單克隆抗體廣泛應用于實驗室研究、診斷產品和免疫治療，比多克隆抗體具有多重優勢。它們對單一抗原表位有很強的特異性，很少或沒有可變性，并且易于根據需要進行修改和定制。
?
單克隆抗體的歷史
1984年，喬治·科勒、塞薩爾·米爾斯坦和尼爾斯·杰恩獲得了諾貝爾生理學和醫學獎，由于他們在單克隆抗體方面的杰出研究成果。他們的研究奠定了利用雜交瘤技術進行大規模商業單克隆抗體生產的基礎。這項技術涉及用抗原注射實驗室小鼠或大鼠，而這種抗原是針對所需要的單克隆抗體。產生所需抗體的B細胞是從免疫動物的脾細胞中分離出來的，這些B細胞與骨髓瘤細胞融合產生雜交瘤細胞株。經過仔細的選擇和篩選過程，雜交細胞大規模地生長。選擇的雜交細胞被注射到小鼠腹腔內，誘導產生一種叫做腹水的抗體濃縮液體。
體外單克隆抗體的生產
依賴動物產生抗體的技術越來越受到道德關注，這導致了抗體生產的體外技術的發展，在仔細監管的條件下，雜交細胞在培養基中生長。各種哺乳動物細胞株和細菌菌株也通過基因工程來表達抗體。然而，體外單克隆抗體的生產也存在許多挑戰。
產量低：在體外培養的培養基中，其抗體/ ml的含量往往低于體內腹水的方法。
細胞死亡：維持最佳的細胞生長和生存能力對于高抗體產量和優化過程至關重要。
污染：體外生產培養基存在污染的風險，與長期細胞培養有關。
耗時：為了產生所需數量的抗體，體外培養往往需要長時間維持。
可擴展性：將研究規模的抗體生產轉化為大規模的商業生產是很困難的。因此，在優化生產過程時，必須考慮過程的可伸縮性。
成本：體外生產系統的組成部分(如設備、消耗品和培養基配方)可能非常昂貴。
優化策略
?一、優化細胞系
雖然傳統的雜交通常用于生產研究抗體，但人類的治療抗體通常是由重組細胞株克隆和產生的。細胞系的選擇嚴重影響了抗體生產過程的成功。優化重組細胞系通常是抗體生產中最耗時的步驟，需要仔細考慮許多因素。
- 細胞系起源：哺乳動物細胞是產生大多數重組蛋白的最佳選擇，今天生產的所有重組蛋白中大約70%是由中國倉鼠卵巢(CHO)細胞系制造的。
- 利用宿主細胞系變體和工程細胞系：重組細胞系可以被設計用來調節糖基化和其他轉錄后修飾，通過引入抗凋亡基因減少細胞死亡，開發誘導系統，使生長階段與生產階段分離，具有更強的親和力和更高的收益率。
- 合適的基因表達載體：哺乳動物的表達載體包含了抗體基因和選擇標記，以及強啟動子和增強子?？梢蕴砑宇~外的序列，以更好的信號輸出和分泌目的蛋白。
- 最佳的轉染方法：鈣轉染、脂質轉染、電穿孔和聚合物轉染。
- 克隆篩選法：可靠的篩選方法是鑒定最有效的克隆和預估抗體數量和質量的關鍵。
二、優化培養基條件
無論你使用傳統的雜交細胞還是重組細胞株，培養基的選擇都會影響細胞的生長，從而影響抗體的質量和產量。實驗室經常對一系列不同的培養基成分進行檢測，以確定最佳的細胞系。
- 包含動物血清的培養基配方通常不能用于人類治療，因此，應使用無血清的、化學限定的培養基來避免動物來源產品與抗體的共純化。
- 添加劑和營養素的加入可提高單體外克隆抗體的生產。補充劑可能包括生長因子、生長抑制劑、自分泌因子和環核苷酸。目前的重組細胞系的生產過程通常包括調節轉錄后修飾的添加劑，這對抗體的功能很重要。某些添加劑也有助于提高產量。
- 在某些情況下，高滲透壓可能刺激抗體產生?？梢酝ㄟ^在培養基中測試不同的鹽和糖濃度來進行研究，并選擇最佳抗體產量的方法。
- 基礎培養基減少葡萄糖和谷氨酰胺的濃度可防止某些不良代謝副產物的積聚，如氨和乳酸鹽，從而延長細胞存活時間。
- 培養基中的氨基酸作為細胞代謝的優先能量來源，增加單克隆抗體的產量，減少細胞對碳水化合物的依賴。
- 某些細胞系對它們的生長和生產階段有不同的要求，考慮雙培養基策略，在利于生長的培養基中培養細胞以促進生長，然后轉換成另一種培養基以優化蛋白質生產。但是這種方法可能會增加系統的復雜性和成本。
- 確定標準化的物理化學培養條件(如pH、溫度、O2和CO2水平和增氧能力)，以獲得最佳的培養基性能，增強抗體的產量。
