“知己知彼,百战不殆。”为对付入侵者,免疫系统掌握着微妙的分子技术,不但能辨别敌我,还能识别是哪一号敌人。抗体是这个武器系统的组成部分。这是一些能识别并粘在特定分子上的Y形蛋白质。人体能制造数以亿万计的不同抗体,用来监视不同的目标。

科学家很想掌握抗体的技巧,主要用于医疗方面,有可能设计出能找到患病组织、识别出疾病特有的分子并予以扼杀的抗体,可以让抗体像邮递员那样,把药物送给癌细胞,而对健康细胞秋毫不犯。可惜要让细胞产生特定的人类抗体并非易事。在试管里还不能制造出抗体来,这是因为人们还未弄清在人体内抗体究竟是如何产生的。

1975年,剑桥英国医学研究委员会分子生物实验室的米尔斯坦(Cesar Milstien)和科勒(Georges K?hler)两位博士发明了一种用老鼠产生特异抗体的方法。他们把需要加以识别的东西(抗原)注射入老鼠体内。这时老鼠的免疫系统会产生一系列抗体加以对付。然后从鼠的体内把产生抗体的细胞取出来,将这些细胞同另一只老鼠骨髗瘤细胞融合在一起。

融合的细胞既具有癌细胞几乎是无限繁殖的能力,又能像免疫细胞那样制造出抗体来。还能把它们分拣成克隆体,也就是能产生出会识别抗原某一方面的抗体的各组相同细胞群。这些“单克隆”抗体是了不起的研究工具,医学上却派不了什么用场。因为病人的免疫系统会辨认出它们来自鼠体而予,以排斥,而要像对待老鼠那样从人体制造出单克隆抗体又会使研究人员在道德上感到不安。

生产特异人类抗体的可能途径有四:

—、利用老鼠的抗体来帮助设计人类抗体。像所有的蛋白质一样,抗体也是由一连串的氨基酸组成,在这里,氨基酸排列成Y形。Y的干区恒定不变,对所有抗体都一样。两个分支是可变区域,由3个环状结构组成。80年代中期,文特(Greg Winter)博士发现环状结构包含有同抗原相联接的部位。

美国加州蛋白质设计实验室的研究人员正在想办法模拟特异鼠抗体的联接部位,以便为同一抗原制造人类抗体。他们用计算机弄清到底是哪些氨基酸同抗原确实相联,从而把联接部位了解得一清二楚,然后按照人类抗体改变遗传处方,使其在这些部位上能模拟鼠抗体。

通过几个月的艰苦劳动,得到了能描述特异抗体的基因,此抗体基本上同正常人类抗体无异。但它并不等同于能识别同一抗原的人类抗体整体。还需通过临床研究才能弄清人体免疫系统是否能找出抗体中更像鼠而不像人的那一部分因而予以排异。

采用这个方法时,研究人员不得不对每一个新抗体一切从零开始。其他几种技术的最终目标是多少要容易一些把地供免疫系统能产生的任何抗体。人体具有的各种各样的抗体主要通过基因的各种排列而形成。在非专化细胞里,描述抗体可变区域的基因片段分布在DNA长链里的百来个群簇里,当初始细胞成熟成为能产生抗体的细胞时,DNA被剪辑重组从而把片段聚在一起。最终的安排随细胞而异,不同的组合产生不同的抗体,于是乎一组基因才能使人体制造出千万种抗体来。

但事情还未完结。当某个细胞碰上同其抗体相配的抗原时,它就开始繁殖。与此同时,酶引起抗体基因的变异,于是制造出一系列的抗体来,接着发生竞争,结果是产生最佳抗体的细胞获胜。人体就是这样选择出一大群准备应付入侵者的抗体生产细胞。

二、剑桥的文特博士以及加州拉约拉的勒纳(Richard Lerner)等人各自独立发明制造各种可变区域的方法,他们取出成年鼠的胰脏(其中含有许多能生产抗体的细胞)研成糊,糊中含有描述所有抗体的基因。他们从糊里制造出抗体基因可变部分的许多拷贝。把这些拷贝植入细菌体内,迫使它们生产出一系列抗体联接部位的片段,以待筛选使用,然后可以将描述有用片段的基因同抗体恒定区域的基因结合在一起。

这一技术对制造人类抗体可能很管用,由于手术中常切除胰脏,因而不愁胰脏缺少。问题是胰脏中的基因已经被重新组合并有所侧重,因此这些基因只能描述人体碰到过的那些东西的抗体。

三、另一种方法用的是尚未有所侧重的细胞。约一年前,麦克坎恩(Mike McCune)博士发现一种称为SCID的鼠系的用途。这种鼠的免疫系统有缺陷,能接受人体组织的移植,取自人类胎儿组织的从未遇见过抗原的细胞可用来植入SCID鼠体内。然后采用米尔斯坦/科赫勒技术以制造单克隆抗体。这里也存在问题。退化的鼠体免疫系统固然能任人摆布,但由于缺乏免疫力,也可能出差错而使老鼠早死,人体生产抗体的细胞同癌细胞溶合的兴趣要比同来自正常鼠体的差。此外,使用人类胎儿组织仍有异议。

四、最雄心勃勃的想法是避免移植整个细胞,而把人体免疫系统的基因移植入鼠体。问题是移植后的人体基因必须能自行排列以制造出抗体并能有所侧重,正如它们在人体细胞里那样,旧金山的国际遗传医药公司正试图确定要拼接成能生产全套人体抗体的人造基因究竟至少需要多少DNA,把分散开来的基因之间的大部分DNA丢弃掉可能不会妨碍基因的重新安排,也在剑桥实验室工作的纽伯泽(Michael Neuberger)博士和他的同事们已开始谨慎地对抗体的一些部分进行基因移植,看看效果如何。虽然由是而制造出来的杂交鼠人抗体浓度比正常鼠抗体小得多,但业已证明此法能行。经“基因转移”的老鼠似乎能相当完美地根据需要制造抗体。

通过模拟鼠体联接部位或是从细菌中选取可用候选者这两种通过抗体产生抗体的技术之一可能很快就会为医学应用提供抗体。到头来,具备人类免疫系统的老鼠(或是通过给SCID鼠进行组织移植,或是把基因移植入健康老鼠体内)可能将为人们提供一整系列的人体单克隆抗体。至于这些抗体能否满足治疗需求,那就等着瞧吧!

[The Economist,1990年3月3日]