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首页医源资料库在线期刊中华医学研究杂志2009年第9卷第4期

静注人免疫球蛋白抗体疗法与微阵列技术应用研究进展

来源:《中华医学研究杂志》
摘要:【摘要】静注人免疫球蛋白(IVIG)是治疗原发性免疫缺乏症、继发性免疫缺陷病、自身免疫性疾病(如川崎病、特发性血小板减少性紫癜)的有效药物,有着其他药品不可替代的作用。近年来,随着临床适应证的不断增加和新技术的应用,IVIG在血浆蛋白制品中一直保持高增长的势头,这种倾向仍在继续。本文就IVIG的抗体疗法......

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【摘要】  静注人免疫球蛋白(IVIG)是治疗原发性免疫缺乏症、继发性免疫缺陷病、自身免疫性疾病(如川崎病、特发性血小板减少性紫癜)的有效药物,有着其他药品不可替代的作用。近年来,随着临床适应证的不断增加和新技术的应用,IVIG在血浆蛋白制品中一直保持高增长的势头,这种倾向仍在继续。本文就IVIG的抗体疗法和相关微阵列技术应用研究进展作一综述。

【关键词】  静注人免疫球蛋白;抗体疗法;免疫调解;微阵列技术

 自从第二次世界大战期间,美国科学家Cohn和Oncley等用低温乙醇法从人血浆中分离出免疫球蛋白制品以来,该制品用作被动免疫制剂,在预防病毒性传染病,如甲型肝炎、麻疹、腮腺炎中的作用引人瞩目。用免疫球蛋白制品预防体液免疫缺乏患者的感染也已成为临床实践中的有效手段。然而,最初免疫球蛋白制品因其某些物理化学性质的限制,只适合于肌内注射。20世纪80年代初,可安全使用的多种静脉注射免疫球蛋白制品(IVIG)相继问世。以Imbach首先报告用大剂量IVIG治疗儿童特发性血小板减少性紫癜(ITP)为起点,IVIG治疗的临床经验不断丰富,适应证不断增加,对其作用机制的认识逐渐深入,IVIG已成为临床治疗的重要手段[1]。IVIG是以1000人份以上的健康人血浆为原料,用专门的分离纯化技术制备的多克隆制剂。据推算,IVIG中含有的IgG特异性约为107种,换言之,IVIG事实上是一种由大约107种不同IgG分子组成的混合物。因此,即使是应用现代生物技术(包括细胞工程、DNA重组和转基因技术)也难以生产与人源同功能的IVIG。

    1  静注人免疫球蛋白(IVIG)的抗体疗法

    尽管IVIG适应证在不断增加,其治疗范围也在不断扩大,人们对免疫球蛋白的作用机理尚缺乏了解,导致应用频率的不同,例如,1999年[2],在加拿大63%的IVIG制剂应用于4个指征,其中应用频率最低的是原发性免疫缺陷方面,应用频率最高的则是慢性炎症性脱髓鞘多神经病(CIDP),CIDP的IVIG适应证未获批准,而其使用频率仅比自发性血小板减少性紫癜的使用频率高一些,后者属已获批准的适应证。马塞诸塞综合医院采用IVIG治疗CIDP的经验报告称[3],每人每年在这方面的花费可能超过5万美元,除了昂贵的费用之外,需要考虑的是,使用未被管理当局批准的(off-label)的制剂有发生潜在不良反应,尤其是儿科人群更应注意这种情况[4]。

    1.1  IgG结构和免疫调解中的功能  IgG有两个主要的功能性区域,它们在结构上有所不同,Fab’区是氨基末端区并含有结构性组件(可变区;CDR区),用来识别抗原,Fab’区含有轻链和重链组件,根据其结构信息可以制备治疗性和诊断性衍生物,如小体(minbodies)、二体(diabodies)和单F可变区。IgG分子的其余部分则是铰链区和羧基端Fc区。Fc结构域与抗体分子的药物动力学有关[5],对免疫调制功能起着主要的作用,也是Fcγ受体的多态性的关键因素[6]。

    1.2  IVIG作为一种免疫调制药物  在过去20年中,IVIG越来越广泛地作为一种免疫调制剂进行使用。不论其机理学资料存在与否,由于使用IVIG具有正面的临床效果,人们正在认定它的免疫调制作用[7~15]。变态反应和免疫学联合委员会已经确定将免疫调制作为一个全球项目。某些广泛使用的药物或者免疫学干预制剂能够改变正常的或异常的免疫反应,而这些反应是由于特异性T细胞或B细胞缺失、免疫偏离[16]、外围或中枢耐受性的无反应性诱导,或者不同炎性途径的修饰(如趋化性、黏附性或细胞浆内信号)而发生的。在免疫应答的调节置于一定的水平中,还会有一些物质如皮质类固醇、细胞毒剂、胸腺素和免疫球蛋白等会涉及到免疫增强、免疫抑制或免疫耐受性的诱导以及免疫调制过程中[17]。

    有许多研究涉及到在传染性疾病中体外测定IVIG与其临床有效性的内容,但与免疫调制有关的内容却很少,这也许与IVIG的体外效价与临床有效性之间是否存在相关性有关,随之需要开发一种替代性测定方法以期检测IVIG对复杂的临床结果的免疫调制活性。IVIG批间以及制造工艺之间存在着一些差异[18]。这些信息不仅有助于鉴定有效批IVIG成为可能,也为开发增效治疗的制剂建立了条件。

    IVIG调制作用来源于对细胞产物例如细胞因子、趋化因子的直接中和或者调节其组成。如TNF-α、INF-γ和IL-1这样的细胞因子在炎症免疫应答中为主要的中介蛋白[19]。在市售的IVIG制剂中,存在着含有自发的抗TNF-α和抗其他细胞因子,在性质上属于IgG的潜在的中和抗体[20]。由IVIG产生的对细胞因子和趋化因子的中和作用已经表明,IVIG作为一种免疫治疗药物在功能上的重要性,但IVIG在调制趋化因子和细胞因子的产生方面其意义要更大一些[21]。

    已获准使用IVIG治疗特发性血小板减少性紫癜(ITP),尽管还缺乏强有力的科学证据来判定IVIG的治疗机理,最初的观察是在患有ITP的儿童中IVIG提高了血小板数量,在此后,Fehr及同事证实IVIG在ITP成人患者中也有效[22],这就表明了这种作用是由于阻断了吞噬Fc受体所致。

    2  应用微阵列技术测定IVIG免疫调制药物功能

    微阵列技术又称微生物芯片技术,是近年来生命科学与微电子学等学科相互交叉发展起来的一门高新技术,由于该技术具有高度并行性、多样性、微型化和自动化等优点,已经被广泛地用于血型检测及相关研究。

    在应用DNA微阵列技术进行IVIG测定方面有学者作了大量的工作,Fessler[23]及其同事报告了基因表达(寡核苷酸微阵列)以及蛋白质组分析(二维凝胶电泳)的分析结果,所用材料是经脂多糖刺激的人中性白血球,这项重要研究自从2002年公开发表以来曾广泛地被加以引证。

    Fessler及其同事还注意到细胞因子和趋化因子基因表达的变化,而这种表达变化是在用脂多糖(LPS)攻击后出现,他们观察到通过使用寡核苷酸DNA微阵列技术得知超过100个基因呈现表达上调,IL-1β(17.6倍),TNF-α(14.5倍),IL-6(6.3倍),这和mRNA表达的RNA印迹分析取得的结果相吻合。Fessler描述了使用DNA微阵列技术测定嗜中性白细胞中基因表达的研究结果。接下来的工作是使用基因表达系列分析(SAGE)测定嗜中性白细胞的基因表达。本项研究证实了中性粒细胞是一种复杂的细胞,能明显地进行基因表达和基因调节。

    还有一些其他的研究说明,在IVIG研究中应用DNA微阵列技术的重要性,Diaz-Mitaoma[24]及其同事研究了流感免疫之后人外周血单核细胞的基因表达情况,通过流感病毒使干扰素相关基因表达上调,但植物血凝素却不能使之上调。使用DNA微阵列技术进行基因表达分析研究了巨噬细胞中TNF-α介导的信号[25]。Koustava[26]等使用DNA微阵列分析研究了乳化的Ringer氏液对中性粒细胞的作用。

    Li及其同事[27]已测定了mind-body(Qigong)技术对中性白细胞中基因表达的作用,使用DNA寡核苷酸微阵列技术观察到正面和负面的作用,并观察到杀菌活性提高以及常见途径的下调情况,在免疫修饰中单核细胞的也很重要。仅有少量的研究使用DNA微阵列技术针对IVIG攻击反应的基因表达情况。某些目的蛋白如Fc受体,因其具有指导性,它们的基因表达也有明显的不同。另一方面,也观察到不论是LPS还是IVIG似乎都会引起TNF-α的基因表达提高。

    3  结论

    尽管IVIG广泛地用于自身免疫疾病和相关性疾病的治疗,但它仍然被考虑是一种实验性治疗。这种状况可通过可靠的代用性测定方法的开发而得到校正,而只有这些技术才能合理地解释IVIG的使用情况,并且提供预后的信息。从基因组学和蛋白质组学研究中所衍生的分析方法已经成为可利用的医学分析手段。DNA微阵列技术已经被用来测定IVIG应用前后在肌肉组织中的基因表达情况,以及用来测定某些患者群体,如川崎病患者的血细胞的基因表达状况。对研究者而言,期望尽快开发出用以DNA微阵列研究指南,以便对不同实验室的结果进行相互比较。

    4  展望

    (1)IVIG的持续应用以及将来进一步开发用于免疫调制,这将取决于IVIG中治疗性组分的代用性测定技术的开发。(2)DNA微阵列技术对于进一步了解IVIG无疑是一种可行的方法,但需要将此技术标准化并进行比较分析,微阵列技术不仅对现有的问题作了全面回答,而且在IVIG机制研究方面极其有用。(3)在使用IVIG治疗费用日渐增高的情况下,阐明使用未被管理当局批准(off-label use)的IVIG的原理对于确保IVIG免疫调制药物的可利用性至关重要。

【参考文献】
  1 Sapan CV, Reisener HM, Lundblad RL. Antibody therapy(IVIG): evaluation of the use of genomics and proteomics for the study of immunomodulation therapeutics. Vox sanguinis,2007, 92(1):197-205.

2 Lemieux R, Bazin R, Néron S. Therapeutic intravenous immunoglobulins. Mol Immunol,2005, 42(2):839-848.

3 Darabi K, Abdel-Wahab O, Dzik WH. Current usage of intravenous immunoglobulin and the rationate behind it: the Massachusetts General Hospital data and a review of the literature. Transfusion,2006, 46(2):741-753.

4 Clarkson A, Ingleby E, Choonara I, et al. A novel scheme for the reporting of adverse drug reactions. Arch Dis Child,2001, 84(2):337-339.

5 Sewell WAC, Jolles S. Immunomodulatory action of intravenous immunoglobulin. Immunology,2002, 107(2):387-393.

6 Cooper N, Heddle NM, de Haas M, et al. Intravenous(Ⅳ) anti-D and Ⅳ immunoglobulins achieve acute platelet response to Ⅳ anti-D by FcγRⅡa and FcγⅢa polymorphisms. Br J haematol,2004, 124(3):511-518.

7 Fillit H. Intravenous immunoglobulins for Alzheimer's disease. Lancet Neurol,2004, 3(3):704.

8 Wu R, Schoenfeld Y, Sherer Y, et al. Anti-idiotypes to oxidized LDL antibodies in intravenous immunoglobulin-possible immunomodulation of atherosclerosis. Autoimmunity,2003, 36(1):91-97.

9 Peterlana D, Puccetti A, Simconi S, et al. Efficacy of intravenous immunoglobulin in chronic idiopathic pericarditis: report of four cases. Clin Rheumatol,2005, 24(1):18-21.

10 Bilge I, Sadikoglu B, Emre S, et al. Central nervous system vasculitis secondary to parvovirus B19 infection in a pediatric renal transplant patient. Pediatr Nephrol,2005, 20(2):529-533.

11 Ranque-Francois B, Maisonobe T, Dion E, et al. Familial inflammatory inclusion body myositis. Ann Rheum Dis,2005, 64(3):634-637.

12 Bierling P, Godeau B. Intravenous immunoglobulin for autoimmune thrombocytopenic purpura. Hum Immunol,2005, 66(3):387-394.

13 Newburger JW, Fulton DR. Kawasaki disease. Curr Opin Pediatr,2004, 16(3):508-514.

14 Rodriguez-Orozco AR. Intravenous immunoglobulin and mitoxanthome stop the progression of secondary multiple sclerosis in a patient with interferon intolerance. Rev Alerg Mex,2004, 51(1):124-126.

15 Meinck HM. Stiff man syndrome. CNS Drugs,2001, 15(2):515-526.

16 Joint Council on Allergy and Immunology: Practice parameters for allergen immunotherapy. Ⅲ. Immunotherapy glossary . Ann Allergy,2003, 90:1-540.

17 Anderson D(Ed.). Mosby Medical Dictionary. Mosby, St. Louis, Missouri, 2002.

18 Lamari F, Karamanos NK, Papadopoulou-Alataki E, et al. Monitoring of two intravenous immunoglobulin preparations to bacterial surface antigens and relation with their levels in treated immunodeficient patients. J Pharm Biomed Anal,2000, 22(3):1029-1036.

19 Mantovani A, Dinarello CA, Ghezzi P. Pharmacology of Cytokines. Oxford , Oxford University Press, 2000.

20 Bendtzen K, Ross C, Meyer C, et al. Natural and induced anticytokine antibodies in humans; in Cilbero G Savino R(eds): Cytokine Inhibitors. New York, Marcel Dekker, 2001.

21 Ephrem A, Misra N, Hassan G, et al. Immunomodulation of autoimmune and inflammatory disease with intravenous immunoglobulin. Clin Exp Med,2005, 5(1):135-140.

22 Fehr J, Hofmann V, Kappeler U. Transient reversal of thrombocytopenia in idiopathic thrombocytopenic purpura by high-dose intravenous gamma globulins. N Engl J Med,1982, 306(3):1254-1258.

23 Fessler MB, Malcolm KC, Duncan MW, et al. A genomic and proteomic analysis of activation of the human neutrophi by lipopolysaccharide and its modulation by p38 mitogen-activated protein kinase. J Biol Chem,2002, 277(2):31291-31302.

24 Diaz-Mitoma F, Alverez I, Dabowski A, et al. Transcriptional analysis of human peripheral blood mononuclear cells after influenza immunization. J Clin Virol,2004, 31(1):100-112.

25 Adair-Kirk TL, Atkinson JJ, Kelley DG, et al. A chemotactic peptide from laminen α5 functions as a regulator of inflammatory immune responses via TNF-α-mediated signaling. J Immunol,2005, 174(3):1621-1629.

26 Koustava E, Stanton K, Gushchin V, et al. Effects of lactated Ringer's solution on human leukocytes. J Trauma,2002, 52(3):872-878.

27 Li QZ, Li P, Garcia GE, et al. Genomic profiling of neutrophi transcripts in Asian Qigong practitioners: a pilot study in gene regulation by mind-body interaction. J Altern Complement Med,2005, 11(1):29-39.

(编辑:张 犁)


作者单位:1 730046 甘肃兰州,兰州生物制品研究所 2 130026 吉林长春,长春市中日联谊医院 

作者: 2009-8-24
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