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编号:10216135
抗前列腺分化抗原单克隆抗体的研究
http://www.100md.com 《中华外科杂志》 1998年第4期
     作者:钭理强 俞莉章 邢念增 丁义 邓方明 郭应禄

    单位:100034 北京医科大学泌尿外科研究所

    关键词:抗体,单克隆;前列腺肿瘤;癌

    中华外科杂志/980413 【摘要】 目的 为利用单克隆抗体(MAb)结合放射性核素对前列腺癌及其转移灶提供诊断和治疗手段。 方法 以前列腺癌细胞株PC-3M作为免疫原,亮氨酸甲基酯处理经免疫后的脾细胞作融合,产生抗前列腺癌MAb(YDPC)。 结果 YDPC在正常前列腺腺管上皮、良性前列腺增生和所有前列腺癌组织表达,其它正常组织除肾小管上皮、肾上腺和汗腺腺管上皮外均不表达。另外,3例前列腺癌淋巴结转移和1例前列腺癌膀胱转移染色均呈阳性,而4例前列腺移行上皮癌则为阴性。荷瘤裸鼠的放射免疫检测初步实验表明在肿瘤部位YDPC有放射性浓聚。 结论 YDPC识别前列腺分化抗原并且在前列腺癌可继续表达,在前列腺癌的导向诊断和导向治疗方面有潜在的应用价值。
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    A monoclonal antibody that reacts with an antigen on both normal and malignant prostate cells Dou Liqiang, Yu Lizhang, Xing Nianzeng, et al. Institue of Urology, Beijing Medical University, Beijing 100034.

    【Abstract】 Objective To study the YDPC-a monoclonal antibody that reacts with an antigen on both normal and malignant prostate cell. Method A murine monoclonal antibody(MAb) designated YDPC was generated by treating the primed spleen cells with leucine methyl ester(LeuOMe) following immunization of mice with prostate cancer cell line PC-3M. Result YDPC reacted uniformly with all adenocarcinomas of the prostate examined. It also reacted with the surface antigen on normal prostate epithelial cells and on cells from benign prostate hyperplasia. YDPC reacted with a limited number of normal tissues including renal tubules, adrenal and sweat gland. In addition, three lymph nodes metastasis and one bladder metastasis were found to be strongly positive, while four transitional cell carcinomas of the prostate negative. Preliminary experiments showed that this antibody does specifically localize to prostate cancer xenografts in nude mice. Conclusion YDPC reacts with a differentiation antigen and this antigen continues to be expressed on all adenocarcinomas of the prostate.This antibody may be useful in the diagnosis of or therapy forprostate cancer.
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    【Key words】 Antibody,monoclonal Prostatic neoplasms Carcinoma

    利用单克隆抗体(monoclonal antibody, MAb)结合放射性核素可对前列腺癌盆腔淋巴结和骨骼等远处转移灶及时明确诊断,从而提供临床有效的治疗手段。因而制备一种抗前列腺癌MAb(YDPC)是很有意义的。为此,我们进行了抗前列腺分化抗原YDPC的制备和放射免疫检测的初步实验研究。

    材料和方法

    一、YDPC的分离

    6~8周雌性Balb/c小鼠(北京医科大学动物室提供),以2×107 PC-3M细胞(购于北京医科大学病理系)免疫两次(腹腔注射,间隔2周)。末次免疫后第三天取其脾细胞与小鼠骨髓瘤细胞SP2/0(本室冻存)在50%聚乙二醇(分子量4000, 购于Baker公司)作用下进行融合[1]。融合前脾细胞以2.5 mM亮氨酸甲基酯(LeuOMe, 购于Sigma公司)处理,目的是增加细胞融合率,方法详见文献[2]。经选择性培养基HAT(购于Sigma公司)培养。培养的杂交瘤细胞分二步进行筛选。第一步以酶联免疫吸附实验进行初筛:阳性克隆为与PC-3M细胞反应阳性,而与淋巴细胞反应阴性;第二步为阳性克隆进一步行免疫组化方法作筛选:选择与前列腺癌和前列腺增生(BPH)组织切片有反应的克隆。经二次筛选后所获的克隆以有限稀释法进一步作亚克隆二次后,再用免疫组化方法鉴定,获稳定分泌抗前列腺分化抗原的YDPC。5×106杂交瘤细胞接种注射降植烷(购于Sigma公司)的Balb/c小鼠腹腔,10天后可获富含抗体的腹水。
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    二、YDPC的纯化

    1.5 ml腹水经离心、稀释后,分别经50%和33%饱和硫酸铵沉淀,透析后获粗制抗体。纯化采用G蛋白凝胶亲和层析柱 (购于Beohringer Mannheim公司)[3]。每毫升腹水约获2.64 mg纯化的抗体。按ABC法进行酶联免疫吸附实验测抗体活性。

    三、组织标本、免疫组化染色和结果评估

    1.组织标本:标本取自本所病理室、北京医科大学第一医院病理室。以10%福尔马林固定,石蜡包埋,切片厚5 μm。

    2.免疫组化染色:YDPC杂交瘤上清为一抗。PC-3M免疫小鼠血清1∶1000作阳性对照,PBS分别代替一抗、二抗作阴性对照。

    3.YDPC染色强度评估:BPH每次染色均为阳性,与其对照着色明显浅,呈淡棕色的为轻度染色(+);着色稍弱的为中度染色(++);着色相当,甚至更深的为强染色(+++)。染色范围分为Ⅰ级:1/3以下的肿瘤细胞着色;Ⅱ级:1/3~2/3的肿瘤细胞着色;Ⅲ级:2/3以上的肿瘤细胞着色。
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    四、荷瘤裸鼠放射性核素分布检测

    按文献[4~6]用二巯基乙醇还原法进行99mTc标记纯化抗体、测定标记率和放射化学纯度、标记抗体对PC-3M细胞膜表面抗原亲和力。

    同只裸鼠分别多点接种PC-3M细胞(T1、T2)、直肠癌lovo细胞株(T3 )(本室冻存)5×106。约3~4周肿瘤长至约1 cm,尾静脉注射标记抗体分别于6小时和22小时后,处死解剖裸鼠。取脏器及肿瘤组织称湿重后用γ计算器测cpm值,计算每克组织摄取率(%ID/g)及肿瘤与正常组织吸收率之比即T/NT值。

    结果

    以PC-3M免疫小鼠后的脾细胞与SP2/0融合后的细胞接种于96孔板,共接种240孔。10天后有118孔可见杂交瘤生长(118/240)。初筛40个杂交瘤生长孔后获阳性克隆孔8个,再次筛选后获阳性克隆孔1个。
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    YDPC与正常前列腺组织、BPH、前列腺癌以及前列腺转移癌组织的染色结果见附表和图1~4。19种不同组织类型的其它正常组织除肾小管上皮、肾上腺和汗腺腺管上皮的染色为(+)外均为阴性。9种其它组织肿瘤除膀胱癌外亦为阴性。

    附表 前列腺组织YDPC免疫组化结果 组 织 类 型

    检测例数

    阳性例数

    染色强度

    染色范围

    原发性前列腺癌

    20

    20

    (+++)
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    Ⅲ

    前列腺癌淋巴结转移

    3

    3

    (++~+++)

    Ⅱ~Ⅲ

    前列腺癌膀胱转移

    1

    1

    (++~+++)

    Ⅱ~Ⅲ

    前列腺导管移行上皮癌

    4
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    0

    (一)…

    膀胱癌浸润前列腺

    2

    0

    (一)…

    前列腺肉瘤

    2

    0

    (一)…

    BPH

    10

    10
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    (+++)

    Ⅲ

    正常前列腺

    5

    5

    (+++)

    Ⅲ

    YDPC经二巯基乙醇还原法99mTc标记后,用薄层层析法检测,其标记率为42%,放射化学纯度大于95%。 99m Tc标记对人前列腺癌细胞株PC-3M细胞表面抗原的亲和力为7.71×109 M-1

    标记抗体经裸鼠尾静脉注射后6小时开始特异性在肿瘤部位聚集,22小时后肿瘤T1和T2清晰显像,而对照的直肠肿瘤T3无放射性浓聚。从标记抗体的裸鼠移植肿瘤模型的体内生物学分布看,大多数脏器的T/NT比值随时间的延长而不断增加,表明肿瘤局部的标记抗体随时间而不断增加。
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    讨论

    我们制备了YDPC,它在正常前列腺上皮细胞、BPH和前列腺癌皆表达。实验结果表明YDPC所识别的抗原为一种在前列腺癌细胞继续表达的分化抗原。20例不同病理分级的前列腺癌、3例前列腺癌淋巴结转移和1例前列腺癌浸润膀胱的反应皆阳性,而4例前列腺导管移行上皮癌、2例膀胱癌浸润前列腺和2例前列腺肉瘤的反应皆为阴性。这表明YDPC在前列腺癌的诊断和鉴别诊断中有应用价值。YDPC前列腺癌染色程度和范围与临床分期及预后判断的关系有待进一步研究。

    目前国内外制备的抗前列腺癌MAb主要包括2类:(1)只在前列腺癌细胞表达;(2)同时在正常前列腺上皮细胞、BPH和前列腺癌细胞表达。其中以后者最为多见,也称之为抗前列腺分化抗原的MAb。我们制备的MAb属于这一类,且与文献报道的抗前列腺癌MAb[7~11]不同。Bazinet等报道MAbs P25.48、P25.95与我们制备的MAb不同之处是,它们与正常前列腺上皮细胞无反应[7];MAb PD41与正常前列腺上皮细胞反应的数目不到1%[8]。MAbs HNH-1和TURT-27识别细胞粘附分子,同时也在正常前列腺上皮细胞表达。但它们只与部分前列腺上皮细胞起反应[9]。MAb CYT-356与YDPC不同,它虽在正常前列腺上皮细胞和前列腺癌细胞皆表达,但染色强度在正常前列腺上皮细胞比前列腺癌细胞弱[10];而YDPC染色强度二者相当。YDPC与其它抗前列腺分化抗原的MAb也不同。Pastan等制备的MAb PR1,是经前列腺癌标本短期原代培养细胞免疫而产生,但与YDPC不同之处表现在它与PC-3M细胞株反应的数目不足1%[11],而YDPC由PC-3M细胞株筛选而获得,与之有很强的反应性。
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    我们作细胞融合时用LeuOMe处理脾细胞,其目的是为了提高细胞融合率、筛选到特异性更高的MAb[2]。LeuOMe是一种能使含溶酶体丰富的细胞如细胞毒T细胞溶解的物质。这样,经LeuOMe处理脾细胞后,可以使细胞毒T细胞溶解,杂交瘤细胞得以生存,从而提高细胞融合率。当以某些肿瘤细胞株作为免疫源且融合率很低时,可能存在肿瘤细胞与骨髓瘤细胞抗原共同表达的现象。在这种情况下用LeuOMe处理脾细胞的方法来提高融合率是很有必要的。我们以LeuOMe处理脾细胞后筛选到特异性较高的抗前列腺分化抗原YDPC。

    YDPC在各种组织的免疫组化染色结果与抗PSA MAb相近。由于PC-3M细胞株不表达PSA[12],而YDPC由PC-3M细胞株筛选而获得,所以它所识别的抗原不可能是PSA。我们进一步以PSA吸附后再做免疫组化,前列腺上皮染色仍为阳性,这也表明它所识别的抗原不是PSA。关于YDPC所识别抗原特性需进一步鉴定。

, 百拇医药     YDPC与前列腺癌细胞、BPH和正常前列腺上皮细胞皆具有很强的染色反应,表明它在转移性前列腺癌的诊断中具有十分重要的价值。此外,另一个重要的用途是它可作为前列腺癌的导向治疗。利用针对前列腺分化抗原MAb进行前列腺癌导向治疗,不仅杀灭原位癌,同时杀灭转移癌。由于前列腺是一个人体不重要的器官,因此导向治疗杀伤前列腺癌细胞时,即使同时损伤正常前列腺组织也并不限制其应用。

    初期的荷瘤裸鼠放射性核素分布检测结果表明YDPC能很好在肿瘤部位聚集,为下一步导向治疗奠定了基础。关于YDPC与毒素、放射性核素的导向治疗实验目前正在进行之中。

    图1 YDPC单克隆搞体免疫组化染色,正常前列腺组织可见腺管上皮细胞胞浆和胞膜着色,染色较均匀

    图2 良性前列腺增生组织腺管上皮染色强阳性
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    图3 前列腺癌组织可见肿瘤细胞呈强阳性,染色强弱不等

    图4 前列腺癌淋巴结转移组织可见肿瘤细胞阳性染色,淋巴结阴性 ×125

    参考文献

    1Pastan I, Lovelace ET, Gallo MG, et al. Characterization of monoclonal antibodies B1 and B3 that react with mucinous adenocarcinomas. Cancer Res,1991,51:3781-3787.

    2Seo N, Egawa K. Utilization of leucine methyl ester for the generation of hybridomas producing monoclonal antibodies specific to tumor-associated antigens. Cancer Immuno Immunother,1994,38:277-280.
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    3Nilson B, Bjorchl AB. Detection and purification of rat and goat immunoglobulin G antibodies using protein G-based solid phase radioimmunoassays. J Immunol Methods, 1986,91:275-281.

    4Schwartz A, Steinserabber A. A novel approach to Tc-99m labeled monoclonal antibodies. J Nucl Med, 1987,28:721-728.

    5Stephen J, Paik CH. Reduction method technetium-99m labeling of monoclonal antibodies. J Nucl Med, 1990,31:692-698.
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    6Lindmo T, Boven E, Cuttitta F, et al. Determination of the immunoreactive fraction of radiolabeled monoclonal antibodies by linear extrapolation to binding at infinite antigen excess. J Immunol Methods, 1984,72:77-83.

    7Bazinet M, Cote RJ, Cordon-Cardo C, et al. Immunohistochemical characterization of two monoclonal antibodies, P25.48 and P25.91, which define a new prostate-specific antigen. Cancer Res, 1988,48:6938-6942.
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    8Beckett ML, Lipford GB, Haley CL, et al. Monoclonal antibody PD41 recognizes an antigen restricted to prostate adenocarcinomas. Cancer Res, 1991,51:1326-1333.

    9Lipford GB, Wright GL JR. Comparative study of monoclonal antibodies TURP-27 and HNK-1: their relationship to neural cell adhesion molecules and prostate tumor-associated antigens. Cancer Res,1991,51:2296-2301.

    10Lopes AD, Davis WL, Rosenstraus MJ, et al. Immunohistochemical and pharmacokinetic characterization of the site-specific immunoconjugate CYT-356 derived from antiprostate monoclonal antibody 7E11-C5. Cancer Res, 1990,50:6423-6429.
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    11Pastan I, Lovelace E, Rutherford AV, et al. PR1-a monoclonal antibody that reacts with an antigen on the surface of normal and malignant prostate cells. J Natl Cancer Inst, 1993,85:1149-1154.

    12Kaighn ME, Narayan KS, Ohnuki Y, et al. Establishment and characterization of a human prostatic carcinoma cell line (PC-3). Invest Urol, 1979, 17:16-23., http://www.100md.com