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)。
抗體的功能主要有三種:
- 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」。
- 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。
- 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。
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)。
參考文獻
- 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。
- 免疫系統 – 維基百科,自由的百科全書。https://zh.wikipedia.org/wiki/免疫系统
- 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