解析單克隆抗體在高考中的考查方式

>>>訾玉玲

體液免疫在人體抵御外來病原體方面具有重要作用，抗體可以和病原體結合，從而抑制病原體的繁殖或對人體細胞的黏附。天然抗原是一種復雜的大分子物質，表面通常有多個抗原決定簇，每個抗原決定基刺激一個免疫細胞，因此，天然抗原可刺激多個免疫細胞增殖，產(chǎn)生多種抗體。這種由多個細胞產(chǎn)生的抗體被稱為多克隆抗體。1975年，米爾斯坦和科勒應用雜交瘤細胞在體外無限增殖和漿細胞產(chǎn)生抗體的功能，獲得了只針對單一抗原決定基的抗體，即“單克隆抗體”。單抗一問世，便被譽為“免疫學中的技術革命”。1984年因為單克隆抗體的杰出貢獻，兩人獲得了諾貝爾生理學和醫(yī)學獎。在新冠肺炎世界范圍內流行的背景下，關注人類生命健康，尋求對抗病毒的有效方法會在高考中有更多體現(xiàn)。下面以2020年全國卷Ⅰ中的相關試題為例，結合2014年全國卷中相關考點，了解高考試題的考查要點和考查形式。

一、分析高考真題，梳理高考考點

【2020年全國卷Ⅰ，現(xiàn)代生物科技專題】為研制抗病毒A的單克隆抗體，某同學以小鼠甲為實驗材料設計了以下實驗流程。

回答下列問題：

（1）上述實驗前必須給小鼠甲注射病毒A，該處理的目的是_______________________。

（2）寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細胞懸液的主要實驗步驟：________________。

（3）為了得到能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細胞，需要進行篩選。圖中篩選1所采用的培養(yǎng)基屬于__________，使用該培養(yǎng)基進行細胞培養(yǎng)的結果是__________。圖中篩選2含多次篩選，篩選所依據(jù)的基本原理是_____ 。

（4）若要使能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細胞大量增殖，可采用的方法有_________（答出2點即可）。

【參考答案】

(1)誘導小鼠甲產(chǎn)生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細胞 (2)取小鼠甲脾臟剪碎，用胰蛋白酶處理使其分散成單個細胞，加入培養(yǎng)液制成單細胞懸液 (3)選擇培養(yǎng)基 只有雜交瘤細胞能夠生存 抗原與抗體的反應具有特異性(4)將雜交瘤細胞注射到小鼠腹腔內增殖；將雜交瘤細胞在體外培養(yǎng)

【常見錯誤】

考生常見錯誤如下：

圖1 考生模擬作答情況

圖2 考生模擬作答情況

高考試題依據(jù)課程標準，圍繞生物學科素養(yǎng)，剔除冗雜的信息，創(chuàng)造真實而且富有價值的問題情境，解決生活中的實際問題，考查核心概念和關鍵知識。通過對2020年全國卷Ⅰ單克隆抗體高考真題及考生常見錯誤的分析，對考查的知識點梳理如下。

1.考查免疫處理

細胞融合前B淋巴細胞需經(jīng)過免疫，即用相應抗原進行處理，抗原刺激B細胞在淋巴因子的作用下增殖分化，形成漿細胞。而獲取已免疫的B淋巴細胞即漿細胞，需要取小鼠甲脾臟剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理一段時間，這樣組織就會分散成單個細胞，加入培養(yǎng)液制成單細胞懸液，增大與培養(yǎng)液的接觸面積。

2.考查篩選作用

用特定的選擇培養(yǎng)基進行篩選，篩選的次數(shù)和目的如下：

篩選1的原因是在細胞融合實驗中，細胞融合是隨機的，而且誘導融合率不可能達到100%，所以在考慮細胞兩兩融合的前提下，體系中還有未融合的B淋巴細胞和骨髓瘤細胞、融合的具有同種核的細胞和雜交瘤細胞等五種情況，篩選的目的是用選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細胞。

篩選2的原因是小鼠在生活中受到其他抗原的刺激，選擇培養(yǎng)的雜交瘤細胞中有能產(chǎn)生其他抗體的雜交瘤細胞，所以需通過多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng)，進一步篩選出能分泌特異性抗體的雜交瘤細胞。

提醒大家，試題中的篩選2是指克隆化培養(yǎng)過程中所進行的多次篩選，不要誤以為僅進行了兩次篩選。

3.考查大規(guī)模培養(yǎng)方式

雜交瘤細胞大量增殖的方式有兩種，體內培養(yǎng)即注射到小鼠的腹腔內增殖，體外培養(yǎng)即在體外培養(yǎng)液中擴增。這部分內容不涉及PCR和轉基因等過程。

4.考查的原理

選擇雜交瘤細胞的原因是其具備雙親的遺傳物質，不僅具有漿細胞產(chǎn)生特異性抗體的能力，還具有骨髓瘤細胞在體外培養(yǎng)條件下可大量增殖的能力。篩選產(chǎn)生特異性抗體應用抗原—抗體特異性結合的原理。

5.考查抗體效價

抗體效價是用抗體的物理狀態(tài)及其在體內的滯留時間，以其與抗原反應的多少來表示其免疫效果的一種反應。2014年全國卷高考試題中，研究者用抗原(A)分別免疫3只同種小鼠(X、Y和Z)，每只小鼠免疫5次，每次免疫一周后測定各小鼠血清抗體的效價。結果顯示經(jīng)4次免疫后，小鼠Y的血清抗體效價就可達到16000以上。4次免疫后，三只小鼠中Y小鼠的血清抗體效價最高，最適合用于制備B淋巴細胞。很多同學由于對抗體效價這個陌生名詞產(chǎn)生畏難心理，影響了作答。

6.考查基本技術

制備單克隆抗體涉及的技術包括動物細胞培養(yǎng)技術、無菌無毒的環(huán)境、營養(yǎng)、適宜的溫度和氣體環(huán)境（如CO2培養(yǎng)箱）等；動物細胞融合技術涉及促融原理和促融劑選擇等知識。

7.考查染色體

雜交瘤細胞同時具有B淋巴細胞和骨髓瘤細胞的核物質，但細胞核只有一個。由于雜交瘤細胞在分裂過程中染色體會丟失，故細胞核中染色體數(shù)目最多的是B淋巴細胞和骨髓瘤細胞二者之和。

8.考查血清抗體與單克隆抗體

血清抗體由漿細胞分泌，一般從血清中分離，產(chǎn)量低，純度低，特異性差。單克隆抗體由雜交瘤細胞分泌，特異性強，靈敏度高，可大量制備。

9.考查培養(yǎng)基的選擇

按照目的用途培養(yǎng)基可以分為選擇培養(yǎng)基和鑒別培養(yǎng)基。利用選擇培養(yǎng)基對微生物進行培養(yǎng)，直接篩選目的微生物；利用鑒別培養(yǎng)基使目的微生物菌落呈現(xiàn)特有特征，然后篩選目的微生物。

10.考查單抗的應用

單克隆抗體應用廣泛。教材中介紹了單克隆抗體作為診斷試劑和在治療疾病、運載藥物方面的應用，同學們要在掌握早早孕診斷試劑盒和生物導彈的基礎上，進行知識遷移，理解其他單克隆抗體的應用，并進行適當拓展。

二、總結操作流程，鏈接遷移知識

為避免出現(xiàn)基礎不牢、知識混淆、遷移錯誤和答非所問等情況，做到會分析會表達，同學們可以通過流程圖或表格的形式，把單克隆抗體制備的每一個環(huán)節(jié)進行細化梳理，建構結構化的知識體系，做到知識的由繁到簡，有利于在新情境下激活知識庫中的相關信息，做到靈活應用。

表1 單克隆抗體制備知識鏈接

雜交瘤陽性克隆的篩選與克隆化利用有限稀釋法進行雜交瘤細胞的克隆化培養(yǎng)多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng)：在每個孔只有一個雜交瘤細胞的情況下開始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測，經(jīng)過多次篩選得到分泌預定特異性單克隆抗體的細胞群，并進行克隆擴增雜交瘤細胞的特點經(jīng)過一段時間培養(yǎng)之后，會因為細胞突變或特定染色體的丟失，使部分細胞喪失產(chǎn)生抗體的能力，所以需要再次或多次克隆化培養(yǎng)單克隆抗體的大量制備動物體內誘生法和體外培養(yǎng)法 大量制備 單克隆抗體的特點單抗亞類和特異性等鑒定后可以凍存單抗應用早早孕診斷試劑盒等體外診斷試劑，人類疾病或動植物病害的診斷和病原體的鑒定；療效高、毒副作用小的生物導彈等用于治療疾病和運載藥物。另外，單抗OKT3用于腎移植的免疫抑制，治療后，OKT3陽性細胞從血液中有效清除，使腎臟中的淋巴細胞減少；對彌散性腫瘤，用單抗治療有效；用抗毒物的單抗中和有機磷農(nóng)藥的毒性；用單抗治療自身免疫病，使自身抗體的產(chǎn)生受到抑制等

從抗原制備→免疫動物→免疫脾細胞和骨髓瘤細胞的制備→細胞融合→雜交瘤細胞的選擇培養(yǎng)→雜交瘤細胞的篩選→雜交瘤細胞的克隆化→單克隆抗體的檢定→分泌單克隆抗體雜交瘤細胞系建立→單克隆抗體的大量制備，每一個步驟均可以鏈接到的相關知識，了解可能的呈現(xiàn)方式，把握復習重點，進行有序加工，減少知識和能力的漏洞，并通過高考真題的分析擴寬思路，提高高階思維，做到多角度、無盲點備考。