全 文 :中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第6期2005年6月·945·
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单克隆抗体在中草药研究中的应用前景
朱学泰1,马瑞君”,谢溱2
(1.西北师范大学生命科学学院,甘肃兰州 730070;2.兰州生物制品研究所,甘肃兰州730046)
摘 要:单克隆抗体技术作为一项成熟的生物学技术,在医学和生物学领域应用普遍,但在中草药研究领域中的应
用国内鲜有报道。对单克隆抗体应用于中草药研究的可行性进行分析认为,中草药中的许多有效成分都可以通过
杂交瘤技术得到其单克隆抗体。利用免疫学技术,单克隆抗体以其灵敏、精确、迅速和简便等特点,可用于药物原材
料的分析、中草药有效成分的纯化以及药物分析方法的建立等诸多方面,可望在中药研究和加速中药现代化的进
程中起重要的作用。
关键词:单克隆抗体;中草药;免疫技术
中图分类号:R282.1 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2005)06—0945—03
ApplicationprospectofmonoclonalantibodyinChineseherbalmedicinestudy
ZHUXue—tail。MARui—junl,XIEZhen2
(1.CollegeofLifeScience,NorthwestNormalUniversity,Lanzhou730070,China;
2.LanzhouInstituteofBiologicalProducts,Lanzhou730046,China)
Keywords:monoclonalantibody;Chineseherbalmedicine;immunotechnology
1 单克隆抗体的特点及其研究进展
单克隆抗体是指由一个B淋巴细胞克隆产生的抗体。每
一个B细胞表面的抗原受体只特异性的识别一种抗原决定
簇,因此,一个B细胞克隆产生的抗体是同一克隆的。但由于
B淋巴细胞在体外很难培养,单克隆抗体便无法大量获得。
1975年,Kohler和Milstein发现将小鼠骨髓瘤细胞和经绵
羊红细胞免疫的小鼠的脾细胞进行融合,形成杂交细胞,然
后对杂交细胞进行细致的筛选,得到既可产生相应抗体又可
无限增殖的杂交瘤细胞克隆,从而创立了杂交瘤技术。应用
杂交瘤技术,单克隆抗体的大量获得成为可能,这一技术此
后在生物学和医学研究及临床上得到了普遍的应用,并发挥
了重要的作用。单克隆抗体因为是由同一个B细胞克隆产生
的,因此具有纯度高、特异性强、利于试验标准化及可大量生
产供应等优点。建立在单克隆抗体基础之上的免疫定性、分
离、分析检测技术,如免疫沉淀技术、免疫荧光技术及胶体金
技术等,在实验、临床及生物制品生产过程中都发挥着重要
收稿日期:2004—10-28
作者简介:朱学泰(1979一),男,甘肃金昌人,助教,硕士,主要从事免疫学研究。E—mail:zhuxutai@163.com
*通讯作者马瑞君Tel:(0931)7971530
万方数据
·946· 中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第6期2005年6月
的作用[1]。
近年来,随着分子生物学技术的发展,出现了由转基因
小鼠、噬菌体展示技术、核糖体展示技术及共价展示技术所
产生的单克隆抗体[2]。这些技术有效解决了单克隆抗体的鼠
源性等问题,大大降低了单克隆抗体的生产成本,缩短了单
克隆抗体的研制周期并且产生的人源性单克隆抗体可直接
用于人体治疗,使单克隆抗体具有了更广阔的应用空间。
2中草药研究的现状
中草药在我国人民的健康事业中起着非常重要的作用。
现在中草药研发工作正迎来一个巨大的机遇,一方面随着中
医药的对外传播,世界对中医药了解逐渐加深,受到采用天
然药物潮流的影响,欧洲国家对中医、中药的谨慎态度正在
变得宽松;另一方面由于老龄化社会的到来,对中药保健品
的社会需求将会不断高涨,中草药因其独特的调理滋补作
用,在保健品领域中的影响将与日俱增口]。我国拥有世界上
最丰富的中草药资源,中医药有数千年的悠久历史,在长期
的实践中形成了独特的理论体系并积累了丰富的临床经验,
利用中草药开发研制新药是我国的优势,应抓住机遇,发挥
优势,研发具有自己特色的新型药物。
但目前我国的中草药产品在国际市场上所占份额很小,
且国内市场已受到洋中药的强烈冲击,这与我国作为中草药
的发祥地和主要原料产地的地位不符。因此运用现代生物学
技术推动我国中草药的现代化发展,具有非常重要的意义。
目前中药的现代化研究大多集中在单味中药有效成分的研
究上,重点是大环结构的抗癌物质、多糖、皂苷、黄酮及香豆
精类等化合物。有学者指出注重单个成分的分析会使中草药
丧失其独特的疗效而走上西药研制的老路,研究思路方法未
脱离化学合成药物的框架,这种担心不无道理。但对中药复
方作用机制的研究必须建立在对其中药效成分的了解之上。
因此若想中医药实现现代化,打开国际市场,就必须在中药
研究中应用现代生物工程技术对中药活性成分进行深入的
研究。在研制开发新中药的过程中,对活性成分的分离纯化,
活性成分结构的测定,构效关系的研究,有效活性部位的修
饰,定向诱导有效活性成分的生成,新剂型、新工艺的研究等
都需要应用生物工程技术。另外,中药的不良反应、农药残留
物、重金属含量超标等问题也是非常难以解决的问题。单克
隆抗体作为一种成熟的生物工程技术,可望在解决这些问题
方面发挥作用。
3单克隆抗体在中草药研究中应用的可行性分析
目前大量的单克隆抗体主要是抗动物(包括人)体内生
化物质的抗体,用于临床诊断和治疗、实验室研究。一般说
来,在现代生物制品研究中,若要对某一生化物质进行研究,
首先应得到它的抗体,建立可靠的检测平台,以便于每一步
纯化或修饰后,对其进行检测。但单克隆抗体在植物有效成
分研究过程中的应用并不多见。20世纪70年代,西方植物
学家开始将以抗体为基础的分析方法应用到植物学领域,利
用放射免疫分析的方法对植物组织中的植物激素含量进行
检测H],我国也曾有学者将单克隆技术应用于植物科学的研
究[5],但总的说来,单克隆抗体在植物学,尤其是中草药研究
领域的应用发展缓慢。20世纪90年代有El本学者开始针对
中药有效成分,专门进行单克隆抗体的制备[6。],并将其应用
于中药的鉴定及质量控制方面。
中草药中的一些有效成分如蛋白质、多肽等,既能刺激
机体引起免疫反应,产生相应的抗体,又能与抗体发生特异
结合,称为完全抗原。而像一些小分子物质如植物激素、植物
单糖、寡糖及多糖等,能与免疫反应产物发生特异性结合,但
不能刺激机体产生免疫反应,即只具有反应原性而不具有免
疫原性,属于半抗原。为使之获得免疫原性,可通过化学方
法,如过碘酸法、戊二醛法、氰基硼氢化物法或碳化二亚胺法
等,将它们与载体,如牛血清蛋白或麻仁球蛋白等偶联形成
复合物,再注入动物体内,便能够引起免疫反应,产生相应的
抗体。所以从理论上说,中草药中的许多有效成分都可以通
过杂交瘤技术得到其单克隆抗体。
4单克隆抗体在中草药研究中的应用
开发制备针对各种中药有效成分的单克隆抗体,然后应
用免疫学技术,可以在中草药研究中发挥以下作用。
4.1利用单克隆抗体对药物原材料进行检测分析:目前我
国中药原药材来源混乱情况仍未得到根本解决,同名异物、
同物异名、替代用品现象仍然存在。不同种植物或同种植物
不同组织中有效成分的含量差别很大,而且栽培药材农药残
留量很高,这些都影响了中药制剂的疗效和安全性。如果得
到某种中草药有效成分的单克隆抗体,就可以应用放射免疫
法或酶联免疫分析法对待测的不同植物或植物的不同组织
的粗提物中的有效成分进行检测分析,判断待测物中该有效
成分的有无以及其含量[8]。早在1977年Pengelly等就用放
射免疫法测定植物髓组织分泌液及冠瘿组织中植物生长素
IAA的含量,可以检测出每克组织鲜重中小于0.5mgIAA
的量口]。正山征洋等制备抗人参皂苷的单克隆抗体,并用其
对人参属植物的根部粗提物中的人参皂苷进行了质和量的
检测分析。还有关于利用单克隆抗体及免疫检测法对中草药
中小檗碱含量进行定量分析的报道。1⋯。此外亦有大量文献
报道关于利用免疫学技术对除草剂、杀虫剂、杀菌剂等药物
进行定量分析。由此相信,免疫学技术可以为解决中草药原
材料的质量监控问题提供一种选择。
4.2 可利用单克隆抗体制成免疫亲和柱,用于实验室中提
取高纯度的有效成分:在药材的提取过程中,除个别品种可
以采用有机溶媒提取,大多数品种都必须经色谱柱分离,所
用柱类型需根据植物化学的原理来实验确定。免疫亲和色谱
柱[1妇是将抗体通过连接臂结合在固相的介质上,这种固相
化的抗体将只和与其有生物特异亲和性的抗原分子相结合,
其他的生物分子因不被吸附而流出色谱柱,然后改变流动相
的条件将吸附的抗原洗脱下来,从而达到分离纯化的目的。
免疫亲和色谱利用的是生物学特异性,而不是依赖于物理化
学性质,因此将非常适用于分离低浓度的有效成分。而且亲
和色谱选择性强、纯化效率高,常常可以一步就获得满意的
纯化效果。应用免疫亲和柱可在短时间内得到实验室所需要
万方数据
中草药ChineseTraditionalandHerbalDrugs第36卷第6期2005年6月·947·
的高纯度的药物成分,便于进一步的研究。国外曾有报
道D.IZ]用抗人参皂苷抗体制作免疫亲和色谱柱,提取得到高
纯度的人参皂苷。随着材料科学的发展,如果出现更为廉价、
耐用的柱介质,那么直接将免疫亲和柱用于生产将成为可
能,会大幅缩减工艺流程,降低生产成本。
4.3可建立药物分析方法,用于实验室及药厂生产中质量
的控制:中药的炮制过程中有效成分是否减少或变性,将会
直接影响到药品的疗效。在得到抗有效成分的单克隆抗体的
基础上,建立免疫分析方法,如酶联免疫检测法,可以对药品
生产过程中的每一步进行监测,以保证产品中有效成分的质
和量均达到要求。通常的生物检测法或物理化学检测法往往
需要几克甚至几十克的材料,经过反复提取、分离和纯化处
理后方可得到供检测样品,且要有价格昂贵的仪器如高效液
相色谱、气相色谱以及核磁共振等,配合分析才能完成,而免
疫分析技术可直接测定略经纯化的微量样品的某一种或某
几种物质,它具有灵敏、精确、迅速和简便等优点。国外有报
道[133将番泻苷的单克隆抗体用胶体金技术处理后,用免疫
色谱检测技术仅一步就可以检测到浓度达125ng/mL的番
泻苷。因此建立在单克隆抗体基础之上的免疫检测技术有望
在中草药制剂生产质量控制中发挥巨大作用。
4.4 中药有效成分抗体用于中药真伪的鉴定:从中药用于
人们防病治病开始,中药的真伪问题便随之而产生,中药鉴
别的方法、技术和理论也随之经历了一个形成、发展、不断完
善和不断提高的过程。尤其是在当前中药正面临走向世界和
实现中药现代化的新形势下,加强中药的鉴别研究是确保中
药原药材和制剂质量可靠,确保其他各项研究工作顺利进行
的首要环节。随着物理、化学、生物学和计算机技术的不断发
展,紫外、红外、气相、高效液相、核磁共振、扫描电子显微镜、
计算机图像分析、各种电泳、同功酶分析法、免疫学技术等均
被吸收到中药鉴别的方法中,大大丰富了中药鉴别的内容,
形成了一套适应中药现代化并有利于中药走向世界的更为
科学、完善、先进的中药鉴别体系。而在其中,以单克隆抗体
为基础的免疫分析技术有其独特的优势,如果将药物有效成
分的单克隆抗体试剂盒化,即使是普通的消费者,运用相应
的单抗试剂盒,凭借简单的显色反应,在不需要配备特殊仪
器的情况下,也可以对药物的真假做出基本的判断。国外已
有用免疫色谱条带检测技术检测人参皂苷的报道[1“。此方
法简单易行,尤其在对名贵药材选购时的鉴定中,相信会有
很大的潜力。
4.5单克隆抗体可被开发成治疗药物:一些中草药中含有
毒性成分,盲目服用或服用过量会对人体造成危害,如果有
针对该成分的单克隆抗体,利用抗原抗体的特异性反应,可
在病人体内将该毒性成分中和,使其不能发挥生物活性,从
而保证病人不受损害。长期以来,人们利用抗血清来中和外
源性毒素,如蜂毒、蛇毒等都取得了非常好的效果。相信单克
隆体在中和植物毒素方面用于临床治疗也会有广阔的应用
前景。
此外将已知特性的抗体通过阵列点样机或阵列复制器
准确、快速、定量和有序的点加在硅片等载体上,经洗涤和封
闭后制成抗体芯片n⋯,可用于有效药物的检测。虽然目前由
于各种条件的限制,抗体芯片技术尚难推广,但相信随着工
程抗体技术以及仪器自动化等学科的发展,此项新技术有望
在有效药物筛选方面取得巨大突破。
5结语
单克隆抗体技术作为一种成熟的生物学技术,以其灵
敏、精确、迅速和简便等特点,可以在中药研究和加速中药现
代化的进程中,在药物有效成分提取、鉴定和分析方面起重
要的作用,为中药的研究方法提供更多的选择。
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万方数据
单克隆抗体在中草药研究中的应用前景
作者: 朱学泰, 马瑞君, 谢溱, ZHU Xue-tai, MA Rui-jun, XIE Zhen
作者单位: 朱学泰,马瑞君,ZHU Xue-tai,MA Rui-jun(西北师范大学,生命科学学院,甘肃,兰州,730070)
, 谢溱,XIE Zhen(兰州生物制品研究所,甘肃,兰州,730046)
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2005,36(6)
被引用次数: 5次
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