杂交瘤细胞株SCCA1及其分泌的单克隆抗体和应用
技术领域
本发明属于临床诊断技术领域,具体地说,本发明涉及一种杂交瘤细胞株SCCA1及其制备方法,杂交瘤细胞株SCCA1分泌的单克隆抗体、和单克隆抗体在检测***的试剂盒中的应用。
背景技术
***是全球妇女中仅次于乳腺癌和结直肠癌的第3个常见的恶性肿瘤,在发展中国家是仅次于乳腺癌居第2位的常见恶性肿瘤,是最常见的女性生殖道恶性肿瘤。
***是指发生在宫颈***部或者移行带的鳞状上皮细胞及宫颈管内膜的柱状上皮细胞交界处的恶性肿瘤。经过几十年广泛开展妇科普查,***的患病率及病死率降低了近68%,但***的发病正呈现一种年轻化的趋势。***发病率高,预后较差。***中最为常见的病理类型是鳞状上皮细胞癌,约占***总数的75%;其次为腺癌,约占***患者的25%。
鳞状细胞癌抗原(SCC)是一种特异性很好而且是最早用于诊断鳞癌的肿瘤标志物。SCCA是一组属于丝氨酸/半胱氨酸抑制物家族的糖蛋白,最初由Kato等人于鳞状细胞癌组织中分离出来,作为鳞状细胞癌的肿瘤标志物,对于***,治疗前血清中SCCA水平可以作为早期预后指标。
SCCA在正常的鳞状上皮细胞中抑制细胞调亡和参与鳞状上皮层的分化,在肿瘤细胞中参与肿瘤的生长,它有助于所有鳞状上皮细胞起源癌的诊断和监测,例如:子***、肺癌(非小细胞肺癌)、头颈部癌、食管癌、鼻咽癌以及外***鳞状细胞癌等,这些肿瘤患者血清中SCC升高,其浓度随病期的加重而增加,临床上用于监测这些肿瘤的疗效、复发、和转移以及评价预后。
SCCA对***有较高的诊断价值:对原发性宫颈鳞癌敏感性为44%-69%;复发癌敏感性为67%-100%,特异性90%-96%;其血清学水平与肿瘤发展、侵犯程度及有否转移相关,在***根治术后SCCA浓度显著下降;可及早提示复发,50%患者的SCCA浓度升高先于临床诊断复发2-5个月,它可以作为独立风险因子加以应用。此外,对***患者进行SCCA定量检测,还可帮助监测疾病状态、反映治疗疗效并早期发现癌症复发,有重要的参考价值。多数***SCCA和CA125会同时升高,但有些***只出现单一肿瘤标志物的升高。因此,两者联合使用,可避免单一应用的阴性结果造成疾病复发监测的漏诊。
SCCA辅助诊断肺鳞癌:肺鳞癌阳性率为46.5%,其水平与肿瘤的进展程度相关,它配合CA125、CYFRA21-1和CEA联合检测可提高肺癌患者诊断的灵敏性。SCCA对于食管鳞癌、鼻咽癌的预测:阳性率随病情发展而上升,对于晚期患者,其灵敏性可达73%,联合检测CYFRA21-1和SCCA可以提高检测的灵敏性,III期头颈部癌阳性率为40%,IV期时阳性率增至60%,研究表明腺癌患者血清SCCA阳性检出率显著低于鳞癌患者。
目前,***的诊断主要依据两种检测手段。一种是经***取组织检查。包括:1、宫颈刮片细胞学检查,是***筛查的主要方法,应在宫颈转化区取材;2、宫颈碘试验,正常宫颈***部鳞状上皮含丰富糖原,碘溶液涂染后呈棕色或深褐色,不染色区说明该处上皮缺乏糖原,可能有病变。在碘不染色区取材活检可提高诊断率;3、***镜检查,宫颈刮片细胞学检查巴氏Ⅲ级及Ⅲ级以上、TBS分类为鳞状上皮内瘤变,均应在***镜观察下选择可疑癌变区行宫颈活组织检查;4、宫颈和宫颈管活组织检查,为确诊***及***前病变的可靠依据,所取组织应包括间质及邻近正常组织,宫颈刮片阳性,但宫颈光滑或宫颈活检阴性,应用小刮匙搔***颈管,刮出物送病理检查;5、***,适用于宫颈刮片检查多次阳性而宫颈活检阴性者;或宫颈活检为宫颈上皮内瘤变需排除***者,可采用冷刀切除、环形电切除或冷凝电刀切除,此类方法还需要经验丰富的临床技师对检测结果进行解读,且患者抗拒此类侵入性的检查。
另一种常规检测方法是检测生物标志物SCCA。但是,SCCA具有特异性低和灵敏度低的特点,而且全身鳞状上皮细胞若有病变均可使血清SCCA检测为阳性。因此,亟需一种特异性高和灵敏度高的标志物,来辅助增加检测***的准确性。
发明内容
基于此,为了克服上述现有技术的缺陷,本发明提供了一种杂交瘤细胞株SCCA1及其制备方法、该杂交瘤细胞株分泌的单克隆抗体、和检测***的试剂盒及其制备方法。
为了实现以上发明目的,本发明采取了以下技术方案:
一种杂交瘤细胞株SCCA1,所述细胞株的保藏编号为CCTCC No:C2016131。
本发明还提供了上述杂交瘤细胞株SCCA1的制备方法,其是以序列号为SEQ IDNO:3所示氨基酸序列的SCCA1重组蛋白作为抗原免疫小鼠获得的。
本发明还提供了一种单克隆抗体,所述单克隆抗体由上述杂交瘤细胞株SCCA1分泌产生。
本发明还提供了上述单克隆抗体在制备检测***的试剂盒中的应用。
本发明还提供了一种检测***的试剂盒,所述试剂盒包括有上述单克隆抗体。
本发明还提供了一种检测***的酶联免疫试剂盒,所述试剂盒包括有包被上述单克隆抗体的微孔板。
本发明的针对癌症诊断的单克隆抗体,是由杂交瘤细胞株SCCA1所分泌产生的,该杂交瘤细胞株SCCA1已于2016年6月23日保藏于中国典型培养物保藏中心(中国武汉大学内),保藏号为CCTCC No:C2016131。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、本发明的杂交瘤细胞株SCCA1分泌的单克隆抗体具有良好的特异性,以此为基础建立的检测***的体外诊断试剂盒,为临床与实践的不同需要提供了建立快速,特异,敏感的检测方法;
2、本发明所述的定量检测***的试剂盒不仅检测速度快,血液标本用量少,采用蛋白芯片法检测SCCA抗体与其他相似抗体的交叉反应,检测结果的灵敏度高,为临床医师提供更准确的检测结果,极大改善***的监测与管理。
附图说明
图1为本发明实施例1中小鼠常规免疫四次后的效价图。
具体实施方式
以下通过具体的实施例进一步说明本发明的技术方案,具体实施例不代表对本发明保护范围的限制。其他人根据本发明理念所做出的一些非本质的修改和调整仍属于本发明的保护范围。
实施例1 杂交瘤细胞株SCCA1的制备
包括以下步骤:
1、抗原(SCCA1重组蛋白)的制备
包括以下步骤:
1)、pET28a-SCCA1重组载体的构建
根据Genbank中提供的人SCCA1(全长1173bp)的DNA序列(NC_000018.10),人工合成该序列,去掉N末端信号肽,设计三对引物,由两个引物的5‘端分别引入NdeI和XhoI酶切位点,用常规PCR方法(载体pET-28a为模板)扩增得到SCCA1基因的四个片段,分别表达SCCA1蛋白的四段序列:第一段:第93位到第159位氨基酸(SEQ ID No:1);第二段:第44位到102位氨基酸(SEQ ID No:2);第三段:第52位到112位氨基酸(SEQ ID No:3);第四段:全长,第1位到390位氨基酸(SEQ ID No:4)。
将载体pET-28a(市售)及经过琼脂糖凝胶纯化的SCCA1基因片段,用NdeI和XhoI进行双酶切处理,用T4DNA连接酶将纯化后的酶切产物连接,得到重组质粒pET-28a-SCCA1-1,pET-28a-SCCA1-2,pET-28a-SCCA1-3,pET-28a-SCCA1-4,将连接产物转化进入大肠杆菌DH5α,在含有氨苄青霉素的LB平板上挑选克隆,小量制备质粒,通过双酶切/PCR鉴定筛选出阳性克隆,测序结果表明重组的SCCA1片段与设计的序列完全一致。
2)、SCCA1重组蛋白的表达
重组质粒经测序验证后,转化进入大肠杆菌(BL21),在含有氨苄青霉素的LB培养基中培养,可在LB平板上挑选阳性克隆并进行质粒酶切鉴定,小量制备质粒,用双酶切PCR鉴定筛选出阳性克隆,最终获得4个含有SCCA1的重组质粒工程菌。
将4个含有SCCA1的重组质粒工程菌分别于含100μg/mL氨苄青霉素的LB培养基中培养,A600达到0.5-06之间,然后加入终浓度为0.5mM的Isopropylβ-D-1-thiogalactopyranoside(IPTG)于37℃诱导4h,诱导完成后的菌液4,000rpm离心10min,收集菌体,并用PBS洗涤沉淀;PBS重悬沉淀后置于冰浴中,超声破菌后12000rpm离心20min,上清和沉淀分别进行SDS-PAGE电泳,结果表明:表达的SCCA1重组蛋白皆为胞浆不可溶性表达。
3)、四组SCCA1重组蛋白的纯化和定量
将大量表达得到的菌体,经超声破碎后离心,再进行包含体洗涤,洗涤完成后用GEHealthcare公司的His Trap FF纯化柱将蛋白进行纯化(按照产品说明书进行试剂配制和纯化)。最终获得的SCCA1重组蛋白分别为SCCA1-1,SCCA1-2,SCCA1-3,SCCA1-4,用SDS-PAGE电泳进行分析,用BCA蛋白定量试剂盒测得其浓度。其中重组蛋白SCCA1-4(SEQ ID No:4)作为本发明试剂盒的标准品蛋白。
2、鼠抗SCCA杂交瘤细胞株的建立
包括以下步骤:
a.选用6-8周龄、体重18g左右且健康的雌性BALB/c小鼠2只(1#,2#,3#),适应性饲养1周后,采集阴性血作为对照用;
b.免疫程序采用4次基础免疫和1次加强免疫。采用中程免疫方案(0.3mL/只,2周/次),首次免疫时(50μg/只)按免疫原与等体积的弗氏完全佐剂搅拌乳化,背部皮下多点注射,免疫原采用步骤1的前三组SCCA1重组蛋白(SCCA1-1,SCCA1-2,SCCA1-3,即SEQ ID No:1、SEQ ID No:2、和SEQ ID No:3)。此后按免疫原与等体积的弗氏不完全佐剂搅拌乳化进行常规免疫3次;第4次常规免疫7天后测效价,结果见图1和表1,从图1和表1结果可知,免疫小鼠效价明显达到1:320000以上,准备加强免疫;
表1小鼠四次免疫后效价测定
Dilution of serum(1:X) |
1#mouse |
2#mouse |
3#mouse |
5000 |
2.306 |
2.442 |
2.016 |
10000 |
1.957 |
2.136 |
1.857 |
20000 |
1.592 |
1.596 |
1.498 |
40000 |
1.137 |
1.071 |
1.007 |
80000 |
0.822 |
0.779 |
0.753 |
160000 |
0.458 |
0.454 |
0.412 |
320000 |
0.355 |
0.289 |
0.212 |
Blank |
0.076 |
0.096 |
0.082 |
c.加强免疫不加佐剂,加强免疫剂量为50μg/只,加强免疫后3天,摘眼球采血,分离血清保存,同时取脾脏;
d.将脾脏细胞与骨髓瘤细胞按细胞数4:1左右进行混合,并在聚乙二醇(PEG,分子量为1450)的促融作用下进行融合,融合细胞在HAT选择性培养液(25-046-CI corningcellgro)中进行培养,10天后通过间接ELISA方法筛选出能与SCCA1蛋白反应的阳性杂交瘤细胞,并将初筛得到的阳性杂交瘤细胞扩大培养,两天后进行标签蛋白(His-tag)杂交瘤细胞的排除,以复筛出针对SCCA1蛋白而非标签的杂交瘤细胞;
e.用有限稀释法将获得的阳性杂交瘤细胞连续亚克隆至少两次以上,每次亚克隆用HT选择性培养基(25-047-CI corning cellgro)进行培养,亚克隆8-10天后进行ELISA筛选,直至单克隆细胞阳性率为100%为止,获得3株能稳定分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞株SCCA1-1,SCCA1-2,SCCA1-3。
3、鼠抗SCCA单克隆抗体的制备及单抗亚型的鉴定
取60ul杂交瘤细胞株SCCA1(3株杂交瘤细胞株SCCA1-1,SCCA1-2,SCCA1-3)的培养上清,按照小鼠单克隆抗体亚型鉴定试剂条(购自美国Raybiotech公司)说明书鉴定杂交瘤细胞株SCCA1分泌的单克隆抗体的亚型,结果显示:杂交瘤细胞SCCA1上清的抗体亚型为IgG1。
实施例2 鼠抗SCCA的腹水单克隆抗体制备及纯化
包括以下步骤:
a.选择8-12周龄雌性健康BALB/c小鼠,腹腔注射降植烷,0.5mL/只;7-10天后,给每只小鼠腹腔注射1*106~5*106个实施例1的三株单克隆杂交瘤细胞株SCCA1-1,SCCA1-2,SCCA1-3,每株单克隆杂交瘤细胞注射两只小鼠,注意从培养皿吹下细胞或稀释细胞需用PBS或无血清培养基;
b.将腹水10,000r/min离心15min,除去细胞成分和其他的沉淀物、脂肪以及油层等,收集中间层;
c.饱和硫酸铵沉淀:吸取5mL中间层移入小烧杯中,在搅拌下,逐滴加入过0.22μm滤膜的PBS 5.0mL;混合均匀后,再逐滴加入10mL饱和硫酸铵溶液(pH7.4),继续缓慢搅拌30min;静置2h后10,000r/min离心15分钟,弃去上清,沉淀物用过0.22μm滤膜的PBS重悬,然后再将该重悬液过0.22μm滤膜;
d.根据抗体不同亚型,选定GE Healthcare公司的不同的纯化柱,IgG和IgM的柱子均有相应说明书,根据其说明书配置不同的缓冲液进行纯化:以IgG抗体纯化为例,先用结合缓冲液、洗脱缓冲液及再生缓冲液将柱子进行平衡,通常平衡5个柱体积,然后将步骤c的腹水重悬液以1mL/min的速度上样,上样完成后用结合缓冲液平衡,再用洗脱液洗至基线位置,收集抗体峰;用PBS缓冲液将抗体进行透析,用BCA蛋白定量试剂盒(Pierce BCAProtein Assay Kit 23225 Thermo Scientific)测定抗体浓度,并将抗体分装,置-70℃冻存。
表2纯化后的三组单克隆抗体特异性对比测定
从表2结果可知,第三组SCCA1-3重组蛋白(SEQ ID No:3,抗原)与市售的检测抗体(abcam,ab190756)进行配对,检测到SCCA1蛋白在***血清中有高表达,而其它两组抗体虽然与全长重组蛋白SCCA1-4(SEQ ID No:4)有较高的特异性结合,但与***血清中的SCCA1蛋白的结合量较低。因此,本发明实施例4中的试剂盒采用第三组杂交瘤细胞株SCCA1-3分泌的单克隆抗体作为捕获抗体,该细胞株已于2016年6月23日保藏于中国典型培养物保藏中心(中国武汉大学内),保藏号为CCTCC No:C2016131。
实施例3 实施例2的单克隆抗体的特异性鉴定
在本实施例中,分别应用实施例1中所述的SCCA1重组抗原和CA125、CA153、CEA、AFP、HE4、GP73蛋白作为包被抗原,以实施例2中制备的单克隆抗体作为识别抗体,采用间接ELISA来检测SCCA。
1)、酶标板的包被
用包被液(Na2CO3 1.5g,NaHCO3 2.9g,Na2N3 1.2g,加ddH2O到1L,调pH到9.6)将包被抗原稀释成1μg/mL,混合均匀后加入到96孔酶标板中,每孔100μL,将板密封于4℃过夜。
2)、酶标板的封闭
用含有5%脱脂牛奶的PBS作为封闭液。首先将包被过夜的酶标板拍干,加入200μL/well的封闭液,37℃封闭2h,用洗板机洗板6次后将酶标板拍干,并于4℃备用,或-20℃长期保存。
3)、间接ELISA检测方法
在封闭后的酶标板中加入实施例2制备的单克隆抗体,100μL/well,于37℃温育1h,用洗板机洗板6次后将酶标板拍干,再加入一定浓度的生物素标记goat anti-MouseIgG antibody(购自美国Raybiotech),100μL/well,于37℃温育1h;洗板后加入链霉素标记的辣根过氧化物酶(HRP)(购自美国Raybiotech),100μL/well,于37℃温育1h;洗板后加入TMB显色液,待显色完全后,加入2M的浓硫酸终止显色,并用酶标仪(美国Biotek)测定OD450,并对交叉反应进行比对分析,最终结果表明,实施例2制备的单克隆抗体仅识别SCCA1。
实施例4 检测***的酶联免疫试剂盒
该实施例的检测***的酶联免疫试剂盒包括以下组成部分:
1、ELISA微孔板:已包被捕获抗体-单克隆抗体,并用5%BSA,0.2%蔗糖的PBS溶液进行了封闭,单克隆抗体由杂交瘤细胞株SCCA1分泌产生,其保藏号为CCTCC No:C2016131。
2、标本稀释液15ml:加入0.5%BSA,0.05%的吐温20的PBS缓冲液。
3、检测抗体稀释液15ml:加入0.5%BSA,0.05%的吐温20的PBS缓冲液。
4、检测抗体:已标记HRP的抗SCCA1检测抗体冻干粉(abcam,ab190756)。
5、标准品:SCCA1重组蛋白标准品——干粉重组蛋白SCCA1-4。
6、10X洗涤液30ml:0.2M Tris-HCl,5M NaCl,0.5%吐温20。
7、底物20ml:TMB溶液。
8、终止液10ml:2M H2SO4。
9、试剂盒产品说明书,包装盒,塑料薄膜。
该实施例的检测***的酶联免疫试剂盒的操作流程如下:
1)在微孔板加入梯度稀释(1000ng/ml,333ng/ml,111ng/ml,37.1ng/ml,12.3ng/ml,41ng/ml,13ng/ml,0ng/ml)的SCCA蛋白标准品与30个待检测的血清样品(样品来源于中山二院),每个样品做两个重复,每孔加100ul,37℃反应40分钟;
2)配置1X洗涤液于洗板机上洗板5次共10分钟;
3)在微孔板中加入检测抗体稀释液混匀,加入微孔板中孵育40分钟;
4)再次洗涤并加入底物反应10分钟,加入终止液显色,于酶标板上读数。
根据读数计算标准曲线,可以得出读数与SCCA蛋白标准品之间的线性关系,将样品的OD值代入线性公式得出样品的含量。整个过程不超过1个半小时。
试验例1实施例4的酶联免疫试剂盒的质量分析
1、试剂盒的灵敏度
实验操作按试剂盒说明书进行。以零校准品(A)当作样品测量20次,计算其均值及标准差。以A测定值的均值加上2倍的标准差所得的吸光度值代入标准曲线方程计算得出的浓度为其最低检测量。
根据数据得出散点图和标准曲线方程y=0.971x+1.473,R平方值为0.996。
稀释液测试A值均值为0.01025,标准差值为0.003552242,稀释液测试最低检测限,灵敏度为OD值为0.017354483。即:实施例4的酶联免疫试剂盒检测SCCA的最低检测限是0.58ng/mL,线性范围是:0ng/mL-70ng/mL。
2、试剂盒的特异性(交叉反应)
A、将CA125、CA153、CEA、AFP、HE4、GP73抗原稀释至一定浓度(见表4)后用实施例4的试剂盒进行检测,结果见表3和表4,其中表3中,1,2列为标准曲线,3,4,5列为以交叉抗原检测人血清样本的数据,结果发现各交叉抗原1000ng/mL或者1000U/ml的浓度都未见明显的交叉反应。
表3交叉抗原检测样本的SCCA1数据结果
标曲 |
标曲 |
3 |
4 |
5 |
2.214 |
2.129 |
0.047 |
0.049 |
0.052 |
1.531 |
1.352 |
0.048 |
0.047 |
0.051 |
0.789 |
0.739 |
0.047 |
0.046 |
0.049 |
0.391 |
0.287 |
0.049 |
0.049 |
0.047 |
0.166 |
0.147 |
0.062 |
0.054 |
0.047 |
0.101 |
0.097 |
0.049 |
0.048 |
0.053 |
0.094 |
0.062 |
0.05 |
0.053 |
0.057 |
0.05 |
0.05 |
0.061 |
0.054 |
0.055 |
表4交叉抗原检测样本的SCCA1数据结果
交叉抗原 |
SCCA测试值 |
CEA(1000ng/ml) |
0.5 |
CEA(500ng/ml) |
0.5 |
GP73(1000ng/ml) |
0.4 |
GP73(500ng/ml) |
0.5 |
AFP(1000ng/ml) |
0.9 |
AFP(500ng/ml) |
0.5 |
CA153(414u/ml) |
0.6 |
CA153(207u/ml) |
0.6 |
CA125(1000u/ml) |
0.5 |
CA125(500u/ml) |
0.5 |
HE4(1000ng/ml) |
0.5 |
HE4(500ng/ml) |
0.6 |
B、按照相关统计得知女性的SCCA1健康人群的参考值为:1.5ng/mL的浓度,以1.5ng/mL作为阴阳性判断阈值,大于1.5ng/mL的则为真阳性,通过检测宫颈鳞癌病人(中山二院)血清30例,标准曲线数据如表5所示,得出标准曲线方程,真阳性的样本个数除以30,即临床诊断为宫颈鳞癌样本的总数,则为敏感性,结果如表6。
表5
由标准曲线得出散点图,标准曲线方程y=1.127x+1.455,将OD值换算成浓度。
表6
从表6结果可知,大于1.5ng/mL的有23例,23/30=76.6%,即SCCA1作为检测***的敏感性为76.6%。
3、试剂盒的稳定性
抗原标准品浓度为1.09至70ng/ml,由OD值可得到标准曲线方程为y=1.190x+1.276,R平方值为0.994。
表7
试剂盒在37℃热条件下经过7天测试其稳定性,采用两个质控品,其中C1浓度为17.5ng/ml,C2浓度为4.37ng/ml,进行了如下测试:
最低检测限:20个空白样本的平均OD值+2SD作为最低检测限的信号值,代入标准曲线算得即为最低检测限。
重复性:即为2个不同浓度的样本各重复测量10次,平均值除以标准差即为重复性衡量结果-精密度。
准确度:将含有SCCA高浓度的样本,加入到低浓度样本中,2个样本体积不超过1:9,测量这3个样本的SCCA值,以公式计算回收率来评价准确度。
式中:
R——回收率;
V——样品A液的体积;
V0——样品B液的体积;
C——样品B液加入A液后的检测浓度;
C0——样品B液的浓度;
线性:将一接近测量上限的高值样本倍比稀释后,不少于5个梯度,进行测量,各样本测值与稀释比例用最小二乘法进行拟合,R不小于0.99.
结果如表8所示:
表8
37度加速7天后性能分析
最低检测限 |
0.6ng/ml |
重复性C1 |
6% |
重复性C2 |
3% |
准确度 |
96.70% |
线性 |
0.9999 |
试验例2实施例4的试剂盒与现有试剂盒的相关性比对
本发明所述试剂盒与市面上常用的某进口公司诊断试剂盒针对同一批临床样本(55例病人血清)作对比试验,检测结果如表9:
表9两种试剂盒的测试数据对照
采用样本检测值作为X轴,某进口公司诊断试剂盒检测值作为Y轴绘制散点图,生成趋势线和公式y=1.198x+0.072,并得R平方值为0.944,结果表明,本发明试剂盒与其它试剂盒有很好的相关性,且所需时间更短(本发明试剂盒只需1个半小时,而某进口公司诊断试剂盒需2.5个小时)。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。