5 大核心技术，揭开单克隆抗体的研发密码

一、从实验室到临床：单克隆抗体的 “出道” 背景

我们的免疫系统里，B 细胞是制造抗体的 “工厂”，能产生针对病毒、癌细胞等 “敌人” 的特异性抗体。但天然的抗体是多克隆的，就像一支杂牌军，精准度和战斗力都有限。

1975 年，科勒和米尔斯坦发明的杂交瘤技术改变了这一切，首次实现了单克隆抗体的量产，让抗体从实验室工具变成了临床药物。如今，随着技术发展，科学家们又开发出多种更高效、更精准的抗体发现方法，让单克隆抗体家族不断壮大，目前已有超 100 种治疗性单克隆抗体获批，覆盖肿瘤、免疫、感染等多个疾病领域。

二、五大核心技术：打造单克隆抗体的 “独门秘籍”

（一）经典老将：杂交瘤技术

杂交瘤技术是单克隆抗体的 “开山鼻祖”，至今仍在广泛使用。它的原理很巧妙：先给小鼠注射目标抗原，让小鼠的脾脏 B 细胞产生特异性抗体，再把这些 B 细胞和能无限增殖的骨髓瘤细胞融合，形成杂交瘤细胞。

这些杂交瘤细胞既继承了 B 细胞产抗体的能力，又有骨髓瘤细胞无限分裂的特性，能源源不断地生产出单一、纯净的单克隆抗体。不过早期的鼠源抗体进入人体后，容易引发免疫反应，科学家们又通过人源化改造，把鼠源抗体的关键区域替换成人的，降低了免疫原性。

后来，兔源杂交瘤技术也发展起来，兔源单克隆抗体的亲和力更高，能识别更多样的抗原表位，比如首个兔源单克隆抗体药物布罗卢单抗，就成功用于治疗黄斑病变。

（二）体外筛选能手：噬菌体展示技术

如果说杂交瘤技术是 “体内培养”，噬菌体展示技术就是 “体外筛选” 的代表。1985 年诞生的这项技术，核心是把抗体基因片段插入噬菌体的基因中，让噬菌体表面展示出抗体片段，形成一个巨大的 “抗体库”。

科学家们用抗原去 “钓” 这个库里的噬菌体，能结合的噬菌体就被筛选出来，再经过多轮富集和验证，就能得到高亲和力的抗体。这个技术的优势是能绕过动物免疫的限制，直接制造全人源抗体，第一个全人源抗体药物阿达木单抗就是用它研发的。

而且噬菌体展示技术还能筛选出有功能的抗体，比如能调节细胞信号通路、诱导干细胞分化的抗体，让抗体不仅能 “结合” 抗原，还能主动调控细胞功能，拓展了抗体的治疗潜力。

（三）人源抗体工厂：转基因小鼠技术

鼠源抗体的人源化改造毕竟费时费力，转基因小鼠技术就解决了这个问题。科学家们通过基因工程，把人类的免疫球蛋白基因植入小鼠体内，让小鼠的免疫系统 “误以为” 自己能产生人源抗体。

给这些转基因小鼠注射抗原后，它们的 B 细胞会产生全人源的抗体，再通过杂交瘤或筛选技术，就能直接获得全人源单克隆抗体，避免了后续的人源化步骤。目前已有 XenoMouse、VelocImmune 等多个转基因小鼠平台，成为药企研发全人源抗体的重要工具。

（四）精准捕捉：单细胞 B 细胞分离技术

单细胞 B 细胞分离技术是近几年的 “新锐”，它跳过了动物免疫环节，直接从免疫过的人体或患者的外周血中，分离出能产生特异性抗体的单个 B 细胞。

通过荧光激活细胞分选（FACS）找到抗原特异性 B 细胞，再用 PCR 扩增抗体基因，就能快速获得全人源抗体。这项技术的优势是快，在新冠疫情期间，科学家们用它迅速筛选出针对新冠病毒的中和抗体，为抗疫争取了时间。同时，它还能从患者体内找到针对 HIV、流感等病毒的广谱中和抗体，是应对突发传染病的 “利器”。

（五）未来之星：从头设计技术

前面四种技术都依赖天然的 B 细胞或抗体库，而从头设计技术则是用人工智能 “无中生有” 地设计抗体。借助 AlphaFold3 等蛋白质结构预测工具，结合机器学习、扩散模型，科学家们能根据抗原的结构，在电脑上直接设计出能精准结合的抗体序列和结构。

这种方法摆脱了天然抗体库的限制，能设计出亲和力更高、稳定性更好的抗体，甚至能针对传统技术难以靶向的 “难成药” 靶点。比如用 AI 设计的单域抗体，能精准识别流感病毒和艰难梭菌毒素，展现出强大的应用潜力。

下图展示了这五种治疗性抗体开发的关键方法，清晰呈现了每种技术的核心流程：

噬菌体展示技术还能实现功能性抗体的发现，下图展示了通过该技术筛选调控细胞命运的功能性抗体的流程：

机器学习在抗体设计中主要分为序列、结构和功能三种模型，下图是其核心模式示意图：

生成式 AI 模型是从头设计技术的核心，下图展示了语言模型、扩散模型和混合模型三类生成式 AI 设计抗体的原理：

三、技术迭代：抗体药物的未来在哪？

每种技术都有自己的优缺点：杂交瘤技术经典但需人源化，噬菌体展示技术高效但有库偏向性，转基因小鼠成本高，单细胞 B 细胞技术受限于样本，而从头设计技术虽前沿，但还需解决抗体功能预测的难题。

未来，抗体研发的趋势是多技术融合：比如把噬菌体展示的体外筛选和 AI 从头设计结合，先用 AI 设计抗体序列，再用噬菌体展示验证功能；或者用单细胞 B 细胞技术快速获取抗体序列，再用 AI 优化亲和力和稳定性。

同时，抗体的工程化改造也在不断升级，比如 Fc 段修饰、半衰期延长、糖基化改造等，让抗体不仅能精准靶向，还能更持久、更高效地发挥作用。从鼠源到全人源，从天然筛选到 AI 设计，单克隆抗体的研发之路，正朝着更精准、更高效、更个性化的方向前进。