼠。由于人、鼠之间遗传背景的差异，人体的免疫系统就会将鼠源性单克隆抗体视为“异己”而清除之，使治疗效果受到影响；严重者还可引起变态反应。由此单克隆抗体的临床应用受到了限制。

随着DNA基因重组技术的发展，使得小鼠单克隆抗体（简称单抗）人源化成为可能。抗体的分子结构成Y字形，如同一个躯干伸出两只手臂，而这两只“手”则可抓住抗原。1984年第一次报道鼠—人嵌合抗体成功地在骨髓瘤细胞中表达，即将鼠源性单克隆抗体的两只“手”（即抗原结合区）与人源性抗体的“躯干”部分拼接（图3-1），以减少单抗中鼠源性成分，从而开创了第三代抗体——基因工程抗体。人—鼠嵌合抗体虽然优越于小鼠单抗，但该类抗体中仍有近50%的成分来源于小鼠，在人体内应用时仍有可能刺激免疫系统对之排斥。为此，科研工作者又研制出重构型抗体，即仅将人源性抗体的两只“手”中与抗原直接接触的几个位点换成鼠源性单抗的抗原结合位点，其余部分均为人源性的，从而使鼠源性成分极大限度地减少，而又保留单抗的特异性，因此具有广泛的临床应用潜能。完整抗体的分子量较大，临床应用有时也受到限制。用基因工程手段构建更小的具有结合抗原能力的抗体片段可避免这一限制。由此产生了单链抗体，即将组成抗体一只“手”

人—鼠嵌合抗体

图3-1　嵌合抗体示意图

的双链经肽连接物连接成单链，去除抗体的其余部分，这种抗体的大小仅是完整抗体分子的1/6，它是抗体与抗原结合的最小单位，其分子小，易于透过血管壁到达靶部位。为了生物导弹能穿透肿瘤生物屏障，科研工作者利用单链抗体作为载体，制造出最小的“导弹”，其治疗实体肿瘤的效果优于完整抗体分子。双特异抗体又称双功能抗体，是将一个抗体分子中原有的结合两个相同抗原的两只“手”改建成可分别结合两种不同抗原的两只“手”。由于双功能抗体可同时与两种不同抗原结合，故在导向治疗中可利用其一只“手”与肿瘤细胞抗原结合，而另一只“手”与药物结合，从而将药物导向并聚集于靶细胞周围，使之更有效地杀伤靶细胞，同时又降低其对正常组织的非特异杀伤，如用抗长春新碱和抗肿瘤抗原CEA的双功能抗体可使长春新碱能更有效地抑制肿瘤生长，其效果高于单用药物或这两种单克隆抗体混合后加药物的疗效。此外，还可利用双功能抗体一只“手”牵肿瘤细胞，而另一只“手”牵杀伤肿瘤的免疫效应细胞（如胞毒T淋巴细胞、肿瘤浸润淋巴细胞、淋巴因子活化的杀伤细胞等），从而有效地将效应细胞导向靶细胞，并同时激活效应细胞，以利于对肿瘤的杀伤。如抗CD3（T淋巴细胞膜表面抗原）和抗淋巴瘤抗原的双功能抗体在小鼠体内可抑制肿瘤细胞生长。尽管“生物导弹”的临床应用还存在一些有待解决的问题，如肿瘤抗原的特异性问题，即只在少数肿瘤找到特异性抗原，而许多肿瘤的相关抗原，也不同程度的存在于正常组织，从而影响抗体的肿瘤导向性；抗体的“人源化”问题等。但是“生物导弹”的优越性正以其不可抗拒的诱惑力吸引许多科研工作者努力改造它，相信不久的将来，“生物导弹”可在肿瘤治疗上发挥它无穷的威力。