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[癌症研究63,9023-9031,2003年12月15日]
——葡聚糖通过征集称为杀伤细胞的灭瘤粒细胞作为单克隆抗体免疫治疗的一种辅助药

Feng Hong, Richard D. Hansen, Jun Yan, Daniel J. Allendorf, Jarek T. Baran, 1 Gary R. Ostroff, 和Gordon D. Ross
   James Graham Brown 癌症中心和肯塔基州路易斯维尔,路易斯维尔大学微生物和免疫科,和明尼苏达州,伊根,生物聚合物工程公司

摘要

现有单克隆抗体杀灭肿瘤的机制(单克隆抗体:例如生长因子受体的拮抗作用,抗体依赖的细胞毒性)限制其效果。先前的研究认为静脉注射β-葡聚糖可作为抗癌单克隆抗体的辅佐剂。已经表明β-葡聚糖通过iC 3b受体,补体受体3(CR 3;CD 11b/CD 18)起作用,通过天然产生的抗癌抗体加强白细胞对蒙上iC 3b的肿瘤细胞的杀灭作用。β-葡聚糖的治疗效果受正常抗体水平的限制,而且肿瘤可通过消除抗原-阳性细胞而逃逸。因此,设想联合使用抗癌单克隆抗体可改进β-葡聚糖的反应。利用表达高水平天然抗原(例如GD2神经节糖苷)或者重组人MUC1 的肿瘤对BALB/c或者c57B1/6小鼠的5种肿瘤模型进行研究。与单独使用抗癌单克隆抗体或者Β-葡聚糖比较,在所有模型中,包括乳腺,皮下和肝肿瘤,联合使用单克隆抗体加β-葡聚糖都显著增加了肿瘤的退化。无肿瘤的存活只发生在靶抗原有稳定表达的模型中。β-葡聚糖加强单克隆抗体的杀肿瘤效应不会发生在缺乏白细胞CR 3(CD 11b-/-)或者血清C3 的小鼠中,证明白血球需要CR 3,肿瘤细胞需要iC 3b。看来对杀肿瘤活性而言,粒细胞起主要作用,因为在剥夺粒细胞的小鼠不出现β-葡聚糖的治疗效应。这些数据表明已知激活补体的单克隆抗体(例如Herceptin,rituxan和erbitux)的治疗效能,可联合使用β-葡聚糖而显著增强。

 
 

粒细胞剥夺小鼠的肿瘤治疗。按上述的BALB/c小鼠Ptas64乳腺肿瘤模型,增加一些治疗组,其中有些小鼠用先前报道的方法(该方法涉及使用大鼠抗小鼠粒细胞单克隆抗体RB6-8C5,又称为抗-Gr-1)剥夺其粒细胞(38)。为预防粒细胞剥夺小鼠感染,所有的治疗组小鼠都供养在层流防护罩中,并在其饮用水中加四环素(500mg四环素和50克蔗糖/每升水)。因为有效的肿瘤退化要求血清补体用iC3b对肿瘤进行调理素处理,先进行先导性研究确定粒细胞慢性剥夺的条件,以使在开始肿瘤治疗前有充分时间实现补体功能。小鼠接受300μgRB6-8C5 单克隆抗体腹膜内注射后3天开始用11C1 单克隆抗体和NSGβ-葡聚糖进行肿瘤治疗。在初始粒细胞剥夺后,将RB6-8C5单克隆抗体与11C1单克隆抗体混合,静脉注射300μgRB6-8C5,隔3天一次,这样两种单克隆抗体即可一次注射。检查RB6-8C5处理的小鼠血清表明第3天补体活性已经恢复正常,而赖-吉耶姆萨氏染色的周围血液涂片表明实际上已经没有遗留嗜中性白细胞或者嗜酸性粒细胞。继续静脉注射RB6-8C5对血清补体水平没有显著影响,因为粒细胞数量太低,不至于因细胞毒性而导致显著的补体消耗。检测经RB处理的小鼠血清,在体外用抗C3-FITC 和流细胞计数法确定其调理用C3调理的ptas64肿瘤细胞的能力,也没有证据表明在肿瘤治疗期间有补体消耗。为证明RB单克隆抗体只剥夺表达高表面水平Gr-1的粒细胞,而不剥夺表达低表面密度Gr-1的单核细胞、巨噬细胞和树突细胞,对经过RB剥夺处理的小鼠进行附加检验,检查骨髓、脾脏和周围血液中这些其它类型髓细胞的存在情况。血液样品中的单核细胞用流细胞计数法和用抗Gr-1-PE 和抗-CD 80FITC双染色方法鉴别;巨噬细胞用抗-Gr-1-PE 和F4/80-FITC鉴别;树突细胞则用抗-Gr -1-PE 和抗-CD 11c-FITC鉴别。

数据绘图和统计分析。所有小鼠肿瘤治疗的数据均输入Prism 3.0(Graph Pad 软件,加州,圣地亚哥)产生肿瘤退化或者存活图。然后在Prism 3.0中用t测验判断数据集之间的差异是否显著。
   

图A. 联合使用酵母β-葡聚糖比单独使用抗癌单克隆抗体治疗皮下肿瘤显著提高肿瘤退化率。 C57B1/6小老鼠皮下移植RMA-S-MUC1肿瘤细胞后5天,用14.G2a 抗-GD2神经节糖苷(100 μg 每3天)和/或NSG β-葡聚糖(300μg/天)或 BCP8 IgG2b 抗-MUC1 (200 μg,每3天)和/或NSG β-葡聚糖(300 μg/天)治疗。免疫治疗总共进行14天。为期3周进行肿瘤测量,然后监测存活情况(存活数据见图2)。单克隆抗体与NSG β-葡聚糖联合使用结果比单独使用单克隆抗体治疗获得显著高的肿瘤退化率。图中现实平均值和标准误。

    用BCP8抗-MUC1代替14.G2 a将RMA-S-MUC1细胞作为目标时,估计MUC1抗原的低表达导致较低的肿瘤退化率。值得注意的是,在两种肿瘤模型中联合使用β-葡聚糖治疗观察到的肿瘤退化率都显著高于单独使用单克隆抗体治疗(图A)。在2周治疗期结束时,观察小鼠4个月看无肿瘤的存活情况(图B)。

用14.G2a抗-GD2,加或不加β-葡聚糖治疗RMA-S-MUC1肿瘤,单独使用单克隆抗体的小鼠60%存活,而联合使用单克隆抗体加β-葡聚糖的小鼠则80%存活(差异不显著)。治疗这种类型的较大成功可能是由于高度而且稳定的GD2抗原表达。当用BCP8抗-MUC1治疗相同的肿瘤细胞时,成活率并不比单独使用单克隆抗体高,但β-葡聚糖组和联合单克隆抗体加β-葡聚糖组则呈现20%成活率的差异。
 
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