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ErbB2 (HER2/p185her2/neu)由原癌基因c-erbB2 (her2/neu)编码,是细胞生长因子受体(EGFR)家族中的重要成员,它在乳腺癌、胃癌等恶性肿瘤中的过表达预示肿瘤易发生转移及预后不良,且与放化疗、内分泌治疗抵抗高度相关。虽然人源化单克隆抗体曲妥珠单抗(trastuzumab,商品名Herceptin)作为FDA批准上市的第一种针对ErbB2受体过度表达的乳腺癌患者的治疗性抗体药物,在临床上取得了很大成功,但曲妥珠单抗单药的客观有效率并不高(12-34%),大部分初始接受曲妥珠单抗治疗有效的病人常在1年内产生耐药,且其药品费用高昂,促使人们研究与开发新的ErbB2靶向治疗手段。中国科学技术大学刘兢课题组研制的鼠源性单克隆抗体A21是一种结合抗原表位不同于曲妥珠单抗和其他治疗性抗体的新型抗ErbB2抗体,具有很强的结合特异性和抑瘤活性;本研究对由A21抗体发展而来的工程抗体chA21和以腺病毒为表达载体的细胞内抗体inA21抗乳腺癌和卵巢癌的作用进行了体内外的实验研究。(1)工程抗体chA21抗乳腺癌和卵巢癌的作用在体外实验发现工程抗体chA21对ErbB2高表达的肿瘤细胞增殖有一定的抑制作用以及同紫杉醇或者曲妥珠单抗联合可增强抗瘤作用的基础上,通过分别建立高表达ErbB2的人卵巢癌细胞株SKOV-3皮下移植瘤和人乳腺癌细胞株BT-474原位移植瘤裸鼠模型,先后进行了chA21的剂量反应关系实验、chA21同紫杉醇联合作用实验以及同曲妥珠单抗联合作用实验。其中联合作用实验分为对照(生理盐水每周二次)组、chA21(30mg/kg每周二次)处理组、紫杉醇(paclitaxel, 10mg/kg每周一次)或者曲妥珠单抗(20mg/kg每周二次)处理组、以及chA21同紫杉醇联合作用或者同曲妥珠单抗联合作用组,连续3-5周给药,每周二次测量肿瘤尺寸,进行药效观察,实验结束后处死小鼠,用HE染色、透射电镜及免疫组化方法观察移植瘤的病理组织学变化、流式细胞术检测外周血的自然杀伤细胞数量及其活化标志分子的表达以及采用Western blot方法检测移植瘤组织的ErbB2受体的表达及其下游AKT、ERK蛋白的活性。结果发现在20-40 mg/kg剂量范围内chA21每周两次静脉注射均可以抑制SKOV-3和BT-474裸鼠移植瘤生长,但以30 mg/kg剂量处理效果最好;在此基础上,chA21和紫杉醇或者曲妥珠单抗联合作用对BT-474裸鼠移植瘤的实验性治疗结果表明,chA21、曲妥珠单抗和紫杉醇单药处理以及chA21分别和曲妥珠单抗或紫杉醇联合处理,连续5周后对BT-474移植瘤的生长均有显著影响。在实验第35天,chA21抑制BT-474移植瘤的T/C值为23%,阳性对照药紫杉醇的T/C值为28%,chA21和紫杉醇联合用药T/C值为6%;阳性对照抗体曲妥珠单抗组的T/C值为10%;chA21和曲妥珠单抗联合用药T/C值为2%。通过SKOV-3裸鼠移植瘤模型上进行的药效实验发现,chA21、曲妥珠单抗和紫杉醇单药处理以及chA21分别和曲妥珠单抗或紫杉醇联合处理的结果与在BT-474裸鼠移植瘤模型上的抑制作用相似,但抗瘤效果稍差一些,可能与文献报道SKOV-3细胞缺乏PTEN蛋白表达有关。通过对治疗后肿瘤的病理检测分析发现chA21抗体单独以及和紫杉醇或者曲妥珠单抗联合作用对SKOV-3和BT-474裸鼠移植瘤的细胞增殖与血管生成的下调与对肿瘤生长的抑制作用是一致的。分析其作用机制,发现chA21的这些抑瘤作用与其可以活化宿主体内的自然杀伤细胞,下调ErbB2受体、抑制AKT和ERK蛋白活性的表达有关。(2)细胞内抗体inA21的抑瘤作用在证实本实验室前期构建的细胞内抗体在ErbB2高表达的肿瘤细胞内有活性表达的基础上,进行了细胞内抗体inA21与分泌型抗体scA21对SKOV-3、BT-474与SKBR-3细胞的体外作用研究。结果表明,inA21与scA21对这三种肿瘤细胞增殖均有一定的抑制作用;其中,细胞内抗体inA21的抗细胞增殖能力较强。然后分别采用携带内抗体基因的重组腺病毒感染后的肿瘤细胞接种裸鼠以及把携带内抗体基因的重组腺病毒多次注射入已建立的裸鼠移植瘤部位的办法,在体内证实了分泌型抗体scA21与细胞内抗体inA21的抗瘤效果,其中细胞内抗体inA21的抗瘤作用更为明显。这些研究结果表明细胞内抗体inA21是一种有临床应用前景的抗ErbB2高表达肿瘤的新型基因治疗手段。总之,工程抗体chA21能够发挥有效的抗人乳腺癌和卵巢癌作用,而且chA21同紫杉醇或者曲妥珠单抗联合可显著提高抗瘤效果;通过分析作用机制,发现chA21的这些抑瘤作用与其具有下调ErbB2受体、抑制AKT和ERK蛋白活性以及诱导宿主体内自然杀伤细胞活化等能力有关。该研究结果对于克服ErbB2高表达肿瘤临床治疗中常见的紫杉醇和曲妥珠单抗等药物的耐药性将有着重要的理论意义和应用价值。另外,通过体内外实验证实了细胞内抗体inA21对ErbB2高表达的肿瘤细胞有较强的的抑制作用。该研究结果为进一步探讨采用细胞内抗体这种新型基因治疗手段治疗ErbB2高表达肿瘤的临床价值提供了实验基础。