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1、抗体工程药物的研究进展,抗体工程药物的研究进展,抗体药物简介,抗体（Antibody）：是一种由抗原诱导，由淋巴细胞（浆细胞）合成与分泌的，具有特殊氨基酸序列的免疫球蛋白分子。抗体可以与细菌，病毒或类毒素等抗原结合，通过下列三种或其中一种方式中和除去有害物质：（1）直接使抗原失去活性；（2）使免疫效应细胞将其吞噬并加以破坏；（3）使抗原表面弱化从而易于受补体破坏。,抗体药物简介抗体（Antibody）：是一种由抗原诱导，由淋,抗体的种类：抗体根据不同的方法分类，以分子化学结构可分为以下三类：多克隆抗体，单克隆抗体，基因工程抗体。,抗体的种类：抗体根据不同的方法分类，以分子化学结构可分为以下,各
2、种类型的抗体药物,各种类型的抗体药物分类名 称抗体完整抗体 鼠源抗,研制新药的丰富资源：外源性物质和内源性物质。微生物药物、植物药、放射性核素以及大多数化学合成药均属外源性物质。机体内存在的细胞因子、活性蛋白等属内源性物质。抗体药物则是异源性物质与机体相互作用的产物。 异源性物质（潜在的药物靶点）的复杂、多样性和机体产生抗体机制的复杂性，决定了抗体药物的丰富多样性。,研制新药的丰富资源：,抗体药物的特点,1. 抗体药物的特异性：单克隆抗体针对特定的单一 的抗原表位（epitope）,具有高度的特异性（secificity）,这是抗体药物发挥治疗作用的重要基础。对于抗肿瘤抗体的研究表明，其特异性
3、主要表现为特异性结合，选择性杀伤，体内靶向性分布以及具有更强的疗效。 1.1与相关抗原的特异性结合1.2对肿瘤靶细胞的选择性杀伤作用 1.3在动物体内的靶向性分布 1.4对相关的肿瘤显示更强的疗效 1.5在临床使用取得确定的疗效,抗体药物的特点1. 抗体药物的特异性：单克隆抗体针对特定的,2. 抗体药物的多样性：抗体药物的多样性（diversity）主要表现在抗原的多样性，抗体结构的多样性，作用机制的多样性等方面。 2.1 抗原的多样性 2.2 抗体结构的多样性 2.3 抗体活性的多样性 2.4免疫偶联物与融合蛋白的多样性,抗体工程药物的研究进展共33张课件,3. 制备抗体药物的定向性:抗体药
4、物的重要特点之一是可以定向制造（tailored making），根据需要，可以制备具有不同治疗作用的抗体药物。3.1 针对特定的靶分子定向制备抗体药物 3.2 根据需要选择抗体药物的“效应分子”,3. 制备抗体药物的定向性:抗体药物的重要特点之一是可以定向,抗体药物研究的主要趋向,研究新的细胞靶点 :抗体对应的抗原具有高度特异性，这是抗体药物显示靶向性作用的分子基础。确定并利用与疾病相关的分子靶点是研制抗体药物的关键。 抗体的人源化:在临床治疗中使用鼠源性单克隆抗体的主要障碍之一是产生人抗鼠抗体（HAMA）反应。因此，对于疗程长，需反复多次给药的抗体药物，人源化是其重要的发展趋向。 抗体药物
5、的高效化:对于治疗实体肿瘤，由于抗体药物实际到达肿瘤细胞的数量有限，为取得良好效果，抗体药物需要高效化，仅需微量到达靶部位即可杀伤肿瘤细胞，研制高效化抗体药物需要高效“弹头”药物。 抗体药物分子的小型化:通过酶切方法得到的抗体F(ab)2或Fab片段，其分子质量分别相当于完整抗体的2/3和1/3左右。通过基因工程技术制备的单链抗体scFV分子质量相当于完整抗体的1/6。 具有抗体功能的融合蛋白 :融合蛋白一般包括抗体的Fv部分和作为“弹头”的活性的蛋白,抗体药物研究的主要趋向研究新的细胞靶点 :抗体对应的抗原具有,单克隆抗体,1. 杂交瘤及杂交瘤技术 :细胞杂交的含义包括同一细胞的自融合或是在
6、诱导物的作用下自身或不同细胞间的融合。融合后的细胞具有双亲本细胞的染色体，由此具有双亲细胞所具有的全部或部分特征。肿瘤细胞具有无限的繁殖能力，淋巴细胞通过融合剂的作用形成融和细胞，因其亲本细胞之一为肿瘤细胞，故因此而形成的杂交细胞称为杂交瘤细胞。通过这种方法制备融合细胞，并用于某些细胞特征的研究及生产所期望的免疫分子，称为杂交瘤技术。,单克隆抗体1. 杂交瘤及杂交瘤技术 :细胞杂交的含义包括,2. 单克隆抗体:一个骨髓瘤细胞与一个具有分泌抗体分泌能力的B淋巴细胞融合形成杂交瘤细胞，通过无性繁殖所形成的细胞系，这一细胞系的每一个细胞均具有相同的特性且高度均一。由这一细胞系分泌的抗体由于为同一细胞
7、克隆产生，抗体的均一性极高，活性、亚类、亲和力均相同。由于在筛选融和细胞时，系由一个细胞集落（即克隆）增殖而来，故称单克隆，而由此细胞产生的抗体即为单克隆抗体。 单克隆抗体的主要特点为（1）由于来源于单克隆细胞，所分泌的抗体分子在结构上高度均一，甚至在氨基酸序列及空间构型上均相同；（2）由于抗体识别的是抗原分子上单一抗原位区，且所有的抗体分子均相同，由此，单克隆抗体具有高度特异性；（3）产生该抗体的为一无性细胞系，可长期传代保存，为此，可持续稳定的生产同一性质的抗体。也正因为单克隆抗体具有不同于多克隆抗体的特点而深受学者的重视。,2. 单克隆抗体:一个骨髓瘤细胞与一个具有分泌抗体分泌能力的,3
8、.单克隆抗体国内外研究现状: 自1975年该项技术问世以来，受到了相关领域学者们的高度重视，广泛应用于免疫、医学、肿瘤、细胞生物学等领域。我国自20世纪80年代初开始，20年来从事该项研究的单位举不胜举，也取得可喜的成绩。如武汉生物制品研究所的抗T3淋巴细胞单克隆抗体已获准生产，用于抗移植排斥反应治疗；抗乙型脑炎、流行性出血热单克隆抗体已获准进行临床研究等。虽然基因工程技术给单克隆抗体带来崭新的前景，但细胞工程技术由于其制备容易且抗体活性高，目前仍不失为研究制备单克隆抗体的首选方法。,3.单克隆抗体国内外研究现状:,基因工程抗体,基因工程抗体具有许多优点 通过基因工程技术的改造，可以最大限度降
9、低抗体的鼠源性，降低甚至消除人体对抗体的排斥反应。基因工程抗体的分子较小，穿透力强，更易达到病灶核心部位。可以根据治疗的需要，制备多种用途的新型抗体。可以采用原核细胞、真核细胞或植物等多种表达系统大量生产抗体分子，成本大大降低。,基因工程抗体基因工程抗体具有许多优点,人鼠嵌合抗体 鼠单抗可变区人源化抗体 ：改型抗体、表面氨基酸残基地“人源化”镶面抗体 、表位印迹选择 小分子抗体 ：Fab片段和重组Fab 、Fv和单链抗体（scFv） 、双体分子（diabody） 、单域抗体 、最小识别单位 双特异性及多特异性抗体,人鼠嵌合抗体,抗体工程药物的研究进展共33张课件,抗体工程药物的研究进展共33张
10、课件,抗体工程药物的研究进展共33张课件,抗体工程药物的研究进展共33张课件,抗体基因文库的建立,抗体基因文库的建立,治疗肿瘤的抗体药物,1. 治疗肿瘤的抗体药物的历史 近20年来，肿瘤分子生物学、肿瘤遗传学、肿瘤免疫学、肿瘤细胞生物学等均取得了长足得发展，肿瘤发生发展得机制渐现轮廓，越来越多的肿瘤相关蛋白被发现，为肿瘤的抗体治疗提供了大量的靶点。目前，治疗肿瘤已不再局限于靶向治疗，生长因子的中和封闭抗体、受体信号传到阻断抗体、抗血管生成抗体等多种类型抗体的出现为肿瘤的抗体治疗提供广阔的空间。20世纪90年代成熟的哺乳动物细胞高产量表达技术，最终使治疗肿瘤的抗体药物突破了大规模生产的制约而进入
11、商品化。2019年，抗CD20嵌合抗体（Rituxan）获准上市销售，用于治疗B淋巴细胞瘤，成为FDA批准的第一个治疗肿瘤的抗体，又一次掀起了抗肿瘤抗体药物研究的热潮。相对于其他肿瘤生物治疗手段，抗体药物具有选择性强，毒副作用小、药理机制明确、药效显著、安全性好等优势。目前，在FDA已经批准上市的11种抗体类药物中有5种工程抗体药物用于治疗肿瘤疗效良好。而正在临床试用阶段治疗肿瘤的抗体药物达90种以上，处在临床前研究中的有79种以上，占所有生物制品药物的25。预计在未来两年中，还会有57种抗体药物获准上市用于治疗肿瘤。抗体治疗已经成为继手术、化疗、放疗、激素治疗后成为第五大肿瘤治疗的手段。,治
12、疗肿瘤的抗体药物1. 治疗肿瘤的抗体药物的历史,2. 抗体药物治疗肿瘤的策略：(1)靶向治疗类抗体药物 :靶向治疗类抗体药物，是指以抗体为载体，将具有杀伤肿瘤功能的效应分子如核素、化疗药物、毒素等，选择性地带到肿瘤局部，进而选择性地杀伤肿瘤细胞或相应地细胞组织。这类抗体药物以前也称为“生物导弹”。(2)封闭类抗体治疗:封闭类抗体（blocking antibodies）药物是指抗体与肿瘤细胞的可溶性蛋白、因子或膜蛋白特异结合后，封闭这些蛋白因子的功能活性，导致肿瘤细胞发生凋亡或生长抑制等现象的一类抗体药物。在蛋白质功能研究中，采用抗体封闭的方法确定目标蛋白的功能是最常用的方法之一。,2. 抗体
13、药物治疗肿瘤的策略：,(3) 作用于信号传导类抗体药物 :肿瘤生长离不开异常地生长信号通路，现已证明，多种肿瘤均依赖于自泌、旁泌或异常持续激活地生长因子信号通路。采用相应抗体与这些信号通路地受体结合，阻止天然配体与受体结合，也可阻断信号通路激活，可以有效地抑制肿瘤生长，并且可能引起其他有力地抗肿瘤效应。由于肿瘤地发生发展是一个多基因、多因素、多环节地过程，其依赖地各种信号也很多，只有阻断对于肿瘤发生发展转移来说非常重要地信号通路，才能对肿瘤的治疗发挥较大的作用。目前已经鉴定了两类信号通路在实体肿瘤中具有非常重要的位置。第一类是erbB受体家族，第二类是VEGF受体家族。（4） 效应子杀伤类抗体
14、药物：在治疗肿瘤的抗体药物中，有一类抗体依靠其带有的抗体Fc片段，在特异地与肿瘤细胞结合后，通过其Fc片段介导一系列效应子免疫学杀伤肿瘤细胞，这就是效应子杀伤类抗体药物。,(3) 作用于信号传导类抗体药物 :肿瘤生长离不开异常地生长,(5)抗独特型疫苗类抗体药物 :：抗体分子本身既是可与特定抗原特异结合的抗体，又是一种可诱导机体产生抗抗体的抗原。抗体依据其引起血清免疫反应的特性，可分为3种类型，同种型、同种异型和独特型。独特型是指在同种同个体内，不同抗体之间的差别，实际上这种差别来自于抗体的可变区的不同，反应了抗体的多样性。目前关于独特型的理论主要是免疫网络学说，该学说认为，抗原刺激机体产生抗
15、体（Ab1）后，Ab1又可以作为抗原刺激机体产生抗抗体(Ab2)，而抗体Ab2又可以引起机体产生Ab3，最终产生一个复杂的、但又是相对平衡的抗体网络，网络链条中的各级抗体均受到上下级抗体的调控。其中Ab2级的抗体就属于抗独特型抗体，抗独特型抗体的独特型表位具有最初的外部抗原表位类似的结构，可以模拟抗原表位，称之为内影像。,(5)抗独特型疫苗类抗体药物 :：抗体分子本身既是可与特定抗,(6)抗血管类抗体药物: 经过20余年的研究，现在已经明确实体肿瘤的生长转移依赖于肿瘤血管的生成，肿瘤血管生成通常是由已有的正常血管生长出新的血管深入肿瘤内部，其中涉及多种细胞及胞外蛋白分子。肿瘤血管生成是一个极其
16、复杂的过程，一般可以分为如下几个步骤： A. 肿瘤细胞或间质细胞分泌可溶性血管生成因子作用于已存血管内皮细胞上的受体，激活内皮细胞，使其能够增殖和迁移；B. 内皮细胞或肿瘤细胞释放蛋白酶，使血管内皮基底膜降解；C. 内皮细胞在迁移前沿增殖、黏附、管道化、分支形成血管环；D. 新的基底膜及血管周围细胞形成和完善。血管形成前3个环节均可作为抗体治疗底靶位点。,(6)抗血管类抗体药物: 经过20余年的研究，现在已经明确,3. 治疗肿瘤的抗体药物的现状:已经上市底治疗肿瘤底抗体药物：自2019年2019年止，在世界范围共批准了6种治疗恶性肿瘤底工程抗体药物上市销售，它们是：A. 抗CD20嵌合抗体Ri
17、tuxan，于2019年11月被FDA批准上市用于治疗B细胞非霍奇金淋巴瘤（B-NHL）。B. 抗HER2人源化抗体Herceptin, 于2019年被FDA批准用于治疗转移性乳腺癌。C. 抗CD33人源化抗体抗生素偶联物Mylotarg，为首个被批准的治疗肿瘤的靶向抗体药物，于2000年在美国和欧洲均获批准用于治疗复发性CD33阳性的急性粒细胞白血病。D. 抗17A抗独特型嵌合抗体Panorex，于2019年在德国被批准上市销售用于结肠癌的辅助治疗。E. 抗CD20人源化抗体核素偶联物Zevalin，用于难治性B-NHL，临床疗效明显好于Rituxan。F. 抗CD52人源化抗体Gampat
18、h, 2019年5月批准上市，用于难治性慢性淋巴细胞白血病的治疗。,3. 治疗肿瘤的抗体药物的现状:已经上市底治疗肿瘤底抗体药,治疗肿瘤的抗体药物发展趋势与存在的问题 全人化与大规模生产 新型抗体药物 抗体药物治疗肿瘤存在地问题,治疗肿瘤的抗体药物发展趋势与存在的问题,抗病毒基因工程抗体药物,1. 抗体在抗病毒感染中的预防和治疗效应2. 目前获得成功的抗病毒基因工程抗体药物3. 美国FDA批准的已用于临床的抗病毒抗体产品4. 实验室阶段的抗病毒基因工程抗体,抗病毒基因工程抗体药物1. 抗体在抗病毒感染中的预防和治疗效,以抗体为基础的基因治疗,1. 单抗用于非病毒载体为基础的靶向基因转 移 :近
19、年来，由于针对特异细胞表面抗原的特异性单抗不断涌现，使得人们产生了利用单抗进行靶向基因转染的设想。发展以单抗为基础的基因转移，其关键在于单抗需要同时满足两个条件。A. 进行细胞导向所必须的结合特异性；B. 易于被靶细胞内吞从而实现有效的基因转移。 2. 新基因免疫毒素 :用弱免疫原性的毒素表达质粒DNA代替毒素蛋白，制备针对肿瘤细胞表面癌蛋白或分化抗原的单克隆抗体。首先将单抗的Fab片段与鱼精蛋白（protamine）进行基因工程融合，形成Fab-protamine融合蛋白，然后构建毒素表达质粒，将绿脓杆菌外毒素A（PE A）的催化域置于真核启动子之后。带有阳电荷的双功能蛋白上的protami
20、ne与DNA的阴电荷呈强反应，继而表达PEA，杀伤肿瘤细胞，该思路用无免疫原性或弱免疫原性的DNA替代了毒素分子，降低了机体抗体反应，使重复给予免疫毒素成为可能。,以抗体为基础的基因治疗1. 单抗用于非病毒载体为基础的,3. 抗用于以病毒载体为基础的靶向基因治疗: 许多临床基因治疗方案依赖于重组病毒载体进行基因转移。大部分病毒载体来源于逆转录病毒和腺病毒。人们采用3种策略对逆转录病毒感染的特异性进行修饰。第一种策略与抗体无关，称为假型病毒。即一种逆转录病毒的胞膜蛋白被另一种病毒的胞膜所代替。该策略是基于以下原理，即天然逆转录病毒感染的第一步是其胞膜糖蛋白对特异细胞表面受体的识别。第二种策略中，
21、基因工程抗体起着至关重要的作用，它赋予基因工程胞膜蛋白以新的结合特性。逆转录病毒胞膜蛋白是在病毒产生以前体蛋白形式合成的，它由相关水解产物组成，表面肽具有结合受体的作用，跨膜肽负责与病毒胞膜结合。利用scFV进行脾坏死病毒（spleen necrosis virus, SNV）型载体的靶向感染的研究表明，SNV在靶向性感染中具有更好的前景。第三种策略是将能结合与天然受体不同的细胞表面标志的双功能衔接子移植到病毒颗粒表面。有人设想将双特异性scFV用于介导鼠白血病病毒（murine leukemia virus, MLV）靶向感染，该双特异性scFV一方面识别病毒颗粒表面的胞膜糖蛋白，另一方面可
22、识别不同的细胞表面受体。,3. 抗用于以病毒载体为基础的靶向基因治疗:,4. 胞内抗体应用于基因治疗 ：（1） 胞内抗体在分泌途径上阻断靶蛋白，（2） 胞内抗体在细胞质和细胞核阻断靶蛋白 ，（3） 胞内抗体与人艾滋病基因治疗.,4. 胞内抗体应用于基因治疗 ：（1） 胞内抗体在分泌途径上,20世纪80年代以来，由于分子生物学和免疫学等的飞速发展，以及基因工程技术改造抗体，继而发展的基因工程生成抗体技术抗体库技术，更使抗体药物的研制达到新的高度。以细胞工程技术和基因工程技术为主题的抗体工程制药以成为生物技术制药领域的热点，近5年来，多种抗体药物先后批准用于临床治疗，数以百计的抗体药物正处于临床前研发阶段。抗体药物的研制与产业化正以巨大的发展势头进入新的世纪。,20世纪80年代以来，由于分子生物学和免疫学等,Thanks,谢谢,谢谢,
