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生物体液样本中富集与检测稀有细胞的整合方法

阅读:976发布:2020-06-25

专利汇可以提供生物体液样本中富集与检测稀有细胞的整合方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种从 生物 体液样本中富集与检测稀有细胞的整合方法,该富集方法包括:a)通过离心去除 血浆 蛋白,b)可选加入红细胞裂解液进行红细胞裂解以去除红细胞,c)加免疫微球或 免疫 吸附 剂进行孵育,d)进行基于独特的细胞分离介质的 密度 离心,用于分离循环稀有细胞与去除红细胞后的剩余红细胞及结合于所述免疫微球上的白细胞。根据本发明对富集的稀有细胞进行检测的方法包括进行基于免疫组化的 染色 与免疫 荧光 相结合,或基于免疫组化的双色、三色、或多色染色,以及利用荧光或普通光学 显微镜 或基于显微镜原理的 扫描仪 进行观察鉴定。该新颖独特的富集与染色方法已被证明成本低,且能快速高效及高特异性地富集并定量检测血中的稀有细胞。,下面是生物体液样本中富集与检测稀有细胞的整合方法专利的具体信息内容。

1.一种从生物体液样本中富集稀有细胞的整合方法,包括: a)通过离心去除血浆蛋白, b)可选加入红细胞裂解液进行红细胞裂解以去除红细胞, c)加免疫微球或免疫吸附剂进行孵育, d)进行基于独特的细胞分离介质的密度离心,用于分离所述稀有细胞与去除红细胞后的剩余红细胞及结合于所述免疫微球上的白细胞。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中,从人或动物收集的所述生 物体液标本包括但并不局限于以下来源:外周循环血,脐带血, 尿液,精液,骨髓,,脊髓及胸腔积液,腹水,痰液,处 理过并/或匀浆化的人或动物组织,培养的人或动物细月包。
3. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述免疫微球由特异性识 别白细胞标示物的抗体与微球表面进行共价或非共价偶联而 形成,所述孩"求的表面经过或没有经过4匕学处理以适于与蛋白 质相偶联,所述樣支球的直径介于10纳米-100纟效米,所述樣史 球包含或部分包含任何一种下列成〗分:,右旋糖普, 琼脂糖,或交联葡聚糖。
4. 根据权利要求3所述的方法,其中,用于制备所述免疫微球的 微球为磁性或非磁性的。
5. 4艮据权利要求1所述的方法,其中,所述免疫吸附剂是将任何 经过或没有经过化学处理的适宜结合蛋白的固体表面,如石圭玻璃片,与配体或特异的单克隆或多克隆抗体包^T抗白细月包表面标示物,如CD45的抗体,进^f于共1"介或非共〗介偶联而制备而成。
6. 根据权利要求1所述的方法,其中,所述独特的细胞分离介质 在20。C温度下比重范围介于1.07256-1.07638克/毫升,所述 细胞分离介质包含下列任何一种或任意两种或两种以上的试 剂成份:聚乙烯吡咯烷包被的胶质二氧化硅;多聚糖加泛影酸 钠或其衍生物;由蔗糖和表氯醇组成的非离子聚合物;或任何 一种含糖的溶液,如右旋糖苷或蔗糖;》典化小分子化合物(如 甲泛影酰胺);或任意蛋白溶液,所述细胞分离介质的比重可 用任何渗透压介于280-320 mOsm/kg H20, pH 6.8-7.8的緩沖 液在20。C温度下调制在1.07256-1.07638克/毫升范围内。
7. 根据权利要求1所述的方法,其中,还包括,将通过基于所述 细胞分离介质的离心得到的沉积细胞以上的所有上清液全部收集。
8. 4艮据4又利要求1所述的方法,其中,所述稀有细月包是指其在采 集的生物体液冲羊本内的所有有核细月包中的占有比例小于 0.1%,它们包括循环肿瘤细胞,循环内皮细胞,胂瘤干细胞, 干细月包,及某些免疫细胞,其中所述循环瘤细月包来自于具有 或不具有上皮来源的任何实体瘤,如黑色素瘤等。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的方法富集的稀有细胞在以 下方面的应用:在通过免疫荧光或免疫组化加荧光或普通光学 显微镜或可见光扫描仪对所述富集的稀有细胞的计数;PCR; 流式细胞仪才企测;基因表达i普分析;蛋白表达镨分析;酶学测 定;肿瘤病人体外化疗药物的筛选;有关肿瘤病人化疗方案的 制定与指导化疗的进行;对肿瘤病人体内的肿瘤细胞使用化疗 药物及/或一种或多种治疗肺瘤抗体效果的评估;体内或体外培养所述富集的稀有细胞;在所述富集的稀有细胞上鉴定及确 认现有的或新发现的肿瘤细胞表面或细胞内的标示物;所述富 集的稀有细胞应用于临床治疗;监测肿瘤病人的肿瘤复发;开 发新的治疗肿瘤的药物;作为肿瘤诊断的辅助手段;健康人群 体才企;以及基于循环内皮细胞的有关心脏病的it断与治疗。
10. —种对富集的稀有细胞进4亍;险测的方法,包括基于免疫组化的 染色与免疫荧光相结合,或基于免疫组化的双色、三色、或多 色染色,以及利用焚光或普通光学显孩"竟或基于显孩"竟原理的 扫描仪进行观察鉴定。
11. 才艮据4又利要求10的方法,还包括染色体荧光原位杂交。
12. 根据权利要求IO所述的方法,其中,所述双色染色是指对所 述稀有细月包的标示物如一种或多种蛋白,以及白细月包的标示 物如CD45分别进4亍染色,所述稀有细月包和所述白细月包一皮染成 不同的颜色;所述三色染色是指在所述双色染色的基础上对所 述稀有细胞的细月包核进4亍另外一种颜色的染色,或对所述稀有 细月包的其他标示物进4亍第三种颜色的染色,所述染色包4舌将特 异性识别所述稀有细胞标示物的 一抗单克隆或多克隆抗体以 及特异性识别所述白细月包的一抗单克隆或多克隆抗体与所述 富集的稀有细胞进行孵育。
13. 根据权利要求12所述的方法,其中,所述特异性识别所述稀 有细月包标示物的一4元单克隆或多克隆4元体以及所述特异性识 别所述白细胞标示物的一抗单克隆或多克隆抗体分别与不同 的小分子相共价偶联,所述小分子选自以下物质:罗丹明、生 物素、异羟基洋地黄戒、AlexaFluor系列分子、FITC、及Texas Red,以及类4以物质。
14. 根据权利要求10所述的方法,还包括联合使用免疫荧光染色 与基于免疫组化的染色及可见光下的7见察,所述免疫荧光用于 检测所述富集的稀有细胞,而所述基于免疫组化的染色则用于 白细月包染色。
15. 4艮据一又利要求10所述的方法,所述稀有细胞或其它细胞既可 直接被共价或非共价偶联于任意适宜固体表面的抗体所捕获, 也可通过冲艮据斥又利要求1 ~8中4壬一项所述的方法所富集。
16. —种对富集的稀有细胞进行检测的方法,包括进行染色体荧光 原位杂交,以及利用荧光或普通光学显樣"竟或基于显孩"竟原理 的扫描仪进行观察鉴定。
17. —种用于乂人生物体液中富集稀有细月包的试剂盒,包括红细胞裂 解液,免疫微球或者免疫吸附剂,以及细胞分离介质。
18. —种用于检测富集的稀有细胞的试剂盒,包括特异性识别所述 稀有细胞标示物的共价偶联了小分子的一抗单克隆或多克隆 抗体,可识别所述小分子的偶联了酶的二抗单克隆或多克隆抗 体以及所述酶的相应底物。
19. 一种用于从生物体液样本中富集稀有细胞的自动化系统,包括 用于自动去除血浆蛋白的离心机,用于自动加入红细胞裂解液 的装置,用于自动加入免疫微球或免疫吸附剂的装置,用于自 动加入一种细胞分离介质的装置,密度离心装置以及自动收集 上清的装置。
20. —种对富集的稀有细胞进行检测的自动化系统,包括基于免疫 组化的双色或多色染色的装置,普通光学显樣"竟或基于显孩t镜 原理的自动扫描装置。

说明书全文

生物体液样本中富集与检测 稀有细胞的整合方法

技术领域

发明主要涉及乂人生物体液才羊本中富集与才企测稀有细胞的整 合方法。

背景技术

自/人美国国家食品药品管理局于2004年审批通过美国 Immunicon/Veridex (Philadelphia, USAV^司的直4妄4乾获人外周血中 循环胂瘤细胞的技术后,有关获取及检测循环瘤细胞,循环内皮细 胞,肿瘤干细胞,以及某些免疫细胞的重要的科研及临床意义已不 断的4皮广泛才艮道(Cristofanilli et al, 2004 7Vew丑wg •/ MeJ. 351:781; Braim and Marth, 2004脸w «/• Med 351:824).
然而这种利用抗体偶联磁珠直接捕获循环胂瘤细胞的方法有 着尽人皆^口的击夹,存、(Mocellin et al, 2006 7Ve"(is1 Mo/ecw/ar Afed/c/we 12:130):鉴于肺瘤细胞表面标志表达的异质性,所以许多肿瘤细胞 不能被此种方法所捕获,这已被许多临床病例所证明;除此之外, 由于肿瘤细胞被抗体偶联的磁珠"触及"并被刺激,致使这些捕获 的被大量免疫颗粒包被的肿瘤细胞已不再是处于自然状态的细胞, 从而很难对其进行后续分析与研究。有鉴于此,人们开始寻求其它
的替代手段以获取循环稀有细胞。与直接捕获细胞技术相比,现已 公认通过去除红细胞及白细胞从而达到富集循环稀有细胞的方法 是最为有效可行的替代手段。虽然某些去除或分离特定细胞群的单一实-睑方法已经有所才艮道,诸如密度离心法(U.S. Pat. No. 4,927,750): 免疫》兹性颗粒法(U.S. Pat. No. 4,177,145),红细月包裂解法,以及必须 借助特殊细胞分离管的免疫磁性颗粒与密度离心的初步结合方法 (U.S. Pat. No. 5,840,502),但所有这些方法已—皮证明耗时长,白细胞 及红细胞除率低,靶细胞回收率低,以及因需要某些特殊器材而 带来的操作不便。基于上述原因,本发明对现有的几种互不关联的 技术进行了优化组合,从而提供了一套新颖独特的整合方法,包括 去除血浆蛋白,。红细胞裂解,加抗体包被的免疫微球,力口基于独 特的细胞分离介质而成的密度离心分离方法。源于此一独特的整合 试验方法的不可预知的实验结果已经被证明能够非常快速高效及 高特异性地地去除血浆蛋白,白细胞及红细胞,/人而达到有效富集 循环稀有细胞的目的,而且可以始终维持很高的稀有细胞回收率。
迄今为止,人们所釆用的所有有关/人富集样品中4企测循环稀有 细胞包括循环肿瘤细胞及剩余白细胞的方法都是基于免疫荧光染 色。然而,其不可避免的高非特异染色信号,昂贵的荧光显微镜, 以及必需但不便利的工作环境(例如暗室)极大地限制了基于免疫 荧光法进行循环肿瘤细胞及循环内皮细胞检测工作的开展。本发明 才是供了基于石成性^粦酸酶和过化物酶酶标抗体的特异组合进^f亍双 色或多色染色,从而达到检测富集的循环稀有细胞的目.的。经此新 方法染色过的循环稀有细胞具有4艮好的细力包形态,并可借助普通光 学显微镜或扫描仪进行观察与分析,从而能快速简便地从剩余白细 月包中才企测出富集的循环稀有细月包。

发明内容

本发明提供了一套新颖独特的整合方法包括去除血浆蛋白,红 细胞裂解,加入免疫微球或免疫材料以去除白细胞,加入基于独特 的细胞分离介质而成的密度离心以从生物体液标本中分离循环稀 有细力包。由浓缩与富集构成的本方法能够快速i也乂人生物体液标本,如外周血中,富集循环稀有细胞,且回收率高。富集的细胞具有可 用于影像学分析的很好的细胞形态。同时,病人标本中的大部分白 细胞亦可被高效回收以应用于其它研究分析,例如基因谱的研究。 在本项发明中,任何特殊器材如细胞分离管或磁均不需要。
本发明中,从人或动物收集的所述生物体液标本包括但并不局
限于以下来源:外周循环血,脐带血,尿液,精液,骨髓,, 脊髓及胸腔积液,腹水,痰液,处理过并/或匀浆化的人或动物组织, i咅养的人或动物细月包。
所述免疫孩i球由特异性识别白细胞标示物的抗体与微5求表面 进行共价或^一共价偶联而形成,所述微球的表面可经过或没有经过 化学处理以适于与蛋白质相偶联,所述樣i球的直径介于10纳米-100 孩史米,即lOnm-100 pm,所述孩史3求包含或部分包含寸壬何一种下列成 份:二氧化(silica), 右旋糖普 (dextran), 琼月旨糖(sepharose, agarose),或交联葡聚糖(sephadex)。用于制备所述免疫微球的微球 为》兹'1"生或非》兹寸生。
在本发明中,用于制备免疫樣"求的抗体特异性地识别下述4旦不 局限于这些白细胞表面标示物:CD3, CD31, CD34, CD45, CD50, CD69, CD84,或CD102等。制备免疫微^求过程中,或是识别这些 CD分子中的任意一种的抗体,或是识别这些CD分子中任意两种 或两种以上的抗体的组合与任何适宜偶联的固体表面进行共^介或 非共《介偶关,例如直径介于IO纟内米到100樣吏米(10nm-100 jim)的》兹 性或非磁性微球。
本发明中,所述免疫吸附剂是将任何经过或没有经过化学处理 的适宜结合蛋白的固体表面如石圭^皮璃片(silicon glass slide)与配体 (ligand)或特异的单克隆或多克隆抗体包括抗白细胞表面标示物如 CD45的抗体进行共价或非共价偶联而制备而成。本发明中,所述独特的细月包分离介质在20°C温度下比重范围 介于1.07256-1.07638克/毫升(gr/ml or gr/cm3),这一特定范围内
述细胞分离介质包含下列任何一种或任意两种或两种以上的试剂 成 <分:聚乙烯p比p各火克包净皮的月交质二氧4匕石圭(polyvinylpyrrolidine coated colloidal silica); 多聚外唐 (polysucrose)力口;乏影酉交4内(sodium diatrizoate)或其衍生物;由蔗4唐和表氯醇《且成的非离子聚->物 (nonionic polymer consisting of sucrose and epichlorohydrin); 或任何 一种含^f唐的溶液,如右旋糖苷或蔗^f唐(sucrose);石典化小分子4匕合物
(如甲泛影酰胺(metrizamide));或4壬意蛋白溶液,所述细月包分 离介质的比重可用4壬4可渗透压介于280-320mOsm/kg H20, pH 6.8-7.8的緩沖液在20。C温度下调制在1.07256-1.07638克/毫升
(gr/ml or gr/cm3)范围内。所述免疫微球的比重高于所述细胞分离 介质的比重。基于所述细胞分离介质的离心在普通商品化的离心管 内进行。
本发明的用于从生物体液中富集稀有纟田月包的方法还包括,将通 过基于所述细胞分离介质的离心得到的沉积细胞以上的所有上清 液全部收集。
本发明的用于从生物体液中富集稀有细胞的方法,其中,所述 裂解红细月包以去除红细胞的步4聚在所述加入免疫孩U求或免疫吸附 剂进4亍孵育的步骤之前、之后或者同时进行。如果本发明的方法不 包括加入红细胞裂解液进行红细胞裂解的步骤,则可以通过长时间 的离心来分离去除红细月包。
本发明方法富集的循环3希有细力包可以应用于以下方面:通过免 疫荧光或免疫组化加普通光学显樣i镜或可见光扫描仪对所述富集 的循环稀有细胞的计数;PCR;流式细胞仪4企测;基因表达谱分析; 蛋白表达谱分析;酶学测定;肿瘤病人体外化疗药物的筛选;有关肿瘤病人化疗方案的制定与指导化疗的进行;对肿瘤病人体内的肿 瘤细胞使用化疗药物及/或一种或多种治疗肿瘤抗体效果的评估;体 内或体外培养富集的稀有细胞;在富集的稀有细胞上鉴定及确认现 有的或新发现的肿瘤细胞表面或细胞内的标示物;富集的稀有细胞 应用于临床治疗;监测肿瘤病人的肿瘤复发;开发新的治疗肺瘤的 药物;作为肿瘤i貪断的辅助手l殳;健康人群体才全;以及基于循环内 皮细力包的有关心脏病的it断与治疗。
但来源于荧光染料自身负电荷引起的与靶细胞的非特异结合这一 主要缺点却无可避免。此一缺点给人们在区分真假阳性染色信号的 过程中带来了极大的困扰。本发明提供了 一整套优化过的新颖的基 于免疫组化的多色染色方法,从而能够克服免疫荧光带来的非特异
下或者基于显微镜原理的扫描仪下进行。此方法已被证明为一种高 特异性,快速,简单,低成本的技术手段,而且不再需要任何荧光 染料及昂贵的荧光显微镜。
本发明对富集的稀有细胞进行检测的方法还可以包括染色体 荧光原位杂交。
所述双色染色是指对所述稀有细胞的标示物如一种或多种 蛋白,以及白细月包的标示物如CD45分别进4亍染色,所述稀有细月包 和所述白细胞被染成不同的颜色;所述三色染色是指在所述双色染 色的基础上对所述稀有纟田月包的细胞核进行另外一种颜色的染色,或 对所述稀有细力包的其他标示物进4于第三种颜色的染色,所述染色包 括将特异性识别所述稀有细胞标示物的一抗单克隆或多克隆抗体
以及特异性识别所述白细胞的一抗单克隆或多克隆抗体与所述富 集的稀有细胞进行孵育。所述特异性识别所述稀有细月包标示物的 一 抗单克隆或多克隆 抗体以及所述特异性识别所述白细月包标示物的 一抗单克隆或多克 隆抗体分别与不同的小分子相共价偶联,所述小分子选自包括以下
物质的《且:罗丹明(rhodamine),生物素(biotin ),异羟基洋i也黄 戒(digoxigenin ) , Alexa Fluor系歹0分子,FITC,及Texas Red, <旦 不限于这些物质。
在本发明的某些具体实施方式中,可识别角蛋白8, 18, 19或 广"i普角蛋白中4壬意一种或任意两种或两种以上的一抗单克隆或多 克隆抗体被用于识别从具有上皮来源的任何实体肿瘤脱落入血的 循环肿瘤细胞。另外一林可识别白细胞表面标志CD45的单克隆或 多克隆抗体用于白细胞染色以区分假阳性。
所述染色包括加入可特异性识别所述小分子的与不同的酶相 偶联的二抗单克隆或多克隆抗体。所述偶联的酶是过氧化物酶,或 石咸性磷酸酶,所述石威性磷酸酶被用于4企测所富集的稀有细胞。
可以在载玻片上或在溶液中对用本发明的方法富集的稀有细 胞进行染色。
在本发明的一些具体实施方式中,将抗所述稀有细胞的标示物 与抗白细力包的标示物的 一抗抗体4安任意顺序与所述富集的稀有细 胞一起进行孵育,或将两种抗体制备成混合液同时与所述富集的稀 有细胞进4于孵育。
本发明中,所述稀有细胞或其它细胞既可直接—皮共价或非共价 偶耳关于任意适宜固体表面的抗体所捕获,也可通过本发明的富集方 法所富集。组化的染色及可见光下的观察,所述免疫荧光用于4全测富集的循环 稀有细胞,而所述基于免疫组化的染色则用于白细胞染色。
在本发明的某个具体实施方式中,识别角蛋白的一抗抗体被标
记上荧光分子,而抗CD45的一抗则被标记上小分子以用于过氧化 物酶催化的基于免疫组化的可见光颜色反应。
本发明独特的富集与染色两种方法的结合可以才及大地促进才企 测血中稀有细胞如循环肺瘤细胞的普及应用。该新颖独特的富集与 染色方法已净皮i正明成本^f氐,且能快速高效及高特异性地富集并定量 才企测血中的稀有细月包。
本发明还涉及一种对富集的稀有细胞进行检测的方法,包括进 行染色体荧光原位杂交,以及利用荧光或普通光学显微镜或基于显 樣史镜原理的扫描仪进行观察鉴定。
本发明的目的还在于一种用于乂人生物体液中富集稀有细力包的 试剂盒,包括红细胞裂解液,免疫微球或者免疫吸附剂,独特的细 胞分离介质。该试剂盒还包括说明书,用于说明试剂盒的使用。
本发明还涉及一种用于检测富集的稀有细胞的试剂盒,包括特 异性识别所述稀有细力包标示物的共^f介偶4关了小分子的一抗单克隆 或多克隆抗体,可识别所述小分子的偶联了酶的二抗单克隆或多克 隆4元体以及所述酶的相应底物。该试剂盒还可以包4舌免疫焚光染剩-标记的抗体。该试剂盒还可以包括用于染色体荧光原位杂交的探针 及试剂。该试剂盒还包括说明书,用于说明试剂盒的使用。
本发明还涉及 一 种用于从生物体液样本中富集循环稀有细胞 的自动化系统,包括用于自动去除血浆蛋白的离心^L,用于自动加入红细胞裂解液的装置,用于自动加入免疫孩i球或免疫吸附剂的装 置,用于自动加入一种细胞分离介质的装置,密度离心装置以及自 动收集上清的装置。
本发明还涉及一种对富集的稀有细胞进行检测的自动化系统, 包括基于免疫组化的双色或多色染色的装置,普通光学显微镜或基
于显孩i镜原理的自动扫描装置。所述染色装置包括自动加样器,孵 育器和自动清洗装置。
名词解释
稀有细胞:其在采集的体液样本内的所有有核细胞中的占有比 例小于0.1%。它们包括循环肺瘤细胞,循环内皮细胞,肺瘤干细胞, 千细力包,及某些免疫细"包等。
循环稀有细胞:循环稀有细胞是指存在于体液中的稀有细胞。
生物体'液4示本:其为从人或动物体中收集的液体,它们包括4旦 并不局限于以下来源:外周循环血,脐带血,尿液,精液,骨髓, 羊水,脊髓及胸腔积液,腹水,痰液,处理过的人或动物组织,培 养的人或动物细月包。
红细胞裂解(hemolysis):在低渗条件下裂解红细胞。
免疫组化(IHC):通过偶联于抗体上的酶与底物的反应显现光 学显微镜下可观察到的颜色。
免疫焚光:将抗体标i己荧光分子附图说明
图1是将乳腺癌病人外周血中的循环肿瘤细胞经本发明方法富集后, 再经本发明的基于免疫组化的方法进行三色染色后获得的图像。
图2是用染色体荧光原位杂交方法检测循环肿瘤细胞得到的图像。 具体实施方式
本发明首次将四种互不关联的单一实验手段(即去除血浆蛋 白,裂解红细胞,抗体包被的免疫微球及基于特殊细胞分离介质的 密度离心)进行了改进与优化组合从而提供了一套新颖独特的可快 速高效地从外周血或其它体液样本中富集循环稀有细胞的方法。富 集后的循环稀有细胞不需经免疫荧光染色,而是用本发明中由免疫 组化优化衍生而成的技术进行双色或多色染色,并可借助普通光学 显微镜或扫描仪完成对染色的稀有细胞的观察,图像采集与分析处 理。其中稀有细胞包括循环肺瘤细胞,循环内皮细胞,肺瘤干细胞,
干细胞,及某些免疫细胞,其中所述循环肿瘤细胞来自于具有或不 具有上皮来源的任何实体瘤,如黑色素瘤。
1.用于富集血中循环稀有细胞包括循环肿瘤细胞及循环内皮 细胞的方法与试剂
分离任意所需的稀有细胞。体液标本包括但并不局限于以下来源: 外周循环血,脐带学,尿液,精液,骨髓,羊水,脊髓及胸腔积液, 腹水,痰液,处理过的人或动物组织,培养的人或动物细月包。
在本发明的某些具体实施方式中,血液#^欠集于4壬意一种商品 4匕的采血管中(如BD, New Jersey, USA; Cyto-Chex, Iowa, USA)。这些采血管含有任何一种下述抗凝剂:枸橼酸葡萄糖(ACD),乙二 胺四乙酸(EDTA),肝素(heparin)等。标本应在72小时之内进 行处理。
在本发明的其它某些具体实施方式中,本方法将去除血浆蛋 白,裂解红细胞,加入抗体包被的免疫磁珠,及基于特殊细月包分离 介质的密度离心进行了组合优化从而可有效地去除血浆蛋白,红细 胞和白细胞。作为替代手段,富集手段也可简化为由两个步骤组成, 即免疫微球加红细胞裂解;或免疫微球加基于特殊细胞分离介质的 密度离心。不同于其它常规的用密度离心法分离细胞后只能费时费 力且非精确地收集不同比重的分界相溶液,本发明中沉积细胞以上 的所有上清液全部纟皮4欠集。
在本发明的实施方式中,免疫微球的制备是将单克隆或多克隆 抗体与任何经过或没有经过化学处理的适宜结合蛋白的固体表面
(例如直径介于10 nm-lOO iLim的孩O求)进^f亍共《介或非共《介偶耳关。 这些樣0求包含或部分包含任4可一种下列成<分:二氧4匕石圭(silica),右 i走津唐香(dextran),琼月旨jf唐(sepharose, agarose),或交联葡聚并唐 (sephadex)。这些樣U求可以是》兹性的,也可为非》兹性的。
在本发明的某些实施方式中,免疫微球可由免疫吸附剂所替 代。免疫吸附剂的制备是将特异的单克隆或多克隆抗体与任何经过 或没有经过化学处理的适宜结合蛋白的固体表面进4亍共^f介或非共 价偶联,如硅玻璃片(silicon glass slide).
在本发明的一些实施方式中,用于密度离心的特殊细胞分离介 质具有特定范围的比重,即1.07256-1.07638克/毫升(gr/ml or gr/cm3),在此比重范围内的细胞分离介质可用于分离所需的细胞。 本项发明中的细胞分离介质包含下列任何一种或任意两种以上的 i式剂成^f分:聚乙火希p比p各》克包净皮的月交质二氧4匕石圭(polyvinylpyrrolidinecoated colloidal silica); 多聚才唐(polysucrose)力口泛"f》酸4内或其书f生 4勿;由嚴并唐和表氯醇纟且成的非离子聚合物(nonionic polymer consisting of sucrose and epichlorohydrin); ^f壬"f可一种含4唐的〉容液,:i口 右旋糖普或蔗糖(sucrose);碘化小分子化合物(如曱泛影酰胺 (metrizamide));和/或任意蛋白溶液。细月包分离介质的比重可用 4壬4可渗透压介于280-320 mOsm/kg H20, pH 6.8-7.8的乡爰冲液调制而 成。
免疫微球的比重高于细胞分离介质的比重。 在本发明的实施方法中,血浆蛋白可用离心方法去除。
密度离心相结合以快速高效地去除红细胞。
本发明中首次使用免疫微球与基于特殊细胞分离介质的密度 离心相结合以快速高效地去除白细胞。作为替代手l殳,本发明中的 去除白细胞亦可简化为只 <吏用免疫樣"求或免疫吸附剂。
在本发明的具体实施方式中,用于制备免疫微球或免疫吸附剂 的抗体既可以是特异'l"生地识别4壬意下述白细胞表面标示物的 一 种 抗体,或是识别任意两种或两种以上下述白细胞表面标示物的抗 体:CD3, CD31, CD34, CD45, CD50, CD69, CD84,或CD102等。
在本发明的具体实施方式中,红细胞与白细胞的去除可以以任 意适宜的顺序进行。它们既可同时去除,亦可红细胞或白细胞先被 去除。富集的循环稀有细胞可用于 一 系列后续分析,包括免疫荧光分
析,基于免疫组化的染色分析,PCR,体外或体内i咅养富集的循环 稀有细胞等。
2.检测富集的循环稀有细胞包括循环肿瘤细胞
目前所有发表的有关检测循环肿瘤细胞的方法都基于免疫荧 光染色。然而免疫荧光染色不可避免的主要缺点,即人们熟之为"鬼 影,,的非特异性染色却给人们在判断真假阳性细胞的过程中带来了 极大的困扰。本发明提供了一整套优化后的基于免疫组化的多色染
色方法。通过本发明试 -验手>a富集的循环《希有细月包经此方法染色 后,可极大地消除非特异染色。此染色方法与普通光学显微镜相结
在本发明的某一具体实施方式中,经本方法富集的^盾环^希有细
月包用2%多聚甲(paraformaldehyde)固定。
在本发明的其它具体实施方式中,可识别角蛋白8, 18, 19或 广i普角蛋白中4壬意一种或4壬意两种或两种以上的一#元单克隆或多 克隆抗体^皮用于识别循环肿瘤细胞,这些血中的循环肿瘤细月包脱落 于具有上皮来源的任何实体瘤。另外一4朱可识别白细月包表面标志 CD45的单克隆或多克隆抗体净皮用于区分作i阳性。
在本发明的其它一些具体实施方式中,抗角蛋白或CD45的一 抗单克隆或多克隆抗体分别与下述任意一种小分子进4于共〗介偶耳关, 它们包括但不局限于:罗丹明(rhodamine),生物素(biotin),异 羟基洋;也黄戒(digoxigenin ) , Alexa Fluor系列分子,FITC,及Texas Red等。在本发明的其它具体实施方式中,可特异识别标记在一抗抗体 上的小分子的二抗单克隆或多克隆抗体分别与石威性磷酸酶,过氧化 物酶或其它酶相共价偶联。
在本发明的某个具体实施方式中,作为另外一种选^^的^^4戈方 法,免疫荧光可与经可见光识别的免疫组化法相结合。在此方法中, 识别角蛋白的一抗单克隆或多克隆抗体被标记上<壬<可颜色的荧光
分子,长口 Alexa Fluor系列,Quantum dot, FITC等,而4元CD45的一 抗^皮标记上上述小分子以用于过氧化物酶催化的免疫组化可见光
示物CD45的非特异染色。
自动染色装置包括自动加样装置,孵育装置和自动清洗装置。 实施例
实施例l.从乳腺癌病AJf周血中富集循环肿瘤细胞
采集5 ml人外周血于含有乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝剂的采 血管中(BD, New Jersey, USA)。离心血样(700 x g, 10分4中)后, 可以4吏用吸液管或者自动吸液装置来吸除上清以去掉血浆蛋白。将 离心后得到的沉淀物重悬于30毫升红细胞裂解液(BD Pharmingen, California, USA)后,孵育20分钟。进行标本离心(700 x g, 10分钟) 以便分离出在上清液中的被裂解的红细胞碎片。去掉上清后,将沉 淀物(即沉积细胞)重悬于5毫升磷酸盐緩沖液(pH7.4)。向其中 加入0.5毫升包^皮有抗白细月包表面抗原例如CD45的单克隆4元体的 ^兹i朱后(Invitrogen, California, USA),室温孵育30分4中。将所有反应 液加到普通50毫升离心管内的5毫升细胞分离介质的顶层,离心 400 xg, 10分4中。jR集所有上清液。上清液离心900xg, 10分4中。 离心后得到的沉积细胞重悬于磷酸盐緩冲液后可做进一步分4斤。该实施例中的细胞分离介质是这样制备的:5.7%多聚糖 (polysucrose)与9%泛影酸钠(Sigma, Missouri, UDA)的混合物在高 ^T度凄t字密度4义(型号DMA 4500, Anton-Paar, Virginia, USA)于 20。C监测下,用PBS将其密度调至成1.07256-1.07638克/毫升 (gr/ml or gr/cm3)。
实施例2.三色法染色从乳腺癌病"卜周血中富集的循环肿瘤
细胞
富集的循环肺瘤细胞置于载玻片上,用由磷酸盐緩冲液配制而 成的2%多聚甲醛(paraformaldehyde)室温固定2小时后,用石粦酸 盐IC冲液沖洗3遍。细月包与含生物素(Pierce, Illinois, USA)标i己的4元 角蛋白8+18+19单克隆抗体(Abcam, UK, 1 jug/ml)及罗丹明(Pierce, Illinois, USA)标记的抗CD45单克隆抗体(Abeam, UK, 1 pg/ml)混 合液(由磷酸盐緩沖液稀释而成)在室温孵育30分钟。载玻片用 磷酸盐緩沖液沖洗3遍后,与含石咸性磷酸酶标记的抗生物素单抗 (Sigma, Missouri, USA, 1吗/ml)及过氧化物酶(Pierce, Illinois, USA) 标记的抗罗丹明单抗(Abcam, UK, 1 )ag/ml)混合液(由石粦酸盐乡爰沖液 稀释而成)室温孵育30分钟。载玻片用磷酸盐緩冲液沖洗3遍后, 用Vector Laboraories (California, USA)出产的红色速染细月包核i式剂 盒,石成性磷酸酶及过氧化物酶底物试剂盒进行显色反应。染色结果 见附图。
参见附图1,通过本发明中的实验方法对乳腺癌病人外周血中 的循环肺瘤细胞进行富集后,再用基于免疫组化的三色染色法进行 染色。图中所示为普通光学显樣"竟下观察到的循环肿瘤细月包。大细 胞:乳腺癌细胞(tumor cell),其角蛋白染成蓝色,细胞核为粉红色; 小细胞:白细胞(WBC),其表面CD45被染成棕色。实施例3 .染色体荧光原位杂交法检测循环肿瘤细胞
将富集的肺瘤细胞作为标本置于载玻片上。染色后的标本用2 0毫克/毫升的RNA酶处理1小日于后,使用SSC緩冲液漂洗玻 片。标本用无水乙醇脱水IO分钟后,加热到70。C持续5分钟变性。 标本再用无水乙醇脱水10分钟,并于45°C与纟笨针杂交孵育过4支。 标本用S S C》爰冲液洗涤后,用荧光显微4彭現察。该标本可以是经 实例2中的方法染色后的富集胂瘤细胞,进^f亍染色体荧光原^立杂交 的目的是进一步确定基于免疫组化的三色染色4企测肿瘤细月包的真 实性。为了便于快速诊断,标本亦可不经抗体染色,而直4妄进4亍染 色体荧光原位杂交。染色体荧光原位杂交的结果见附图2。细月包的 染色体显示为红色和绿色。从红色或绿色的H目可以判断是否染色 体发生变异,是否为肿瘤细胞。
实施例4 .检测循环肿瘤细胞应用于临床快速评估抗肿瘤化疗 药物的疗^U5Ut瘤Jj良的监测
目前临床上评估化疗药物的疗效的常用方法是每3个月为病人 做一次CT检查。如此长的时间间隔对与那些化疗效果不佳的病人 所造成的伤害是致命性的。而每1-2周进行的检测循环肿瘤细胞则 在化疗开始2-4周后即可为医生才是供准确的评估lt据。循环肿瘤细 胞数目的降低意味着化疗药物的有效性。反之,如果循环肿瘤细胞 数目没有明显的改变甚至增高,则意味着病人需接受不同的化疗药 物治疗。
肿瘤复发意p未着原发灶或转移灶的肿瘤又进入了活^夭期。此时 病人血中的循环肺瘤纟田月包数目会明显升高。对经过治疗后出院的肿 瘤病人进行长期的循环胂瘤细胞的跟踪观察(一般为每3个月检查 一次),可以为早期判断肿瘤是否复发提供非常用力的证据。本领域的技术人员应当明了 ,上述优选实施例只是对本发明的 具体说明,并不构成对本发明的限制。根据需要可以对其进行多种 改进,组合,亚组合以及变换,所有的改进,组合,亚组合、变换 以及等效替换都落入在所附的权利要求的范围内。
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