当一个外来生物体（如细菌、病毒）或物质进入我们体内时，通常机体会对其产生抗体，这些抗体会出现在血管中，且能用最简便的生化技术立即侦测出抗原在哪里。抗体和抗原的结合会启动人体内一连串反应，最后会中和且除去这些人入侵的外来物质。假使我们能产生抗体来对抗某一细菌，那么 我们的血管里，就应该会有许多对抗细菌的不同抗体。

    曾经有人估计，人体中的抗体能辨认出抗原种类数起码超过100万，甚至可能超过1000万。换句话说，我们的免疫系统有能力制造出许多种不同的特有抗原。这是如何做到的呢？什么样的奇妙机制可担负起如此庞大的多变性与专一性，是什么原因让抗体不仅可以辨识出数百万种不同来源的入侵物，同时又可区分出每一种物质间的不同呢？抗体分子结构和功能的关系，抗体与抗原结合的专一性的结构基础等问题，曾经是细胞免疫化学研究的中课题。

    20世纪50年代末至60年代初，在经历了艰难曲折后，对抗体结构的研究终于取得突破性进展。英国生物化学家波特（R.R.Poter）和美国生物化学家埃德尔曼（G.M.Edelman）用酶裂解等方法，阐明了抗体的一般结构，拉开了分子免疫学的序幕，为此他俩共享了1972年的罗贝尔生理学医学奖。

    尽管用免疫方法防治疾病已有悠久的历史，如中国在明代隆庆年间已发明了人痘接种术，英国乡间医生琴纳（E.Jenner）在1976年第一次成功地把牛痘接种术用于人类对付天花。但是，人类对于抗感染免疫现象本质的认识却是从19世纪末才开始的。

    1890年，德国细菌学家冯.贝林（E.A.vonBehring）在应该著名外科医生李斯特（J.Lister）抗菌术的影响下，试图在人体内找到一种“消毒剂”以便将入侵人体的细菌无害化。他和日本细菌学家北里柴三郎（Shibasabro Kitasato）合作进行了破伤风抗毒素的实验研究。他们指出，人体对破伤风免疫力的形成，是由存在与血管中的某些物质产生的。当时已知，破伤风菌会制造湖一种引起此疾病诸多症状的有毒物质，且这毒素可以从破伤风菌培养液中分离出来。冯.贝林将1/2致死剂量的破伤风毒素注射到兔子体内，发现在兔子身上产生了免疫力。因此再注射活的破伤风菌，他们都不会感染了。他从已有勉励能力的兔子身上取得一些血液，分离出其中的血细胞，只留下不含血细胞的血清。然后将这种血清注射到老鼠体内，再让这些老鼠接受活的破伤风菌注射，结果发现它们也不会感染破伤风了。后来发现兔子血清中有了一种被称为抗毒素的物质，就是这个导源于破伤风毒素的抗毒素在保护兔子和老鼠。这个伟大的发现开启了血清治疗之路，也就是将某一对某病具有免疫力的动物血清，注射到某一感染此病的动物体内，血清中的抗毒素便可以提供暂时的保护，避免该疾病继续发展。接着，冯.贝林把血清疗法应用在白喉的治疗上。

    19世纪末，白喉是儿童的主要杀手，冯.贝林发现在马身上诱发免疫作用后产生的血清对此具有抗性，可以有效地保护儿童，使其免受白感染；对已感染白喉的儿童也很有效。冯.贝林将血清中的这种抗毒素命名为“抗体”。研究结果使冯.贝林认识到，具有免疫力的血清，可以与菌株发生凝集反应。人体在接种疫苗后，会产生抗体，正是这些抗体保护着机体。抗体的发现是揭开免疫系统面纱的第一步，并唤起了科学家们研究抗体的热情。冯.贝林也因此于1901年摘得诺贝尔生理学医学奖。

    冯.贝林发现抗体后，德国科学家埃里希（P.Ehrlich）便以免疫学作为主要研究方向，集中精力开展以毒素和抗毒素的作用为中心的免疫学研究。他阐明了细菌毒素的成分和作用，揭示了抗毒素的产生和结构，发现和应用了溶血素。他发现血清中抗毒素的量可以受到多种因素的影响而发生明显的变化，所以必须制定一种标准以便精确到测定抗毒素；在随后的研究中，他以白喉抗毒素血清为模型，完成了以“单位”测定抗毒素的量的课题，推动了血清疗法的应用和发展。

    1897年，埃里希借鉴英国著名生物统计学家费希尔（R.A.Fisher）关于酶功能的“锁钥学说”提出了“侧链假说”。他把高度特化、具有专一性的抗体和它们的抗原，比喻为钥匙和锁的关系。抗体（钥匙）有很多种形状，但每一种形状的抗体只适合一种抗原（锁）。当某个抗原进入体内时，它会碰到“抗体制造细胞”表面上的某一具有专一性的抗体而与其结合，于是启动了该“抗体制造细胞”，从而制造出更多的这种特殊抗体。“抗体制造细胞”可以对一种以上的抗原有所反应，并且在与这这些抗原的某种接触后，便大量制造出针对该抗原的抗体。从   这个卓越的假说，人们可以领略到埃利希的天才思想，因为在抗体知识极端匮乏的那个时代，就能提出如此见解，实在难能可贵，同时这也因为他的假说非常接近真实情况。

    抗原抗体分子结构互补的思想，对于抗体问题的研究有深远的影响。1895年，抗体已可以用不同的方法在血清中检测出来。比利时科学家博德（J.Border）发现，当一个动物的红细胞和其他类动物的血清培育在一起时，这些红细胞会凝集在一起，因此在血清中一定存在某种使红细胞凝集的物质。5年后，奥地利免疫学家兰德斯泰纳（K.Landsteiner）发现了人类红细胞血型。当时正值第一次世界大战，大量伤员需要输血，输血却引起溶血死亡，这促使人们开始研究红细胞。兰德斯泰纳采集他同时的血清和血红蛋白做交叉试验，发现有些相互混合后产生凝集，有些不凝集。他用免疫学、抗体的观点解释这一现象，首先提出ABO血型的概念，认为红细胞有两种抗原A和B，而每个人血清中都含有不针对自身红细胞抗原的抗体。兰德斯泰纳对人类血型的发现，为输血的实际应用打开了成功之门。同时，这一发现也首次表明，抗体并不只是针对病菌的，也可以针对不同个体的组织和细胞的。由于说明了免疫不仅仅只是机体具有的抗感染的功能，扩展了免疫学研究的范围和视野。

    兰德斯泰纳是1930年因发现人类血型而荣获诺贝尔生理学医学奖后，并没有在科学征途上坐享其成，而是不懈探索、不断追求。他通过对已知化学结构的人工半抗原的研究，阐明了抗体能识别分子结构的微小差异，证明了对于各种各样的抗原，机体都能响应产生专一性的抗体。为了解释抗体抗原结合反应的特异性，20世纪30年代中期，他进一步提出了著名的“锁钥关系论”，即认为抗体和抗原结合时的关系，好比“锁”与“钥”的关系，一把钥匙开一把锁。正因为如此，抗原抗体的结合反应才表现出千姿百态的特异性。不久，兰德斯泰纳还明确定义，抗原是指能在动物体内引起抗体产生，并能和抗体专一起反应的物质。洞同一抗原，不同物种，甚至同种的不同个体，引起的免疫反应可能不同。免疫反应不只是取决于抗原的化学构造，还取决于个体的遗传特性和生理状态。此外，引入抗原的途径和佐剂的应用可能也有一定的影响。兰德斯泰纳也因此称为抗体结构研究的主要创始者。

    科学发展的道路从来就不会是一帆风顺的。在兰德斯泰纳以后几年的抗体结构研究中，不但没能找到证实“锁钥关系论”的证据，反而得出了一系列难以解释的结果：不同种类的抗体，在物理化学性质上似乎没有任何差别，全像一个模子里印出来的；用理论上认为唯一可供制取“纯种”抗体的方法制取的抗体，却全然不是“纯种”抗体，而是含至少三种抗体的“混合体”，而这三种抗体的种类与特异性之间，又没有必然联系。实验和理论分析 证明，正常血清中免疫球蛋白分子的种类数目几乎是无穷大！

    直到20世纪40年代，抗体结构的研究领域仍迷雾缭绕，研究迟迟没有取得突破。当时主要有两大障碍横亘在科学家面前：一是抗体分子极不均匀，使得对其结构的研究无从下手；二时候抗体分子量极大，而当时的蛋白质分析技术只能对付分子量在3万一下的蛋白质，因此对分子量均大于15万的免疫球蛋白分子速手无策。50年代末期，丹麦免疫学家杰尼（N.K.Jerne，1984年诺贝尔生理学医学奖得主）和澳大利亚病毒学家、免疫学家博内特（F.M.Burnet，1960年诺贝尔生理学医学奖得主）提出了获得性免疫的无性繁殖系统选择学说，主张抗体有选择地免疫活性细胞表面的抗原受体结合，并刺激它增生、分化成为一群浆细胞，最后产生结合专一性相同的抗体。抗原选择预先存在的细胞，而不是像美国生物化学家鲍林（L.Pauling）曾经假定的那样，作为一个模版来塑造抗体。这一学说推动了抗体研究和整个免疫学的突飞猛进。也正是这个时期，波特和埃德尔曼在建立抗体分子的基本结构方面做出了重要贡献。