周興軍,宋 欣,李立敏,董向鋒,董愛華,2
(1.華北制藥集團 新藥研究開發(fā)有限責任公司,2.微生物藥物國家工程研究中心,河北 石家莊 050015)
乙型肝炎(乙肝)病毒感染是引起慢性肝病的主要病因,并常導致肝硬化及肝癌。它是一種胞內寄生物,它的清除與機體的細胞免疫有關,尤其是細胞毒性T淋巴細胞(CTL)和Th1細胞因子的分泌。研究表明慢性乙肝患者與自限性乙肝相比較,特異性的CTL反應,Th細胞反應,Th細胞和Th1細胞因子(IFN-γ)均明顯低下,針對核心抗原的特異性CD4+和CD8+T細胞與慢性HBV感染的消除有關。利用疫苗治療慢性乙肝病毒感染的作用機制是通過對抗原的改造和(或)抗原遞呈途經(jīng)的改變,使得T細胞更易識別抗原,促使前體T細胞增殖分化成效應T細胞來實現(xiàn)[1]。所以,增強乙肝疫苗的細胞免疫功能,有助于清除病毒感染的細胞,避免持續(xù)感染引起的慢性病變。本文著重探討粒細胞巨噬細胞集落刺激因子(Gm-csf)與基因工程乙肝疫苗協(xié)同誘導小鼠細胞的免疫應答,為臨床采用乙肝疫苗作為治療措施提供實驗依據(jù)。
BALB/c小鼠,SPF級,雌性,體重16~18 g,購于北京維通利華實驗動物技術有限公司,許可證編號:SCXK(京)2002-0003。
重組(CHO細胞)乙肝疫苗[Recombinant Hepatitis B Vaccine(Chinese Hamster Overy)](10 μg/mL)、注射用重組人 Gm-csf[Recombinant Human Granulocyte/Macrophage Colony-Stimulating Factor for Injection](rhGm-csf)(300 μg/支)、CHO 細胞表達的基因工程乙肝疫苗原液(HBsAg原液),均由華北制藥集團金坦生物技術股份有限公司生產(chǎn);乙肝病毒表面抗體酶聯(lián)免疫法診斷試劑盒,北京萬泰生物藥業(yè)有限公司。
IFN-γ、和IL-5的酶聯(lián)免疫吸附試劑盒,上海雄森科技實業(yè)有限公司;抗HBs用“乙型肝炎病毒表面抗體酶聯(lián)免疫法診斷試劑盒”,北京萬泰生物藥業(yè)有限公司;MTT、SDS、HRP標記羊抗鼠 IgG1、IgG2a均購自Sigma公司。
將BALB/c小鼠,隨機分為4組,每組5只。原液組:給予乙肝疫苗原液2μg/只;疫苗組:給予乙肝疫苗2μg/只;混合疫苗組:給予乙肝疫苗2μg/只,同時給予rhGm-csf 20μg/只;GM+疫苗組:給予乙肝疫苗2μg/只的前3 d,連續(xù)3 d給予rhGm-csf 20μg/d。分別在第0,14天免疫兩次,并在第21天眼眶放血處死。常規(guī)制備脾細胞懸液,用含15%胎牛血清的RPMI 1640完全培養(yǎng)基調整細胞濃度為1×107/mL,在96孔培養(yǎng)板中每孔加入脾細胞懸液100μL和含HBsAg原液(10μg/mL)的完全培養(yǎng)基100μL,陰性對照孔用完全培養(yǎng)基代替。在37℃,5%CO2孵箱中培養(yǎng)72 h后,每孔各取脾細胞培養(yǎng)上清液100μL,用小鼠IFN-γ和IL-5的酶聯(lián)免疫吸附檢測試劑盒測定細胞因子含量;剩余細胞采用MTT 法[2],每孔加入MTT(5mg/mL)20 μL,繼續(xù)培養(yǎng)6 h,每孔再加入10%SDS 100μL,置37℃,濕盒中過夜,用酶聯(lián)檢測儀在570 nm/630 nm波長下讀取各孔A值,檢測脾細胞的增殖程度,即刺激指數(shù)。刺激指數(shù)=(A實驗/A陰性對照)×100%。
2.2.1 HBsAg特異性CTL效應細胞制備 分組及給藥同2.1項。常規(guī)制備脾細胞懸液,用含15%胎牛血清的RPMI 1640完全培養(yǎng)基調整細胞濃度為1×107/mL。
2.2.2 靶細胞制備 取培養(yǎng)24~48 h的靶細胞YAC-1,用完全培養(yǎng)基洗滌2次,再調整細胞濃度至1×105/mL。
2.2.3 CTL活性測定實驗組為效應細胞與靶細胞各100μL加入96孔板中,自然釋放組以同體積的完全培養(yǎng)基代替效應細胞,空白對照組以同體積的完全培養(yǎng)液代替靶細胞,每份標本設3復孔,置37℃,5%CO2孵箱中培養(yǎng)4 h后,吸取各孔上清100μL后,每孔加入MTT(5mg/mL)20μL,繼續(xù)培養(yǎng)6 h,每孔加入10%SDS100μL,置37℃,濕盒中過夜,用酶聯(lián)檢測儀在570 nm/630 nm波長下讀取各孔A值,以A值計算殺傷率。殺傷率(%)=[(A空白+A自然釋放-A實驗)/A自然釋放]×100%。
將2.2項下的小鼠血清收集到離心管中,3 000 r/min離心 15 min,分離血清,檢測血清中抗體IgG1、IgG2a亞型滴度。用pH 9.6碳酸鹽緩沖液將CHO表達的HBsAg原液稀釋至2μg/mL,每孔100 μL包被在酶標板上,4℃濕盒中過夜;次日,洗滌后加入按一定比例稀釋的小鼠血清,37℃培養(yǎng)1 h,洗板,然后每孔分別加入1∶4 000稀釋的HRP標記羊抗鼠IgG1或IgG2a,37℃培養(yǎng)1 h,洗板,加顯色劑,37℃靜置10~15 min,加入1 mol/L H2SO4終止反應,在450 nm/630 nm波長下讀取各孔A值。以空白對照作為陰性對照,A樣品/A陰性對照>2.1判為陽性,A陰性對照<0.05按0.05 計算,高于0.05 按實際 A值計算,以出現(xiàn)陽性最高稀釋度作為該樣品的滴度。
原液組、疫苗組、混合疫苗組和GM+疫苗組免疫效果用t檢驗判斷有無顯著性差異。
GM+疫苗組小鼠脾細胞增殖速度最快,顯著性高于其它組(P<0.01或0.05)。結果見表1。
GM+疫苗組小鼠脾細胞CTL活性均顯著高于其它組(P<0.01),結果見表1。
表1 脾細胞刺激指數(shù)及小鼠脾細胞對靶細胞的殺傷率(n=5,±s)Tab.1 The stimulation index and specific cytolytic activity of mice splenic lymphocytes in different groups(n=5,±s)
表1 脾細胞刺激指數(shù)及小鼠脾細胞對靶細胞的殺傷率(n=5,±s)Tab.1 The stimulation index and specific cytolytic activity of mice splenic lymphocytes in different groups(n=5,±s)
與GM+疫苗組相比:1 P<0.01,2 P<0.05Compared with the GM+Vaccine group:1 P<0.01,2 P<0.05
組 別 刺激指數(shù)/% 殺傷率/%原液組 14.8±9.61 30.406±13.2351疫苗組 20.5±10.82 38.328±15.1321混合疫苗組 25.1±9.52 39.232±21.1341 GM+疫苗組54.8±18.4 78.618±14.948
GM+疫苗組小鼠的脾細胞培養(yǎng)上清IFN-γ含量較多,GM+疫苗組顯著高于疫苗組(P<0.05);混合疫苗組脾細胞培養(yǎng)上清IL-5含量較多,故活化的Th2型T細胞,分泌IL-5細胞因子,參與激活B細胞介導的體液免疫應答。結果見表2。
表2 脾細胞培養(yǎng)上清液中IFN-γ和IL-5含量(n=5,±s)Tab.2 The concentration of IFN-γand IL-5 of mice in splenic lymphocytes supernate(n=5,±s)
表2 脾細胞培養(yǎng)上清液中IFN-γ和IL-5含量(n=5,±s)Tab.2 The concentration of IFN-γand IL-5 of mice in splenic lymphocytes supernate(n=5,±s)
與GM+疫苗組相比:1P<0.05Compared with the GM+Vaccine group:1P<0.05
組 別 IFN-γ 含量/(pg/mL)IL-5含量/(pg/mL)原液組0 9.067±0.146疫苗組 14.025±2.2881 14.133±0.278混合疫苗組 16.462±9.5041 16.133±0.231 GM+疫苗組32.501±11.713 13.367±0.155
GM+疫苗組小鼠血清抗體中IgG2a占優(yōu)勢,混合疫苗組小鼠血清抗體中以IgG1為主。結果見表3。
表3 抗體IgG1、IgG2a亞型滴度(n=5,±s)Tab.3 The total antibody titer of sera in mice after the once immunization(n=5,±s)
表3 抗體IgG1、IgG2a亞型滴度(n=5,±s)Tab.3 The total antibody titer of sera in mice after the once immunization(n=5,±s)
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以往對乙肝疫苗效果的評價指標一般為測定抗體反應,近年來疫苗誘導的細胞免疫受到人們的重視。乙肝表面抗原作為一種外源蛋白,不僅可使機體產(chǎn)生相應抗體,而且進入機體后,可由抗原提呈細胞(APC)進行酶解加工處理,生成的短肽與APC表面MHC分子形成復合物,呈遞給T細胞進行激活,誘導CD8+抗原特異性的CTL產(chǎn)生,從而對胞內病原體產(chǎn)生滅活作用[3]。
在乙肝免疫治療研究中,通常用以評價特異性細胞免疫學指標,有特異性CTL殺傷能力,刺激產(chǎn)生Th1類細胞因子如IFN-γ的水平,特異性T細胞增殖能力,以及特異性IgG2a的水平等[4]。CTL特異性識別HBV感染的細胞,通過細胞裂解、非細胞裂解(如分泌細胞因子)途徑限制病毒傳播,或通過細胞病毒作用,清除感染病毒的細胞。Gm-csf是一個具有多項潛能的骨髓造血生長因子,不僅能夠作用于造血干、祖細胞促進骨髓造血,而且還作用于目前已知體內功能最強的抗原提呈細胞——樹突狀細胞,以促進免疫應答,調節(jié)免疫反應[5]。
本研究結果顯示,提前3 d給予Gm-csf的GM+疫苗組小鼠機體的Th1/Th2免疫應答發(fā)生的明顯變化,作為Th1樣細胞因子代表的IFN-γ的產(chǎn)量明顯增加,說明在機體的免疫細胞被Gm-csf激活的同時,接收到乙肝疫苗的抗原刺激,會誘發(fā)更加迅速、有效的抗原提呈,增強了機體的Th1樣免疫應答。以上初步研究結果表明Gm-csf有助于提高CHO來源的乙肝疫苗細胞免疫,提示在乙肝的治療方面可能會起到一定的作用。
[1]胡 輝,彭曉謀.慢性乙型肝炎的治療性疫苗研究進展[J].熱帶醫(yī)學雜志,2004,4(3):336-339.
[2]賈 茜 ,周興軍,王 輝,等.MTT法測定三種基因工程細胞因子生物學活性方法研究[J].中國生化藥物雜志,2000,21(1):8-11.
[3]張 馳,廖雪雁,梁爭論,等.不同來源乙肝表面抗原的細胞免疫學對比研究[J].中華微生物學和免疫學雜志,2004,24(1):48-51.
[4]易學瑞,祖 萍,袁有成,等.脂質體佐劑對增強HBsAg免疫原性的作用[J].上海免疫學雜志,2002,22(6):395-397.
[5]趙忠信.重組人粒細胞巨噬細胞集落刺激因子的臨床新用途[J].中國腫瘤生物治療雜志,2007,7(1):71-73.