Моноклональные антитела
Когда чужеродное вещество (антиген) попадает в организм животного, например мыши, то часто иммунная система узнает его и вырабатывает специфические антитела, которые селективно связывают антиген и тем самым инактивируют и (или) метят его, а другие системы организма узнают комплекс, нейтрализуют и выводят из организма. Обычно антитела продуцируются специализированными клетками, называемыми лимфоцитами B (в селезенке, крови, лимфе); типичная иммунная реакция приводит к образованию ряда (т. е. смеси) антител, специфичных по отношению к данному антигену. Каждый лимфоцит B продуцирует только один тип антител. Эти клетки можно выделить (например, из ткани селезенки) и вырастить в культуре вне организма мыши, чтобы в конечном итоге получить антитела. Такая культура множества клеток имеет два недостатка: во-первых, клетки продуцируют различные антитела, поскольку культура поликлональна (т. е. получена из различных клеток B селезенки); во-вторых, для клеток характерна тенденция к дедифференцировке или обратному развитию и к потере способности продуцировать специфические антитела. Эти две проблемы решаются методом слияния клеток (разд. 6.2.3), а именно путем слияния продуктивного лимфоцита с быстро растущей клеткой миеломы (опухоли), в результате чего образуется гибридная клетка, или гибридома. Гибридомы могут быстро расти в культуре, что позволяет клонировать их и получать индивидуальные культуры, разрившиеся из одного лимфоцита. В результате непрерывного роста культуры таких «бессмертных» клеток образуется только один тип антител, называемых моноклональными антителами.
В 1980-х годах моноклональные антитела быстро нашли практическое применение в первую очередь благодаря тому обстоятельству, что первые препараты поступили в продажу в составе наборов для диагностики in vitro и оказались намного удобнее, чем традиционные методы диагностики in vivo. Другая потенциально важная сфера применения моноклональных антител охватывает диагностику in vivo, профилактику и лечение заболеваний человека, но для этого моноклональные антитела должны предварительно пройти такую же строгую проверку, как и все лекарственные препараты и другие биологически активные вещества (разд. 12.2).
Диагностика с применением моноклональных антител имеет несколько преимуществ. Во-первых, моноклональные антитела позволяют существенно сократить время диагноза. Действительно, традиционные методы диагностики, связанные с ростом культур, отнимают много времени, тогда как наборы с моноклональными антителами позволяют быстро произвести такие же анализы. Моноклональные антитела применяются для диагностики венерических и других заболеваний человека (гонорреи, урогенитальных хламидиоз, вирусного герпеса) и ряда бактериальных инфекций, распространенных среди госпитализированных больных (в том числе вызванных Pseudomonas aeruginosa и стрептококками группы B). В будущем моноклональные антитела, возможно, найдут применение и в диагностике раковых заболеваний, если удастся найти специфичный по отношению к опухоли маркер; примером такого маркера может служить кислая фосфатаза, выделяемая опухолью предстательной железы. Во-вторых, моноклональные антитела существенно повышают чувствительность; сообщалось, что обнаружение гепатита B с помощью системы на основе моноклональных антител в 100 раз чувствительнее, чем определение с помощью поликлональных антител. Высокая чувствительность особенно важна при обязательной регулярной проверке банков крови на гепатит.
Как уже отмечалось в этой главе, производство принципиально новых продуктов, требующее проведения исследовательских и проектных работ, связано со значительно большими затратами, чем последующее производство аналогичных продуктов на базе уже освоенной технологии. Подсчитано, что в 1983 г. разработка нового типа моноклональных антител (поставляемого компаниям, выпускающим наборы для диагностики in vitro) продолжалась более 3 лет и обошлась в 3,5 млн. долл.; затраты на промышленный выпуск наборов были в 5—10 раз
выше.
Помимо диагностики гепатита B, опухоли предстательной железы, венерических заболеваний и больничных бактериальных инфекций, выпускавшиеся в начале 1980-х годов моноклональные антитела предназначались для диагностики беременности (обнаружения хорионического гонадотропина человека), а также краснухи, бешенства и других заболеваний.
Таблица 12.15. Условия биотрансфорМации некоторых стероидов и стеролова
Прогнозируемый рост производства моноклональных анти тел для медицинских и ветеринарных целей представлен в табл. 12.16. Еще раз обращаем внимание на то, что моноклональные антитела применялись для анализов in vitro уже в 1982 г., а в конце этого десятилетия, как ожидается, моноклональные антитела будут широко применяться и in vivo (для транспорта лекарственных препаратов, интроскопии опухолей и других целей).