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Antibody drug,抗体药物,1,2,3,4,5,目录,概述,结构特性,作用靶点和机制,分类与应用,制备方法与技术,概述,01,抗体药物研发现状与发展态势,抗体药物以细胞、基因工程技术为主体的抗体工程技术进行制备，与靶抗原结合具有高特异性、有效性和安全性，临床用于恶性肿瘤、自身免疫病等重大疾病，发展迅速，是当前生物药中复合增长率最高的一类药物。,抗体药物研发现状与发展态势,人源化及全人抗体近年来发展迅速，以其低排斥反应等优点成为抗体药物发展的主要趋势。,概述基本概念,抗体 (antibody) 能与相应抗原特异性结合的具有特定功能的免疫球蛋白。(immunoglobulin，Ig) 直接使抗原失活；使抗原被对应细胞吞噬破坏；弱化抗原表面，从而易受补体破坏； 抗体的组成复杂，由抗原或半抗原入侵刺激机体而产生； 抗体具有双重性： 1）作为抗体能结合抗原； 2）作为大分子蛋白质能被其他抗体结合。 包括：多克隆抗体、单克隆抗体 、 基因工程抗体。,概述基本概念,抗体的种类 存在于体液内和淋巴细胞表面具有特殊化学结构和免疫功能的球蛋白，是抗体的物质基础。按结构和功能的不同分为五大类。,概述基本概念,五类免疫球蛋白结构示意图,概述基本概念,单克隆抗体 一种B淋巴细胞在特定抗原刺激下，产生的一种化学结构完全相同且与抗原决定簇互补的特异抗体。 多克隆抗体 由异源抗原（大分子抗原、半抗原偶联物）刺激机体产生免疫反应，有机体浆细胞分泌的一组免疫球蛋白，是多种抗体的混合物。可识别多个抗原表位、可引起沉淀反应，制备时间短，成本低的原因而广泛应用于研究和诊断方面。,概述基本概念,概述基本概念,抗原（antigen）是任何可诱发免疫反应的物质。 与抗体结合的部位为抗原决定簇或表位。 根据抗原性质分类： 完全抗原：具备免疫原性和反应原性两种能力； 半抗原：只具有反应原性而没有免疫原性的物质。,概述基本概念,抗原-抗体反应 是抗体的V区互补决定区形成的三维构象与抗原高级结构表面的决定簇之间的反应，为非共价键结合，包括静电引力、氢键、范德华力、疏水作用力等； 包括抗原抗体特异性结合和非特异性促凝聚两个阶段； 反应特点：特异性（主要特征）、比例性、可逆性。,抗体药物的结构特性,02,抗体药物的结构特性,具有功能和结构的双重性 数量巨大的结构多样性满足识别不同抗原； 结构稳定性满足发挥体内效应。,抗体结构对称，成“Y”字形结构。,抗体药物的结构特性,“Y”字形对称结构，经二硫键共价结合,1）VH和VL共同组成抗原结合部位，称为FV，在可变区内有三个套环，称为互补性决定去1、2、3（CDR）； 2）CH和CL上具有部分同种异型的遗传标志； 3）CH可与多种免疫细胞表面相应受体结合，介导生物效应。,抗体药物的特点特异性,抗体药物的特点多样性,抗体药物多样性的主要表现：,抗体药物的特点制备定向性,抗体药物的重要特点之一是可以定向制造（tailored making），可以根据需要，制备具有不同治疗作用的抗体药物。 针对特定的靶分子定向制备抗体药物； 根据需要选择抗体药物的“效应分子”。,抗体药物作用靶点与机制,03,抗体药物靶点和作用机制,（1）细胞毒性 抗体药物偶联物（ADC，单克隆抗体与小分子药物(细 胞毒素)偶联物）通过细胞毒素杀死细胞。,抗体药物靶点和作用机制,（2）调节细胞激活和相互间作用,阻止T细胞的激活，从而治疗自身免疫病或器官移植后的排斥反应。 阻止细胞间相互作用，如狄诺塞麦阻断破骨细胞的形成。 某些抗体药物应用阻止循环系统的细胞进入组织中的策略，在治疗某些疾病中取得了成功。,抗体药物靶点和作用机制,（3）抑制细胞的生长和增殖,西妥昔单抗、帕尼单抗靶向EGFR（原癌基因erb-B1的表达产物，是表皮生长因子受体家族成员之一），用来治疗头颈癌和非小细胞癌等。 帕妥珠单抗、曲妥珠单抗，用于治疗乳腺癌。,抗体药物靶点和作用机制,帕利珠单抗是FDA批准的第一个此类抗体药物，靶向RSV病毒F蛋白。 瑞西巴库单抗、obiltoxaximab是FDA批准的另外两个抗毒素抗体，均用于避免炭疽杆菌的感染。 2015年，FDA批准了Idarucizumab，用于中和达比加群酯，主要用于逆转达比加群酯的抗凝作用，使得后者的使用更有保险。,（4）中和外源分子,抗体药物靶点和作用机制,（5）调节人自身免疫系统,自身免疫疾病从抗体药物的发展中获益巨大，如TNF-抗体是迄今最为成功的药物靶点。 补体系统具有重要作用，如在系统性红斑狼疮、特应性皮炎等疾病进展中发挥作用。 人自身抗体可能在某些疾病进展中起作用。奥马珠单抗是第一个靶向自身抗体IgE的抗体药物，用于治疗哮喘。,抗体药物类型与应用,04,抗体药物的类型,抗体药物类型多克隆抗体药物,也称常规抗体 1890年Behring和北里柴三郎等发现了白喉抗毒素，并建立了血清治疗法，开始了第一代抗体药物，如破伤风抗毒素血清，仍然在使用。 由于多克隆抗体不均一，在使用中经常发生非特异性交叉反应而导致假阳性结果，临床应用受到限制。,抗体药物类型单克隆抗体药物,分类 治疗肿瘤的单抗药剂 抗肿瘤单抗偶联物【由单抗与有治疗作用的物质（放射性核素、毒素和药物等）两部分构成】 治疗其他疾病的单抗 靶点 细胞表面与疾病相关的抗原或特定的受体。,抗体药物类型单克隆抗体药物,治疗肿瘤的单抗药剂,抗体药物类型单克隆抗体药物,抗肿瘤单抗偶联物,由单抗与有治疗作用的物质（放射性核素、毒素和药物等）两部分构成。,由治疗药物与单抗（药物良好的靶向性载体）通过药物分子上特殊功能基团（羟基、巯基、氨基等）相连而得到，避免了药物对他正常组织的毒害作用，选择性地发挥治疗作用。 常与单抗进行偶联的药物，有阿霉素、柔红霉素、平阳霉素、博安霉素、丝裂霉素、新制癌菌素、氨甲喋呤等。,抗体药物类型单克隆抗体药物,化 学 免 疫 偶 联 物,抗肿瘤单抗偶联物,放射免疫治疗（RIT）利用携带放射性核素的单克隆抗体特异地靶向肿瘤细胞，实现对肿瘤的近距离内照射治疗，减少了对正常组织的损伤。 90Y-ibri-tumomab是第1个被FDA批准应用于临床的放射免疫制剂，主要用于复发的淋巴瘤患者或对单独应用利妥昔单抗疗效不佳的患者。,放射免疫偶联物,抗体药物类型单克隆抗体药物,抗肿瘤单抗偶联物,免 疫 毒 素,抗体药物类型单克隆抗体药物,由肿瘤选择性单抗与经修饰的多肽毒素通过化学或基因工程方法共价连接而成。 可与肿瘤细胞表面受体或靶抗原相结合后内化，继而在胞内抑制细胞蛋白合成，导致肿瘤细胞死亡。 毒素（植物、毒素、动物毒素等）引用最广泛的是白喉毒素。,抗肿瘤单抗偶联物,抗体药物类型单克隆抗体药物,奥马珠单抗（omalizumab） 通过与游离IgE结合而显著降低游离IgE的水平，阻断IgE与肥大细胞、嗜碱粒细胞结合，防止炎症介质的释放。 可显著改善哮喘病人的症状、肺功能及生活质量，减少哮喘恶化的发作次数，减少糖皮质激素的用量，使用安全，具有很好的耐受性。 利妥昔单抗 对类风湿和系统性红斑狼疮有很好的治疗作用。,治疗其他疾病的单抗药物,抗体药物类型单克隆抗体药物,英夫利昔单抗 1)减轻类风湿性关节炎患者的临床症状（疼痛、晨僵、关节肿胀等),减轻程度可达60%。 2)输注英夫利昔单抗可快速、显著缓解顽固性银屑病、关节炎病人的关节和皮损症状，且在推荐的治疗范围内安全性良好。,治疗其他疾病的单抗药物,单抗药物的不良反应,曲妥珠单抗过敏性休克、心脏毒性、精神症状； 阿伦珠单抗低血压、寒颤、发热、恶心、呕吐、气短、支气管痉挛、皮疹、疲乏、呼吸困难、头痛、腹泻、感染等； 贝伐珠单抗栓塞性疾病、胃穿孔、高血压、疲劳、白细胞数量异常、卵巢衰竭、下颌骨坏死和眼内炎等； 英夫利昔单抗结核、李斯特菌病、球霉菌病感染的风险增加2-7倍。在活动性结核患者停止治疗时可能出现结核病的反常反应； 放射免疫偶联物血小板减少、中性粒细胞减少。,抗体药物基因工程药物,基因工程抗体是指以基因工程技术等高新生物技术为平台，制备的生物药物的总称。 用基因工程（多采用人抗体的部分氨基酸序列代替某些鼠源性抗体的序列）经修饰制备抗体，以降低鼠源抗体的免疫原性及功能。,嵌合抗体药物：减少鼠源性抗体的免疫原性，具有高亲和力； 单链抗体药物：抗体重链可变区通过连接肽连接，具有较好的抗原结合能力，分子量小、穿透力强、免疫原性低等特性； 人源性抗体药物：鼠源性占极少量。 完全人源化抗体药物：将小鼠 Ig 基因代之以人 Ig 基因，再经杂交瘤技术产生大量完全人源化抗体。 双特异性抗体药物：具有两个不同抗原结合位点，具有双特异性。,抗体药物基因工程药物,基因工程药物的分类,通过基因工程技术的改造，可以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量较小，可以部分降低抗体的鼠源性，更有利于穿透血管壁，进入病灶的核心部件； 根据治疗的需要，制备新型抗体； 可以采用原核细胞、真核细胞和植物等多种表达方式，大量表达抗体分子，大大降低生产成本。,抗体药物基因工程药物,基因工程药物的优点,抗体药物制备方法与技术,05,抗体人源化途径噬菌体展示技术,发展最成熟、应用最广泛； 基本原理：将蛋白质分子或肽段的基因克隆到丝状噬菌体的基因组DNA中，与噬菌体的外壳蛋白形成融合蛋白。侵染宿主细菌，进而复制形成大量带有杂合外壳蛋白的噬菌体颗粒，直接用于捕获靶蛋白库中与编码蛋白相互作用的蛋白质。,抗体人源化途径噬菌体展示技术,编码基因,融合蛋白,与编码噬菌体 外壳蛋白连接,带有杂合外壳蛋 白的噬菌体颗粒,侵染噬菌体,富集、筛选,编码特异性 结合的基因,噬菌体展示技术原理示意图,优势： 筛选容量大； 可实现基因型和表型的统一； 可选择出完全人源的抗体； 经过多次“吸附-洗脱-扩增”的富集过程，可筛选到特异性的抗体基因； 用途广泛。,限制： 从未经免疫动物的抗体库获得的抗体亲和力不高； 受外源基因转化率的限制，抗体库的库容不足以涵盖某种动物的抗体多样性。,抗体人源化途径噬菌体展示技术,抗体人源化途径核糖体展示技术,突变体文库,体外转录/翻译,mRNA-核糖体-蛋白质三元复合物,筛选,配体耦合磁珠,RT-PCR,目的基因,PCR,克隆表达,优势 完全在体外进行 较噬菌体展示技术建库简单、库容量大、分子多样性强、筛选方法简便、无需选择压力,还可通过引入突变和重组技术来提高靶标蛋白的亲和力等优点,是一种筛选大型文库和获取分子进化的重要方法。,抗体人源化途径核糖体展示技术,抗体人源化途径 转基因小鼠制备人源化抗体,制备过程： 转基因小鼠脾细胞（B细胞）与人骨髓瘤细胞杂交，获得分泌人抗体的杂交瘤细胞，筛选特异性，得到人源化抗体。 不足 转基因通常有体细胞突变和其他独特的序列，导致不完全的人序列； 小鼠体内装配得不到全人单抗，且类型有限。,基于单抗结构的药物分子设计,抗体氨基酸序列分析,抗体-抗原相互作用的结构数据,抗体结合位点的 氨基酸序列分析,计算机分子模拟,