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编号:10277678
抗表皮生长因子受体单克隆抗体在胶质瘤导向治疗的实验研究
http://www.100md.com 《肿瘤》 1999年第4期
     作者:费智敏 张尚权 王勇 邱永明 王宇 金萍茜 罗其中

    单位:费智敏 王勇 邱永明 王宇 金萍茜 罗其中 上海第二医科大学附属仁济医院神经外科(上海 200001);张尚权 中国科学院上海细胞生物学研究所

    关键词:胶质瘤;放射免疫测定;免疫疗法;抗体,单克隆;表皮生长因子受体

    肿瘤990407 目的 观察同位素标记的抗表皮生长因子单克隆抗体EQ75对胶质瘤细胞的亲和力及杀伤力。方法 体外实验:采用荧光显微镜及流式细胞仪荧光强度定量分析进行EQ75对人胶质瘤细胞株BT325表面抗原特异性鉴定。体内试验:建立裸小鼠移植性胶质瘤模型,随机分组,经尾静脉分别注入111In-EQ75111In-IgG,48 h后测定各脏器组织T/NT放射性比值,连续2周观测肿瘤移植物的大小,比较荷瘤小鼠的生存时间。结果 体外试验:EQ75对BT325有高度的亲和性。体内试验:EQ75组T/NT、肿瘤移植物的抑制率以及荷瘤小鼠的生存时间均高于对照组(P<0.01)。 结论 111In-EQ75对胶质瘤细胞有良好的亲和力及杀伤力。
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    EXPERIMENTAL RADIOIMMUNOTHERAPY OF GLIOMA USING 111In-LABELED MONOCLONAL ANTIBODY AGAINST EPIDERMAL GROWTH FACTOR RECEPTOR

    Fei Zhimin, Zhang Shangquan, Wang Yong, et al.

    Department of Neurosurgery, RenjiHospital, Shanghai Second Medical University 200001

    Objective:To observe affinity and tumoricidal power of monoclonal antibody EQ75 to epidermal growth factor receptor on glioma cells.Methods:In vitro binding specificity of EQ75 was studied with fluoromicroscope and FACs. In vivo nude mice bearing BT325 glioma xenografts were injected with either 111In-EQ75 or 111In-IgG intravenously. Specific activity ratios in tumors compare to normal mouse tissue (T/NT) were determined at 2nd day following antibody injection. The volumes of tumor xenografts were measured for 2 weeks consecutively. The survival time of the nude mice in 111In-EQ75 group was compared to the control group.Results:111In-EQ75 showed a high affinity to BT325 target cells. The tumor growth inhibitory rate and T/NT in nude mice treated with 111In-EQ75 were significantly higher than the control group (P<0.01). The survival time was prolonged than the control group (P<0.01).Conclusion:This study demonstrated that 111In-EQ75 showed a good affinity and tumoricidal power against glioma.
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    Key words Antibodies, monoclonal Immunotherapy Glioma Receptors, epidermal growth factor Radioimmunodetection

    1984年,Libermann等[1]首次证实,多种脑部肿瘤的细胞表面过度表达表皮生长因子受体(EGFr)。1987年,Takahashi等[2]发现EGFr在胶质瘤中过度表达,其表达率高出正常脑组织近100倍。1992年,Jaros等[3]认为胶质瘤的预后与EGFr的数量增多有关,而且EGFr的表达率与肿瘤的恶性程度呈正相关。由于胶质瘤细胞表面EGFr过度表达的特性,使得利用EGFr单克隆抗体作为导向载体成为可能。本研究通过体外及同位素标记的单克隆抗体进行动物实验,以了解其对胶质瘤细胞的亲和力及杀伤力,为临床诊断胶质瘤的复发及其免疫治疗提供实验依据。

    材料与方法
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    一、实验动物 裸小鼠BALB/c,鼠龄4~6周,体重18 g~22 g,雌雄兼用。

    二、实验材料 人脑恶性胶质瘤细胞系BT325,配制含瘤细胞数5×107/ml混悬液备用。

    三、胶质瘤裸鼠模型的建立 注射器吸取瘤细胞混悬液0.1 ml(5×106/0.1 ml)注射于裸小鼠的左侧腋部皮下。共移植裸小鼠60只,待肿瘤体积长至1 cm3时,随机分成6组,每组10只待用。

    四、单抗制备及同位素交联 EQ75由中科院上海细胞所提供(用表皮癌细胞株A431免疫小鼠后制备成单抗,已作专一性分析及鉴定[4]),单抗属小鼠IgG1,所针对的抗原位于细胞膜表面的EGFr,经高压液相Hitrap Protein G柱分离纯化,标记的单抗经0.22 μm滤膜过滤除菌。兔抗鼠正常IgG作为对照组。
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    五、EQ75单抗的免疫荧光鉴定 对BT325(5×105/管)加入50 μl EQ75单抗细胞株培养上清,及加入非相关性抗体作为对照组,30 min 4 ℃,洗涤后加羊抗鼠IgG-FITC,30 min 4 ℃,洗涤后经荧光显微镜及流式细胞仪(美国,Becton-Dickinson公司FACStarplus型)荧光强度定量分析。

    六、体内实验 A1、A2、A3组:每鼠尾静脉注射111In-EQ75各0.1 ml,B1、B2、B3组:每鼠尾静脉注射111In-IgG各0.1 ml。

    七、观察指标

    1.肿瘤显像 于注入示踪剂后2、4 h行γ照相,工作条件取窗宽±10%,高能平行孔准直器,总计数100 K。
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    2.标记抗体的体内分布 测定全身放射性计数后,在48 h,分别将A1和B1组动物处死,取肿瘤、血液、内脏器官及肌肉组织,分别测其放射性,以推算肿瘤与非肿瘤组织的放射性比值(T/NT)。

    3.肿瘤生长抑制率 连续2周用游标卡尺测量肿瘤长径(a)和短径(b),按公式(1)计算肿瘤体积(v),绘制2周内A2、B2组裸鼠腋下肿瘤大小变化曲线,并于2周后处死动物,剥取肿瘤标本,按公式(2)计算肿瘤生长抑制率。

    V=a.b2/2 (1) (2)

    4.生存时间 比较A3和B3两组小鼠自接受治疗之时起至自然死亡的天数。
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    5.统计学处理 以上数据经Student T及Wilcoxon检验处理。

    结果

    一、荧光显微镜下可见:胶质瘤细胞周围有荧光素聚集。

    二、EQ75单抗与BT325表面抗原特异性鉴定,经流式细胞分离仪荧光分析为阳性(见图1)。

    图1 EQ75单抗与BT325表面抗原特异性鉴定

    对照组、实验组的靶细胞BT325分别为5×104 ml,对照组加入非相关性抗体Tac,实验组加入EQ75细胞株培养上清,然后分别加入羊抗鼠IgG-FITC,流式细胞仪检测,BT325显示阳性。
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    三、2 h γ照相显示:A组荷瘤小鼠左侧腋下肿瘤及膀胱显像,4 h后腋下肿瘤影像进一步增强,而B组荷瘤小鼠仅见膀胱影像,肿瘤区未见显影。

    四、48 h后A1、B1组T/NT有高度显著差异(见表1),A1组的各组织中放射活性物质的吸附率见表2。

    表1 48 h后A1、B1组各脏器组织的T/NT放射性比值

    A1

    B1

    血

    2.152±0.398*
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    1.344±0.241

    心

    2.981±0.560*

    2.344±0.511

    肺

    1.357±0.356*

    0.840±0.788

    肝

    0.361±0.109*

    0.210±0.065

    肾
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    0.092±0.014*

    0.054±0.030

    脾

    0.410±0.144*

    0.172±0.042

    骨

    2.317±1.578*

    0.424±0.224

    肌

    2.307±1.510*

    0.833±0.794
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    *P<0.01表2 48h A1组各组织中的放射活性物质的吸附率(%)

    肿瘤

    血

    心

    肺

    肝

    肾

    脾

    骨

    肌

    吸附率(%)

    1.66

    0.43
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    0.06

    0.12

    0.06

    0.18

    0.10

    0.06

    0.04

    五、动态观察肿瘤体积的大小变化(见图2)。计算其肿瘤生长抑制率,经Wilcoxon检验:A2组明显高于B2组(P<0.01)。

    图2 2周内A2、B2组裸鼠移植性肿瘤体积的变化曲线
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    六、A3、B3两组小鼠生存时间曲线显示:A3组明显延长。生存时间曲线见图3。

    图3 A3、B3两组荷瘤小鼠分别于尾静脉注射111In-EQ75111In-IgG各0.1 ml,小鼠生存时间曲线显示:A3组明显长于B3组。

    讨论

    恶性肿瘤的导向治疗,即以亲肿瘤物质为载体,有细胞毒作用的物质作弹头,使后者能较多杀伤肿瘤而较少损伤正常组织细胞。早在100年前,就有人提出了“魔弹”的概念,但因各种载体、弹头的制备以及交联技术的限制,导向治疗的进展缓慢;近10年来,由于单克隆技术、基因工程以及交联技术的介入,导向治疗有了空前的发展,国内有学者[5,6]曾成功地将其应用于肝癌治疗,但在治疗胶质瘤方面仍是一个空白。
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    随着CT及MRI的普及,脑瘤的检出率正呈逐年增高的趋势,作为颅内发病率最高的恶性肿瘤棗胶质瘤约占脑瘤总数的45%,全国每年有6万个以上的胶质瘤新发病例。虽然外科手术及放化疗技术在过去的10年中均有长足的进步,但传统的治疗方法仍无法改变胶质瘤的预后,其中位生存期仅为69周。术后放疗有助于延长此类患者的平均生存期[7~10],但是大剂量的放射治疗在控制局部病灶的同时,往往会导致致命的放射性脑坏死及放射性脑病[11]。胶质瘤细胞表面过度表达EGFr的特性,使得其作为导向载体成为可能。

    本组资料中EQ75荧光显影及流式细胞仪荧光强度定量分析结果提示:EQ75在体外试验中与胶质瘤细胞株BT325之间有高度的亲和性。

    体内分布试验(包括γ照相及T/NT)测定结果表明:在移植于裸鼠的胶质瘤组织中,EQ75的含量明显地高于对照组IgG,EQ75对胶质瘤细胞的亲和力极高,完全能鉴别胶质瘤和正常组织,而对照组IgG则无此功能。EQ75能抑制人胶质瘤移植物的生长,而且111In-EQ75在对肿瘤移植物的生长起抑制作用的同时,对周围其他正常器官组织的放射性损伤较小,体现了111In-EQ75在导向治疗中有良好的选择性。由于EGFr作为膜抗原不易发生抗原调变、脱落或表达的异质性,因而不会导致疗效降低或治疗无效。而且,同位素111In是近年来优良放射源的代表,111In与抗体交联物在靶细胞内滞留时间为125Ⅰ的5倍,给药后7天仍可残留50%,持续杀伤时间较长[12]。A3与B3两组小鼠的生存时间曲线显示:111In-EQ75能明显地延长荷瘤小鼠的生存时间。
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    综上所述:EQ75是一种优良的导向载体,与同位素111In交联物能抑制人胶质瘤移植物在裸鼠体内的生长,从而达到延长裸鼠生存时间的目的。本实验通过体外及同位素标记的单克隆抗体进行动物实验,以了解其对胶质瘤细胞的亲和力及杀伤力,为今后过渡到临床上诊断治疗胶质瘤提供实验室数据。

    *本课题获上海市教委资助

    第一作者简介 费智敏,男,学士,主治医师。

    参考文献

    1 Libermann TA, Razon N, Bartal AD, et al. Expression of epidermal growth factor receptors in human brain tumors. Cancer Res, 1984,44:753
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    2 Takahashi H, Herlyn D, Atkinson B, et al. Radioimmuno-detection of human glioma xenografts by monoclonal antibody to epidermal growth factor receptor. CancerRes, 1987,47:3847

    3 Jaros E, Perry RH, Adam L,et al. Prognostic implications of p53 protein, epidermal growth factor receptor, and Ki-67 labelling in brain tumors. Br J Cancer, 1992,66:373

    4 张尚权,袁金辉,赵峰,等.抗表皮生长因子与抗CD3双功能抗体的制备及细胞毒的研究.肿瘤,1997,17:355
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    5 施乐华,吴孟超,陈汉,等.抗人肝癌单克隆抗体对荷瘤裸鼠的放射免疫定位及治疗。中华肿瘤杂志,1995,17:20

    6 施乐华,吴孟超,陈汉,等.抗人肝癌单克隆抗体的人体放射免疫定位及治疗。中华肿瘤杂志,1997,19:146

    7 Dedparvar S, Krishna L, Miyamoto C,et al. Indium-111-Iabeled anti-EGFr-425 scintigraphy in the detection of malignant gliomas. Cancer 1994,73(Suppl):884

    8 费智敏,王勇,金萍茜,等.联合应用IL-2和LAK细胞治疗脑星型细胞瘤预后分析.肿瘤,1997,17:420

    9 王勇,罗其中,费智敏,等.颅内星型细胞瘤术后生存期影响因素分析.肿瘤,1996,16(3):395
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    10 Delia MG, Keith HF, James EM. The value of radiation therapy in addition to surgery for astrocytomas of the adult cerebrum. Cancer, 1985,55:919

    11 Youman JK,et al. Neurological Surgery, Vol 3, Philadelphia, USA, W.B. Saunders Co, 1992:36

    12 Mattes Cl, Griffiths GL, Diril H, et al. Processing of antibody radioisotopeconjugates after binding to the surface of tumor cell. Antibody Immunoconjug Radiopharm, 1992,5:329

    (收稿:1998-04-14 修回:1998-08-17), 百拇医药