CN105087487B - 一种高效扩增cik的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效扩增CIK的方法,特别是体外利用细胞因子高效诱导外周血单个核细胞表达CD3及CD56的具有杀伤功能的细胞群,即细胞因子诱导的杀伤细胞。所述高效表达CD3+CD56的CIK培养方法包括以下步骤:无菌采集健康人或患者外周血,生理盐水等体积稀释后,用Ficoll淋巴细胞分离液分离单个核细胞,在CIK细胞诱导过程中,加入CD3单克隆抗体(CD3mAb)、CD28单克隆抗体(CD28mAb)、干扰素‑γ(IFN‑γ)、白介素‑2(IL‑2)、白介素1α(IL‑1α),培养13‑16天收获细胞,制备CIK细胞制剂,并进行流式细胞学检测和微生物学检测。本发明提供的CIK培养方法可以在两周的时间内将CIK数量提高到6×109以上、细胞成活率99%以上,其中CD3+CD56+细胞的双阳性比例达到30%以上。
Description
技术领域
本发明属于细胞治疗领域,尤其是涉及一种高效扩增CIK的方法。
背景技术
近年来,肿瘤的发生率和死亡率在我国逐年上升,据《2012年中国肿瘤登记年报》显示,我国每年新发癌症病例约350万,因癌症死亡人数约250万,全国每天有8550人成为癌症患者,且癌症发病成年轻化趋势。过继性免疫细胞治疗是一种肿瘤康复医学中新兴的、具有显著疗效的全新抗肿瘤治疗方法,是继手术、放疗、化疗三大传统治疗方法后的另一种治疗手段,最大的优势在于它的个体性、安全性、靶向性和高效性。
细胞因子诱导的杀伤细胞(Cytokine-Induced Killer cells,CIK)属于免疫细胞治疗的一种,最早是由美国斯坦福大学生物学专家于1991年首次报道,他们发现在多种细胞因子(IFN-γ、CD3单克隆抗体、IL-1和IL-2)作用下,外周血淋巴细胞可以被定向诱导并大量增殖成为肿瘤杀伤细胞。由于该种细胞同时表达CD3和CD56两种膜蛋白分子,因此具有T淋巴细胞强大的抗瘤活性和自然杀伤细胞的非MHC限制性杀瘤的优点。CIK细胞具有增殖速度快、杀瘤活性高、杀瘤谱广、对多重耐药肿瘤细胞同样敏感、对正常骨髓造血前体细胞细胞毒性小等特点,是目前发现的杀伤肿瘤细胞活性强,适合临床应用的一种理想的效应细胞,但这种效应细胞在正常外周血中极其少见,仅为1%~5%。由此可见,就免疫细胞治疗来说,如何获得足够数量的、免疫活性强的效应细胞是保证治疗效果的必备条件。
CIK细胞能通过体外诱导而大量增殖,常规的CIK制备方法是将分离的外周血单个核细胞加入培养液中,通过添加CD3单克隆抗体(CD3mAb)、IFN-γ、IL-2等相关细胞生长因子进行刺激诱导,最终获得一定数量的CIK细胞,但最终获得的CIK细胞的细胞毒活性和增殖倍数都不够理想。上述细胞生长因子中,CD3mAb促进CIK细胞中T细胞活化和增殖,IFN-γ具有上调外周血淋巴细胞表面IL-2R表达的作用,因此会增强T细胞对IL-2促增殖反应的敏感度和强度;IL-2通过与T细胞表面的IL-2受体(IL-2R)的特异性结合而促使T细胞活化,并进入细胞分裂状态。
发明内容
本发明的目的旨在针对现有方法所得CIK细胞存在增殖倍数低、CD3+CD56+双阳表达率不高等问题,提供一种高效扩增CIK的方法,可明显提高CIK细胞增殖倍数和细胞毒活性,扩增细胞倍数达1000倍以上,CD3+CD56+双阳表达率大于30%。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种高效扩增CIK的方法,无菌采集健康人或患者外周血,生理盐水等体积稀释后,用Ficoll淋巴细胞分离液分离单个核细胞,在CIK细胞诱导过程中,加入CD3mAb、CD28mAb、IFN-γ、IL-2、IL-1α,培养13-16天收获细胞,制备CIK细胞制剂。
具体说,包括以下步骤:
(1)采集正常健康人或肿瘤患者外周血,经检测无污染后,等体积生理盐水稀释,利用Ficoll淋巴细胞分离液将稀释外周血进行单个核细胞分离;分离得到的PBMC用无血清培养基调整浓度至5×105个/ml-9×105个/ml,制成PBMC细胞悬液;
(2)将步骤(1)的PBMC细胞悬液转移至T-175培养瓶中,总体积100ml,并添加CD3mAb、CD28mAb、IL-2;
(3)转天向培养体系中加入IFN-γ和IL-1α,计为培养的第1天;
(4)培养第3天,细胞计数,补加IL-2,使IL-2终浓度与步骤(2)时的浓度一样;
(5)培养第5天,细胞计数,加入100ml淋巴细胞完全培养基,补加IL-2,使IL-2终浓度与步骤(2)时的浓度一样;
(6)培养第7天,补加与原培养体系等体积的无血清培养基、CD3mAb、CD28mAb、IL-2,使CD3mAb、CD28mAb、IL-2终浓度与步骤(2)时的浓度一样;
(7)每隔2天进行细胞计数并补加与原培养体系等体积的无血清培养基,并补加IL-2,使IL-2终浓度与步骤(2)时的浓度一样,连续培养13-16天后,离心收获CIK细胞。
所述Ficoll淋巴细胞分离液密度为1.077g/ml。
所述步骤(2)和步骤(6)中,CD3mAb量在培养体系中终浓度为1-29ng/ml、CD28mAb终浓度为50-99ng/ml。
所述步骤(3)中,添加入培养体系中IFN-γ的终浓度为701-999IU/ml。
所述步骤(3)中,添加入培养体系中IL-1α的终浓度为51-99μɡ/ml。
所述添加入培养体系中IL-2的终浓度为500-999IU/ml。
所述培养第7天开始将细胞培养液转移至培养袋中进行扩大培养。
本发明的有益效果是:在CIK细胞诱导过程中,加入CD3单克隆抗体(CD3mAb)、CD28单克隆抗体(CD28mAb)、干扰素-γ(IFN-γ)、白介素-2(IL-2)、白介素1α(IL-1α),培养13-16天收获细胞,制备CIK细胞制剂,并进行流式细胞学检测和微生物学检测。本发明提供的CIK培养方法可以在两周的时间内将CIK数量提高到6×109以上、细胞成活率99%以上,其中CD3+CD56+细胞的双阳性比例达到30%以上。
附图说明
图1为本发明实施例1中CIK细胞体外增殖曲线。
图2为本发明实施例1中CIK细胞对肿瘤细胞(人宫颈癌HeLa细胞系)的体外杀伤率。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明:
本发明的高效扩增CIK的方法,无菌采集健康人或患者外周血,生理盐水等体积稀释后,用Ficoll淋巴细胞分离液分离单个核细胞,在CIK细胞诱导过程中,加入CD3mAb、CD28mAb、IFN-γ、IL-2、IL-1α,培养13-16天收获细胞,制备CIK细胞制剂。
具体说,包括以下步骤:
(1)采集正常健康人或肿瘤患者外周血,经检测无污染后,等体积生理盐水稀释,利用Ficoll淋巴细胞分离液将稀释外周血进行单个核细胞分离;分离得到的PBMC用无血清培养基调整浓度至5×105个/ml-9×105个/ml,制成PBMC细胞悬液;
(2)将步骤(1)的PBMC细胞悬液转移至T-175培养瓶中,总体积100ml,并添加CD3mAb、CD28mAb、IL-2;
(3)转天向培养体系中加入IFN-γ和IL-1α,计为培养的第1天;
(4)培养第3天,细胞计数,补加IL-2,使IL-2终浓度与步骤(2)时的浓度一样;
(5)培养第5天,细胞计数,加入100ml淋巴细胞完全培养基,补加IL-2,使IL-2终浓度与步骤(2)时的浓度一样;
(6)培养第7天,补加与原培养体系等体积的无血清培养基、CD3mAb、CD28mAb、IL-2,使CD3mAb、CD28mAb、IL-2终浓度与步骤(2)时的浓度一样;
(7)每隔2天进行细胞计数并补加与原培养体系等体积的无血清培养基,并补加IL-2,使IL-2终浓度与步骤(2)时的浓度一样,连续培养13-16天后,离心收获CIK细胞。
所述Ficoll淋巴细胞分离液密度为1.077g/ml。
所述步骤(2)和步骤(6)中,CD3mAb量在培养体系中终浓度为1-29ng/ml、CD28mAb终浓度为50-99ng/ml。
所述步骤(3)中,添加入培养体系中IFN-γ的终浓度为701-999IU/ml。
所述步骤(3)中,添加入培养体系中IL-1α的终浓度为51-99μɡ/ml。
所述添加入培养体系中IL-2的终浓度为500-999IU/ml。
所述培养第7天开始将细胞培养液转移至培养袋中进行扩大培养。
首先,本发明在具体实施过程中需要使用的试剂如下:
表1 主要试剂
实施例1
无菌采集健康人或患者外周血100ml,2小时内运送到免疫细胞治疗室,在洁净车间进行PBMC的分离和CIK的体外培养。全血经微生物免疫检测合格后方可进行后续分离培养操作。
PBMC分离:
●将外周血与生理盐水等体积混合,室温放置5分钟。
●取200ul用血细胞计数仪计数。
●80ml Ficoll离心分离PBMC。
●离心参数:500g、19度、20分钟。
●取白膜。
●加入生理盐水至总体积100ml,洗涤两次。
●离心参数:300g、19度、5分钟。
●使用移液管或者真空吸液泵移除上清液,不可倾倒。上清液余量在细胞沉淀上0.5-1cm处。
●细胞重悬到10ml淋巴细胞完全培养基中。
●利用细胞计数仪进行细胞计数。
●计算细胞得率。
实施例2
CIK诱导培养:
●分离的PBMC计数后,按5×105个/ml密度接种。
●将细胞加入CD3mAb(10ng/ml)、CD28mAb(50ng/ml)包被的T175培养瓶中。
●补充淋巴细胞完全培养基至100ml,加入IL-2(500IU/ml)。
●转天向培养瓶中分别加入IFN-γ(701IU/ml)、IL-1α(51IU/ml)。
●第3天,细胞计数,加入IL-2(500IU/ml)。
●第5天,细胞计数,加入100ml淋巴细胞完全培养基、IL-2(500IU/ml)。
●第7天,细胞计数,将细胞悬液移入细胞培养袋,加入200ml淋巴细胞完全培养基、CD3mAb(10ng/ml)、CD28mAb(50ng/ml)、IL-2(500IU/ml)。
●每隔2天补加与原培养体系同等体积的淋巴细胞完全培养基和IL-2(500IU/ml)。
●第13天和16天,细胞计数,收获细胞。
备注:每种因子后面括号内数值表示各因子在培养体系中的终浓度。
CIK细胞体外增殖曲线:
细胞体外增殖曲线是测定细胞绝对生长数的常用方法,也是判定细胞活力的重要指标,是培养细胞生物学特性的基本参数之一。
●培养细胞:按照上述CIK培养流程培养CIK细胞,在培养的第1、3、5、7、9、11、13、15天取200μl培养物做下述染色。
●呈色:每孔加入MTT溶液(5mg/ml)20μl,37℃孵箱中继续孵育4h,终止培养,小心吸弃孔内培养上清液。对于悬浮生长的细胞,需离心(1000rpm,5min),然后弃去孔内培养液。每孔加入150ul DMSO,振荡10min,使结晶物充分溶解。
●比色:选择490nm波长,在酶联免疫检测仪上测定各孔光吸收值,记录结果。以时间为横轴,光吸收值为纵轴绘制细胞生长曲线。由图1中的样品1可知在CIK培养的第7-13天是细胞的对数生长期。
实施例3
CIK诱导培养:
●分离的PBMC计数后,按7×105个/ml密度接种。
●将细胞加入CD3mAb(20ng/ml)、CD28mAb(70ng/ml)包被的T175培养瓶中。
●补充淋巴细胞完全培养基至100ml,加入IL-2(700IU/ml)。
●转天向培养瓶中分别加入IFN-γ(800IU/ml)、IL-1α(70IU/ml)。
●第3天,细胞计数,加入IL-2(700IU/ml)。
●第5天,细胞计数,加入100ml淋巴细胞完全培养基、IL-2(700IU/ml)。
●第7天,细胞计数,将细胞悬液移入细胞培养袋,加入200ml淋巴细胞完全培养基、CD3mAb(20ng/ml)、CD28mAb(70ng/ml)、IL-2(700IU/ml)。
●每隔2天补加与原培养体系同等体积的淋巴细胞完全培养基和IL-2(700IU/ml)。
●第13天和16天,细胞计数,收获细胞。
备注:每种因子后面括号内数值表示各因子在培养体系中的终浓度。
CIK细胞体外增殖曲线:
细胞体外增殖曲线是测定细胞绝对生长数的常用方法,也是判定细胞活力的重要指标,是培养细胞生物学特性的基本参数之一。
●培养细胞:按照上述CIK培养流程培养CIK细胞,在培养的第1、3、5、7、9、11、13、15天取200μl培养物做下述染色。
●呈色:每孔加入MTT溶液(5mg/ml)20μl,37℃孵箱中继续孵育4h,终止培养,小心吸弃孔内培养上清液。对于悬浮生长的细胞,需离心(1000rpm,5min),然后弃去孔内培养液。每孔加入150ul DMSO,振荡10min,使结晶物充分溶解。
●比色:选择490nm波长,在酶联免疫检测仪上测定各孔光吸收值,记录结果。以时间为横轴,光吸收值为纵轴绘制细胞生长曲线。由图1中的样品2可知在CIK培养的第7-13天是细胞的对数生长期。
实施例4
CIK诱导培养:
●分离的PBMC计数后,按9×105个/ml密度接种。
●将细胞加入CD3mAb(29ng/ml)、CD28mAb(99ng/ml)包被的T175培养瓶中。
●补充淋巴细胞完全培养基至100ml,加入IL-2(999IU/ml)。
●转天向培养瓶中分别加入IFN-γ(999IU/ml)、IL-1α(99IU/ml)。
●第3天,细胞计数,加入IL-2(999IU/ml)。
●第5天,细胞计数,加入100ml淋巴细胞完全培养基、IL-2(999IU/ml)。
●第7天,细胞计数,将细胞悬液移入细胞培养袋,加入200ml淋巴细胞完全培养基、CD3mAb(29ng/ml)、CD28mAb(99ng/ml)、IL-2(999IU/ml)。
●每隔2天补加与原培养体系同等体积的淋巴细胞完全培养基和IL-2(999IU/ml)。
●第13天和16天,细胞计数,收获细胞。
备注:每种因子后面括号内数值表示各因子在培养体系中的终浓度。
CIK细胞体外增殖曲线:
细胞体外增殖曲线是测定细胞绝对生长数的常用方法,也是判定细胞活力的重要指标,是培养细胞生物学特性的基本参数之一。
●培养细胞:按照上述CIK培养流程培养CIK细胞,在培养的第1、3、5、7、9、11、13、15天取200μl培养物做下述染色。
●呈色:每孔加入MTT溶液(5mg/ml)20μl,37℃孵箱中继续孵育4h,终止培养,小心吸弃孔内培养上清液。对于悬浮生长的细胞,需离心(1000rpm,5min),然后弃去孔内培养液。每孔加入150ul DMSO,振荡10min,使结晶物充分溶解。
●比色:选择490nm波长,在酶联免疫检测仪上测定各孔光吸收值,记录结果。以时间为横轴,光吸收值为纵轴绘制细胞生长曲线。由图1中的样品3可知在CIK培养的第7-13天是细胞的对数生长期。
实施例5
CIK细胞对肿瘤细胞(Hela细胞系)的体外杀伤率(以样品1为例)
●将两组CIK细胞与靶细胞(Hela细胞),按5︰1、10︰1、20︰1、30︰1比例加入96孔培养板,同时设靶细胞组、效应细胞组和空白组,每组设3个平行孔,置于37℃,5%CO2,培养箱培养
●24h后,每孔取出100μl上清,再加入20μl 5mg/mL MTT,继续孵育4h,再加入100μl 0.04mol/L HCl酸化异丙醇
●在酶联免疫检测仪上选择570nm波长测各孔OD值,取3个平每孔加入分析纯DMSO150μl,振荡溶解5min。
●平行孔平均OD值计算结果:
杀伤活性(%)=1-(实验组OD值一效应组OD值/靶细胞组OD值)×100%。
由图2可知当效靶比为30︰1时对肿瘤细胞的杀伤率可达到72.13%。
本发明在此基础上添加CD28mAb、IL-1α,CD3mAb在CD28mAb的协同作用下,其刺激活性明显提高。IL-lα能提高CIK细胞的杀瘤活性,但是IL-1α单独不能增强杀伤瘤细胞活性,只有和IFN-γ、CD3mAb和IL-2联合作用时才能增强细胞毒活性。
综上所述,本发明的内容并不局限在上述的实施例中,相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例,但这种实施例都包括在本发明的范围之内。
Claims (3)
1.一种高效扩增CIK的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)采集正常健康人或肿瘤患者外周血,经检测无污染后,等体积生理盐水稀释,利用Ficoll淋巴细胞分离液将稀释外周血进行单个核细胞分离;分离得到的PBMC用无血清培养基调整浓度至5×105个/ml-9×105个/ml,制成PBMC细胞悬液;
(2)将步骤(1)的PBMC细胞悬液转移至T-175培养瓶中,总体积100ml,并添加CD3mAb、CD28mAb、IL-2;
(3)转天向培养体系中加入IFN-γ和IL-1α,计为培养的第1天;
(4)培养第3天,细胞计数,补加IL-2,使IL-2终浓度与步骤(2)时的浓度一样;
(5)培养第5天,细胞计数,加入100ml淋巴细胞完全培养基,补加IL-2,使IL-2终浓度与步骤(2)时的浓度一样;
(6)培养第7天,补加与原培养体系等体积的无血清培养基、CD3mAb、CD28mAb、IL-2,使CD3mAb、CD28mAb、IL-2终浓度与步骤(2)时的浓度一样;
(7)每隔2天进行细胞计数并补加与原培养体系等体积的无血清培养基,并补加IL-2,使IL-2终浓度与步骤(2)时的浓度一样,连续培养13-16天后,离心收获CIK细胞;
所述步骤(2)和步骤(6)中,CD3mAb量在培养体系中终浓度为1-29ng/ml、CD28mAb终浓度为50-99ng/ml;
所述步骤(3)中,添加入培养体系中IFN-γ的终浓度为701-999IU/ml;
所述步骤(3)中,添加入培养体系中IL-1α的终浓度为51-99μɡ/ml;
所述添加入培养体系中IL-2的终浓度为500-999IU/ml。
2.根据权利要求1所述的高效扩增CIK的方法,其特征在于,所述Ficoll淋巴细胞分离液密度为1.077g/ml。
3.根据权利要求1所述的高效扩增CIK的方法,其特征在于,所述培养第7天开始将细胞培养液转移至培养袋中进行扩大培养。
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