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CIK与NK细胞联合应用对肿瘤细胞的杀伤性研究

2019-02-15张光辉邵小燕严小敏

生物化工 2019年1期
关键词:靶细胞组间活性

张光辉,邵小燕,严小敏

(重庆国联干细胞技术有限公司,重庆 401325)

近年来,随着肿瘤免疫学的发展,对于肿瘤的治疗,细胞免疫治疗已经成为继手术、放疗、化疗的第四种模式。常用的免疫细胞主要有细胞因子诱导的杀伤细胞(cytokine induced killer cells, CIK)、自然杀伤细胞(natural killer cells, NK)、树突状细胞(dendritic cells, DC)等[1]。CIK细胞是主要表达CD3+CD56+的一群淋巴细胞,而NK细胞主要表达CD3-CD56+。CIK、NK等细胞治疗是通过提取患者外周血的单个核细胞(Peripheral blood mononuclear cell,PBMC),在体外诱导扩增而制备所得[2]。大量的临床研究表明,CIK、NK具有提高肿瘤临床治愈率、减少肿瘤复发、改善生活质量、延长生存期等作用[3]。目前,体外诱导CIK和NK的技术都比较成熟,可以获得满足临床使用的细胞。但是,临床中所使用的细胞多为CIK或NK单独使用,联合应用进行治疗的较少,且联合应用对肿瘤细胞的杀伤功能缺乏报道。本研究通过采集肿瘤患者的外周血体外诱导扩增得到CIK和NK,对两种细胞联合应用对肿瘤细胞的杀伤功能进行检测。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018年1月至7月在重庆新桥医院所收治的10例肿瘤患者(均签署知情同意书),年龄43~68岁,平均年龄为(53.6±3.2)岁,其中男性6例、女性4例。其中肺癌3例,乳腺癌2例,胃癌2例,宫颈癌1例,肝癌1例,食管癌1例。所有患者在采集外周血15天内未接受放化疗。

1.2 实验材料

重组人白介素2(interleukin-2,IL-2,100万IU/瓶),购自北京四环生物制药有限公司;重组人白介素12(50 μg/支)、重组人白介素15(50 μg/支)、抗人CD3单抗(500 μg/支)、重组人γ-干扰素(100 μg/支),均购自北京同立海源生物科技有限公司;培养基(GT-T551,1 L/瓶),购自宝日医生物技术有限公司;淋巴细胞分离液(LTS1077,200 mL/瓶),购自天津灏洋生物制品科技有限公司;CD3-FITC(100tests/支)和CD56-APC(100tests/支),购自Biolegend公司;CCK-8,购自碧云天生物技术研究所;人慢性髓系白血病细胞K562细胞,购自中科院上海细胞生物研究所;T75、T225细胞培养瓶、移液管、离心管等无菌耗材,购自康宁公司;培养箱为赛默飞3111;离心机为艾本德5810/5810R;细胞计数仪为Nexcelom AUTOT4;流式细胞仪为BD Accuri C6;分析软件为BD Accuri CFLOW。

1.3 CIK、NK的细胞制备[4]

清晨饱腹后抽取患者外周静脉血50 mL于肝素钠采血管中,离心获取血清及全血细胞。收集血清经56 ℃水浴灭活30 min后,离心获取上清即自体血浆备用。全血细胞经生理盐水1∶1稀释后使用淋巴细胞分离液离心获取PMBC。PMBC重悬于含有10%自体血浆的培养基中,调整细胞密度为1.5×106个/mL。CIK细胞培养:添加抗人CD3单抗、γ-干扰素、IL-2。NK细胞培养:添加IL-2、白细胞介素-12、白细胞介素-15。细胞悬液移入培养瓶中,置于37 ℃、5% CO2培养箱中培养。培养期间抽样计数,根据细胞生长计数情况进行补液扩瓶,控制细胞密度为1.0×106个/mL。

1.4 细胞纯度检测

分别取第14天的细胞悬液,离心重悬,调整细胞浓度为1.0×107个/mL,每管100 μL。CIK、NK细胞表型检测:分别加入抗体CD3-FITC、CD56-APC各2 μL,孵育20 min洗涤后行流式细胞表型检测,CIK检测CD3+CD56+细胞的比例,NK检测CD3-CD56+细胞的比例。

1.5 细胞杀伤活性检测

使用CCK-8检测试剂盒进行细胞杀伤活性的检测。取培养第14天的细胞悬液,离心后调整细胞密度为1.0×106个/mL,作为效应细胞。取对数生长期的人慢性髓系白血病细胞K562细胞,调整细胞密度为5.0×104个/mL,作为靶细胞。按照效靶比分别为5∶1、10∶1、20∶1的比例进行细胞混合,培养于96孔板内,每孔总体积2 mL。同时,设置效应细胞孔、靶细胞孔、空白对照孔,实验组为CIK组、NK组、CIK/NK联合组(1∶1)每组设3个复孔。置于37 ℃、5% CO2细胞培养箱内培养24 h后,加入CCK-8试剂20 μL,置入培养箱继续孵育4 h后于450 nm测定吸光度(A)值。按如下公式计算细胞杀伤活性:杀伤率=[1-(实验孔A值-效应细胞孔A值)∕靶细胞孔A值]×100%。

1.6 统计学处理

使用SPSS16.0软件进行统计学分析,计量资料符合正态分布用±s表示,多组间均数比较采用单因素方差分析,进一步组间两两比较采用LSD-t检验,P<0.05差异有统计学意义。

2 结果

2.1 细胞的培养情况

培养的CIK、NK细胞第14天时,CIK细胞数量达到(5.3±1.2)×109(F=13.325,P=0.018,n=10),NK细胞数量达到(5.3±1.2)×109(F=15.428,P=0.016,n=10)。CIK细胞的纯度为(50.7±1.2)%(F=15.354,P=0.017,n=10),NK细胞的纯度为(46.3±4.7)%(F=16.337,P=0.018,n=10)。由细胞的数量和纯度来看,培养所得的CIK、NK细胞可以满足临床使用。

2.2 细胞杀伤活性检测

以培养第14天的细胞作为效应细胞,K562细胞为靶细胞,在效靶比5∶1、10∶1、20∶1下的杀伤情况为:CIK细胞组的杀伤率分别为(31.2±1.5)%、(42.7±2.1)%、(61.3±2.2)%,不同组间差异有统计学意义(F=16.724,P=0.016)。NK细胞组的杀伤率分别为(35.4±1.7)%、(46.2±2.3)%、(63.5±2.1)%,不同组间差异有统计学意义(F=13.521,P=0.015)。CIK/NK 1∶1联合组的杀伤率分别为(48.1±1.9)%、(61.3±2.5)%、(81.2±2.6)%,不同组间差异有统计学意义(F=16.432,P=0.018)。由此可见,CIK/NK联合应用对肿瘤细胞的杀伤率高于单独使用CIK和NK细胞。

3 讨 论

免疫细胞是人体发挥免疫功能的重要细胞,其通过血液、淋巴循环分布在免疫器官和组织中。CIK和NK细胞是进行肿瘤免疫治疗的两个重要部分。CIK是一群具有T淋巴细胞强大的抗瘤活性及NK细胞的非主要组织相容性复合物(Major Histocompatibility Complex,MHC)限制性细胞,CD3+CD56+细胞是其主要的效应细胞。CIK细胞主要是以MHC限制性的方式杀伤靶细胞,DC细胞通过MHC限制性的方式抗原呈递给CIK细胞,以激活CIK细胞的杀伤效应,清除残存的肿瘤细胞而发挥更加强大的细胞毒性作用[5]。NK细胞是一群表达CD3-CD56+的淋巴细胞,NK细胞对肿瘤和病毒的识别无MHC限制性,不依赖于抗体,无需致敏就可以发挥杀伤肿瘤和病毒的功能[6]。NK细胞也是机体抗肿瘤、抗感染的第一道防线。NK细胞还可分泌多种细胞因子,如穿孔素、细胞毒因子、TNF、IFN-γ、IL-2等来发挥免疫监视功能[7]。CIK细胞能够特异性的杀伤肿瘤细胞,但无法识别不表达MHC-I类分子的肿瘤细胞,而NK细胞能识别不表达MHC-I类分子的肿瘤细胞,并能杀伤肿瘤细胞,因此,两者的共同回输可对大部分肿瘤细胞进行有效杀伤[8]。

本研究采集了10例肿瘤患者的外周血,通过体外诱导扩增,获取CIK、NK细胞,并对其体外杀伤活性进行了检测。结果表明,体外培养可以获得满足临床治疗所需数量和纯度的细胞。对K562肿瘤细胞的杀伤效果来看,CIK、NK细胞联合应用高于单独使用,可以证实两者的共同作用不仅仅是两种细胞杀伤毒性的简单叠加,而是因为二者可相互促进各自的活化与免疫反应,显著提高机体的免疫反应。

本研究为CIK、NK细胞联合应用于肿瘤免疫治疗提供了体外实验依据,因而提示我们可以在临床上联合应用CIK和NK细胞进行肿瘤治疗,增强抗肿瘤活性,提高临床缓解率,改善患者生活质量。

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