抗体制药paPPT课件

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1、第 二 节 单 克 隆 抗 体 及 其 制 备抗 体 治 疗 疾 病 的 机 制 中 和 作 用 导 向 作 用 拮 抗 作 用 ADCC CDC Agonist 第 二 节 单 克 隆 抗 体 及 其 制 备抗 体 治 疗 疾 病 的 机 制 第 二 节 单 克 隆 抗 体 及 其 制 备抗 体 的 治 疗 应 用 抗 肿 瘤 抗 感 染 抗 器 官 移 植 排 斥 反 应 治 疗 自 身 免 疫 性 疾 病 和 变 态 反 应 性 疾 病 第 二 节 单 克 隆 抗 体 及 其 制 备抗 体 药 物 迅 速 发 展 的 主 要 障 碍1. 免 疫 原 性降 低 单 克 隆 抗 体 的 免

2、疫 原 性人 体 免 疫 系 统 对 鼠 源 蛋 白 的 排 斥 反 应抗 体 人 源 化 是 解 决 问 题 的 唯 一 途 径2. 分 子 量 大降低单克隆抗体分子量，增加组织通透性 第 二 节 单 克 隆 抗 体 及 其 制 备单 抗 研 发 的 演 变 历 程 第 二 节 单 克 隆 抗 体 及 其 制 备杂 交 瘤 制 备 人 单 抗 的 问 题 ： 染 色 体 易 丢 失 、 抗 体 分 泌 不 稳 定 第 二 节 单 克 隆 抗 体 及 其 制 备单 克 隆 抗 体 人 源 化 的 改 进鼠 抗 体 人 源 化 （ 人 -鼠 嵌 合 、 改 型 抗 体 ）小 分 子 抗 体 单

3、价 （ Fab、 单 链 、 单 域 、 超 变 区 多 肽 ） 多 价 （ Diabody， Triabody， Minibody）特 殊 类 型 抗 体 （ 双 特 异 性 抗 体 、 细 胞 内 抗 体 、 抗 原 化 抗 体 、 免 疫 脂 质 体 ）抗 体 融 合 蛋 白 （ 免 疫 粘 连 素 、 免 疫 毒 素 、 催 化 抗 体 ）人 源 抗 体 （ 噬 菌 体 抗 体 库 、 转 基 因 小 鼠 ）人 -人 抗 体 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备 第 三

4、 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备一 、 第 一 代 的 抗 体 人 源 化 -嵌 合 抗 体 将 鼠 单 克 隆 抗 体 （ MAb） 的可 变 区 和 人 抗 体 的 恒 定 区 组 成 嵌合 由 于 这 两 部 分 在 空 间 结 构 上 相对 独 立 ， 其 独 特 的 抗 体 亲 和 力 保持 得 很 好 ， 但 因 鼠 单 抗 可 变 区 的存 在 ， 应 用 时 仍 有 较 强 的 HAMA反 应 。 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备二 、 第 二

5、代 的 抗 体 人 源 化 -改 型 抗 体 在 嵌 合 抗 体 的 基 础 上 进 一 步将 鼠 单 克 隆 抗 体 （ MAb） 可 变区 中 相 对 保 守 的 FR（ framework region） 替 换 成 人 的 FR， 保 留 与抗 原 结 合 的 CDR（ complementary determinant region） 部 位 （ 即 CDR移 植 ） 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备小 分 子 抗 体 上 述 的 人 源 化 抗 体 属 完 全 的 抗 体 分 子 。 通 过 基因 重 组 技 术 ， 可 以 在 保 持 原 有 抗 原 结 合 活

6、 性 的 基 础上 ， 把 完 整 的 抗 体 分 子 改 造 成 较 小 的 分 子 ， 称 为 小分 子 抗 体 。 根 据 其 价 数 的 不 同 分 为 单 价 小 分 子 抗 体 及 多 价小 分 子 抗 体 两 种 。 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备三 、 Fab抗 体 和 Fv抗 体 Fab抗 体 ： Fab段 由 重 链 V区 及 CH1功 能 区与 整 个 轻 链 以 二 硫 键 形 式 连 接 而 成 ， 主 要 发 挥抗 体 的 抗 原 结 合 功 能 。 Fab抗 体 相 对 分 子 量 只有 完 整 lgG的 1/3。 Fv抗 体 ： 由 VH和

7、VL组 成 的 具 有 完 整 抗 原结 合 位 点 的 最 小 抗 体 片 段 ， 表 现 出 与 完 整 抗 体相 似 的 结 合 活 性 ， 它 的 发 现 推 动 了 抗 体 的 体 外重 组 技 术 的 发 展 。 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备四 、 单 链 抗 体 单 链 抗 体 （ single chain Fv， scFv） 是 由 VH和 VL 通 过 连 接 肽 （ 接 头 ） 重 组 并 表 达 而 成 的 另 外 一 种 小分 子 抗 体 ， 是

8、 具 有 亲 代 抗 体 全 部 抗 原 结 合 特 意 性 的最 小 功 能 结 构 单 位 。 在 此 基 础 上 ， 可 与 其 他 效 应 分 子 构 建 成 多 种 具有 新 功 能 的 抗 体 分 子 ， 是 构 建 免 疫 毒 素 和 双 特 异 性抗 体 等 的 理 想 而 基 本 的 元 件 。 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备四 、 单 链 抗 体 优 点 ：1. 分 子 小 ， 仅 为 完 整 单 体 免 疫 蛋 白 分 子 的 1/6， 容易 进 入 组 织 ， 因 而 可 用 于 肿 瘤 的 诊 断 和 治 疗 ；2. 因 其 为 单 链 ， 易 于

9、 进 行 分 子 改 造 ， 如 与 毒 素 等 拼 接 成 为 免 疫 毒 素 ， 可 以 直 接 杀 伤 靶 细 胞 ；3. 体 内 半 衰 期 短 ， 免 疫 原 性 低 。 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备四 、 单 链 抗 体 缺 点 ：1. 稳 定 性 仍 较 低 ， 这 主 要 是 由 于 scFv分 子 内 VH和 VL间 相 互 作 用 较 弱 ， 不 足 以 完 全 抵 消 分 子间 的 作 用 力 ， 因 而 易 凝 集 形 成 scFv二 聚 体 和多 聚 体 ；2. 功 能 单 一 ， 仅 能 与 一 种 抗 原 特 异 性 结 合 ；3. 亲 和

10、力 低 ， 稳 定 性 较 差 ， 体 内 清 除 过 快 。 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备五 、 单 域 抗 体 抗 体 与 抗 原 的 结 合 主 要 是 由 lg的 V区 决 定 ，因 此 只 含 V区 基 因 片 段 的 小 分 子 抗 体 ， 即 只 有VH或 VL 一 个 功 能 结 构 域 ， 也 能 保 持 原 克 隆 抗体 的 特 异 性 。 这 种 小 分 子 的 抗 体 片 段 就 称 为 单域 或 单 区 抗 体 ， 其 分 子 量 仅 为 整 个 lg分 子 的 1/12，故 称 之 为 小 抗

11、 体 。 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备 第 三 节 基 因 工 程 抗 体 及 其 制 备识 别 单 位 抗 体 抗 原 的 结 合 是 经 过 互 补 决 定 区 （ complement-ary determining regin， CDR） 而 实 现 的 。 因 此 ， CDR是 构 成 抗 原 抗 体 的 最 小 结 构 单 位 ， 根 据 这 一 特 点 ， 可以 设 计 出 那 些 在 抗 原 识 别 及 亲 和 力 方 面 有 重 要 意 义 的CDR多 肽 ， 直 接 用 于 诊 断 或 治 疗 ， 可 望 获 得 理 想 的 结果 。 这 种 只 含

12、有 一 个 CDR多 肽 的 抗 体 ， 称 为 超 变 区 多肽 （ hypervariable regin polypeptides， HRP） ， 亦 称 为最 小 识 别 单 位 （ minimal recognition unit， MRU） 。 第 四 节 多 功 能 抗 体 及 其 制 备 一 、 双 功 能 抗 体 双 功 能 抗 体 就 是 双 特 异 性 单 链 抗 体 （ bispecific single-chainFvs， bisFvs） 。 Holliger于 1993年 将 抗 A抗原 抗 体 的 轻 链 可 变 区 基 因 （ VLA） 与 抗 B抗 原 抗 体

13、 的重 链 可 变 区 （ VHB） 通 过 短 肽 连 接 子 连 接 构 建 成 双 链抗 体 的 表 达 质 粒 ， 表 达 后 形 成 双 特 异 性 抗 体 ， 绝 大 多数 是 在 大 肠 杆 菌 中 以 分 泌 形 式 表 达 的 。 第 四 节 多 功 能 抗 体 及 其 制 备 二 、 多 功 能 抗 体 近 年 来 ， 在 scFv的 基 础 上 ， 可 以 把 两 个 或 两 个以 上 的 scFv重 组 在 一 起 ， 由 此 可 制 备 成 多 价 小 分 子抗 体 即 微 型 抗 体 （ 简 称 多 价 微 抗 ） 。 其 中 包 括 双 链抗 体 （ dia-bo

14、dy） ， 三 链 抗 体 （ tribody） ， 微 型 抗 体（ minibody） 及 四 链 抗 体 （ tetrabody） 等 。 第 四 节 多 功 能 抗 体 及 其 制 备 双 链 抗 体 （ diabody） 制 备 方 法 第 四 节 多 功 能 抗 体 及 其 制 备 微 型 抗 体 （ minibody）第 四 节 多 功 能 抗 体 及 其 制 备 通 过 基 因 工 程 的 手 段 采 用 不 同 的 接 头 把 单 链抗 体 （ VL-VH） 的 VH结 构 域 与 IgG的 CH3结 构 域 融合 ， 形 成 VL-CH3的 结 构 ， 称 之 为 微 型

15、抗 体（ minibody） 。 此 种 抗 体 合 成 后 通 过 CH3结 构 域 形成 稳 定 的 二 聚 体 形 式 ， 发 挥 其 双 价 微 抗 的 作 用 。 三 链 抗 体 （ triabody）第 四 节 多 功 能 抗 体 及 其 制 备 在 制 备 单 链 抗 体 时 ， 当 接 头 的 长 度 为 2个 或 2个 的以 下 氨 基 酸 残 基 时 ， 或 者 直 接 把 VH结 构 域 的 N末 端 与VL结 构 域 的 C末 端 相 连 ， 通 过 非 共 价 键 而 形 成 的 三 聚体 ， 称 为 三 链 抗 体 ， 接 头 长 度 在 312个 氨 基 酸 残

16、基 时 ，则 形 成 双 链 抗 体 。 表 达 的 抗 体 分 子 片 段第 四 节 多 功 能 抗 体 及 其 制 备 双 特 异 性 抗 体 （ BfAb）第 四 节 多 功 能 抗 体 及 其 制 备 天 然 lg是 由 两 个 完 全 相 同 的 VL和 VH区 域 构 成 ，该 区 域 是 特 异 性 识 别 并 结 合 抗 原 的 关 键 部 位 。 而 经人 工 设 计 构 建 的 双 特 异 性 抗 体 （ BsAb） 则 由 两 个 不同 的 抗 原 结 合 位 点 组 成 ， 可 同 时 与 两 种 不 同 的 抗 原决 定 簇 结 合 ， 并 可 将 其 偶 联 的 药

17、 物 、 酶 或 放 射 性 核素 等 导 向 到 靶 部 位 ， 这 种 具 有 双 价 双 特 异 性 的 抗 体又 称 为 双 功 能 抗 体 （ bifunctional antibody， RfAb） 。 三 、 抗 体 融 合 蛋 白第 四 节 多 功 能 抗 体 及 其 制 备抗 体 的 一 部 分 被 非 抗 体 序 列 替 代 ， 所 形 成 的 融 合 蛋 白具 有 新 的 特 性 ， 称 之 为 抗 体 融 合 蛋 白 。构 建 抗 体 融 合 蛋 白 的 基 本 原 则 ： 将 第 一 个 蛋 白 的 终 止密 码 子 删 除 ， 在 接 上 带 有 终 止 密 码 子

18、 的 第 二 个 蛋 白 基因 ， 即 可 实 现 两 个 基 因 共 表 达 。 三 、 抗 体 融 合 蛋 白第 四 节 多 功 能 抗 体 及 其 制 备 酶 -抗 体 型 偶 合 蛋 白 在 药 物 治 疗 中 应 用 前 景 广 阔， 它 可 在 靶 向 位 置 上 将 前 提 药 物 转 化 成 有 效 的 药 物 ，从 而 避 免 了 对 正 常 组 织 的 损 害 ， 这 种 方 法 成 抗 体 介 导的 酶 前 体 药 物 治 疗 。 （ 前 体 药 物 是 指 该 药 物 需 在 体 内经 特 定 酶 催 化 后 才 显 示 活 性 的 物 质 ） 。 抗 体 和 酶 的

19、融合 蛋 白 定 位 在 肿 瘤 部 位 后 再 给 予 前 提 药 物 ， 其 优 点 是提 高 了 肿 瘤 区 域 的 药 物 浓 度 ， 降 低 了 对 正 常 细 胞 的 毒性 。 第 四 节 多 功 能 抗 体 及 其 制 备根 据 构 建 方 式 的 不 同 ， 抗 体 融 合 蛋 白 主 要 分 为 两 种形 式 : Fc融 合 蛋 白 （ Fc Fusion protein， FcFP）由 抗 体 的 Fc段 与 某 些 具 有 特 定 功 能 的 蛋 白 结 构 融 合而 成 。 如 CD4免 疫 粘 附 素 （ immunoadhesin） 就 是 由抗 体 的 Fc段 与

20、 2个 CD4分 子 的 lg同 源 区 重 组 而 成 。抗 原 结 合 融 合 蛋 白 （ antigen-Binding fusion protein， ABFP）由 具 有 抗 原 结 合 功 能 的 抗 体 结 构 与 其 他 功 能 蛋 白 融合 而 成 。 如 免 疫 毒 素 ， 抗 体 部 分 主 要 包 括 嵌 合 抗 体 、单 链 抗 体 形 式 。 第 四 节 多 功 能 抗 体 及 其 制 备特 殊 类 型 抗 体 一 、 细 胞 内 抗 体 细 胞 内 抗 体 柱 要 是 指 在 细 胞 内 合 成 并 作 用 于 细 胞内 组 分 的 抗 体 ， 亦 称 内 抗 体

21、 （ intrabody） 。 目 前 细 胞 内 抗 体 的 研 究 主 要 集 中 在 单 链 抗 体 上 ，在 scFv的 C端 或 N端 插 入 其 他 靶 向 信 号 （ targeting signals） ， 如 分 泌 、 核 定 位 信 号 、 线 粒 体 定 位 信 号 和内 质 网 滞 留 信 号 等 ， 从 而 进 行 检 测 、 识 别 、 发 挥 特 定功 能 。 第 四 节 多 功 能 抗 体 及 其 制 备细 胞 内 抗 体 的 应 用 ： 由 于 细 胞 内 抗 体 具 有 高 度 亲 和 力 及 选 择 结 合 特 性 ，因 而 可 通 过 多 种 机 制

22、调 控 细 胞 的 生 理 过 程 及 代 谢 。 主要 为 ： 1. 分 子 功 能 的 研 究2. 下 调 生 长 因 子 受 体 的 表 达3. 抑 制 细 胞 内 癌 蛋 白 的 活 性4. 抑 制 病 毒 复 制 第 四 节 多 功 能 抗 体 及 其 制 备细 胞 内 抗 体 广 泛 应 用 前 存 在 的 问 题 ：1. 基 因 转 移 系 统 的 建 立 ， 特 别 是 体 内 基 因 转 移 时 基 因 的靶 向 传 递 的 问 题 ， 使 细 胞 内 抗 体 基 因 导 入 充 足 数 量 的靶 细 胞 中 ：2. 细 胞 内 抗 体 基 因 的 持 久 表 达 即 使 细 胞 抗 体 达 到 一 定 的浓 度 ；3. 细 胞 内 抗 体 应 无 毒 及 布 局 免 疫 原 性 。 鼠 源 性 ScFv可 引起 人 体 内 发 生 细 胞 毒 性 T-细 胞 反 应 。 应 用 人 源 或 人 源化 抗 体 可 克 服 此 问 题 。 第 四 节 多 功 能 抗 体 及 其 制 备二 、 抗 原 化 抗 体 （ antigenized antibody， AbAg） AbAg是应用基因工程技术，把编码蛋白质抗原表位的核苷酸片段插入重链CDR3序列中进行表达，从而产生具有天然抗原表位构象和免疫原性的新型抗体。