CN101949935A

CN101949935A - He4单抗、多抗制备及相关诊断试剂盒研制

Info

Publication number: CN101949935A
Application number: CN2010105047896A
Authority: CN
Inventors: 郝振明; 周贞德
Original assignee: TIANJIN GOALGEN BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: TIANJIN GOALGEN BIOTECHNOLOGY CO Ltd
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2011-01-19

Abstract

本发明涉及一种用于卵巢癌早期诊断、复发监测等用途的诊断试剂盒的制备方法。该发明包括标记物HE4在真核细胞的重组表达，及用真核细胞重组表达的HE4制备的单抗和多抗，以及用制备的单抗和多抗研制的诊断试剂盒(双抗体夹心法酶联免疫法)。利用基因工程的方法得到的真核细胞重组表达的HE4具有与天然HE4相同的糖基化程度，空间构象更接近天然抗原，以此制备的单抗或多抗作为包被抗体，以另一单抗作为酶标抗体研制的试剂盒，敏感性及特异性更高。

Description

HE4单抗、多抗制备及相关诊断试剂盒研制

技术领域：

本发明涉及HE4的抗体(包括单抗和多抗)的制备、HE4的重组表达及利用HE4的抗体来早期诊断卵巢癌以及卵巢癌复发监测的技术领域。

发明背景：

卵巢癌是妇科常见的恶性肿瘤，包含了数种不同的组织病理分型，治疗方法取决于具体的肿瘤类型。其中上皮性卵巢癌占了恶性肿瘤的大部分，还包括其它如生殖细胞肿瘤、癌肉瘤(卵巢恶性苗勒氏混合瘤)和卵巢间质肿瘤。上皮性卵巢癌的患者能获得治愈的不到40％，大部分患者初诊时已是晚期。

据WHO近期世界范围统计资料，卵巢癌发病率和死亡率在女性生殖道恶性肿瘤中均仅低于宫颈癌占第二位。在西方国家，卵巢癌死亡率占第一位，甚至比宫颈癌和子宫内膜癌死亡人数的总和还多。由于尚无成熟的早期诊断方法，卵巢癌发现时70％-80％均为晚期，治疗极其困难。常规的手术、化疗难以治愈，即使暂时缓解亦常在2-3年后复发，而对这一部分病人反复手术、化疗严重影响患者生存质量。

NCCN指南反映了分期、分级在判断预后以及在指导治疗上的重要性。卵巢癌主要分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期。病理分级仍然是影响预后和治疗的一个很重要因素，这对于早期卵巢癌更为重要，分级有G1、G2、G3。由于卵巢在体内所处的位置，卵巢癌患者早期无典型的临床表现，卵巢癌的早期诊断比较困难，大部分患者确诊时已在晚期，仅有25％的患者在Ⅰ期发现，而Ⅲ、Ⅳ期卵巢癌患者5年生存率则由Ⅰ期时的95％降至20％～25％，且卵巢癌术后复发率高。肿瘤标志物检测简便且无创，因此其在肿瘤的筛查、诊断、指导治疗、估计预后等方面有着非常广泛的运用前景。

就卵巢癌而言，目前只有癌抗原125(CA125)检测被广泛应用于临床卵巢癌的诊断。CA125是一种高分子糖蛋白，由人类卵巢浆液性囊腺癌细胞给家鼠作免疫接种，通过淋巴细胞杂交而获得，并由单克隆抗体OC125识别而命名。它是目前临床常用的用于卵巢癌诊断的肿瘤标记物，它已成为术后监测卵巢癌治疗效果及有无复发的重要指标。但由于子宫内膜异位症、盆腔炎症等也会导致CA125升高，所以应用CA125诊断卵巢癌并不准确。由于CA125其特异性不强，在早期卵巢癌诊断中敏感性不高，因此，迫切需要一种灵敏性和特异性较强的标志物来提高卵巢癌的诊断水平。一些学者已经进行了CA125与其它血清肿瘤标志物以及超声技术联合应用的研究，多数联合应用的肿瘤标志物包括高分子量糖蛋白类，如CA153、CA724、CA199、脂质结合唾液酸(LAsA)、VOX1等。上述联合应用的方法虽然有可能提高检测的灵敏度，但却是以降低特异性为代价的，所以此方法对于卵巢癌的早期诊断无太大意义。人们仍然致力于寻找新的肿瘤标志物。

人附睾蛋白4(HE4)是一种新的肿瘤标志物，属于乳清酸性4-二硫化中心(WFDC)蛋白家族，此家族中的其它蛋白还包括SLPI，Elafin和PS20(WFDC1)，具有疑似胰蛋白酶抑制剂的特性。HE4基因的cDNA最早由Kirchhoff等从人的附睾中克隆到，该基因编码的蛋白质与细胞外蛋白酶抑制剂有很高的同源性。该基因位于染色体20q12～13.1，全长为12kb左右，由5个外显子和4个内含子组成。该基因存在多种剪切方式，编码分泌小分子蛋白Es7。HE4基因编码一段长度为13kD的蛋白，在其成熟的糖基化形式时，此蛋白大概为20kD～25kD，并且包括一条含有两个WFDC结构域的单链。

HE4首先在附睾远端的上皮中被发现，并且最初认为它是一种与精子成熟相关的蛋白酶抑制剂。一直以来有报道认为HE4在多个正常组织(包括呼吸道和生殖道组织，以及卵巢癌组织)的上皮内均有所表达。不仅在细胞水平上有所表达，分泌型HE4已经在卵巢癌患者的血清中检测到有高水平表达。Hellstrom等比较了卵巢癌患者及正常人血清中的HE4蛋白量，发现大多数卵巢癌患者血清中的HE4蛋白含量有明显提高。在一项关于卵巢癌患者与良性状态下的健康者的病例/对照对比性研究中，Hellstrom等发现HE4检测卵巢癌在特异性水平为96％时具有67％的敏感性。在随后一项对卵巢癌相关的大量生物标志物的评价研究中，HE4检测卵巢癌时具有最高的灵敏度，尤其是在疾病的早期阶段。HE4还可与其它检测项目如CA125联合使用，以提高对恶性肿瘤预测的准确性。

发明内容

发明目的：

本发明的目的是提供一种利用HE4及抗HE4的单抗和多抗作为卵巢癌早期诊断、复发监测简便易得的诊断试剂盒，来测定人血清中HE4的浓度，提高卵巢癌早期诊断的敏感性和特异性，还可用于卵巢癌的复发监测。

技术方案：

一种用于卵巢癌早期诊断、复发监测等用途的诊断试剂盒的制备方法，包括标准HE4蛋白、能与HE4特异结合的单克隆抗体和多克隆抗体、封闭液、酶标抗体、酶底物溶液、终止液和酶标板。

该发明包括卵巢癌肿瘤标志物HE4在真核细胞的重组表达，能与HE4特异结合的单克隆抗体和多克隆抗体，能产生单克隆抗体的杂交瘤细胞，以及该试剂盒的制备。利用基因工程的方法得到的真核细胞重组表达的HE4具有与天然HE4的糖基化程度相同，空间构象更接近天然抗原，以此制备的单抗或多抗作为包被抗体，以另一单抗作为酶标抗体制备的试剂盒，敏感性及特异性更高。

发明中HE4标准蛋白采用基因工程方法制成：从卵巢癌组织中利用RT-PCR的方法克隆HE4基因，将其插入pPICZaA载体上，经测序确证基因正确后转入到酵母或哺乳动物细胞中，表达的HE4蛋白利用NI-Agarose亲和层析柱分离纯化，得到的表达产物具有糖基化，其空间构象接近于天然状态。

发明中抗HE4单抗用纯化的HE4免疫BALB/c小鼠，得到抗原刺激的脾脏细胞，融合该脾脏细胞和小鼠的骨髓瘤细胞系P3-X63-Ag8.653；利用HAT选择培养基选择杂交瘤细胞，并利用ELISA方法鉴定产生抗HE4抗体的细胞；保存所筛选到的产生与HE4高特异性结合的单抗的细胞株；利用细胞发酵装置培养所保存的细胞株，收集细胞培养上清，先用(NH₄)₂SO₄沉淀法从培养上清中初步纯化抗HE4单抗，再利用Protein A-Sepharose亲和层析柱从细胞培养上清中进一步纯化抗HE4的单抗，SDS-PAGE及western blotting鉴定分离纯化的单抗。

发明中抗HE4多抗是用纯化的HE4免疫兔，得到含有抗HE4抗体的兔血清；先用(NH₄)₂SO₄沉淀法从兔的血清中初步纯化免疫球蛋白IgG，再用Protein A-Sepharose亲和层析柱进一步纯化抗HE4的IgG，SDS-PAGE及western blotting鉴定分离纯化的多抗。

试剂盒的封闭液为1％明胶溶液；酶标抗体为酶标记的种属抗体，酶标抗体既保有酶的催化活性，也保持了抗体的免疫活性，其中酶可为辣根过氧化物酶(horseradish peroxidase，HRP)、碱性磷酸酶(alkaline phosohatase，AP)和亲和素等；酶底物溶液中的底物可为邻苯二胺(O-phenylenediamine，OPD)、四甲基联苯胺(3，3′，5，5′-tetramethylbenzidine，TMB)、硝基苯磷酸酯(p-nitrophenyl phosphate，p-NPP)和生物素等；终止液为2mol/L H₂SO₄溶液。

本发明利用抗HE4的单抗和多抗，其中利用多抗作为第一抗体，即包被抗体，HE4单抗作为酶标抗体，即第二抗体；也可一种单抗作为包被抗体，另一种单抗作为酶标抗体；同时，利用基因工程方法得到重组人HE4糖蛋白抗原，这取代了人卵巢癌组织中提取的方法，材料简单易得，由于是真核细胞表达，糖基化程度与天然产物相同，较合成的HE4多肽片段或大肠杆菌表达的产物空间构象更接近天然HE4，提高了卵巢癌早期诊断的敏感性和特异性，其敏感性可达89％，特异性为95％。

具体实施方式

实施例1

HE4的重组表达、纯化及鉴定

从卵巢癌组织中利用RT-PCR的方法克隆HE4基因，将其插入载体pPICZaA上，挑取阳性克隆，提取重组质粒DNA，以XhoI、XbaI、BamHI和HindIII进行酶切分析，结果显示得到了与预期大小相符的酶切片段；经测序确证基因正确后转化入到毕赤酵母GS115和KM71中，筛选酵母工程菌，重组酵母分泌表达产物经SDS-PAGE分析，发现在20-25kD左右有特异表达带，western blotting分析证明表达产物可与HE4单抗特异性结合。

实施例2

制备、纯化及鉴定抗HE4抗体

1)抗HE4的单抗的制备、纯化及鉴定

用纯化的HE4利用腹腔注射方法免疫BALB/c小鼠，每隔三周免疫一次，共免疫四次；然后取出免疫小鼠的脾脏细胞，利用PEG-4000融合该脾脏细胞和小鼠的骨骼瘤细胞系P3-X63-Ag8.653，利用HAT选择培养基在96孔细胞培养板上选择杂交瘤细胞，并利用ELISA方法鉴定产生抗HE4抗体的细胞；保存所筛选到的产生与HE4特异结合的单克隆抗体的细胞株；利用细胞发酵装置培养所保存的细胞株，收集细胞培养上清，再利用Protein A-Sepharose亲和层析柱从细胞培养上清中进一步纯化抗HE4的单抗，SDS-PAGE及western blotting鉴定分离纯化的单抗。

2)抗HE4的多抗的制备、纯化及鉴定

用纯化的HE4免疫兔，免疫两次，间隔一个月；取兔的全血，先用(NH₄)₂SO₄沉淀法从兔的血清中初步纯化免疫球蛋白IgG，再用Protein A-Sepharose亲和层析柱进一步纯化抗HE4的IgG，SDS-PAGE及western blotting鉴定分离纯化的多抗。

实施例3

ELISA诊断试剂盒的研制

1)ELISA板选择：选择吸附性能好、空白值低、孔底透明度高、各板之间和同一板各孔之间性能相近的聚苯乙烯板；

2)包被：以pH 9.6的碳酸盐缓冲液作为包被稀释液，在ELISA板孔中加入包被液后，在4-8℃冰箱中放置过夜，37℃中保温2小时被认为具有同等的包被效果。一般蛋白质的包被浓度为100ng/ml-20ug/ml；

3)封闭：以1％明胶溶液为封闭液；

4)酶底物溶液：为60ug/ml TMB，0.045％H₂O₂于0.1mol/L pH6.0磷酸盐缓冲液中；

5)终止液：2mol/L H₂SO₄溶液；

6)洗涤液：0.01mol/LpH 7.4磷酸盐-NaCl缓冲液，该缓冲液内含0.05％Tween-20。

7)操作步骤

制定标准曲线：将纯化的抗HE4多抗溶液用包被液稀释到1μg/ml，加入到96孔酶标板中，每孔100μl，37℃包被2小时或4℃过夜；洗涤液洗板3次，甩干，加入1％白明胶封闭，每孔200μl，室温保温2小时；洗涤液洗板3次，甩干，加入不同浓度的HE4标准抗原，每孔100μl，室温保温2小时，洗涤液洗板3次，甩干，加入抗HE4单抗溶液，每孔100μl，室温保存2小时，洗涤液洗板3次，甩干，加入二抗溶液，每孔100μl，室温保温2小时，洗涤液洗板3次，甩干，加入酶底物溶液，每孔100μl，暗处显色5分钟，加入终止液，每孔50μl，利用酶标仪在450nm测定光吸收值(A450nm)；以浓度为横坐标，A450nm为纵坐标，绘制标准曲线。

测定血清中的HE4浓度：将纯化的抗HE4多抗溶液用包被液稀释到1μg/ml，加入到96孔酶标板中，每孔100μl，37℃包被2小时或4℃过夜；洗涤液洗板3次，甩干，加入1％白明胶封闭，每孔200ul，室温保温2小时；洗涤液洗板3次，甩干，加入不同倍数稀释的血清，每孔100μl，室温保温2小时，洗涤液洗板3次，甩干，加入抗HE4单抗溶液，每孔100μl，室温保存2小时，洗涤液洗板3次，甩干，加入二抗溶液，每孔100μl，室温保温2小时，洗涤液洗板3次，甩干，加入酶底物溶液，每孔100μl，暗处显色5分钟，加入终止液，每孔50μl，利用酶标仪在450nm测定光吸收值(A450nm)；根据标准曲线，由所测得的A450求得血清中HE4的浓度值。

结果判定：根据HE4作为卵巢癌的早期诊断及复发监测的指标，其cut-off值为50pm/L。

实施例4试剂盒评价

检测150例妇女血清HE4水平，其中50例体检健康妇女作为正常对照组(n＝46)，100例盆腔肿物住院患者按术后病理结果分为良性病变组(n＝56)和恶性病变组(n＝44)。结果：正常对照组血清HE4范围是22～48.0pmol/L，均值为34.5±5.6pmol/L；良性病变组血清HE4范围是31～60pmol/L，均值为39±8pmol/L；恶性病变组血清HE4范围是32～1530pmol/L，均值为350±430pmol/L。恶性病变组HE4水平明显高于其他两组，差异有统计学意义(P＜0.001)。HE4在52pmol/L时诊断指数最大，灵敏性和特异性分别为89％和95％。

Claims

1.一种用于卵巢癌早期诊断、复发监测等用途的诊断试剂盒(双抗体夹心法酶联免疫法)的制备方法，所述试剂盒包括HE4标准蛋白、能与HE4特异结合的单克隆抗体和多克隆抗体、封闭液、酶标抗体、酶底物溶液、终止液和酶标板；

2.一种诊断试剂盒，包括能与HE4糖蛋白特异结合的单克隆抗体，以及与HE4特异性结合的多克隆抗体，其中HE4多克隆抗体包被于酶标板，HE4单克隆抗体作为检测抗体；

3.一种诊断试剂盒，包括针对不同HE4糖蛋白抗原表位的两个单克隆抗体，其中一种单克隆抗体包被于酶标板，另一种单克隆抗体作为检测抗体；

4.权利要求1所述，包括能产生权利要求2、3所述与HE4特异结合的单克隆抗体的杂交瘤细胞；

5.权利要求1所述，包括诱导产生HE4多克隆抗体的方法：1)HE4基因或蛋白免疫动物；

2)收集免疫动物血清，纯化针对HE4的多克隆抗体；

6.权利要求1所述，HE4标准蛋白采用基因工程方法制成，为真核细胞表达的糖蛋白；

7.权利要求6中所述真核细胞为酵母细胞或哺乳动物细胞；

8.权利要求1所述的诊断试剂盒，其特征在于所述封闭液为1％明胶溶液；

9.权利要求1所述的诊断试剂盒，其特征在于所述酶标抗体为酶标记的种属抗体，其既保有酶的催化活性，也保持了抗体的免疫活性，其中酶可为辣根过氧化物酶(horseradish peroxidase，HRP)、碱性磷酸酶(alkaline phosohatase，AP)和亲和素等；

10.权利要求1所述的诊断试剂盒，其特征在于所述酶底物溶液中的底物可为邻苯二胺(O-phenylenediamine，OPD)、四甲基联苯胺(3，3′，5，5′-tetramethylbenzidine，TMB)、硝基苯磷酸酯(p-nitrophenyl phosphate，p-NPP)和生物素等；

11.权利要求1所述的诊断试剂盒，其特征在于所述终止液为2mol/L H₂SO₄溶液。