近年来,一个有力的竞争者登上了生物技术舞台,这便是已可大批量生产的单克隆抗体。

单克隆抗体,是体内特殊白细胞产生的微型蛋白质。它们已广泛用于食物处理,用于去除食物中的杂质;用于快速诊断癌症、妊娠以及各类不同的疾病,其中有些配套单克隆药品已在药店出售。最近单克隆抗体用于体内来揭示类似X线图像的病变或受损组织。单克隆抗体的巨大市场在于治疗。比如,在抗癌中,它们将以精确无误的“魔法芋弹”形式取代当前放射疗法和化学疗法的蛮干和危险的技术。这便是“我们正在议论的医学中的‘星球大战’。”

琼斯兄弟公司制造的一种抗体新产品已经投放市场,这种物质能在移植过程中抑制肾脏的排斥反应。另一种由威尔康公司制造的物质可去除在用洋地黄药物治疗心肌梗塞病人时发生的危险药物过量的问题。有迹象提示,这种万能的抗体将来可进行“捕猎式”的治疗,比如,当抗体识别出艾滋病病毒微粒上的蛋白质:时,就会与其 · 结合,并且破坏这种蛋白质。

在其他的用途方面,包括有效地治疗类风湿性关节炎等自体免疫疾病。单克隆抗体,可以缓和血液中过量的、对自身组织进行攻击的抗体。

分析家指望,最早在1990年,用于各种用途的单克隆市场将达到几十亿美元的水准。该领域的进展突飞猛进,用于化验方面的单克隆产品的销售以每年60%的增长率上升。1987年,预计将达到三亿美元的水平,这一水平超过了早先估计的所有遗传工程产品的二亿五千万美元的标准。单克隆的市场到1990年将突破十亿美元大关,这是纽约市场研究所的市场预测报告。诊断性图像和治疗方面的单克隆应用到九十年代早期也将拥有十亿美元的市场。一旦治疗性抗体的介入,也许在九十年代中期,这一抗体市场将呈直线上升性发展。分析家预言,市场每年的成交额将达到七十亿美元。

据国标安全研究所一项近期的调查,世界各地有上千家公司正在进行一至数项单克隆应用的工作。在欧洲,有关的大企业有瑞士的生物合成公司、西德的“波海林格 · 曼海姆公旬”和联合王国的“细胞技术公司”。日本更是不甘落后,它有多家公司、企业介入了这一领域。

1975年,当英国学者塞沙 · 迈尔斯坦(Cesar milstein)和乔治 · 柯勒(George K?hler)设计出可大量生产单克隆抗体的方法时,这一领域朝前迈进了一大步。“单克隆”的“单”意味着“唯一”,而“克隆”则表明来自唯一祖先的细胞或分子物群体。在克隆化中,每个细胞或分子在遗传上是相同的。迈尔斯坦和柯勒当时在寻找能获取一种特殊抗体的方法,这种抗体要能精确地识别出特殊细胞上的特殊目标,并且能无限量地大批产生。

由于产生抗体的B淋巴细胞在体外存活时较短,迈尔斯坦和柯勒就发明了一种杂交细胞,或叫杂交瘤,用它们来作为生产抗体的工厂,在那里进行单克隆。鼠是人类最好的朋友,因为鼠的抗体与人的抗体在构造上极其相近。这两名学者用来自一只鼠骨髓中的癌细胞与来自另一只鼠的抗人肝癌的B淋巴细胞相结合。颇为荒唐的是,它们具有用癌细胞的独特特性来产生抗癌的物质。由于癌细胞能在实验器皿中几乎无限制地再生繁殖,通过杂交结合,使得科学家有了持续的抗体来源。从杂交细胞中,科学家精选出一种他们所期望能增生单一性特殊抗体的细胞。然后对此细胞克隆化,使它成为单克隆抗体的微型生产流水线。由于这一发明,迈尔斯坦和柯勒赢得了1984年诺贝尔奖。

自1975年以来,科学家一直在研究单克隆抗体作为试图激活加强衰弱的免疫系统等各种可能用途。由于这种抗体的高度特异性,可将它用于杀伤艾滋病病毒分子,这就是所谓的“星球大战医学”。作为这一新时代医学的初步阶段,科学家正开始用单克隆克服普通疫苗的常见灾害。由于常规疫苗含有不会被杀灭的病毒分子,任何接种疫苗的人实际上均可能产生由疫苗中病毒造成的疾病。通过利用酷似于病毒细胞某一独具一格的典型特征,而不是利用整个死病毒的抗体,科学家能用它来刺激机体产生免疫反应,而不使接受免疫接种的人冒受病毒感染的危险。

当前,抗体已明显改变了诊断和治疗的面貌,从杂交瘤发明的三年之后,第一家商业性单克隆抗体公司——贴切地取名为“杂交技术公司”应运而生。它是由一群大学学者和企业经理、董事所组成,它的背景是旧金山技术开发资本公司,“克莱纳 · 帕金斯 · 卡菲德和贝亚斯公司”。接着,至少有数十家小型公司纷纷建立,专门生产单克隆抗体。现存的生物技术公司和药物公司很快加入了这一潮流。在闻名的遗传工程领域中,对特殊分子的专利权争夺战轰轰烈烈。

单克隆抗体会搜寻有关的激素,或致病的病毒和微生物。比如,将特殊的单克隆物质掺入妇女的尿样中,如果单克隆发现了尿中有促绒毛膜激素,就会与其结合,尿样本转为蓝色,这就提示该妇女怀孕了。

单克隆抗体已迅疾扩展到诊断性摄像,这是该物质第二大潜在应用领域,这种扩展目前仍在进行。在这种应用方面,单克隆抗体与少量放射性同位素相联系,并被注入病人体内。然后用与X射线摄片仪相仿的γ射线摄像机获取扫描图像,由此揭示体内存在的肿瘤或病变组织。美国癌症研究所的试验已显示了这种单克隆抗体可以测出X射线,摄片技术和CT扫描方法所无法揭示的癌肿。

—种可以鉴定心肌在心肌梗塞后损害情况的抗体已投放欧洲市场。这种摄像性诊断“比血液化验方法的潜在用途高出五至十倍。”

用单克隆抗体治疗至今尚不能治疗的疾患提供了最为卓越的可能机会。比如,单克隆用于抗癌治疗“是癌症治疗中的第四次革命”(前三次分别是手术疗法、放射疗法和化学疗法)。单克隆治疗方面的应用已超出60项。有两种新的产品进入市场,它们是“澳塞公司”的能保障肾移植的抗体即“伯洛斯 · 威尔康斯公司”能与过量洋地黄分子结合的抗体,然而又将有许多新产品加入它们的行列。这些包括“塞托柯”等公司的治疗败血症休克的抗体,败血症休克是常常发生于手术时的严重感染,仅美国而言,该病每年使80,000人丧生,这比艾滋病的致死率更高。目前对此病的抗菌素治疗可灭活多数致病菌,但是纵然在这些细菌死亡后,仍会在体内继续释放出致命的毒素。如今,可以用抗体和毒素的受体结合,去除毒素分子。

用单克隆治疗败血症休克的疗和速度是显著的,相比之下,观察癌症治疗的有效性则需较长的时间。用与放射性同位素和抗癌药结合的单克隆抗体的试验刚刚开始。虽然研究人员已从许多试验中得出有效的结果,但要药物和食品管理署正式核准还需至少三年时间。

单克隆抗癌中最令人感兴趣的是它那惊人的特异性。它们可使肿瘤的放射剂量提高50倍,如不依靠抗体来达到这一水平则需使辐射强度增加1000倍。毫无疑问,机体在这种粗糙的辐射方法下,常常会使健康组织和器官损害,然而抗体可以大大改善这一问题。此外,抗体可比普通的注射法更有效地运送高效抗癌药,直接把药送到癌细胞上。用普通化疗抗癌,每杀伤两个癌细胞,同时也杀死一个正常细胞。科学家相信,应用抗体后,可使这种比率变为每杀死10,000个癌细胞,才损伤一个正常细胞。最终,科学家指望用抗体治疗中,丝毫不杀伤任何正常细胞。

作为抗癌武器,单克隆抗体对血液中的癌肿和小型肿瘤尤为有效。大型肿瘤仍需手术切除,但单抗可以用于杀伤手术后残余癌细胞,防止它们扩散。

—个重要但至今尚未明了的问题,是从鼠到人抗体的彻底转换是否必要。鼠和人的抗体有70%的部分完全相同,但30%的差异可使人体对长期输入的鼠抗体产生排斥反应。迄今为止,还未长期给人应用鼠单克隆。为了避免这一潜在时间题,药物公司正开始设法将鼠的抗体和人的抗体相结合。诸如“塞托柯”等公司已发明了不会被排斥的人抗体。

纵然这些问题尚待解决,该领域的新活动正在竞相争先。第二代的“抗种质”单克隆抗体已在研制之中,它们能结合在不同的受体上,包括结合在其他抗体上。机体自身也能自然产生这种抗体,比如,可以激发免疫反应。就此而言,这种抗种质抗体通过血循环,像钥匙一样结合在标明疾病的抗体受体上,并且抑制它们。抗种质抗体的产生可酷似任何分子部分的构造,然后让它们与其他分子物进行反应。比如,这种抗体可以刺激舌头上的甜味感受器,产生新型的对机体无害的人造甜剂。抗种质抗体将以生物技术的“第三个里程碑”而脱颖而出,它可以更广泛地将抗体用途扩展到工业中。它们仿造每种生物化学反应的能力而使这种产品成为新的食品调味剂、新型的杀虫剂以及新的工业用化学品。

科学家已经开始发展另一种令人振奋的新型单克隆抗体,这种抗体可像捕猎者一样在自己的权限下搜索疾病,这与单纯定位病变和传送药物的抗体功能不同。这种名谓催化抗体不仅可以识别特异的癌症、病毒(如艾滋病病毒)或其他入侵者,而且还有杀伤这些入侵者的能力。与普通的单克隆与靶目标的结合所不同,这种催化抗体可以以结合的部位脱离开,并且转向第二个目标。“这一领域中的未来已在变为现实,而且来势极其迅猛。”

[Fortune,1987年4月27日]