細胞株、單株抗體、多株抗體於生物技術之應用（上）

細胞株、單株抗體、多株抗體於生物技術 (Biotechnology) 之應用（上）
國立臺灣師範大學生命科學系 薛均亮

我們常聽到流行性感冒，除了看醫生吃感冒藥治療之外，施打疫苗為一種預防方式，疫苗與感冒藥有何不同呢？

施打疫苗的目的為在被「感染前」先讓身體「輕微的」「預演」過病原體感染發病的流程，讓身體產生「抗體」。抗體是由「漿細胞 (plasma cell)」所分泌製造，而漿細胞是由一種名為B細胞的淋巴球活化後所發展而來。淋巴球 (lymphocyte) 有兩種：B細胞 (B cell) 和T細胞 (T cell)。這兩種淋巴球與嗜酸性球、嗜中性球、嗜鹼性球、巨噬細胞合稱為白血球，不同的白血球在身體的防禦作用上各司其職。

抗體 (antibody，Ab），即免疫球蛋白 (immunoglobin，Ig)，為「Y」字形的蛋白質結構，其作用機制主要是用其Fab部位去「接觸」病原體，接著引發後續的免疫反應（圖一）。

圖一 左圖為病原體表面上的特殊結構，可與抗體專一性結合，稱為抗原。一個病原體上會有多種構型的抗原，所以可與多種抗體結合。右圖為抗體，構型為「Y」字型，分為兩部份，上方Fab為Y的「兩隻手」，圖中兩邊都有凹槽，可與構型配對的抗原結合（例如此抗體只能與本圖左圖的3號抗原結合），引發免疫反應。下方Fc為許多免疫反應受器結合位（例如吞噬性白血球上有此受器，當Fc結合吞噬性白血球時，會增加吞噬作用）。（圖片來源：王家玲及本文作者薛均亮繪製）

抗體的功能主要有三種：

1. 中和作用：抗體會將病原體團團包覆，使其無法致病。通常病原體是透過其表面蛋白來達成致病機制，當抗體把病原體表面蛋白與我們細胞隔絕後，便很難再有「毒性」，故稱「中和」。
2. 調理作用：當抗體包覆病原體之後，抗體的Fc部份會露出在外，引發吞噬性白血球表面受器與其結合，增加吞噬效果，稱為調理作用。
3. 活化補體：補體為一種蛋白質結構，抗體透過特定機制活化補體後，補體又經由一連串作用，便可以促發調理作用或者能在病原體細胞表面「打洞」，使其失去致病力。

血球由骨髓中的造血幹細胞發展而來。造血幹細胞可發展成紅血球、巨核細胞（未來破裂形成血小板）、白血球先趨細胞等，而白血球先趨細胞會發展成各式各樣的白血球，其中包含了B細胞（參見本網站中的「造血作用」）。B細胞表面有受器，當接受到各種因子（如細胞激素刺激、T細胞刺激等）便會活化成漿細胞而製造分泌抗體（圖二）。值得注意的是，相較其他吞噬性的白血球可以吞噬大部分的病原體，抗體具有「專一性」（特定抗體只能對付特定病原體），可以使得抗病效果更好。這種專一性來自B細胞在發展的過程中，因基因表現不同，造成所製造分泌的抗體結構不同。

圖二 B細胞分化後，形成漿細胞並分泌抗體。（圖片來源：王家玲及本文作者薛均亮繪製）

抗體和病原體的辨識是以「結構」來配對，且一個病原體表面抗原通常不只一種，所以可以提供多種不同構型的抗體來辨識與結合。換句話說，不同基因表現的B細胞可以產生不同構型的抗體，來專一性對抗相對應的抗原（antigen，Ag，病原體表面可與抗體專一性結合的表面蛋白）（圖三）。

圖三 單一或多種呈現抗原會分別產生單株或多株抗體。（圖片來源：王家玲及本文作者薛均亮繪製）

連結：細胞株、單株抗體、多株抗體於生物技術之應用（下）

參考文獻

1. 王麗潔、譚欣媛、陳倩儀、葉春風（1995）簡明重點免疫學，第1至第5章。藝軒出版。
2. 免疫系統 – 維基百科，自由的百科全書。https://zh.wikipedia.org/wiki/免疫系统
3. 造血作用 | 科學Online – 科技部高瞻自然科學教學資源平台。http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=48390