[发明专利]用于体外测试免疫原性和免疫功能的培养系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及培养真核细胞、特别是免疫细胞的培养装置和方法。本发明还涉及体外分析测试化合物对免疫细胞的影响的方法。

背景技术

在临床前药物研发的早期，需要在体外对物质对细胞的影响进行比较分析。为此，需要在严格控制的条件下制备细胞培养物并以感兴趣的治疗剂进行处理。仅当以可重复和高度类似的方式对各个细胞培养物(即相同的或不同的细胞培养物)进行测试时，才能获得可靠的结果。

不过，通常会遇到严重的问题。例如，在细胞培养物制备和测试过程中细胞培养物受到损害或遭受应激，且因此导致分析结果至少部分是由于此类损害造成的。不仅如此，将这些基于从受损细胞上获得的结果而得出的结论应用于体内情况可能引起致命的错误。此外，损害或应激条件在各个细胞培养物之间不具有可重复性并可影响各种因素，有可能产生高比例的假阳性或假阴性。

正因如此，在体外测试之后在动物模型系统上进行体内测试非常重要。这导致出现这样一种悖论，即由于不能控制测试条件而无法预期在人类细胞培养物自身上进行的实验的有效性。实验中的人为因素妨害了预期的有效性。

另一方面，实验中的人为因素较少影响从动物实验中获得的体内结果。不过，对于人类应用而言，动物实验本身的有效性十分有限(更不用说还有为进行比较分析而设立遗传学相同的动物分组的育种问题)。

正因如此，一直在进行各种努力，例如通过启动费用高昂的基因组学和蛋白质组学课题，以确保结果可从动物转用于人类。不过，对于这一问题还远远没有找到令人满意的解决方案。

因此，目前新药研发的风险仍然主要涉及临床研究领域，该领域是花费最为昂贵且涉及伦理学问题最多的领域。类似的问题也存在于在细胞培养物上进行的诊断测试研发中。

本发明因此旨在建立用于体外测试的培养装置和方法，其可将活细胞材料上的应激条件降至最低。这会使得通过比较分析而获得的结果的有效性增加，且优选地，可将这些结果直接外推至与所培养的细胞相对应的整个生物体，由此可以避免进一步的动物测试或减少其数量。

化妆品、药物和化学消费品的所有成分均需测试广泛的不良反应谱。风险评估策略的最终目标是确定产品的用途和适应症，以便将对健康和环境的威胁降至最低。除了例如毒性、腐蚀性、致癌性和胚胎毒性之外，还需要将免疫原性纳入产品安全的考虑范围。产品相关的免疫原性可导致，例如皮肤过敏、变态反应和过敏反应。

免疫原性仅对于免疫接种而言是需要的。药物、化妆品和包括食品成分在内的其他消费者相关化学品以及它们的组合在应用于人体的过程中可能引起不期望的免疫原性。因此，免疫原性和改变的免疫功能是与使用化学品和生物制药制品相关的重要问题。

产品相关参数例如药物设计、制造方法、制剂或施用途径可影响免疫原性(Schellekens，H.，Bioequivalence and the Immunogenicity ofBiopharmaceuticals.Nature Reviews Immunology.Vol.1，457；2002)。

新的化合物以及生物制药药物例如重组蛋白质、来自动物和植物的成分，可引起患者产生中和抗体、变态反应和过敏反应。新的化合物以及生物学物质例如抗体或细胞因子，以高度特异性的方式与特定靶反应并对齐造成干扰，或在其作用方式中具有特定的物种特异性。

因此，为了测试免疫原性和免疫功能，需要建立与人体情况密切类似的模型系统。因此，需要基于人类的具有免疫能力的淋巴类器官的等同测试系统和强有力的过程来研究它们的影响。

有很多体外测试使用人类细胞，但它们并没有效仿器官或组织的功能，因此价值有限。因此，为了研究药物功效和不良反应，使用动物品种的体内测试一直是必需的。

已经建立了大量经确认的动物测试系统并强制用于产品批准过程，对于制药、化学和化妆品工业尤其如此。

对于早期临床前期研究和后期药物筛选过程，已经建立了大量转基因模型，并已经用于测试对免疫应答的诱导。公认的动物模型被强制用于后期临床前期毒性测试(例如，小鼠、大鼠、狗和非人类灵长类动物)。在临床试验的范围内，人类中的免疫原性测试集中于分析接受治疗的志愿者的血液和尿液样品中的药物中和抗体。