人体重组

新型感应器有望解决人体内重金属水平的快速检测 　　由于人类处在食物链的高端，人体内的重金属含量积累相对其他动物较高。对此，美国辛辛那提大学(University of Cincinnati)的研究人员们研发了第一款可以快速检测人体内重金属锰含量的实验室芯片(lab-on-a-chip)感应器。 　　首个实验室芯片感应器，能够提供人体内重金属水平的快速检测，将在明年进行首次实地试验。来源：美国辛辛那提大学 　　这款感应芯片能够对人体内出现的重金属——尤其是锰——以及其含量做出迅速反馈，该芯片造价低廉，属于一次性弃用的环境友好型产品。研究人员们计划在2012年对该仪器展开首次测试，旨在研究重金属对于健康的潜在影响，他们期望这款产品能够大规模运用于临床测试和研究中，例如针对儿童的营养测试等。 　　这款感应器使用的技术称为阳极溶出伏安法(anodic stripping voltammetry)，它将工作电极、参比电极和辅助电极合并为一体。研究人员们开发出一款铋制作的薄膜取代传统水银电极或者碳电极，避免了水解作用给感应器捕获负电金属造成的限制。 　　开发人员之一、辛辛那提大学的电子计算工程副教授伊恩帕博斯基(Ian Papautsky)介绍说，传统的血液重金属锰含量的测试需要5毫升的血样，而这款芯片只需1、2滴就足够，对儿童检验来说是个优势。另外，芯片的电极采用铋取代了传统的水银，降低了环境危害性。最重要的是，传统的重金属测试的结果往往需要等上48小时，而在某些偏远的高危地区，想要迅速检测人体内的重金属含量相当不易，这款轻便的检测芯片则便利的多——不仅便携、随处可用，测试过程只需10分钟，相当快捷。 　　因此，研究人员们十分看好这款芯片在即时医疗(point-of-care)方面的应用潜力。随着进一步的研发，这款芯片甚至有望转化用作自检机制。例如帮助糖尿病人进行血糖监控等。

一项大型国际研究证实，接触过较高水平的某些空气污染物的孕妇更容易产下体重不足的婴儿。这一研究成果在线发表于2月5日的《环境健康展望》杂志网络版上。 　　低出生体重——定义为一名新生婴儿的体重不足2.5千克——增加了婴儿死亡率和儿童期疾病的风险，并且与婴儿未来一生的发育及健康问题有关，包括糖尿病和心血管疾病。 　　之前的研究着眼于在怀孕期间接触到微小的大气颗粒物是否会带来更多的低出生体重婴儿。尽管一些研究已经找到了其中的联系，但也有许多科学家并没有建立这种关系。 　　“关于空气污染暴露与胎儿发育影响之间关系的许多研究在项目设计以及暴露评估上都有许多差异。”美国纽约大学的儿童环境健康研究人员Leonardo Trasande说道，“而新的研究进行了大量的工作，从而使其具有可比性。” 　　这项观察性研究合并了来自9个国家——包括美国、韩国和巴西——的14个研究中心的300万名新生儿的数据。它侧重于两类有害空气污染物：直径小于2.5微米(PM2.5)和小于10微米(PM10)的可吸入颗粒物。这些微粒来自于工业和交通运输燃烧的化石燃料，以及木柴的燃烧，但同时也包括尘埃或海盐微粒。 　　该项研究的第一作者、西班牙巴塞罗那市环境流行病学研究中心的流行病学家Payam Dadvand指出：“与那些报告污染水平较低的中心相比，那些报告空气污染严重的中心，其婴儿低出生体重的几率也较高。” 　　通过研究人员的计算，PM10每增加10微克每立方米(μgm-3)，婴儿出现体重不足的几率便增加3%，并且其体重的总平均值减少3克。当研究人员对局部变量加以调整后，例如母亲的年龄或烟草的使用，平均体重的减少将增加3倍，达到9克。这些计算同时对社会经济地位进行了考虑。 　　PM10的中间值在14个中心之间发生变化——从加拿大温哥华的12.5μgm-3到韩国汉城的66.5μgm-3。结合PM2.5暴露的信息，随着每个中心暴露在可吸入颗粒物的水平增加，婴儿低出生体重的几率增加了10%。 　　Trasande解释说，这种风险在个体水平上是较小的，但“从人口的基础而言，一个小的变化便能够使婴儿的低出生体重比例产生很大的变化”。他同时指出，吸烟、酗酒及使用药物，加上孕妇保健的匮乏都与低出生体重存在关系。 　　在上月发表的一项对超过22万名美国新生儿进行的研究中，Trasande及其同事发现，室外空气污染与更长的住院时间及更高的医疗保健费用联系在一起。2010年，美国有8.2%的新生儿存在出生体重不足的情况。 　　“在设置相关法规时，有关空气污染对孕妇的影响尚未被考虑在内。”Dadvand说，“现在是时候考虑一下这个问题了。” 　　虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的成分，但它对空气质量和能见度等有重要的影响。PM2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。 　　之前的研究证实，粒径10微米以上的颗粒物，会被挡在人的鼻子外面 粒径在2.5微米至10微米之间的颗粒物，能够进入上呼吸道，但部分可通过痰液等排出体外，另外也会被鼻腔内部的绒毛阻挡，对人体健康危害相对较小 而粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径不到人的头发丝的1/20大小，不易被阻挡。被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。

1890年冯˙贝林（von behring）发现了抗白喉毒素血清，发明了人工被动免疫，并提出了抗原和抗体的概念，在后续漫长的抗体研究中，人类相继发展出三代抗体制备技术：①第一代抗体：以抗原免疫高等脊椎动物制备的多克隆抗体；②第二代抗体：由杂交瘤技术产生的只针对某一种特定抗原决定簇的单克隆抗体；③第三代抗体：应用分子克隆技术、基因突变技术改造某种抗体的基因编码序列，生产出的性能更优越的抗体，也称为基因工程抗体或重组抗体。单抗的出现及其显着的优越性（特异性高、蛋白类天然产物等特性）使其在疾病的研究、诊断和治疗中得到广泛应用，但也受到人体的强烈排斥。第三代抗体的产生在一定程度上解决了由于鼠单抗的异源性导致的排斥反应。从最初的人-鼠嵌合抗体将人源化比例升到60~70%，到通过cdr嫁接技术产生的人源化比例更高的人源化抗体，再到由噬菌体展示技术获得的全人抗体，技术的发展不断提高着抗体的质量及人类对抗疾病的能力。除此之外，基因工程除了可获得全长抗体，还可获得抗体片段——小分子抗体，例如单链抗体、fab片段等。这些小分子抗体由于其独特的分子量小、组织渗透性强等特点，也被广泛应用于临床诊断及治疗。下面小编带大家看看这些重组抗体是怎么产生的：1.人-鼠嵌合抗体。用人抗体恒定区基因与小鼠单抗抗体可变区基因组合表达，形成人-鼠嵌合抗体，人源区域占比在60-70%。2.人源化抗体。因为嵌合抗体仍然有较大比例的鼠源性区域，在临床实践中仍会产生比较强烈的排斥反应。为了进一步降低鼠源性区域，产生了cdr嫁接技术（cdr grafting），该技术仅仅保留了鼠源单抗的可变区cdr区域，其他区域是人源的，得到的人源化抗体的人源化比例可高达80-90%。此处科普下cdr区域，它是抗体互补决定区（complementary determining regions，cdrs），是与抗原分子上的表位氨基酸相互作用的区域，也称高变区（hypervariable region，hvr）。后续科学家们又发展出表面重塑技术，即对鼠源抗体的可变区进行表面残基的修饰处理，以降低其免疫原性。3.全人抗体。人源化抗体虽然显着降低了异体排斥反应，然而并未完全消除，其潜在的安全隐患使得科学家不断进行探索。近年来人们将核糖体展示技术、噬菌体展示技术应用于抗体药物的研发，使得制备全人抗体成为可能。噬菌体抗体库筛选是利用噬菌体展示技术，将编码抗体可变区的基因片段与噬菌体表面蛋白的编码基因融合（插入信号肽与衣壳蛋白基因间），以融合蛋白的形式呈现在噬菌体的表面，利用特定蛋白/抗原进行筛选获得高亲和力可变区的抗体片段。当使用人源的免疫细胞（或组织）得到的人抗体可变区基因片段构建噬菌体库，然后利用特定抗原进行展示库的筛选，即可获得针对某抗原的人源抗体片段及对应基因序列，最后通过体外蛋白表达及筛选可得到包含人抗体重链和轻链的特异性全人抗体。4.小分子抗体通常我们所说的抗体是全长抗体，包括了轻链和重链全长，全长抗体分子分子量在150~196kda之间。这么大的分子量在实际运用中常遇到组织渗透性差、易降解等问题，为解决这些问题，科学家开发出分子量小、结合力强的抗体片段，如单链抗体、fab抗体等。4.1 单链抗体（single chain variable fragment，scfv）由抗体的重链可变区与轻链可变区连接而成，分子量仅全长抗体的1/6，具有很好的组织穿透性，在临床治疗中得到很好的应用。单链抗体由于保持了全长抗体轻链和重链的可变区，其抗原结合位点没有变化因此仍具有良好的结合特异性。另外，单链抗体的多肽接头可根据需要设计为其他位点如金属螯合位点、连接药物位点等，在临床应用中是一种强有力的工具。4.2 fab片段（antigen binding fragment，抗原结合片段）保留了抗原结合区域，分子量是抗体全长的1/3，具有较好的组织渗透性，同时因为其没有fc段故免疫原性低，常用作导向药物载体及显影等。4.3 多价抗体是能结合多个抗原的抗体，是联合基因工程技术和化学偶联技术制备的一种新型抗体。目前关注较多的“双特异性抗体”，能结合两种不同的抗原，在肿瘤免疫治疗中具有显着的优势。例如，能结合肿瘤细胞表面抗原和杀伤性ｔ细胞表面抗原的双特异性单抗，可以促使这两种细胞彼此靠近，利于杀伤性ｔ细胞杀伤肿瘤细胞，起到促进治疗的作用。