作者:赵宁 张英起 王增禄 刘昌孝 陈拯民 顾以保 蔡永明 高连用 李全胜 曾勇
【关键词】 肿瘤坏死因子α
关键词: 肿瘤坏死因子α;药代动力学;放射测量术;HPLC;ELISA
摘 要:目的 为探讨新型重组人肿瘤坏死因子(nrTNFα)药代动力学而建立生物样品中nrhTNFα的检测方法. 方法 ①方法Ⅰ(RA):动物肌注125 Ⅰ标记的nrhTNFα后,测定各生物样品中的总放射活性;②方法Ⅱ(HPLC-RA):上述生物样品先经HPLC分离后,收集并测定其中125 Ⅰ-nrhTNFα部分的放射活性;③方法ⅢEILISA法. 结果 RA,HPLC-RA法检测的nrhTNFα质量浓度与放射性呈直线相关(RA,r=0.999HPLC-RA,r=0.999).ELISA法证明rhTNFα的酶联免疫检测药盒适用于nrhTNFα的检测,rhTNFα的标准曲线与nrhTNFα的标准曲线显正相关,r=0.994.这一检测系统与其他细胞因子包括IFNα,TNFβ,IL-2和IL-6无交叉反应. 结论 RA,HPLC-RA和ELISA法均可作为nrhTNFα的药代动力学实验方法.
Keywords:tumor necrosis factor-alpha;pharrmacokinetics;radiometry;HPLC;ELISA
Abstract:AIM To establish three methods of detecting nrh-TNFαin biological samples for investigating the pharma-cokinetics of nrhTNFα.METHODS Method I(RA):Mea-suring the total radioactivity in biological samples after125 Ⅰ-nrhTNFαadministration by im injection to animals.MethodⅡ(HPLC-RA):Collecting and measuring the radio activity of125 Ⅰ-nrhTNFαafter samples separated by HPLC.MethodⅢ:ELISA.RESULTS The mass concentrations of nrhTNFαmeasured by RA and HPLC-RA had straight line correlation with their radioactivity.It was demonstrated that the rhTNFαELISA kit was suitable for nrhTNFαdetection and both standard curves of rhTNFαand nrhTNFαhad a good positive correlation with a correlation coefficient of0.994.The ELISA system showed no cross reaction with any other cytokines including IFNα,TNFβ,IL-2and IL-6.CON┐CLUSION Three methods(RA,HPLC-RA,and ELISA)established for detecting nrhTNFαin biological sampis could be used as pharmacokinetic methods of nthTNFα.
0 引言
肿瘤坏死因子(TNF)是当代的研究热点[1-10] .实验方法对药代动力学研究是至关重要的.测定方法的特异性、灵敏度和准确性是研究的基础,对于基因工程表达的多肽类药物更是如此,因为它不但受体内大量物质的干扰,而且由于药物剂量很小(μg),体内浓度又极低,这就加大了测定的难度.为了对新型肿瘤坏死因子进行药代动力学研究,我们参考文献方法[11-14]建立了相应的药代动力学实验方法.
1 材料和方法
1.1 材料 新型重组人肿瘤坏死因子(简称nrhT-NF)由第四军医大学生物技术中心提供,纯度经GFC-HPLC分析鉴定纯度为97.5%;昆明种小鼠,雌雄兼用,体质量18~22g,由天津药物研究院动物室提供;仪器HPLC及Biosep SEC-S3000柱为美国Phenmenex公司产品;γ-计数器FT-630型为北京核仪器厂出品;450型酶标仪为美国Bio Rad公司产品;ELISA试剂盒由第四军医大学免疫学教研室提供.
1.2 方法
1.2.1 放射活性测定(RA)法 标准曲线的制备以1000μg・L-1 nrhTNFα标准液(0.05mol・L-1 磷酸缓冲液,7.40×108 Bq・L-1 的125 I-nrhTNF)配成质量浓度为0.02,0.1,0.5,4,20和100μg・L-1 的应用液,各取20μL置于测定管中,γ-计数器测定,将质量浓度与计数值(cpm)绘成标准曲线.按照标准曲线方法分别做血清、脑、脂肪、心、肌肉、肝、脾组织中125 I-nrhTNFα的校正曲线.
1.2.2 HPLC分离结合放射活性测定(HPLC-RA)法 标准曲线按RA法中标准曲线制备方法配制成应用液,各取10μL经SEC S3000柱在HPLC上分离,收集固定时间的洗脱液,置于测定管中,在γ-计数器上计数,将浓度与计数值(cpm)绘制成标准曲线.以同样方法制备血清中nrhTNFα的校正曲线,并测定质量浓度为0.5,4.0,20.0μg・L-1 时血清样品经HPLC分离后nrhTNFα的量,以计算回收率.
1.2.3 酶联免疫测定(ELISA)法 采用第四军医大学免疫学教研室rhTNFα试剂盒,以一株mAb包被96孔板,4℃过夜,样品和标准品均做复孔,每孔加样100μL.另一株mAb作酶标抗体,加TMB于37℃反应15min后以2mol・L-1 硫酸终止反应,在酶标仪上测定各孔的吸收度,检测波长为450nm,给药小鼠或正常对照小鼠眼眶取血,室温放置30min后于4000r・min-1 离心15min,分离出血清,立即加入甲基氟磺酸至1mmol・L-1 ,-20℃保存,当天样品24h内测定完毕.以0.025,0.050,0.100,0.200,0.400,0.800,1.600μg・L-1 nrhTNFα做血清中nrhTNFα的标准曲线.
2 结果
采用Iodoge法进行标记的125 I-nrhTNFα经sephacryl S-200HR柱纯化后放射活性浓度为14.80×108 Bq・L-1 ,放射比活性为15.90×108 Bq・L-1 ,放射化学纯度在95%以上.
2.1 RA法 标准曲线和校正曲线表明,nrhTNFα质量浓度与cpm呈直线相关,标准曲线方程为Y=8.4+533X(r=0.999),血清、脑、脂肪、心、肌肉、肝和脾组织的校正曲线方程分别为:Y=7.5+513X(r=0.999,血清)、Y=8.2+688X(r=0.994,脑)、Y=5.0+653X(r=0.999,脂肪)、Y=12.3+618X (r=0.999,脾)、Y=14.5+651X(r=0.996,肌肉)、Y=0.5+671X(r=0.995,肝)、Y=12.3+618X(r=0.999,心).从血清中直接测定nrhTNF的回收率(Tab1),其批内和批间测定精密度良好(Tab2),变异系数(CV%)符合实验要求,检测灵敏度为0.01μg・L-1 .
表1 血清中125 I-nrhTNFα的回收率 略
表2 血清中125 I-nrhTNFα测定精密度 略
2.2 HPLC┐RA法 标准曲线和校正曲线显示,质量浓度与cpm值呈直线相关.标准曲线方程为Y=13.5+642X(r=0.999),血清校正曲线方程为Y=7.1+720X(r=0.999).该法回收率较好(Tab1),在0.5~20μg・L-1 范围内其回收率均在95%以上,批内和批间测定精密度(CV%)均符合实验要求(Tab2),检测灵敏度为0.02μg・L-1 .
2.3 ELISA法 用rh-TNFα的ELISA药盒可以测定血清中nrh-TNFα的含量.用该药盒制备的rh-TNFα标准曲线二者呈正相关,相关系数为0.994,当血清中nrh-TNFα浓度范围在0.025~1.600ng时其浓度的对数(lgc)与显色后的吸光度值(A)呈直线相关,校正曲线方程为lgc=1.372+1.022A(r=0.996).本法的最低检测浓度为0.025μg・L-1 .nrh-TNFα的质量浓度为0.1,0.50和1.00μg・L-1 时的批内变异系数均小于2.33%,血清中nrhTNFα质量浓度为0.05,0.50和1.00μg・L-1 时的回收率均大于72%.本法具有较高的特异性,与IFNα,IFNβ,IL-2和IL-6等其他细胞因子均无交叉反应.
3 讨论
对于药代动力学研究,被试药物的检测方法是至关重要的,不但要求检测方法可靠、灵敏、重复性好,而且要求特异性强,往往单一方法不完全具备这些特点,而采用几种方法联合应用,以达到药代动力学的要求.我们建立的RA法,其检测灵敏度、精密度良好,但其专一性较差,因为它测定的是总放射活性,除了125 I-nrhTNFα外,还包括125 I-nrhTNFα降解产物,甚至脱落的同位素,即总放射活性不能完全代表原型(未降解)药物.只有将色谱方法与同位素法相结合,将带同位素的药物(125 I-nrhTNFα)和非药物分离后,才能测得真实的原型药物浓度,使实验方法的灵敏性和准确性得以提高,增加实验结果的可靠性,所以我们选用了HPLC-RA法,但该法较复杂,测定周期长,需要贵重仪器,特别是测定大量样品时问题更为突出.而ELISA法更能可靠反映原型药物的特异性.但其检测灵敏度明显逊于前两种方法.总之,RA、HPLC-RA和ELISA3种方法均可用于检测生物样品(血清)中rnhTNFα的含量,做为药代动力学研究,除了RA法外就能反映原型药变化的HPLC-RA和ELISA法相互印证为好.
致 谢 我校免疫学教研室金伯泉教授、刘雪松、李琦和杨琨同志给予的大力支持和帮助.
参考文献:
[1]Xu P,Yi DH,Chen P,Wang HS,Hou XB.Expression and lo-calization of TNF-αmRNA in gastric mucosa of CPB rabbit [J].Di-si Junyi Daxue Xuebao(J Fourth Mil Med Univ),2000;21(5):636-639.
[2]Guo Z,Hu YY,Lu R,Wang J.The modulation of BMP on ex-pression of TNF-αand IL-6gene in the area of implanted xeno-geneic bone [J].Di-si Junyi Daxue Xuebao(J Fourth Mil Med Univ),2000;21(1):41-44.
[3]Speiser W,Kapiotis S,Kopp CW,Simonitsch I,Jilma B,Jansen B,Exner M,Chott A.Related a.Effect of intradermal tumor necrosis factor-alphainduced inflammation on coagulation factors in dermal vessel endothelium.An in vivo study of human skin biopsies [J].Thromb Haemost,2001;85(2):362-367.
[4]Guo Z,Hu YY.Wang JB,Zhang CS.Gene expression and cel-lular localization of tumor necrosis factor-αin the area of im-planted xenogeneic bone in mice [J].Di-si Junyi Daxue Xuebao(J Fourth Mil Med Univ),1997;18(2):101-104.
[5]Zhang JY,Zhang DZ,Wang CJ,Chen NC,Su CZ.Construc-tion of a highly active mutant of tumor necrosis factor and its ex-pression in E.coli [J].Di-si Junyi Daxue Xuebao(J Fourth Mil Med Univ),1997;18(Suppl):4-8.
[6]Zhang JY,Zhang DZ,Wang CJ,Chen NC,Su CZ.High ex-pression of human tumor necrosis factor in E.coli and purifica-tion of the expressed product [J].Di-si Junyi Daxue Xuebao(J Fourth Mil Med Univ),1997;18(Suppl):9-13.
[7]Rosenstock M,Greenberg AS,Rudich A.Distinct long-term regulation of glycerol and non-esterified fatty acid release by in-sulin and TNF-alpha in3T3-L1adipocytes [J].Diabetologia,2001;44(1):55-62.
[8]Mysliwski A,Bigda J,Koszalka P,Szmit E.Synergistic effect of the angiogenesis inhibitor TNP-470and tumor necrosis factor(TNF)on Bomirski Ab melanoma in hamsters [J].Anticancer Res,2000;20(6B):4643-4647.
[9]Pawlowski JE,Nesterov A,Scheinman RI,Johnoson TR,Kraft AS.NF-kappa B does not modulate sensitivity of renal carcinoma cells to TNF alpha-related apoptosis-inducing ligand(TRAIL)[J].Anticancer Res,2000;20(6B):4243-4255.
[10]Gridley DS,Li J,Kajioka EH,Andres ML,Moyers MF,Slater JM.Related combination of pGL1-TNF-alpha gene and radia-tion(proton and gamma-ray therapy against brain tumor [J].Anticancer Res,2000;20(6B):4195-4203.
[11]Pennica D,Nedwin GE,Hagflick JS,Seeburg PH,Derynck R,Palladino MA,Kohr WJ,Aggarwal BB,Goeddel DV.Human tumor necrosis factor precursor structure,expression and ho-mology to lymphotoxin [J].Nature(Lond),1984;312:724-729.
[12]Zahn G,Greischel A.Pharmacokinetics of tumor necrosis factor alpha after intravenous administration in rats [J].Drug Res,1989;39(2):1180-1182.
[13]Ferraiolo BL,Moore JA,Crase D.Pharmacokinetics and tissue distribution of recombinant human tumor necrosis factor in mice [J].Drug Metabol Dispos,1988;16(2):270-275.
[14]Greischel A,Zahn G.Pharmacokinetics of recombinant human tumor necrosis factor alpha in rhesus monkeys after intravenous administration [J].J Pharm Exp Ther,1989;251(1):358-361.