红细胞在免疫治疗中的重要应用价值
作者：郭峰 张乐之 王海滨
单位：郭峰 张乐之 王海滨(第二军医大学长海医院免疫室 上海 200433)
关键词：红细胞双特异性单抗异聚体；红细胞载体；红细胞NK细胞增强因子
中国肿瘤生物治疗杂志000201 《中国图书资料分类法》分类号 R737.31
天然免疫是机体防御反应中重要的环节。目前认为天然免疫系统在防御反应中位于首当其冲， 可将进入机体的物质分为无害和有害物质，将有害物质提供给特异性免疫系统并指导其以适当方式将其清除。天然免疫的物质基础是胚系基因编码的各种蛋白质，其广泛存在于血浆和血细胞上。如血浆中补体系统，如血细胞上的CR1等。现已知红细胞上具有多种天然免疫受体和物质，如CR1，CR3，CD58。红细胞是一种天然免疫刺激剂和免疫调节剂,红细胞CR1在补体系统的协助下，可识别抗原, 并将抗原运输给巨噬细胞网状内皮系统和T，B淋巴细胞。由于数量的巨大，红细胞在机体天然免疫反应中占有重要的地位，在指导特异性免疫反应中也占有极为重要的地位。国外学术界已认识到红细胞在机体免疫反应中的重要作用，已对红细胞在免疫治疗中的应用进行了开拓性的研究工作，取得了许多突破性进展,现介绍如下。
, 百拇医药
1 通过生物酰基化红细胞,加强红细胞识别抗原、粘附抗原运输抗原、清除血循环中致病原的能力
红细胞在天然免疫反应中的最大作用是识别抗原、粘附运输抗原至巨噬细胞网状内皮系统，将抗原递交给巨噬细胞销毁。其原理是细菌、 病毒、癌细胞可旁路激活(或可经典途径激活)补体，粘附C3b,而被红细胞CR1识别而粘附，将致病原运输至肝脾巨噬细胞网状内皮系统销毁。但感染病患者，肿瘤患者和自身免疫性疾病患者红细胞CR1数量和活性都极低。美国学者Taylor等根据红细胞免疫粘附的主要原理，用人为改造的方法加强红细胞识别运输抗原至肝脏销毁致病原的能力。他们采用生物素酰基化的方法制备灵长类抗红细胞CR1单抗(抗-CR1mAb)和抗致病原单抗(抗细菌或病毒mAb)，经过硫醚或生物素基化并经抗生蛋白链菌素(SA)连接，形成双特异性单抗异聚体(heteropolymer, HP)。HP不仅与灵长类红细胞成簇分布的CR1分子特异性结合，同时也与相应的致病原特异性结合，使红细胞成为载体与致病原形成复合物(E-HP-Ag)绝大部分(>90%)使血循环中相应的致病原可迅速结合到红细胞上，运输到肝脏迅速销毁，显示出红细胞强大的识别，运输抗原的能力，已形成目前治疗血源性感染性疾病(特别是缺乏有效药物治疗的病毒性感染性疾病)最有发展前途的免疫治疗研究领域。目前国外构建的HP种类有抗人类免疫缺陷病病毒(HIV)mAb，单纯疱疹病毒(HSV)mAb，嗜血流感杆菌mAb，丝状Marburg病毒mAb，E. coli j5 mAb，噬菌体φX174mAb与CR1 mAb组成的6种HP。国外对HP与病原微生物和红细胞的结合反应，对病原的清除和破坏作用，对红细胞CR1的降解及红细胞归回循环都作了详细研究。绝大多数体内实验都以非人灵长类动物模型做试验对象，体外试验中，人和灵长类红细胞作为载体具有极大的开发其实用价值的潜在能力。
, 百拇医药
2 红细胞作为免疫疗法投递系统有重要的使用价值
利用红细胞生成素受体与IL-2受体具有高度同源性，将红细胞作为rIL-2的载体，可小剂量化，避免毒副作用，增强疗效。IL-2主要生物功能是促进活化T细胞增殖、分化和细胞因子产生，在体外可诱导PBMC或肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)成为淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)，对肿瘤免疫治疗有不同程度的疗效，IL-2还可通过增强CTL，NK细胞活性诱导IFN-γ的产生，而介导抗病毒感染的疗效，对单纯疱疹病毒感染、艾滋病等感染性疾病有一定的疗效，但体内大剂量使用IL-2具有不可克服的毒副作用，可引起毛细血管渗漏综合症。此外，IL-2半衰期短，在体内维持一定的剂量必须反复注射，易诱导产生抗体而疗效消失。国外研究发现，红细胞生成素受体(EPOR)与IL-2βR链有高度同源性，将病人的红细胞取出在体外经过一定方法的洗涤可清除红细胞上的封闭蛋白质，使EPOR显露，加入一定量的rIL-2可有低浓度的rIL-2粘附在EPOR上，用单抗阻断对比实验证明，rIL-2粘附在红细胞EPOR上通过流式细胞仪测定发现，网质红细胞EPOR数量大，但成熟的红细胞也有少量的EPOR，成熟红细胞的EPOR吸附rIL-2的量对体内治疗所需量已足够。因为红细胞数量巨大，半衰期长(19～29 d)，可保持低浓度rIL-2在体内较长时期的存在，克服大剂量rIL-2的毒副作用，并维持高疗效。在荷瘤小鼠体内治疗实验，发现RBC-rIL-2治疗组可使纤维肉瘤缩小84%，取得明显的抗肿瘤效果。分析其原因，认为红细胞上有多种天然受体(native receptor)。红细胞CD58、CD44、趋化因子受体、前列腺E1受体等使红细胞具有重要的免疫调节作用。红细胞CD58是T淋巴细胞CD2的天然配体，红细胞本身对rIL-2有辅助作用，可使红细胞上rIL-2极易作用于T淋巴细胞，加强rIL-2对T淋巴细胞增殖，分化和细胞因子的产生。
, 百拇医药
国外还有报道通过生物素酰基化采用抗CR1和抗TNF-α mAb的HP方法将红细胞作为TNF-α的载体，HP中的TNF-α mAb并不封闭TNF-α的作用，RBC-TNF-α可使TNF-α在体内保持小剂量较长时间的存在，加强其疗效，明显减低TNF-α的毒副作用。国外还有报道，根据红细胞能免疫粘附病原体(如艾滋病毒)最终递交给肝脏巨噬细胞，而艾滋病毒主要潜伏在巨噬细胞内，最终感染T辅助细胞引发艾滋病。而设计将抗病毒药截在红细胞上，运输至巨噬细胞网状内皮系统，消灭巨噬细胞内病毒。其做法是在体外利用洗涤红细胞，低渗和等渗透析重复封闭等方法将抗病毒药叠氨胸腺苷二核酸连结到红细胞上，输入血循环中，红细胞截体将该药剂运输到肝脏巨噬细胞网状内皮系统，可将药效维持较长时间，取得明显疗效。国外还报道用氯化锌促进红细胞跨膜蛋白带3聚集化的原理，将糖皮质激素连联到红细胞上，将红细胞作为载体，RBC-糖皮质激素输入血循环，减少激素的用量，显著提高免疫抑制疗效，减轻毒副作用。
3 基因重组红细胞NK细胞增强因子在抗肿瘤、抗感染中具有重要治疗作用
, http://www.100md.com
NK细胞增强因子(NKEF)是近年新发现的抗氧化剂家族中的重要成员，它存在红细胞腺浆内，由两组基因组成编码的小分子二聚体蛋白质(NKEF-α，NKEF-β)。NKEF可显著增强NK细胞毒效应，在抗肿瘤、抗感染及保护机体重要蛋白质和DNA等分子免遭氧化剂损伤中有非常重要作用。该因子自1993被发现以来，其核甙酸和氨基酸序列已被阐明，被克隆和基因重组，其生物作用也得到深入研究。NKEF在红细胞中含量丰富，蛋白质分子含量中占据第3至4位，认为是防止肿瘤细胞血循环转移和调节机体整体免疫平衡的重要物质。体外实验表明，NKEF能显著增强NK细胞对K562等多种肿瘤细胞的杀伤活性。还原型的rNKEF-α对NK细胞有增强作用，NKEF-β是一种不但能介导抗氧化反应，且能介导细胞对亲炎症分子的反应，具有抗感染作用。
4 红细胞作为免疫型中药的载体增强疗效具有研究前景
体内研究发现天花粉、黄芪、冬虫夏草等免疫型中药对红细胞免疫功能有增强作用，但在体内浓度高时有过敏等副作用。如何提高免疫型中药疗效，避免其毒副作用值得进一步基础理论研究。从红细胞作为载体方向考虑，免疫型中药大多是多糖类，而红细胞上有多糖受体，在体外利用患者的红细胞经过特殊处理，清除封闭蛋白质，显露出相关受体并用生化法将提纯的免疫型中药连结在红细胞上，使红细胞成为免疫型中药的载体，可延长药物在血循环中的时间，减少用量，克服毒副作用，增强疗效。红细胞是一种天然免疫刺激剂，其本身有许多免疫物质可提取可基因重组，制成产品，可向商品化方向发展，同时利用红细胞数量庞大，对抗原等物质有识别和运输能力，红细胞与巨噬细胞网状内皮系统及淋巴细胞有广泛的联系，本身半衰期长，可将免疫治疗剂带至身体任何器官组织，红细胞又可作为免疫药等药品的最佳载体，延长体内药物存留时间，减少药品用量，减少毒副作用，提高疗效。红细胞在各种免疫治疗中(包括免疫型中药等)的应用前景是宽广的，应引起国内免疫学界和药学界的重视，希望不久的将来有我国自己的红细胞在免疫治疗中应用的创新性研究成果出现。
郭峰,男,61岁,教授,主要从事红细胞免疫研究
(2000-04-21收稿； 2000-06-07修回), 百拇医药
单位：郭峰 张乐之 王海滨(第二军医大学长海医院免疫室 上海 200433)
关键词：红细胞双特异性单抗异聚体；红细胞载体；红细胞NK细胞增强因子
中国肿瘤生物治疗杂志000201 《中国图书资料分类法》分类号 R737.31
天然免疫是机体防御反应中重要的环节。目前认为天然免疫系统在防御反应中位于首当其冲， 可将进入机体的物质分为无害和有害物质，将有害物质提供给特异性免疫系统并指导其以适当方式将其清除。天然免疫的物质基础是胚系基因编码的各种蛋白质，其广泛存在于血浆和血细胞上。如血浆中补体系统，如血细胞上的CR1等。现已知红细胞上具有多种天然免疫受体和物质，如CR1，CR3，CD58。红细胞是一种天然免疫刺激剂和免疫调节剂,红细胞CR1在补体系统的协助下，可识别抗原, 并将抗原运输给巨噬细胞网状内皮系统和T，B淋巴细胞。由于数量的巨大，红细胞在机体天然免疫反应中占有重要的地位，在指导特异性免疫反应中也占有极为重要的地位。国外学术界已认识到红细胞在机体免疫反应中的重要作用，已对红细胞在免疫治疗中的应用进行了开拓性的研究工作，取得了许多突破性进展,现介绍如下。
, 百拇医药
1 通过生物酰基化红细胞,加强红细胞识别抗原、粘附抗原运输抗原、清除血循环中致病原的能力
红细胞在天然免疫反应中的最大作用是识别抗原、粘附运输抗原至巨噬细胞网状内皮系统，将抗原递交给巨噬细胞销毁。其原理是细菌、 病毒、癌细胞可旁路激活(或可经典途径激活)补体，粘附C3b,而被红细胞CR1识别而粘附，将致病原运输至肝脾巨噬细胞网状内皮系统销毁。但感染病患者，肿瘤患者和自身免疫性疾病患者红细胞CR1数量和活性都极低。美国学者Taylor等根据红细胞免疫粘附的主要原理，用人为改造的方法加强红细胞识别运输抗原至肝脏销毁致病原的能力。他们采用生物素酰基化的方法制备灵长类抗红细胞CR1单抗(抗-CR1mAb)和抗致病原单抗(抗细菌或病毒mAb)，经过硫醚或生物素基化并经抗生蛋白链菌素(SA)连接，形成双特异性单抗异聚体(heteropolymer, HP)。HP不仅与灵长类红细胞成簇分布的CR1分子特异性结合，同时也与相应的致病原特异性结合，使红细胞成为载体与致病原形成复合物(E-HP-Ag)绝大部分(>90%)使血循环中相应的致病原可迅速结合到红细胞上，运输到肝脏迅速销毁，显示出红细胞强大的识别，运输抗原的能力，已形成目前治疗血源性感染性疾病(特别是缺乏有效药物治疗的病毒性感染性疾病)最有发展前途的免疫治疗研究领域。目前国外构建的HP种类有抗人类免疫缺陷病病毒(HIV)mAb，单纯疱疹病毒(HSV)mAb，嗜血流感杆菌mAb，丝状Marburg病毒mAb，E. coli j5 mAb，噬菌体φX174mAb与CR1 mAb组成的6种HP。国外对HP与病原微生物和红细胞的结合反应，对病原的清除和破坏作用，对红细胞CR1的降解及红细胞归回循环都作了详细研究。绝大多数体内实验都以非人灵长类动物模型做试验对象，体外试验中，人和灵长类红细胞作为载体具有极大的开发其实用价值的潜在能力。
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2 红细胞作为免疫疗法投递系统有重要的使用价值
利用红细胞生成素受体与IL-2受体具有高度同源性，将红细胞作为rIL-2的载体，可小剂量化，避免毒副作用，增强疗效。IL-2主要生物功能是促进活化T细胞增殖、分化和细胞因子产生，在体外可诱导PBMC或肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)成为淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)，对肿瘤免疫治疗有不同程度的疗效，IL-2还可通过增强CTL，NK细胞活性诱导IFN-γ的产生，而介导抗病毒感染的疗效，对单纯疱疹病毒感染、艾滋病等感染性疾病有一定的疗效，但体内大剂量使用IL-2具有不可克服的毒副作用，可引起毛细血管渗漏综合症。此外，IL-2半衰期短，在体内维持一定的剂量必须反复注射，易诱导产生抗体而疗效消失。国外研究发现，红细胞生成素受体(EPOR)与IL-2βR链有高度同源性，将病人的红细胞取出在体外经过一定方法的洗涤可清除红细胞上的封闭蛋白质，使EPOR显露，加入一定量的rIL-2可有低浓度的rIL-2粘附在EPOR上，用单抗阻断对比实验证明，rIL-2粘附在红细胞EPOR上通过流式细胞仪测定发现，网质红细胞EPOR数量大，但成熟的红细胞也有少量的EPOR，成熟红细胞的EPOR吸附rIL-2的量对体内治疗所需量已足够。因为红细胞数量巨大，半衰期长(19～29 d)，可保持低浓度rIL-2在体内较长时期的存在，克服大剂量rIL-2的毒副作用，并维持高疗效。在荷瘤小鼠体内治疗实验，发现RBC-rIL-2治疗组可使纤维肉瘤缩小84%，取得明显的抗肿瘤效果。分析其原因，认为红细胞上有多种天然受体(native receptor)。红细胞CD58、CD44、趋化因子受体、前列腺E1受体等使红细胞具有重要的免疫调节作用。红细胞CD58是T淋巴细胞CD2的天然配体，红细胞本身对rIL-2有辅助作用，可使红细胞上rIL-2极易作用于T淋巴细胞，加强rIL-2对T淋巴细胞增殖，分化和细胞因子的产生。
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国外还有报道通过生物素酰基化采用抗CR1和抗TNF-α mAb的HP方法将红细胞作为TNF-α的载体，HP中的TNF-α mAb并不封闭TNF-α的作用，RBC-TNF-α可使TNF-α在体内保持小剂量较长时间的存在，加强其疗效，明显减低TNF-α的毒副作用。国外还有报道，根据红细胞能免疫粘附病原体(如艾滋病毒)最终递交给肝脏巨噬细胞，而艾滋病毒主要潜伏在巨噬细胞内，最终感染T辅助细胞引发艾滋病。而设计将抗病毒药截在红细胞上，运输至巨噬细胞网状内皮系统，消灭巨噬细胞内病毒。其做法是在体外利用洗涤红细胞，低渗和等渗透析重复封闭等方法将抗病毒药叠氨胸腺苷二核酸连结到红细胞上，输入血循环中，红细胞截体将该药剂运输到肝脏巨噬细胞网状内皮系统，可将药效维持较长时间，取得明显疗效。国外还报道用氯化锌促进红细胞跨膜蛋白带3聚集化的原理，将糖皮质激素连联到红细胞上，将红细胞作为载体，RBC-糖皮质激素输入血循环，减少激素的用量，显著提高免疫抑制疗效，减轻毒副作用。
3 基因重组红细胞NK细胞增强因子在抗肿瘤、抗感染中具有重要治疗作用
, http://www.100md.com
NK细胞增强因子(NKEF)是近年新发现的抗氧化剂家族中的重要成员，它存在红细胞腺浆内，由两组基因组成编码的小分子二聚体蛋白质(NKEF-α，NKEF-β)。NKEF可显著增强NK细胞毒效应，在抗肿瘤、抗感染及保护机体重要蛋白质和DNA等分子免遭氧化剂损伤中有非常重要作用。该因子自1993被发现以来，其核甙酸和氨基酸序列已被阐明，被克隆和基因重组，其生物作用也得到深入研究。NKEF在红细胞中含量丰富，蛋白质分子含量中占据第3至4位，认为是防止肿瘤细胞血循环转移和调节机体整体免疫平衡的重要物质。体外实验表明，NKEF能显著增强NK细胞对K562等多种肿瘤细胞的杀伤活性。还原型的rNKEF-α对NK细胞有增强作用，NKEF-β是一种不但能介导抗氧化反应，且能介导细胞对亲炎症分子的反应，具有抗感染作用。
4 红细胞作为免疫型中药的载体增强疗效具有研究前景
体内研究发现天花粉、黄芪、冬虫夏草等免疫型中药对红细胞免疫功能有增强作用，但在体内浓度高时有过敏等副作用。如何提高免疫型中药疗效，避免其毒副作用值得进一步基础理论研究。从红细胞作为载体方向考虑，免疫型中药大多是多糖类，而红细胞上有多糖受体，在体外利用患者的红细胞经过特殊处理，清除封闭蛋白质，显露出相关受体并用生化法将提纯的免疫型中药连结在红细胞上，使红细胞成为免疫型中药的载体，可延长药物在血循环中的时间，减少用量，克服毒副作用，增强疗效。红细胞是一种天然免疫刺激剂，其本身有许多免疫物质可提取可基因重组，制成产品，可向商品化方向发展，同时利用红细胞数量庞大，对抗原等物质有识别和运输能力，红细胞与巨噬细胞网状内皮系统及淋巴细胞有广泛的联系，本身半衰期长，可将免疫治疗剂带至身体任何器官组织，红细胞又可作为免疫药等药品的最佳载体，延长体内药物存留时间，减少药品用量，减少毒副作用，提高疗效。红细胞在各种免疫治疗中(包括免疫型中药等)的应用前景是宽广的，应引起国内免疫学界和药学界的重视，希望不久的将来有我国自己的红细胞在免疫治疗中应用的创新性研究成果出现。
郭峰,男,61岁,教授,主要从事红细胞免疫研究
(2000-04-21收稿； 2000-06-07修回), 百拇医药