抗体结合抗原的高度亲和性和特异性，以及抗体近于无限的差异性，使得抗体成为蛋白质中的一个异常有用的类别。单链抗原结合蛋白及催化抗体的设计研究进展，为抗体应用性及新的性能的提高提供了保证。因此，Hiatt、Cafferky和Bowdish报道的在植物体内抗体的有效生产，引起了格外的关注，这预示着人们可由此而获得潜在的效益。具有各种理想特性的新植物种的开发目前来说从技术上是可行的，具有战略地位。这些特性表现在新的结合和催化活性的表达，以及用于加工、诊断和治疗的植物抗体的大规模生产。

典型的植物体系（如烟草）中异源多肽的表达目前已很常规化了。但由于抗体装配的复杂性以及装配与多肽稳定性有显著的连锁关系，在异源系统中功能抗体的表达还存在一些问题。

一、抗体的合成与装配

抗体是被分泌的或被缔结的糖蛋白，含4个两种类型（轻链及重链）的多肽。链－链叠加及联接为非共价反应，并形成二硫键。它们很可能是通过提供埋藏在被装配抗体间的疏水表面来配位的，但暴露在未装配的多肽上。免疫球蛋白多肽可通过合成作为有一个信号肽的先导，来引导多肽转移到内质网［ER］中。在淋巴细胞中，装配被一种置于内质网中的保护蛋白（重链结合蛋白）［BiP］简化了。在非淋巴细胞中发现了一些很相关的蛋白，并且在叶绿体、线粒体和细菌中也发现了与结合蛋白［BiP］无关的辅助保护蛋白。

二、植物中抗体的表达

Hiatt等根据常用的植物表达蛋白的调节顺序以及翻译IgG抗体肽链前体或成熟体的DNA（CDNA）顺序，构造了嵌合免疫球蛋白［Ig］基因，并设计了能结合低分子量磷酸酯且能显示酶活性的6D4。CDNA顺序衍生于杂交细胞，该细胞能产6D4，并能避免植物与动物系统之间的不相容性的绞接。这些基因包含在T-DNA基携带体内，通过土壤杆菌单独转入烟草中。能产轻链和重链的基因突变植株经有性杂交，产生能同时产轻链和重链的子代。

三、抗体的积累作用

在植物中已发现了能合成两种类型肽链前体的较高浓度的抗体（可溶性叶蛋白超过1%）。植物中表达前体多肽的单链积累比表达相应成熟体的高约50倍。链－键联接导致了轻链和重链积累水平的进一步提高。由于存在的mRNA的量类似，所以积累水平能反映出转译效率和（或）蛋白质周转的不同。装配复合体证明，植物中约95%的免疫球蛋白链都产重链和轻链的前体，但表达两种成熟型多肽的植物中的装配却测不出来。这表明，鼠信号肽在烟草中是有功能性的，并且在植物中（和在其它体系中一样），分泌对装配是重要的。

目前，Düring等人报道了另一种在烟草中抗体的产生，但观察到的有效装配很少。在突变植株中测到了显著水平的未装配的细胞质轻链，据此推断，抗体积累的水平极低（低于Hiatt等报道的1%）。很奇怪，在叶绿体及内质网中也发现了装配抗体。Haitt和Düring报导的一些实验细节不同，包括不同抗体的用途和抗体的类别等方面，所以两结果中基础变量的比较目前还是未知的。若抗体表达和装配的效率是依赖抗体的，那么普通抗体战略的前景会变得暗淡下来。

四、抗体的糖基化

植物抗体具有与杂交细胞抗体相同的专一性、亲和性和催化特性。尽管植物产的抗体的糖基化作用还未报导，Hiatt已指出，植物和杂交细胞抗体的碳水化合物部分很可能是不相同的。糖基化作用不会对抗体的结合特性产生影响，但对于抗体在动物体系中的应用却可能是重要的。糖基化的改变可导致植物抗体在动物体内的致免疫性，也可引起其药学动力学性质的改变。

五、植物抗体的应用

植物中抗体的表达与装配，赋予其新的结合能力。能结合杀草剂、植物毒素或植物激素的抗体，对于抗杀草剂和疾病以及控制植物生长和生理变化，具有战略地位。有趣的是，Hiatt等人进一步提出利用这一方法来克服环境污染和从环境中回收有价值的成分。若同时利用催化抗体设计，可导致在植物中产生新的代谢可能性（如植物毒素、杀草剂或有毒的环境污染物的降毒作用）。烟草中的6D4抗体在植物体外能显示出催化活性，这样，它能作为一个工具在体内进行这一战略性尝试。通过调节植物的发育阶段、组织特异性和对环境刺激的响应来表达突变基因，可促进这类方法潜力的开发。

Carlson用实验提出了类似于显性功能缺损突变的原地抗体表达。这一方法与反有意义RNA战略相应，但具有靶蛋白和非蛋白成分的附加能力。抗体装配对分泌的要求提出了一个将这种方法应用于细胞质成分的问题。在酵母和动物细胞中经尝试已能产生可测的细胞质功能抗体，但装配效能很差。单链抗原结合蛋白可允许类细胞质抗体活性的表达。这类分子的设计是非同寻常的，但目前人们的努力只能产生一种普通的设计构想。During等在叶绿体中发现了装配抗体，表明在细胞器中进行对抗体的探索是可行的。

六、植物中的免疫性

植物中抗体的“免疫”功能是有限的。严格地讲，抗体的结合能触发噬菌作用、细胞质毒性、补体溶解作用和其它防御性响应。植物几乎没有这种响应能力。另外，哺乳动物免疫响应中的异样性及由此而产生的特有适应性对植物来说是不能获得的。出于防御战略要求，在抗原是不变的和特发的情况下，抗体的表达是有用的，因为病理可被标靶和中和。由于病原体具有多样性和高度适应性，在大多数情况下对抗病抗体的研究很可能功效和实用性不高。

七、抗体研究的实用进展

植物应用的下游经济性是有吸引力的，然而，根据目前报道的开发抗体应用的具体时间和成本阻碍了该项研究的进展和广泛应用，并相对于微生物方法缺乏竞争性。抗体研究不仅要有功效，而且要有经济价值和市场，其应用仍是一个挑战。幸运的是，其它相关技术的进展可简化和加速抗体的开发，使其在植物中得到广泛的应用。微粒子中介植物转化法已使转化能力延伸到了诸如大豆和玉米这样的主要作物上了。已获得的乐观的初步结果表明，许多采用这种技术的植物是可普遍应用的。广大的转化能力为植物体系的应用提供了选择余地。

在另一个前沿上，Huse等人描述了一种在大肠杆菌（E. Coli）中的免疫球蛋白表达系统，它可为杂交体提供一种替代物，并便于大量克隆的筛选。最近，已开发了能使肽或RNA分子发生演变并使其具有特定性质的方法。这些方法保证了基于非抗体的高度亲和配基及具有特异催化活性分子的提供。尽管还不清楚这样生产的分子是否能与抗体相匹敌，但新技术的能量和简易性表明，进一步的深化和开发将是迅速的。将抗体结构和多肽随机选择战略的结合品混合法也是可行的。相反，促进抗体研究的新方法也会无情地替代它们。

[Trends in Biotechnology，1991年第9卷第4期]