CN1128637C - 作为疫苗佐剂的神经生长因子 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种接种方法使用了药用组合物以增强疫苗效力。该方法利用了能在免疫缺陷动物中刺激抗对该动物为异源的致病因子的抗体生产的免疫应答触发疫苗。作为佐剂,施用疫苗增效量的神经生长因子(NGF),它可增强在该动物对该疫苗应答中的抗体生产和亲和性。
Description
本发明的领域
本发明涉及疫苗领域。
背景技术的描述
人类,家畜和宠物常被接种疫苗以防止疾病或降低疾病的严重性。接种导致产生抗体,抗体是能与疫苗中所用的抗原物质特异性结合的血清蛋白质。这种体液应答涉及选择特异性B淋巴细胞系,以及增殖和分化所选的细胞以产生产抗体血浆细胞的克隆。
免疫接种后几周内抗体生产达到峰值,然后逐渐下降。由于血清蛋白质的恒量周转,该抗体生产的下降伴随着抗体循环水平的相应下降。然而,如果患者再次受到相同抗原的攻击,将会启动比第一次更迅速和更强烈的新应答曲线。这称为二级,加强或回忆应答,且在健康的患者中产生比第一次接触抗原,或初次接种更高水平的亲和力更大的抗体。这种抗体合成速率的增加是产抗体的血浆细胞数增加的结果。这些细胞在含有大多数小淋巴细胞的未接种患者的***中是稀少的。然而,在健康的患者中,初次接种后血浆细胞占到总***细胞的3%,二次接种后多达***细胞的30%。
据说二级应答是由于免疫记忆所致。即,健康机体能“记住”其以前与该抗原的接触,并在其第二次接触时能更迅速和有效地应答,即使此时血清中特异性抗体的量下降到极低的水平。
某些情况,例如衰老,营养不良,药物成瘾,醇中毒,和某些疾病状态,例如糖尿病和艾滋病,引起免疫缺陷,其中许多免疫应答受抑制和接种效力下降。因此在本领域中需要改进接种技术,特别是针对老年或其它免疫缺陷群体。
本发明概述
根据本发明,一种接种方法使用了药用组合物以增强疫苗效力。该药用组合物包含一种能在免疫缺陷动物中刺激抗对该动物为异源的致病因子的抗体生产的免疫应答触发疫苗。该药用组合物进一步包括疫苗增效量的神经生长因子(NGF),它可增强在该动物对该疫苗应答中的所述抗体的产生和亲和性。疫苗和NGF可单独和一起施用。在优选的方法中,接种方法包括给免疫缺陷动物施用第一剂能在所述动物中刺激抗对该动物为异源的致病因子的抗体生产的免疫应答触发疫苗;然后,在施用所述第一剂大约1周至大约2月的时间期间内给所述的动物施用:1)疫苗增效量的神经生长因子(NGF),它在所述的动物中对所述的疫苗的应答中增强所述抗体的生产,或者2)加强剂量的所述疫苗以及疫苗增效量的所述神经生长因子(NGF),以便增强所述疫苗在所述动物中的效力。
附图的简要描述:
图1是显示与对照相比,根据本发明处理的成年小鼠中抗体生产的图示。
图2是显示与对照相比,利用本发明在老年小鼠中增强抗体生产的图示。
图3是显示在幼年和老年小鼠中抗体生产的图示。
图4是显示与对照相比,免疫接种3个月后,根据本发明在老年小鼠中增强抗体生产的图示。
优选实施方案的详细描述:
本发明意外地发现了神经生长因子不仅在神经***发育中起作用,而且在免疫***生理学中具有重要作用。记忆B细胞是保留机体遇到给定化学结构(抗原)之痕迹(记忆)的淋巴细胞,它产生并分泌NGF,通过细胞表面受体与之结合,并与其生物学信息反应(由相同细胞产生并反应的自分泌环路),该细胞可存活许多年,或者甚至在机体的整个生命历程中存活,它与具有较短寿命的其它淋巴细胞存在差异。
尽管还没有任何特定的理论来解释,但据信除了NGF在维持记忆B细胞存活中的活性外,NGF可能也影响其产生,对其前体起正调作用。记忆细胞可能由祖先细胞随机获得产NGF的能力而产生,否则,祖先细胞将经过细胞程序死亡(***)而走向死亡,这种产NGF的能力将产生自分泌环维持的分化直至成熟记忆细胞阶段,然后,成熟的记忆细胞得以存活。因此,给动物施用外源性NGF产生更高数目的记忆细胞。更大的记忆细胞库给个体提供了针对抗原的更强和更持久的保护。这种改进在免疫缺陷情况,例如,衰老,其中许多免疫应答受到抑制的情况下更明显。经过增加记忆B细胞的数目,NGF提高了免疫***识别极低浓度的抗原的能力,因为表面抗体在记忆B细胞上具有更高的亲和力。
本发明适用于能在免疫应答中形成抗体的动物,例如,包括人类的哺乳动物,家畜和宠物,以及鸟类,如家禽。
随着人的衰老,其免疫应答也下降,免疫接种效力由于普遍的低亲和力抗体反应而减小。因此,本发明特别适用于45岁以上,特别是50岁和以上的人使用。
本发明也适用于由于施用诸如环孢菌素的抗排斥药品而具有免疫缺陷的移植病人。
据信本发明也适用于任何已知的疫苗,其例子包括流感疫苗,流感嗜血杆菌疫苗,甲肝病毒疫苗,乙肝病毒疫苗,丙肝病毒疫苗,结核疫苗,带状泡疹病毒疫苗,巨细胞病毒疫苗,肺炎球菌性肺炎疫苗,脑膜炎球菌性脑膜炎疫苗,白喉疫苗,破伤风疫苗,狂犬病疫苗,幽门螺杆菌疫苗,脊髓灰质炎疫苗和天花疫苗。
还相信本发明可适用于任何未来的疫苗,例如可开发用于接种抗艾滋病病毒的疫苗。
一般来说,以在大约1×10-9g到大约1×10-3g的范围内,更典型的是在大约1×10-8g到大约1×10-4g的范围内的量施用疫苗。
疫苗增效量的NGF一般以在大约0.001-100mg/kg受试者体重的范围内的量,优选以大约0.1-10mg/kg的量,更优选大约0.3-3mg/kg的量施用。
根据本发明的一个方面,NGF可在施用疫苗之前和/或同时施用。
当与第二次(加强)接种剂量相联施用时,本发明特别有效。第二次或加强接种剂量一般在施用第一次(初次)疫苗剂量后大约1周至大约2月的时间期限内施用,优选在第一次疫苗剂量大约10-45天内施用,更优选在施用第一次疫苗剂量大约10-30天内施用,根据一些实施方案在施用第一次疫苗剂量大约10-20天内施用。
根据一个实施方案,在施用第二次(加强)疫苗剂量前几天给受试者施用一剂NGF,更优选的是在施用第二次(加强)疫苗剂量前3-4天施用。在特别优选的实施方案中,NGF也可与施用第二次(加强)疫苗剂量时同时施用。
NGF和疫苗的施用可经过任何合适的方式进行,例如,注射,输注或口服。在特别优选的实施方案中,经注射用药。
根据一个实施方案,可经过给受试者导入包括携带编码NGF之基因的载体的成肌细胞。根据该实施方案,受试者中的成肌细胞产生NGF以增强免疫***效力。
当疫苗和NGF同时施用时,它们可作为包括疫苗和NGF的单个组合物提供。
包括疫苗和/或NGF的组合物也可包括一种或多种药用上可接受的载体和任选其它的治疗成分。适用于注射或输注的配制品包括含水或不含水的无菌注射溶液,它可任选含有抗氧化剂,缓冲液,抑菌剂和导致配制品与目的受试者血液等渗的溶质,以及可包括悬浮剂和增稠剂的含水和无水无菌悬液。该配制品可存在于单位剂量或多剂量的容器内,例如,密封的安培和小瓶,且可以冷冻干燥(冻干)状态贮存,仅需要在使用前立即加入无菌液体载体,例如注射水。
优选使用的NGF与受试者匹配,例如,人NGF优选用于人受试者。本发明适用于天然的(即,天然存在的)NGF,以及相应于天然NGF,具有天然NGF的氨基酸序列的合成NGF和重组NGF,基本上与其相似的生物学活性氨基酸序列,或其缩短的序列形式,和具有取代,缺失,延长,置换或其它修饰的序列且具有基本上相似于NGF的生物活性的其生物学活性类似物。
本发明以实施例1作进一步的说明,它并不用于限制本发明。
实施例1
给两组10只老年(>5月龄)C57/BL6雌性小鼠经每只小鼠腹膜内注射悬浮于0.1ml完全Freund氏佐剂中的在0.1ml磷酸盐缓冲溶液(PBS)中的0.1mg(4-羟基-5-碘-3-硝基-酚)乙酰-牛血清白蛋白(NIP-BSA)(Reth等,1978)进行免疫。21天后,在一组动物中给每只动物注射50μg按上述从下颌下唾液腺纯化的小鼠神经生长因子(NGF),而另一组动物用相同量的预先加热(72℃20分钟)灭活的纯化NGF处理。再过4天后,两组动物接受上述相同的NGF处理,并用在不完全Freund氏佐剂中的0.1m-gNIP-BSA加强注射所有小鼠。4天后,经眼眶后神经丛吸血从每只动物获取大约0.4ml血液,并经过向血清样品中加入BSA中和抗-BAS抗体。然后在ELISA中测定NIP-特异性IgG滴度。在用含1%BSA的PBS饱和并用含0.05%(v/v)Tween-20的PBS漂洗后用NIP-BSA(35μg/ml溶于PBS中)覆盖平板,将覆盖的孔与系列稀释的小鼠血清37℃温育1小时;免疫前小鼠血清的合并液用作阴性对照。经过加入碱性磷酸酶偶连的羊抗小鼠IgG检测结合的Ig。经过与NPP(Sigma)底物溶液温育观察最终反应,记录405nm下的吸光值。结果在下面表A和图1和2中显示。
表A小鼠血清中的NIP-特异性IgG的滴度(Abs405任意单位)
血清稀释 | NGF-处理 | 对照 | 显著性水平(p) |
老年1:20 | 179.1±29.3 | 82.6±18.3 | <0.05 |
正常1:20 | 159.9±15.8 | 116.7+17.0 | n.s.s. |
老年1:50 | 146.3+3.0 | 18.6+6.3 | <0.001 |
正常1:50 | 153.7±19.2 | 133.8±11.9 | n.s.s. |
老年1:100 | 97.3±17.5 | <10 | <0.0001 |
正常1:100 | 123.8+34.7 | 148.4±28.6 | n.s.s. |
老年1:500 | 75.5±2.6 | <10 | <0.0001 |
正常1:500 | 87.3±7.53 | 98.2+14.2 | n.s.s. |
老年1:1000 | 80.1±11.2 | <10 | <0.0001 |
正常1:1000 | 84.2±12.3 | 78.4±6.3 | n.s.s. |
图1和2显示了在老年小鼠中NGF处理显著增加血清NIP-特异性IgG的滴度,而不影响在幼年小鼠中的反应。
经过使用偶连到葡聚糖上的NIP-BSA作为传感器芯片在BIAcore机器上分析NGF处理的和对照小鼠产生的特异性IgG对抗原决定簇(NIP-BSA)的亲和性。这些实验的结果表明IgG对该抗原的亲和力在老年小鼠中比在幼年小鼠中低得多,显示在记忆细胞成熟中有缺损。然而在老年小鼠中用NGF处理可恢复高亲和性IgG的生产,因此,不仅改良了体液免疫应答的数量,而且改进了其质量(未显示数据)。
为了确定这种简单的NGF施用方案是否能在免疫后长期维持特异性IgG的高滴度,我们从用NIP-BSA加强注射3个月后的同组老年免疫的小鼠中获得血液样品。经ELISA测量NIP-特异性IgG的血清滴度。图4显示了NGF处理的动物组甚至在加强免疫后长期维持明显的NIP一特异性IgG滴度。
总之,这些结果表明即使在初次反应的末期,当已知记忆B细胞出现了成熟时,单次施用NGF也可校正老年小鼠中体液免疫应答的质量和数量。此时NGF处理增加了在老年小鼠中不能由自身产生细胞因子的记忆B细胞的存活。相反,在正常幼年小鼠中NGF处理无效,其记忆淋巴细胞能产生足够量的NGF,因此得以存活。而且数据表明施用NGF可能有助于几乎所有的初级或次级其特征为体液免疫应答受损的免疫缺陷状态(癌症,艾滋病,慢性炎症等。)
本发明进一步受如下实施例2支持。
实施例2小结
在人类T和B淋巴细胞和巨噬细胞培养物中测定了神经生长因子(NGF)的生产。NGF仅由B细胞在组成上生产,该细胞也表达表面pl40trk-A和p75NGFR分子,且因此有效结合和内吞细胞因子。内源性NGF的中和引起bc1-2蛋白质消失和携带表面IgG或IgA的静息淋巴细胞(包括记忆细胞的群体)程序性死亡,而表面IgM/IgD“处女(未接触抗原的)”B淋巴细胞不受影响。体外施用中和抗-NGF抗体引起用破伤风类毒素,硝基酚或砷酸盐免疫的小鼠中特异性IgG滴度急剧减少和表面IgG或IgAB淋巴细胞的数目减少。因此,NGF是记忆B淋巴细胞的自分泌存活因子。引言
几乎在30年前(Levi-Montalcini,1987;Cohen,1960)作为第一个介导细胞间通讯的可溶性信号被描述和鉴定的神经生长因子(NGF)是称为神经营养蛋白的蛋白质家族的一个成员,它对于调节发育和神经元细胞的存活(Barde,1990)是关键的。其在维持神经元在交感神经节和感觉神经节中的存活的作用已确定了数十年(Levi-Montalcini和Angeletti,1966,1968)。在最近几年,这些开始的观察已扩展到中央神经***神经元的其它群体,包括前脑基底胆碱能细胞(Johnson等,1986;Shelton和Reichardt,1986)。据信与其它神经营养蛋白一样,NGF由佐细胞,例如,神经胶质细胞和少突胶质细胞在神经***中产生(Emfors等,1990,Hofer等,1990),因此,主要通过形成旁分泌环路调节神经元的分化过程。
神经营养蛋白,包括NGF,脑产生的神经营养因子(BDNF),神经营养蛋白-3(NT-3)和NT4/5通过特异性表面受体在细胞靶上发挥其效力,其中该受体通过结合和内吞配体触发代表适应性应答的级联生化事件(参见Barde,1990)。根据对配体的低(Kd1nM)和高(Kd20pM)亲和力,在靶细胞上可鉴定两类神经营养蛋白结合位点。最近已鉴定了这些受体的分子特性(Meakin和Shooter,1992)。称为p75NGFR的75kDa糖蛋白介导与任何神经营养蛋白具有相似亲和力的低亲和性结合(Chao,1994)。与神经营养蛋白以高特异性方式相互作用的,属于trk酪氨酸激酶受体家族的蛋白质负责高亲和力结合。p140trk-A与NGF结合,p140trk-B与BDNF,p140trk-C与NT-3和NT-4/5结合(Barbacid,1994)。很可能各种类型的受体给靶细胞传递不同的信号,因为p75NGFR和p140trk-A似乎不形成NGF-结合杂二聚体(Jing等,1992)。令人感兴趣的是,p75NGFR表现出与肿瘤坏死因子受体I和II,淋巴细胞表面抗原CD30,CD40,OX40和Fas/Apo-1表面抗原,涉及防止或介导细胞程序死亡的分子的结构同源性(参见Raffioni等,1993)。
由于首次描述从小鼠小颚腺细胞纯化NGF,很明显该因子也可由一些非神经细胞类型产生(Levi-Montalcini,1987),包括角质细胞(DiMarco等,1993)和平滑肌细胞(Ueyama等,1993)。同样,已报道了由免疫细胞表达trk原癌基因,例如单核细胞(Ehrard等,1993a)或T淋巴细胞(Ehrard等,1993b)。因此,相信神经营养蛋白,特别是NGF可在神经***外发挥重要作用。
这两方面的证据,加上p75NGFR与一系列表面受体,包括细胞因子的那些表面受体具有结构同源性,以及在一些自体免疫疾病患者中观察到的NGF血浆水平升高(Dicou等,1993;Bracci-Laudiero等,1993;L.B.-L,L.A.,E.G.,和G.Rasi,未公开观察结果)引起对NGF和/或其受体是否由免疫***细胞表达进行研究。本文显示了NGF在基础条件下由正常人B淋巴细胞合成和释放,该细胞也在组成上表达p75NGFR和p140trk-A受体链。另外,内源性NGF以自分泌方式发挥功能以维持具有记忆B细胞表面表型的细胞活性,且其体内中和消除了次级体液免疫应答。结果由正常人免疫活性细胞产生NGF
在测定NGF在各种病理学状态下的血浆水平的研究过程中,我们注意到在慢性肝脏疾病和其它自体免疫条件的患者中存在特别高含量的细胞因子。为了测定在免疫活性细胞中哪一种细胞类型负责NGF生产,将正常外周血或扁桃体单核细胞(MNC)分离成T细胞,B细胞和单核细胞。然后在存在或不存在相关刺激的条件下培养这些细胞,随后检测NGF合成和分泌的生化证据。只有B淋巴细胞在组成上产生NGF且其NGF生产受金黄色葡萄糖球菌I Cowan菌株(SAC)的刺激而增强(a)。免疫印迹表明在含抗一NGF抗体的B淋巴细胞条件培养基中有一条主要带,但无免疫IgG时没有(数据未显示)。经代谢标记的B细胞上清的免疫沉淀也显示出一条单一的主带,该主带在还原条件下具有Mr13kDa,或在非还原条件下具有Mr26kDa,其存在被包含过多未标记的NGF阻断。对B细胞溶胞产物和上清的动力学研究显示无NGF贮存库(数据未显示)。与B细胞的这些结果相反,用T淋巴细胞或单核细胞即使在刺激后也未观察到NGF生产。尽管最近报道了一些T细胞克隆可产生NGF(Ehrard等,1993b),但似乎这类细胞很少在正常外周血或扁桃体样品中存在(根据对来自至少20个不同的供体的细胞群体的分析),因而把注意力集中在B细胞生产上。
在密度梯度上分离B淋巴细胞,高-和低-密度馏份分别作为静息和体内激活的细胞的代表进行研究。两种B细胞群体产生并有效释放NGF(后者比前者多大约60%,数据未显示)。接着用抗人免疫球蛋白链恒定区加白细胞介素-4的抗体(抗-μ+IL-4)或用SAC刺激静息B细胞,两种刺激对B细胞具有活性,前者仅激活表面IgM+细胞,后者基本上激活所有的B淋巴细胞(Romagnani等,1982)。很明显抗-μ+IL-4刺激是无效的,而SAC极大地增强NGF的合成和分泌。经ELISA分析相似培养物的上清证实抗-μ+IL-4刺激的细胞和未刺激的细胞逐渐降低了NGF生产,而SAC-刺激细胞强烈增加NGF生产。相对照,两种刺激均有效,其诱导的增殖刺激指数分别为>10和>20。这些发现表明SAC,而不是抗-μ+IL-4触发导致NGF生产的代谢途径。另一种可能的解释是正常情况下与抗-μ+IL-4应答的淋巴细胞,即,大多数未接触抗原的sμ+δ+细胞在sIg交联后不改变NGF生产(或可能不能生产NGF),而与SAC应答的淋巴细胞,即也包括具有sγ+或sα+(sγ+/α+)表型的细胞的群体却改变,这表明在对后一种细胞类型特异性的功能过程中涉及细胞因子。由正常人免疫活性细胞表达NGF受体分子
NGF由B淋巴细胞产生的观察结果导致确定是否也存在NGF受体,使得自分泌反馈环成为可能。为达到该目的,对扁桃体或外周血T细胞,B细胞和单核细胞表达两种神经***细胞表现的NGF结合分子,p140trk-A(trk)和p75NGFR进行了研究。使用特异性抗体进行的细胞溶胞产物的Western印迹分析表明所研究的每种细胞类型均表达trk分子;令人感兴趣的是,p75NGFR仅由B细胞生产。而且,经过FACS,随后用抗p75NGFR链的抗体和用Tmg13.1(最近描述的针对trk分子细胞外细胞因子结合区的单克隆抗体(Eager,1991))染色研究了相同的细胞。与免疫化学研究一致,仅在B细胞上观察到两种染色,而T细胞和单核细胞仅被Tmg13.1染色(数据未显示)。
由B淋巴细胞受刺激表达两种受体链,即神经细胞的典型方式,表明这些细胞用于应答由细胞因子传递的所有各种信号。因而检查了B细胞以便获得与NGF在淋巴细胞中的功能相关的数据。
为了证实细胞因子的结合并分析其功能效应,将扁桃体B淋巴细胞分离成小的和大的细胞,并使用平衡结合试验研究其结合和内吞NGF的能力。静息和体内激活的B细胞均能有效内吞125I-NGF(数据未显示)。观察结果是用大型和静息B细胞获得的125I-NGF的饱和曲线及其Scatchard转化。大型细胞按预期表达两类结合位点,证实分别为Kd30pM(30000位点/细胞)和kd1nM(106结合位点/细胞),与在神经细胞上报道的数据一致。令人惊奇的是,当在小型静息B细胞上进行相同分析时,观察不到饱和结合,即使用极高的125I-NGF浓度培养(数据未显示),尽管两种受体链明显表达且细胞因子有效内吞。这一显著的差异表明内源性配体实际上占据受***点的可能性,它是当自分泌环路发挥作用时经常遇到的情况(Cozzolino等,1989;Cozzolino等,1990)。因此,纯化的小型B淋巴细胞用在pH3.0缓冲的细胞培养基简单处理(4℃60秒),然后在结合试验前用正规培养基洗涤。在这些条件下,可检测分别具有90000和106结合位点/细胞的高-和低-亲和性(分别为Kd170pM和1nM)受体。为了进一步证实由于存在自分泌环路这些位点确实被NGF占据的假说,在SDS-PAGE中电泳酸性pH洗脱物(和作为对照的中性pH洗脱物),印迹并用特异性抗NGF抗体染色。仅在酸性洗脱物中检测到细胞因子。总之,这些结果证实了B淋巴细胞表达两类完整功能的NGF受体。B淋巴细胞中内源性NGF中和的影响
上面表明B细胞产生NGF并表达高-和低-亲和力受体的数据支持了自分泌环路的假说。为了了解由该环路发挥的作用,中和内源性NGF并测定其对B淋巴细胞特性的影响。为达到该目的,采用中和抗NGF抗体或在选择实验中采用NGF反义寡核苷酸。首先使用以抗-μ+IL-4或SAC刺激的静息外周血或扁桃体B淋巴细胞在常规3H-胸苷掺入试验中试验抗-NGF抗体。在对照免疫前抗体存在下两种刺激均诱导强烈应答;在抗-NGF抗体存在下,不影响对抗-μ+IL-4的应答,而对于SAC减少20-30%(表1),初步表明NGF涉及对SAC的增殖应答。然而,加入外源性重组NGF不能增加3H-胸苷掺入(表1),即使存在最适度以下剂量的刺激(数据未显示),进一步表明细胞因子不能充当生长因子。同样,抗-NGF抗体不能调节体内激活前B细胞低密度的自发增殖(数据未显示)。这些用抗-μ+IL-4或SAC的刺激实验又表明不同的细胞群体与促细胞***原应答,且它们除了NGF生产外,可根据NGF利用在功能上进行划分。为了支持这一概念,经过淘选成sμ+δ+细胞和sγ+及sα+细胞(sγ+/α+)分离静息扁桃体B淋巴细胞,然后用SAC或抗-μ+IL-4刺激。表1显示了sμ+δ+细胞与SAC应答的增殖不受中和抗-NGF抗体的影响。与预期一样,sγ+/α+细胞针对抗-μ+IL-4的增殖极弱(数据未显示),而这些细胞针对SAC应答极强;当在抗-NGF抗体存在下进行刺激时,3H-胸苷掺入降低>80%(p<0.0001)。这些发现,结合对NGF生产的实验结果表明细胞因子对sγ+α+细胞是关键的且对sμ+δ+细胞明显是非必需的。
这些数据导致进一步研究NGF对静息sμ+δ+细胞和sγ+/α+细胞的效力。考虑到不能增加B细胞的体外生长(表1)且己知NGF维持神经元细胞存活的特性(其缺乏时细胞走向程序死亡),需考虑的是NGF是否可增强静息sμ+δ+细胞或sγ+/α+细胞的存活。因此,在抗NGF抗体或NGF反义寡核苷酸存在下培养从扁桃体纯化的上述群体不同的时间间隔,记录片断化的/完整的DNA的比率,作为走向细胞程序死亡的细胞百分比的测量值。当分析sμ+δ+细胞时,用抗-NGF试剂和用对照免疫前IgG(或有义寡核苷酸)处理的细胞均具有相等比率的细胞走向细胞程序死亡。作为对比,用抗-NGF抗体或寡核苷酸处理的sγ+/α+细胞培养物在60小时时含有>60%的细胞程序死亡的细胞,而对照培养物具有<20%的细胞程序死亡的细胞(p<0.0001);令人感兴趣的是,细胞程序死亡的动力学比sμ+δ+细胞慢得多,这表明后一种细胞和sγ+/α+细胞之间在体外生命潜力方面有重要差异。
总之,这组实验证实了内源性NGF是sγ+/α+细胞的自分泌存活因子,因为其中和触发这些细胞的细胞程序死亡,但对于sγ+/α+细胞并非如此,表明只有前一种细胞可合成细胞因子。为了试验这一概念,经ELISA分析纯化群体的NGF生产。很明显sγ+/α+细胞产生比sμ+δ+细胞至少多8倍的NGF(409 19PG/107个细胞对514pg/107个细胞;n=9)。
因此,为了确定亚群之间的功能差异是否是由于NGF的利用,而不是由于其生产,研究了导致细胞程序死亡途径的一个重要决定子,bc1-2蛋白更新(Korsmeyer,1992)。用抗-NGF或对照抗体培养纯化的静息sγ+/α+和sμ+δ+群体18小时,然后裂解以分析其细胞内bc1-2蛋白的含量。内源性NGF的中和引起来自sγ+/α+细胞的bc1-2蛋白完全消失,但不影响sμ+δ+细胞中的bc1-2蛋白含量,揭示了该亚群在NGF利用方面的主要差异。抗-NGF抗体耗尽体内记忆B细胞
由于sμ+δ+表型鉴定为未接触抗原的B细胞,而具有sγ+/α+表型的细胞包含已进行Ig恒定区类型转换过程的那些淋巴细胞,包括记忆B淋巴细胞(Kishimoto和Hirano,1989;Sprent,1994),假定自分泌NGF用作记忆B细胞的存活因子,决定使用体内研究分析完全确定的半抗原特异性***硝基酚-BSA(NP)或Arsonate-KLH(Ars),或复合(嵌合)抗原***破伤风类毒素(TT)来检验这一观点。首先,证实了在人和鼠B细胞之间,NGF合成(鼠sγ+/α+和sμ+δ+细胞分别在组成上产生234±21和28±3pg/107个细胞),NGF受体表达[鼠未裂解的sIg+细胞每细胞表达≈4800高亲和力(Kd≈135pM)和≈106低亲和力(Kd≈1.1nM)的结合位点],和细胞因子对体外细胞存活的功能意义(sγ+/α+细胞接触中和抗-NGF抗体时产生≈70%的DNA片断)是基本上相同的。因此,用相关抗原免疫接种20个BALB/c或C57BL/6小鼠组,40天后一组10个动物接受单一剂量的中和抗-NGF IgG,而用非免疫IgG作为对照注射其它10只小鼠。再过48小时后,所有动物接受回忆剂量的各自抗原,4天后处死所有小鼠,经过ELISA测定抗原特异性IgM和IgG的血浆浓度。接受抗-NGF抗体的动物显著低于对照的针对免疫原的特异性IgG水平(p<0.001)。相对比,在抗原特异性IgM浓度中未观察到区别,表明新形成的未接触抗原的B淋巴细胞遇到免疫原产生的抗体应答,即次级的(初级)应答不受影响。为了进一步支持后一结论,用抗-NGF IgG或对照IgG首先处理另外两组小鼠,然后(48小时后)用TT免疫,一周后处死动物以测定其TT-特异性IgM血浆水平,在两组群体中无统计学差异(在处理的动物中0.275+0.032Abs405任意单位而对照为0.284±0.041)(数据未显示)。
上述发现表明,与体外数据一致,抗-NGF抗体能诱导大多数同种型转换记忆B细胞的细胞死亡,从而抑制次级体液应答。为了获得支持该观点的直接证据,用抗一NGF IgG或对照IgG处理两组正常成年小鼠,三天后分离脾细胞,经细胞荧光光度术测定B细胞亚群体的比例。与对照相比,处理的小鼠脾脏中sγ+/α+细胞的百分比显著下降,而sμ+δ+细胞百分比在两组之间观察不到明显的差异。总之,这组实验表明NGF在体内维持记忆B细胞中发挥作用。NGF不是B淋巴细胞的转换因子
上述体内NGF中和实验的结果与细胞因子是记忆B淋巴细胞的自分泌存活因子的假说一致。然而,如果NGF涉及控制IgMIgG类型转换以及CD40配体的机制(Aruffo等,1993)可观察到相同结果。然而,如果这样,无论何时在抗-NGF抗体存在下体外诱导淋巴细胞多克隆群体分化应观察到更高比例的产IgM细胞,以及产IgG-或IgA细胞的量减少。因此,用商陆促***原培养正常人外周血单核细胞10天以刺激多克隆分化(Kishimoto和Hirano,1989),且用抗-NGF IgG或非免疫IgG作为阴性对照,或用可溶性CD40五聚体,即一种遗传改造的防止CD40-gp39相互作用的分子(Fanslow等,1992)作为阳性对照。经ELISA进行的Ig测量显示在商陆促***原刺激的培养物中抗-NGF抗体诱导IgG和IgA水平有限下降,但IgM水平比对照培养物低20%(表2)。相对比,可溶性CD40五聚体与对照相比引起IgG和IgA分泌的抑制,且IgM分泌率增加(表2)。
这些实验表明在可能负责观察到的改变的机制中存在明显的差异。事实上,可溶性CD40五聚体引起Ig类型转换表现的抑制,诱导细胞在转换前(即,s+)区域的“聚集”;相反,抗-NGF抗体仅引起产IgG-和产IgA细胞急剧减少,它是抗-NGF抗体诱导的各自前体消失(死亡)的证据。这些数据与上述体内实验的结果一致,其中s+或s+细胞的减少并不伴随着s+细胞的增加。总之,这些发现有力的表明NGF不充当正常人或鼠B淋巴细胞的“转换因子”。讨论
精确辨别大量化学结构并保留这些遭遇的痕迹的能力(特异性和记忆)是免疫***的标记。而特异性的分子基础主要通过对T和B淋巴细胞表达的抗原受体的生化和遗传进行广泛鉴定来限定,对免疫记忆的了解仍然主要是表象的。特别是仍需要限定象大多数淋巴细胞一样的单个记忆细胞在静止条件下是具有有限的和受限制的寿命,还是其为持续多年,可能一生的长生细胞。已提出了一些假说,流行的一个是抗原在淋巴器官中的长期存留导致维持免疫记忆的免疫细胞连续,缓慢增殖(Gray,1993)。然而,难以想象抗原如何能保留多年不被修饰,特别是如果其为蛋白质时(Sprent,1994)。事实上,已提供了免疫学记忆可被非周期性细胞相当长期保持的证据(Schittek和Rajewsky,1990),尽管使其存活的分子机制尚不清楚。本发明的证据表明记忆B淋巴细胞产生时可遵循Bizzozzero“长期”细胞(其原型是神经元)的相同命运,因为它们具有产生自分泌存活因子,NGF的能力。
主要的论据表明细胞因子充当存活因子而不是生长因子,这是基于这样的观察结果,即经过中和抗-NGF抗体防止NGF受体触发纯化的sγ+/α+静息B细胞引起经过细胞程序死亡而产生大量细胞死亡。另外,当用诱导强烈增殖反应的抗-μ抗体+IL-4刺激静息未分离的B细胞时,不增加其NGF产率,且外源性重组NGF不增加其增殖,也不受抗-NGF抗体的影响。而且,当SAC用于刺激相同细胞时,分泌的NGF量增加,但进一步加入外源性细胞因子不能加强3H-胸苷掺入,即使使用适度以下剂量的刺激。同样,低密度的体内激活前的B细胞表达更多NGF,但饱和剂量的抗-NGF抗体不能消除B细胞增殖,正如细胞因子是生长因子时可预期的。总之,这些因素更加表明NGF是一种存活因子。
这些结论似乎与过去几年显示的淋巴细胞上的NGF具有内在刺激生长活性的报道相抵触(Otten等,1989;Brodie和Gelfand,1992)。然而,考虑到根据这些发现,加入外源性NGF可降低某些体外自发死亡的细胞数[特别是来自IgA-和IgG4-分泌细胞的那些细胞(Kimata等,1991)]是因为低密度培养条件,最终导致培养物中更高的基础增殖,可重新解释这些报道。而且,正如IL-3和干细胞因子支持液体培养物中休眠的非周期淋巴造血祖先细胞长期存活(Katayama等,1993)的观察结果所显示的,生长和存活因子之间的区别可能纯粹是命名上的。
B细胞自发产生NGF的发现对NGF“致炎”作用的证据(Aloe等,1994)提供了进一步的支持,它可能以旁分泌方式有助于炎症细胞,例如巨噬细胞的功能,该细胞带有与细胞因子反应所必需的受体机制(Ehrhard等,1993a),但不能产生该细胞因子(Santambrogio等,1994)。相似情况适用于T淋巴细胞。在本研究中,没有尝试从表型或功能观点更精确地鉴定表达NGF受体因而可能与之反应的T细胞群体或亚群体。然而,B细胞产生的NGF可能在将B细胞抗原提供给T淋巴细胞的复合事件中发挥重要作用,特别是当需要发生次级免疫应答时。事实上,sIgG+记忆B细胞表达对抗原具有高亲和力的受体(Siekevitz等,1987;MaeLennan和Gray,1986),因而当抗原量有限时在发生的竞争结合中优先。其释放NGF的能力可能对于适当激活记忆或原初T细胞是必需的。
本研究发现的重点是B淋巴细胞受刺激表达已知结合NGF的两条链(trk分子和p75NGFR分子),而这是神经元细胞的典型特征。尽管NGF是第一个鉴定的细胞因子,但关于其与哪一种受体链相互作用触发特异性代谢途径仍然所知甚少,在结合单一配体分子中两条链是否协同作用也不清楚,因为关于这一主题已报道的结果相矛盾(Jing等,1992;Benedetti等,1993;Huber和Chao,1995)。然而,已显示当蛋白质未结合时p75NGFR的表达诱导组成上的神经细胞死亡,而其被NGF或单克隆抗体结合抑制细胞死亡(Rabizadeh等,1993),这表明它本身能传递生物学信号,这与p75NGFR和一系列受体链,包括TNFRI,TNFRII,Fas/Apo-1和CD40之间的结构同源性一致,这些受体链均涉及诱导或防止靶细胞的细胞程序死亡(参见Raffioni等,1993)。这些后来的数据完全符合中和自分泌NGF,但未用抗-p75NGFR处理测定B细胞死亡的发现(准备中的原稿),表明这些受体链作为作用于存活/死亡分配的信号介导。令人感兴趣的是,尽管p75NGFR和CD40之间具有结构同源性,但很明显NGF不参与Ig类型转换过程。
在有些细胞类型中,如角质细胞和黑色素细胞中(Yaar等,1994;Di Marco等,1993),trk介导有效刺激细胞增殖的信号,与神经元细胞中出现的情况相反,其中NGF很可能经过磷脂酰肌醇-3激酶激活防止trk结合后的细胞程序死亡(Yao和Cooper,1995)。这一差异可这样解释,对于大多数细胞因子受体,通常可能存在可参与与trk和/或p75NGFR形成多链受体复合物的其它链。后一种假说也可解释在大型和静息B细胞群体表现的NGF结合亲和力中观察到的有限但明显的差异(分别为≈30pM与≈170pM)。
根据表面Ig同种型表达分离正常静息B淋巴细胞鉴定了两种功能上不同的亚群体,即,sμ+δ+未接触抗原的细胞和sγ+/α+记忆细胞(Kishimoto和Hirano,1989)。我们使用该研究认识到NGF自分泌环路的作用并观察到一些特征,这些特征导致形成这样一种观点,即在人类和小鼠中,细胞因子是记忆细胞的内源性存活因子。首先,尽管未接触抗原的细胞和记忆细胞均基本上表达相同水平的NGF受体,但后者产生至少比前者多8倍的NGF蛋白质。其次,用中和抗-NGF抗体处理诱导sγ+/α+细胞中的bc1-2蛋白质和同样的大量DNA片断消失,而对于sμ+δ+细胞则无足轻重。第三,体内施用抗-NGF抗体抑制了第二抗原特异性免疫应答,但不能影响初级IgM应答。最后,给正常动物单次注射抗-NGF抗体引起同种型转换的B淋巴细胞百分数显著降低,该淋巴细胞包括记忆细胞。另一方面,这些发现得出了至少两个重要结果,即发生NGF基因表达的成熟阶段和NGF与bc1-2之间的关系。
由sμ+δ+细胞产生较低但可检测的NGF表明在B细胞个体发生期间相当早期开始,其功能意义需进一步解释。然而,根据对不同B细胞亚群体数量的定量结果,表明sμ+细胞也包括记忆淋巴细胞,能产生分泌Ig而不是IgM的细胞(Gray,1993)。如果这样,我们观察到的sμ+细胞产生的NGF可由后一种细胞产生,在这种情况下,NGF基因表达可能与操纵Ig类型转换的相同分子机制相联系,且很可能受其调节。
目前对于NGF受体链与bc1-2相联系的分子途径所知甚少,其中,bc1-2是在神经元和淋巴细胞,特别是记忆B细胞中调节存活的关键蛋白质(Batistatoua等,1993;Hawkins和Vaux,1994;Nunez等,1991),事实上,该蛋白质从用中和抗-NGF抗体处理的静息sIgG+或sIgA+细胞中消失。最近,已提供的证据表明可能涉及活性氧种类,更普遍的是细胞氧化还原潜力的改变(Greenlund等,1995)。在这一点上,已表明在EBV感染的组成上表达氧化氮合成酶的B淋巴细胞中低速率的氧化氮产生防止了细胞程序死亡(Mannick等,1994),很可能在多种水平上作用于巯基敏感性途径,该途径也调节bc1-2的代谢,而bc1-2对细胞内氧化还原潜力敏感并参与其维持(Hockenbery等,1993)。令人感兴趣的是,Mosialos等(1995)最近显示在转导TNF/Fas/NGF受体家族信号的蛋白质之间存在功能关系;因为TNF诱导细胞氧化还原平衡的改变(Ishii等,1992),这些分子也可参与NGF诱导的适应性应答。我们目前考察了NGF中和后记忆B细胞中的后一种假说。
一个值得考虑的显著的证据是这样一种观察结果,在淋巴细胞中,至少细胞程序死亡和细胞存活通过自分泌环路调节,前者涉及Fas/Apo-1及其配体(Brunner等,1995;Dhein等,1995;Ju等,1995),后者涉及NGF(根据我们的数据)。这一安排确保了及时满足指定细胞进入任一途径所需的分子要求,并帮助了解淋巴器官如何定位,其中在该位置以有序方式发生复合物的功能改变。自分泌环路是开放式的(涉及配体的分泌和与细胞外受体的结合,不是隔绝或内部分泌)的证据有力地表明两个***的功能受受体拮抗剂或可溶性受体的调节,产生“社会性”的复杂网络控制单个淋巴细胞的命运。令人感兴趣的是,后一种复杂性可产生一些使用药物学方法干扰该动力学的机会。实验程序细胞分离和培养
从外周血单核细胞或扁桃体细胞经过E-花结试验分离人T淋巴细胞。经过附着在塑料平皿上分离单核细胞。使用CD19-覆盖的磁珠从无-T群体进一步纯化B淋巴细胞。使用抗-CD3ε单克隆抗体(Boheringer Mannheim,Milano,Italy)经两轮阴性选择从脾脏分离按上述方法除掉单核细胞的鼠B淋巴细胞。经流式细胞计量术测定群体的纯度超过95%。用Percoll密度梯度将人和鼠B细胞进一步分成静息(高密度)和活化(低密度)细胞。按流式细胞计量术测定扁桃体静息B细胞中dlsIgM+,sIgG+,和sIgA+细胞的比例一般分别是65%,25%和10%。
对于增殖试验,在含5%CO2的加湿空气中,在补充了10%v/v胎牛血清(FCS,Hyclone,Logan,UT)的RPMIl640中以106/ml的浓度在96-孔平板中培养B细胞72小时。使用1∶10000最终稀释的加热灭活的金黄色葡萄球菌I Cowan菌株(SAC,BoheringerMannheim)。使用100U/ml的人rIL-4(R&D,Minneapolis,MN),使用1g/ml兔抗人链,使用100ng/mlNGF(Boheringer Mannheim),以10μg/ml使用中和性羊抗NGF抗体[R&D,在IMR-32成神经细胞瘤细胞增殖试验(Janet等,1995)中与100ng/mlNGF反应的ND50=10μg/ml]或免疫前的羊IgG。在培养的最后12小时中用0.5Ci的3H-胸苷脉冲标记细胞并在β-闪烁计数器中计数。
对于免疫球蛋白的生产,在商陆促***原(GIBCO),10g/ml,抗-NGF抗体(10g/ml),免疫前的羊IgG(10g/ml),CD40-或CD4-上清(1∶10最终稀释度)存在或不存在的条件下,培养人外周血单核细胞12小时。收集上清并经ELISA试验IgG,IgA,IgM生产。
对于NGF生产的分析,在补充了10%(v/v)Nutridoma(Sigma)的无血清RPMI-1640中,在SAC(1∶10000最终稀释度),植物凝集素(PHA-P,1g/ml,GIBCO),脂多糖(LPS,10g/ml,Sigma)存在或不存在的条件下以107/ml培养细胞(2×107)不同的时间,经过ELISA测定上清。
使用按上述制备的用兔抗-人IgM和兔抗-人IgD(称为sμ+δ+),或兔抗人IgG加兔抗人IgA(称为s+/+),或羊抗小鼠IgM和IgD或IgG和IgA覆盖的塑料平皿(Wysocki等,1978)经过淘选程序分离B细胞亚群体。经过使用特异性mAbs的流式细胞计数数测定分离的群体纯度通常>90%。为了排除sIg受体触发后激活过程的干扰,使用互补非附着群体(例如,s-细胞,包含s+/+细胞的大多数细胞)重复所有实验,经过3轮Ig-覆盖的平板贴壁后回收。细胞活力测定和DNA的片断化
用10μg/ml抗-NGF IgG或免疫前的IgG,或者用20μM与NGF编码区的核苷酸54-72互补的18-聚体反义或有意义寡核苷酸(Primm,Milano,Italy)以5×106/ml培养的人和鼠B细胞亚群体用5mM Tris,20mM EDTA,和0.5%(v/v)Triton X-100,pH8.0以1∶1.5稀释,使其在冰上裂解15分钟,之后以27000xg离心20分钟分离完整的染色质(沉淀)与DNA片断(上清)。沉淀重悬于5ml含有10mMTris和1mM EDTA pH8.0的缓冲液中,使用二苯胺试剂(1.5%二苯胺溶于乙酸加10%乙醛)在30℃处理16小时(Burton,1956)测定沉淀和上清样品中的DNA含量。测定各样品在600nm下的光密度。根据McConkey等(1989)计算DNA片断化的百分数。经过苔盼蓝染料排斥试验评价细胞活力。放射性配体结合研究
为了分析表面NGF受体,用在pH3.0下缓冲的RPMI-1640在冰上酸处理人静息扁桃体或鼠脾脏B淋巴细胞1分钟并用PBS洗涤。然后在过量未标记的人rNGF存在或不存在的条件下用不同浓度的125I-NGF(Amersharn,Milano,比活为50Ci/g)以106/ml在4℃培养酸处理的静息B淋巴细胞和体内活化的大型B淋巴细胞2小时。洗涤细胞并在γ-计数器中计数结合的放射活性。计算各实验点的特异性结合且经过科学程序分析数据(图P,Biosoft英国剑桥)。对于放射性配体内吞,在过量未标记的NGF存在或不存在的条件下用0.5nM125I-NGF按上述培养细胞,洗涤并在37℃培养2小时,然后用甘氨酸缓冲液(pH2.8)处理并裂解。经过在γ-计数器中计数测定膜结合的(酸洗脱物)和与细胞相关联的放射活性。TCA-浓缩来自108个静息B细胞的中性pH洗涤液和酸性pH洗脱物,印迹到硝酸纤维素膜上,并用抗-NGF IgG或用免疫前IgG免疫染色以检测受体结合的内源性配体。免疫化学分析
对于Western印迹分析,TCA-沉淀2×107个细胞的上清或NP-40(0.25%溶于PBS)溶胞产物,用乙醇洗涤并在2-巯基乙醇Laemmli缓冲液中以1∶1稀释。在SDS-PAGE中电泳样品,对硝基纤维素滤膜印迹并用合适的抗体[羊抗-NGF,兔抗-trk(Genzyme,Boston,MA),小鼠抗-p75NGFR(Boheringer Mannheim),小鼠抗-bc1-2(Santa CruzTechnology,Milano)]或用免疫前Ig免疫染色.使用合适的第二抗体和ECL检测***,按厂商(Amersham)的建议观察抗原-抗体复合物。对于内源性标记和免疫沉淀研究,用无半胱氨酸RPMI-1640(GIBCO)洗涤细胞3次并在补充了5%透析FCS和200Ci35S-半胱氨酸(Amersham,比活800Ci/rnM)的相同培养基中在5%CO2中37℃以107/ml培养4小时。弃去上清,在冷PBS中洗涤细胞并在0.25%NP-40加1mM PMSF中裂解。在100μg/ml人rNGF存在或不存在的条件下按所述方法(Cozzolino等,1990)免疫沉淀上清和细胞溶胞产物。洗涤免疫沉淀,在含有或不含2-巯基乙醇的SDS Laemmli缓冲液中洗脱,并在用Amplify(Amersham)处理的15%SDS-PAGE板上电泳,干燥并在-70℃对Hyper膜MP(Amersham)曝光。小鼠免疫和处理
以40mg半抗原对lg蛋白质的比率(Nisonoff,1967)经过重氮化对-氨基苯胂酸并偶连到匙孔血蓝蛋白(KLH,Calbiochem)上制备Ars-KLH。按照Reth等,1978将(4-羟基-5-碘-3-硝基-苯)乙酰(NIP,D.Schilovich,HSR,Milano博士惠赠)偶连到牛血清白蛋白(NIP-BSA)上。两组20只6周龄的雌性Balb/c小鼠用0.1ml TT溶液[15μg/ml(Anatetal,Biocine-Sclavo,Siena,Italy)]在颈部s.c.注射或用Ars-KLH(0.1mg)经i.p.注射,用0.1mg NIP-BSA经i.p.免疫一组20只C57BL/6小鼠。引发40天后,用羊抗-NGF IgG(500g/小鼠)处理各组10只小鼠,其它用免疫前羊IgG(500g/小鼠)处理,48小时后用相同剂量的相关抗原加强注射所有小鼠。第二次免疫4天后,从眼眶后神经丛抽血。用TT,NIP-BSA或Ars-KLH免疫的其它组的10只小鼠用于在加强注射前立即测定抗原特异性IgG。
为进行脾细胞的FACS分析,用抗-NGF抗体或羊IgG在72小时内(0.5mg/小鼠)两次注射处理10只成年BALB/c小鼠组。再过72小时后,处死小鼠,获得除去单核细胞的脾细胞。使用特异性抗体经过细胞荧光光度术测定表面IgG+,IgA+,或IgM+脾细胞的百分数。ELISA
按Soderstrom等(1990)所述进行NGF ELISA。为评价破伤风类毒素(TT)-特异性IgG或IgM滴度,用501溶于0.1M硼酸盐缓冲液,pH8.6中的TT(10g/ml)在4℃覆盖平板过夜。为评价NIP或Ars-特异性IgG或IgM滴度,用NIP-KLH或Ars-BSA(35μg/ml溶于PBS中)覆盖平板。经过用NIP-BSA或Ars-KLH覆盖平板还评价了针对免疫复合物的特异性IgG和IgM滴度。用含1%BSA的PBS饱和并用含0.05%(v/v)Tween20的PBS漂洗后,用系列稀释的小鼠血清在37℃培养覆盖的孔1小时;免疫前的小鼠血清合并液用作阴性对照。经过加入碱性磷酸酶连接的羊抗-小鼠IgG或IgM检测结合的Ig。经过与NPP(Sigrna)底物溶液温育观察最终反应并记录405nm处的吸光度。表1抗-NGF抗体对促***原诱导的静息B淋巴细胞增殖的影响
3H-胸苷掺入(cpm)
实验1
实验2
实验3UF B细胞 251 240 306UF B细胞+NGF 305 312 403UF B细胞+SAC 13808 32010 17040UF B细胞+SAC+抗-NGF 11488 25432 13050UF B细胞+SAC+羊IgG 13765 32456 17321UF B细胞+SAC+NGF 14056 34021 19028UF B细胞+IL-4+抗-μ 12896 15675 11366UF B细胞+IL-4+抗-μ+抗-NGF 12798 15254 10987UF B细胞+IL-4+抗-μ+羊IgG 12913 16070 11654UF B细胞+IL-4+抗-μ+NGF 13004 16876 12114纯化的sμ+δ+细胞 384 426 368纯化的sμ+δ+细胞+SAC+羊IgG 6863 7121 7256纯化的sμ+δ+细胞+SAC+抗-NGF 6943 6889 7124纯化的sγ+/α+细胞 279 344 368纯化的sγ+/α+细胞+SAC+羊IgG 13935 14759 13157纯化的sγ+/α+细胞+SAC+抗-NGF 2468 3137 2324
培养静息未分级分离的(UF)B淋巴细胞或所示的纯化群体48小时并用3H-胸苷在最后12小时脉冲标记。数据表示为三份培养物的平均3H-胸苷掺入。SD常低于10%。以1∶10000的最终稀释度使用SAC。以10g/ml浓度使用羊抗-NGF抗体或免疫前羊IgG。以100ng/ml浓度使用重组人NGF。以100U/ml浓度使用IL-4。以1g/ml的浓度使用多克隆兔抗-抗体。
表2抗-NGF抗体对PWM-刺激的PBMNC产生Ig的影响
Ig(ng/ml)
IgM IgG IgA仅含培养基 84 30 676PWM 1028 966 10716PWM+a-NGF 674 374 1350PWM+羊IgG 987 995 9234PWM+CD40μ 1530 554 4794PWM+CD4μ 928 1024 9865
在PWM(10g/ml),羊抗-NGF抗体或免疫前羊抗IgG(10g/ml),CD40或CD4上清(1∶10最终稀释度)存在或不存在的条件下以3×106个细胞/ml培养人PBMNC 12小时。在培养结束时,收集上清并使用特异性抗体经过ELISA测量IgA,IgG,IgM。数据表示为三份孔的平均Ig浓度;SD<15%。
实施例3
体液免疫中与年龄相联系的变化对抗体应答的质量影响多于对其数量的影响。抗体应答质量随年龄的改变包括抗体同种型从IgG转换为IgM和抗体亲和力由高变低。老年人对大多数疫苗的反应受损以及老年人对感染具有更大的易感性支持了这一观点,即免疫衰老导致免疫缺陷状态。尽管这些变化大部分归根于T细胞帮助关于外周同种型和亲和力成熟的B细胞成熟的能力受损,本实施例表明老年动物记忆B细胞存活能力受损是由于NGF生产受损。在记忆B细胞成熟期期间施用NGF恢复在用常用半抗原,NIP-BSA免疫的老年小鼠中特异性,高亲和力的IgG生产。结果和讨论在用NIP免疫的老年小鼠中特异性IgG生产被极大地抑制
一组10只老年(>5月龄)和一组10只幼年(≤8周龄)C57/BL6雌性小鼠用每只小鼠0.1mg(4-羟基-5-碘-3-硝基-苯)乙酰-牛血清白蛋白(NIP-BSA)(Reth等,1978)溶于0.1ml磷酸盐缓冲溶液(PBS),重悬于0.1ml完全Freund’s佐剂经i.p.免疫接种。21天后,经眼眶后神经丛吸血从每只动物获得0.4ml血液,经过向血清样品中加入BSA中和抗-BSA抗体。然后在ELISA中测定NIP-特异性IgG和IgM滴度。图3显示了对NIP的特异性IgG反应在老年小鼠中比幼年小鼠明显受影响,而抗半抗原的特异性IgM反应在两组小鼠中相似。这些结果表明NIP-特异性高亲和力免疫球蛋白生产中的机制(体细胞高变,同种型转换)在老年小鼠中存在缺陷。
已报道NGF是记忆B淋巴细胞的自分泌存活因子(Torcia等,1996)。为了研究老年小鼠有缺陷的免疫应答是否负责缺乏NGF生产或NGF有效性诱导的记忆B细胞的大量死亡,我们经过淘选技术从10只老年小鼠的脾脏分离了记忆B细胞(作为sIgD-淋巴细胞)且来自10只幼年小鼠的细胞作为对照。细胞在37℃培养16小时,收获上清,经过ELISA技术测定NGF。表3显示了从老年小鼠分离的记忆B细胞不能产生NGF,而根据报道(Torcia等,1996),从幼年小鼠分离的相同群体产生高水平的细胞因子。
表3老年或幼年小鼠sIgD-脾细胞的NGF生产
未刺激的NGF生产(pg/ml)老年小鼠 <9幼年小鼠 535.3+43.1
由于NGF生产受损,老年小鼠记忆B细胞的存活曲线与从幼年小鼠分离的相同群体相比一律更短。
Claims (16)
1、一种用于增强免疫缺陷动物中疫苗效力的药用组合物,包含:
A)能刺激免疫缺陷动物中抗对所述动物为异源的致病因子的抗体生产的免疫应答触发疫苗;和
B)疫苗增效量的神经生长因子;
其中所述的药物组合物为允许所述的疫苗和所述的神经生长因子分别或一起施用的形式。
2、权利要求1的药用组合物,其中所述的动物是人类,且所述的疫苗选自流感疫苗,流感嗜血杆菌疫苗,甲肝病毒疫苗,乙肝病毒疫苗,丙肝病毒疫苗,结核疫苗,带状泡疹病毒疫苗,巨细胞病毒疫苗,肺炎球菌性肺炎疫苗,脑膜炎球菌性脑膜炎疫苗,白喉疫苗,破伤风疫苗,狂犬病疫苗,幽门螺杆菌疫苗,脊髓灰质炎疫苗和天花疫苗。
3、权利要求1的药用组合物,其中所述的疫苗量从大约1×10-9g到大约1×10-3g,且所述神经生长因子的量为大约0.001-100mg/kg。
4、权利要求1的药用组合物,其中所述的疫苗量从大约1×10-8g到大约1×10-4g,且所述神经生长因子的量为大约0.1-10mg/kg。
5、权利要求1的药用组合物,其中所述的神经生长因子量为大约0.3-3mg/kg。
6、权利要求1的药用组合物,包含包括所述疫苗和所述神经生长因子的组合物。
7、权利要求6的药用组合物,其中所述的组合物包括药用上可接受的载体。
8、增强疫苗效力的药用组合物在生产免疫接种用药物中的用途,所述药用组合物包含:
A)能刺激免疫缺陷动物中抗对所述动物为异源的致病因子的抗体生产的免疫应答触发疫苗;和
B)疫苗增效量的神经生长因子;
其中所述的药物组合物为允许所述的疫苗和所述的神经生长因子分别或一起施用的形式。
9、权利要求8的用途,其中所述的动物是人类,且所述的疫苗选自流感疫苗,流感嗜血杆菌疫苗,甲肝病毒疫苗,乙肝病毒疫苗,丙肝病毒疫苗,结核疫苗,带状泡疹病毒疫苗,巨细胞病毒疫苗,肺炎球菌性肺炎疫苗,脑膜炎球菌性脑膜炎疫苗,白喉疫苗,破伤风疫苗,狂犬病疫苗,幽门螺杆菌疫苗,脊髓灰质炎疫苗和天花疫苗。
10、权利要求8的用途,其中所述的疫苗量从大约1×10-9g到大约1×10-3g,且所述神经生长因子的量为大约0.001-100mg/kg。
11、权利要求8的用途,其中所述的疫苗量从大约1×10-8g到大约1×10-4g,且所述神经生长因子的量为大约0.1-10mg/kg。
12、权利要求8的用途,其中所述的神经生长因子量为大约0.3-3mg/kg。
13、权利要求8的用途,其中所述的药物中所述的疫苗为加强剂量的疫苗。
14、权利要求13的用途,其中所述的药物为允许神经生长因子在所述的加强剂量疫苗前大约3-4天施用的形式。
15、权利要求13的用途,其中所述的药物为允许所述的神经生长因子与所述的疫苗基本上同时施用的形式。
16、权利要求8的用途,其中所述的药物为允许所述的疫苗和所述的神经生长因子经注射用药的形式。
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