免疫缺陷小鼠在免疫、腫瘤、移植以及轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究中使用非常廣泛,許多免疫相關(guān)的研究中或多或少都有用過(guò)這些小鼠。免疫缺陷小鼠的選擇、飼養(yǎng)、繁育以及實(shí)驗(yàn)操作等問(wèn)題,經(jīng)常對(duì)研究人員造成困擾。為了幫大家更好地了解免疫缺陷小鼠以應(yīng)對(duì)相關(guān)問(wèn)題,杰克森實(shí)驗(yàn)室技術(shù)信息科學(xué)家孫佳偉博士為大家準(zhǔn)備了線上直播,
在直播中孫博和大家分享了免疫缺陷小鼠相關(guān)的眾多信息,也回答了線上觀眾提出的很多問(wèn)題。

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這次直播的響應(yīng)非常熱烈,我們收到了很多觀眾的提問(wèn),這里孫佳偉博士總結(jié)性地回答了在直播中收到的一些問(wèn)題,快來(lái)看看這些問(wèn)題對(duì)您的研究是否也有所幫助吧!
▲ 飼養(yǎng)相關(guān)問(wèn)題
▲ 繁育相關(guān)問(wèn)題
▲ 微生物感染相關(guān)問(wèn)題
▲ 輻照相關(guān)問(wèn)題
▲ 品系選擇相關(guān)問(wèn)題
▲ 其他實(shí)驗(yàn)相關(guān)問(wèn)題
免疫缺陷小鼠飼養(yǎng)相關(guān)問(wèn)題
1、老師您好,我這邊購(gòu)買(mǎi)了免疫缺陷NSG小鼠,請(qǐng)問(wèn)一下在實(shí)驗(yàn)擴(kuò)繁過(guò)程中小鼠飼養(yǎng)環(huán)境需要注意什么嗎?購(gòu)買(mǎi)什么品牌的飼料比較好呢?
2、重度免疫缺陷鼠的營(yíng)養(yǎng)學(xué)控制和要求及消化系統(tǒng)特點(diǎn),一般的繁殖料能否用于長(zhǎng)期飼養(yǎng)該類型小鼠?
3、NSG小鼠的酸水喂養(yǎng)是必須的嗎?
4、NSG小鼠可以用加氯或者高壓水嗎?
5、免疫缺陷日常如何飼養(yǎng)護(hù)理,需要注意什么?與普通鼠有什么區(qū)別?
6、飼養(yǎng)免疫缺陷小鼠有特殊的屏障環(huán)境要求嗎?必須使用IVC籠盒嗎?
7、在屏障設(shè)施里,是否所有的免疫缺陷鼠都需要在IVC籠具飼養(yǎng)?哪些需要?哪些不需要?屏障設(shè)施里開(kāi)放式籠盒飼養(yǎng)免疫缺陷鼠對(duì)動(dòng)物及試驗(yàn)的影響有哪些?您推薦的飼養(yǎng)方式是什么?(限屏障設(shè)施)
8、免疫缺陷小鼠異常死亡的情況,建議做哪些項(xiàng)目的檢測(cè)?
9、NSG品系本身死亡率是多少,適應(yīng)時(shí)期死亡怎么處理?
10、您所說(shuō)的NSG要在合適的良好的環(huán)境下可以保持正常狀態(tài),能否就這個(gè)合適的環(huán)境再做一些闡述,是否必須隔離包?
11、我們實(shí)驗(yàn)室需要長(zhǎng)期飼養(yǎng)免疫缺陷鼠,日常飼養(yǎng)中有什么特別注意的地方,應(yīng)該怎么監(jiān)控其健康狀態(tài)?
12、在前期實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),部分飼養(yǎng)的裸鼠會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)出白色體毛的現(xiàn)象,咨詢相關(guān)老師得到的回復(fù)是裸鼠的基因型出現(xiàn)問(wèn)題,這種情況是否會(huì)影響腫瘤實(shí)驗(yàn)結(jié)果?
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● 不同的免疫缺陷小鼠的免疫缺陷程度不同,NSG™小鼠的免疫缺陷最嚴(yán)重,但它們?cè)趪?yán)格的飼養(yǎng)環(huán)境和人員操作下,健康狀況良好,中期壽命大約在20個(gè)月,繁育能力正常。在JAX,所有免疫缺陷小鼠都飼養(yǎng)在最高屏障等級(jí)的SPF設(shè)施內(nèi),排除一切機(jī)會(huì)性致病菌(Agents Monitored in JAX Mouse Rooms),同時(shí)有一套嚴(yán)格的操作和管理流程來(lái)保障環(huán)境的穩(wěn)定和潔凈。大部分情況下,JAX小鼠的健康報(bào)告可以幫助評(píng)估您所在的設(shè)施是否能夠良好飼養(yǎng)該品系。
● 從具體的操作上看,在JAX,飼養(yǎng)免疫缺陷小鼠的籠具、飼料和飲水與其他小鼠無(wú)異,同樣是使用IVC籠盒、LabDiet® 5K52 formulation (6% fat)的飼料和鹽酸酸化到pH為2.5-3.0的酸化水。不同設(shè)施使用的飼料、飲水可能有所不同,大家可以遵從自己的設(shè)施習(xí)慣,但需要確保物料的嚴(yán)格滅菌。在JAX的設(shè)施內(nèi),免疫缺陷小鼠極少出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。如果在設(shè)施內(nèi)出現(xiàn)小鼠的異常死亡,需要結(jié)合種群死亡率、尸檢報(bào)告、鼠房微生物檢測(cè)報(bào)告,綜合判斷死亡原因,從而采取相應(yīng)的措施加以改善。
● 對(duì)于長(zhǎng)期飼養(yǎng)的免疫缺陷小鼠,在日常操作中,可以從以下方面監(jiān)測(cè)小鼠的健康狀態(tài):
1、密切關(guān)注其外觀:有無(wú)皮膚異常、弓背或毛發(fā)不整,觀察實(shí)驗(yàn)傷口處有無(wú)發(fā)炎、膿腫,有無(wú)體重減輕、腹瀉等情況;
2、關(guān)注表型的變化:包括繁育數(shù)據(jù)、日常的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等;
3、定期哨兵鼠檢測(cè):對(duì)于免疫缺陷品系而言,用常規(guī)的野生近交系可能不足以監(jiān)測(cè),因?yàn)橛械臋C(jī)會(huì)性致病菌在免疫系統(tǒng)健全的品系上可能不會(huì)生長(zhǎng)。所以可以用淘汰的繁育對(duì)、或者專門(mén)的重度免疫缺陷品系作為哨兵鼠。
● 關(guān)于裸鼠出現(xiàn)毛發(fā)的情況,首先需要確定基因型是否正確。如果Foxn1突變是雜合子,那么小鼠有毛發(fā)是正常的;如果Foxn1突變是純合子,小鼠一般沒(méi)有毛發(fā),但是偶爾也會(huì)出現(xiàn)毛發(fā)。因?yàn)镕OXN1蛋白缺失會(huì)導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)“異常”的毛發(fā)生長(zhǎng)模式,而并非完全沒(méi)有毛發(fā)[1]。如果裸鼠出現(xiàn)毛發(fā)是由于Foxn1突變雜合,那么小鼠的T細(xì)胞缺失不完全,可能導(dǎo)致對(duì)腫瘤產(chǎn)生排斥;如果確定Foxn1突變是純合,只要確定腫瘤細(xì)胞是可以在裸鼠身上成瘤的,一般情況下,輕微的毛發(fā)生長(zhǎng)并不會(huì)對(duì)腫瘤實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。
免疫缺陷小鼠繁育相關(guān)問(wèn)題
1、NSG小鼠妊娠率,產(chǎn)仔情況如何?
2、請(qǐng)問(wèn)免疫缺陷會(huì)影響小鼠的繁殖嗎?這類小鼠如何繁育呢?
3、NSG小鼠的最佳繁殖年齡是什么?最佳使用年齡又是什么?
4、免疫缺陷鼠合籠后不懷孕可能是什么原因?
5、nude小鼠幼崽容易死亡,有的被吃掉,大鼠不給喂奶作窩,怎么處理?
6、請(qǐng)問(wèn)NSG繁育籠的換籠頻率有什么要求?
7、繁育籠的雌雄比例是3:1嗎?
8、NSG免疫缺陷鼠生育率會(huì)隨著子代代數(shù)越多而下降嗎?生育率下降是自身原因居多還是環(huán)境影響居多?合籠小鼠為什么經(jīng)常出現(xiàn)雄鼠死亡現(xiàn)象?
9、NSG的繁殖方式是什么呢?近交系,還是隨機(jī)交配,繁育幾代會(huì)不會(huì)出現(xiàn)基因漂變?
10、如何檢測(cè)遺傳漂變的程度呢?
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● 小鼠的繁育表現(xiàn)與遺傳、飼養(yǎng)環(huán)境、人員操作等多種因素有關(guān),但總體來(lái)說(shuō),在嚴(yán)格且穩(wěn)定的飼養(yǎng)環(huán)境和人員操作下,免疫缺陷小鼠也是可以正常地繁育的。需要注意的是,不同的設(shè)施內(nèi)小鼠的繁育表現(xiàn)可能會(huì)有所差別,建議大家在自己的設(shè)施內(nèi)進(jìn)行持續(xù)的繁育數(shù)據(jù)收集和記錄保存,這樣在小鼠出現(xiàn)繁育問(wèn)題時(shí),可以及時(shí)地分析這些影響因素,再針對(duì)性地采取措施改善繁育表現(xiàn)。(相關(guān)閱讀:☞小鼠基礎(chǔ)知識(shí)二|保姆級(jí)教程,幫你搞定小鼠繁育。
● 在JAX,NSG™小鼠的繁育性能良好,我們會(huì)在5-8周齡開(kāi)始配繁,繁育籠的雌雄配比一般為1:1或者2:1,整個(gè)繁育期間雌雄小鼠始終保持同籠,以減少反復(fù)分離、合籠對(duì)雌鼠造成的潛在壓力。
● 對(duì)于長(zhǎng)期飼養(yǎng)的品系,如果出現(xiàn)生育能力越來(lái)越差,或者是關(guān)注的表型發(fā)生了顯著變化的情況,首先需要考慮飼養(yǎng)環(huán)境是不是有所改變,如果環(huán)境本身是嚴(yán)格、穩(wěn)定的,那么就需要考慮是不是遺傳漂變的積累導(dǎo)致了這些變化。在種群繁育過(guò)程中,遺傳漂變是自發(fā)的、隨機(jī)的,并且無(wú)法避免,對(duì)遺傳漂變進(jìn)行檢測(cè)需要進(jìn)行全基因組測(cè)序,這是一項(xiàng)既耗時(shí)、成本又高的工作,因此除非是進(jìn)行遺傳漂變相關(guān)的課題研究,否則檢測(cè)遺傳漂變是沒(méi)有太大意義的。如何減少遺傳漂變的積累可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)的影響,最有效的措施是在種群擴(kuò)繁早期進(jìn)行胚胎或精子的大量?jī)龃,再定期?fù)蘇以重建種群;另一種便利的選擇是定期從可靠的供應(yīng)商引進(jìn)新的繁育對(duì)小鼠。
● JAX啟用了獲得專利的遺傳穩(wěn)定性項(xiàng)目GSP (Patented Genetic Stability Program ),來(lái)有效地保障JAX小鼠的遺傳質(zhì)量,一些重要的品系,包括NSG™小鼠,已經(jīng)納入了該計(jì)劃之中。
免疫缺陷小鼠微生物感染相關(guān)問(wèn)題
1、做CDX或PDX移植的時(shí)候,怎么避免移植物對(duì)小鼠造成感染?
2、NSG才2個(gè)月,自發(fā)腫瘤死亡,是微生物感染嗎?
3、PDX手術(shù)后動(dòng)物表現(xiàn)拉稀,可能是什么感染呢?
4、免疫缺陷小鼠最難去除的是牛棒狀桿菌了,如何徹底根除呢?
5、利用NSG類小鼠做人源移植物異體移植時(shí),如何避免人源移植物自身可能攜帶的微生物導(dǎo)致小鼠感染或者死亡的情況?是否有推薦的抗生素或者其他藥物給予同時(shí)注射?如何評(píng)價(jià)此類藥物可能對(duì)人源移植物造成的影響?
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● 免疫缺陷小鼠由于其免疫功能受損,對(duì)病原微生物的抵抗力下降,NSG™小鼠的免疫缺陷最為嚴(yán)重,無(wú)法抵御感染,很容易受到病原微生物、機(jī)會(huì)性病原體(克雷伯產(chǎn)酸菌)、甚至它們自己的腸道菌群(腸球菌)的感染[2]。避免免疫缺陷小鼠的感染,重在預(yù)防,可以從環(huán)境、人員和實(shí)驗(yàn)操作三個(gè)方面進(jìn)行。
● 一般不建議預(yù)防性使用抗生素來(lái)喂養(yǎng)免疫缺陷小鼠,這有可能會(huì)導(dǎo)致耐藥菌的出現(xiàn),使得之后的飼養(yǎng)繁育變得更加困難;如果動(dòng)物房屏障等級(jí)較低,可以在獸醫(yī)的監(jiān)督下使用Sulfatrim,但這種藥物無(wú)法預(yù)防感染,只能抑制小鼠的感染癥狀[3]。
● 對(duì)于移植相關(guān)實(shí)驗(yàn),除了器械和環(huán)境消毒外,還需要確保移植物是無(wú)污染的,可以在移植前對(duì)移植材料進(jìn)行MAP或者PCR檢測(cè)。如果在飼養(yǎng)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)小鼠出現(xiàn)了異常的疾病表型(如腹瀉、體重減輕、腫瘤)甚至死亡,可以請(qǐng)獸醫(yī)對(duì)死亡小鼠進(jìn)行解剖檢驗(yàn),并且對(duì)鼠房的哨兵鼠進(jìn)行微生物檢測(cè),以判斷是否存在微生物感染,以及是何種微生物感染。對(duì)于牛棒狀桿菌感染的預(yù)防和根除策略,可以參考視頻回放。
免疫缺陷小鼠輻照相關(guān)問(wèn)題
1、請(qǐng)問(wèn)prkdc SCID小鼠移植同背景小鼠的脾細(xì)胞時(shí),還需要輻照嗎?用很低劑量輻照,小鼠死亡率還是很高;直接移植死亡率也很高。
2、免疫缺陷是不是不能輻照。
3、人胚系干細(xì)胞移植,能不能不輻照NSG小鼠?
4、其他免疫缺陷鼠,比如rag缺陷,會(huì)對(duì)輻照敏感么?
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● 由scid突變的基因Prkdc編碼一種DNA蛋白激酶,不僅在TCR/BCR基因重排中發(fā)揮重要的功能,也參與整個(gè)身體的DNA雙鏈斷裂修復(fù)。因此,所有攜帶scid突變的小鼠對(duì)損害DNA的化學(xué)或物理制劑,如癌癥化療和輻照的敏感性增加。而Rag敲除則是破壞重排信號(hào)序列(RSS)的識(shí)別與剪切,導(dǎo)致V(D)J重排通路從源頭受阻,所以Rag敲除的小鼠對(duì)輻射耐受度更高。
● 構(gòu)建免疫系統(tǒng)人源化小鼠,是免疫缺陷小鼠的一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域,其中最常見(jiàn)的人源化類型是PBMC和CD34人源化。一般來(lái)說(shuō),CD34人源化小鼠的構(gòu)建,由于移植的造血干細(xì)胞需要遷移到骨髓中發(fā)育、分化,因此需要對(duì)小鼠進(jìn)行輻照,以清除鼠源造血干細(xì)胞和空出骨髓腔,幫助人造血干細(xì)胞更好地定植;而PBMC人源化小鼠的構(gòu)建,通?梢圆贿M(jìn)行輻照。
● 不同實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)的小鼠狀態(tài)、所使用的輻照儀可能略有不同,因此在對(duì)免疫缺陷小鼠進(jìn)行一些需要輻照的實(shí)驗(yàn)時(shí),比如CD34人源化構(gòu)建,或者對(duì)荷瘤小鼠進(jìn)行輻射治療、化療的研究時(shí),需要考慮到小鼠對(duì)輻射以及遺傳毒性藥物的敏感性,在正式實(shí)驗(yàn)之前最好進(jìn)行最大耐受劑量的測(cè)試。
免疫缺陷小鼠品系選擇相關(guān)問(wèn)題
1、不同遺傳背景下的SCID壽命差異大嗎?
2、靶點(diǎn)人源化和NSG重建鼠怎么選擇?
3、如何正確選擇免疫缺陷小鼠以滿足不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />
4、如何選取合適的免疫缺陷鼠作為實(shí)驗(yàn)?zāi)P停?br />
5、NSG-SGM3和NSG的區(qū)別在哪里呢?
6、免疫缺陷中缺失和缺陷是怎么定義的?有什么區(qū)別?是否還有相關(guān)的功能?
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● 不同遺傳背景的scid突變小鼠在T、B細(xì)胞的泄露率上有所不同, C57BL/6J和BALB/cBy遺傳背景的泄露率較高,C3H/HeJ遺傳背景的泄露率降低,NOD/LtSz背景下的泄露率極低。scid突變小鼠的壽命,不僅與遺傳背景有關(guān),也與飼養(yǎng)環(huán)境密切相關(guān),在SPF環(huán)境中,NOD scid小鼠的中位生存期約為37周,BALB/c scid小鼠的壽命可長(zhǎng)達(dá)一年[4]。
● 靶點(diǎn)人源化小鼠通常是在具有功能性免疫系統(tǒng)的小鼠體內(nèi)表達(dá)人的靶點(diǎn)基因,主要適用于靶向藥的臨床前效果評(píng)估,具有低成本、高效率、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一致性等優(yōu)點(diǎn),但是由于存在種屬差異,實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)法完全模擬人體內(nèi)的藥物反應(yīng);而免疫系統(tǒng)人源化小鼠是在重度免疫缺陷小鼠體內(nèi)重建人的免疫系統(tǒng),能夠模擬人體免疫機(jī)能,在腫瘤免疫、感染性疾病、移植相關(guān)研究、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都有應(yīng)用,但存在操作復(fù)雜、成本高、移植等待期長(zhǎng)等局限性。JAX持續(xù)進(jìn)行Hu-CD34 NSG™, Hu-CD34 NSG™-IL15和Hu-CD34 NSG™-SGM3人源化小鼠的構(gòu)建,基本可以達(dá)到現(xiàn)貨供應(yīng)。
● 免疫缺陷小鼠是進(jìn)行免疫學(xué)、腫瘤、感染性疾病、干細(xì)胞、移植、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)等研究的有力模型,但是免疫缺陷小鼠種類繁多,它們?cè)诿庖呷毕莸某潭取⑦m用的研究領(lǐng)域上有所不同。在選擇適合研究使用小鼠品系時(shí),一方面需要充分了解每一種品系的特點(diǎn)(遺傳背景、免疫系統(tǒng)組成、壽命、局限性等),另一方面也建議結(jié)合參考文獻(xiàn)進(jìn)行綜合判斷。
免疫缺陷小鼠其他實(shí)驗(yàn)相關(guān)問(wèn)題
1、請(qǐng)問(wèn)移植后的外周細(xì)胞在小鼠體內(nèi)能存活多久啊?
2、PBMC移植后在NSG小鼠體內(nèi)細(xì)胞活性持續(xù)多久?
3、請(qǐng)問(wèn)NSG小鼠到貨后適應(yīng)多久可以實(shí)驗(yàn)?
4、老師nude小鼠腫瘤移植腫瘤長(zhǎng)大后又消退是什么原因呢?
5、使用小鼠成瘤應(yīng)該怎么選受體小鼠?這些小鼠都可以用來(lái)進(jìn)行免疫治療嗎?
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● PBMC或CD34人源化小鼠的移植效率與受體鼠種類、年齡、性別、移植的細(xì)胞數(shù)目、操作、輻照強(qiáng)度、檢測(cè)時(shí)間等多種因素有關(guān),因此很難一概而論。JAX使用6周齡雌性NSG小鼠進(jìn)行PBMC人源化的構(gòu)建,由于小鼠會(huì)較早發(fā)生GvHD(移植后4-6周),研究窗口期較短,但是人免疫細(xì)胞比例在小鼠的整個(gè)存活期內(nèi)保持穩(wěn)定。使用NSG-DKO小鼠進(jìn)行PBMC人源化的構(gòu)建,可以顯著延緩GvHD的發(fā)生。JAX進(jìn)行CD34人源化的構(gòu)建,分別是使用3周齡的雌性NSG (#005557)、NSG-IL15 (#030890)小鼠和4周齡的雌性NSG-SGM3 (#013062)小鼠,人免疫細(xì)胞經(jīng)過(guò)8-12周的發(fā)育分化后,在整個(gè)生命周期內(nèi)保持穩(wěn)定。
● 對(duì)于所有小鼠來(lái)說(shuō),都建議在收鼠后進(jìn)行至少1周的適應(yīng)性飼養(yǎng),再進(jìn)行配繁或者實(shí)驗(yàn)。裸鼠移植腫瘤生長(zhǎng)后又消退,有可能是小鼠對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生了排斥,也有可能是腫瘤或者接種本身的原因,需要通過(guò)發(fā)生頻率和其他相關(guān)情況綜合判斷。因?yàn)槁闶蟮拿庖呷毕莩潭容^輕,只有T細(xì)胞缺失,天然免疫功能是完好的,因此在進(jìn)行腫瘤移植時(shí)是有可能發(fā)生免疫排斥反應(yīng)的,這種情況下可以考慮使用免疫缺陷更為嚴(yán)重的小鼠作為受體。對(duì)于腫瘤相關(guān)研究來(lái)說(shuō),受體小鼠的選擇,取決于腫瘤細(xì)胞的類型和研究目的:
1、首先需要考慮腫瘤能不能生長(zhǎng)。如果是一些常用的腫瘤細(xì)胞系,可以參考它之前發(fā)表過(guò)的文章信息,是使用的什么受體鼠;如果是一種新的腫瘤細(xì)胞系或者原代腫瘤細(xì)胞,第一次嘗試進(jìn)行接種的話,可以選擇NSG小鼠,研究顯示NSG小鼠對(duì)多種原代腫瘤細(xì)胞都有較高的兼容性。
2、其次是研究目的。如果要測(cè)試直接靶向腫瘤細(xì)胞的化學(xué)療法,那么只要腫瘤能夠生長(zhǎng)的任意一種受體鼠都可以;而如果要檢測(cè)調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的免疫療法,則需要使用免疫系統(tǒng)人源化的荷瘤小鼠。
● 免疫治療,一般是通過(guò)調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的活性來(lái)進(jìn)行靶細(xì)胞殺傷的,那么就需要使用免疫系統(tǒng)人源化的小鼠。人源化小鼠在選擇上也有很多的注意事項(xiàng),比如人源化的種類、受體鼠的種類。如果需要做初步了解,可以點(diǎn)擊鏈接觀看我們的技術(shù)講座,當(dāng)然也可以直接聯(lián)系我們的技術(shù)支持獲得建議。
參考文獻(xiàn)
[1] Cells Tissues Organs. 2001. PMID: 11275695; Acta Anat (Basel). 1990. PMID: 2288204
[2] Vet Pathol. 2011. PMID: 20817888
[3] Curr Top Microbiol Immunol. 1989. PMID: 2805792
[4] J Immunol. 2005. PMID: 15879151; J Immunol. 1995. PMID: 7995938; Nature. 1983. PMID: 6823332
