《治疗性抗体课件PPT》由会员分享，可在线阅读，更多相关《治疗性抗体课件PPT（108页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九章治疗性抗体 CureAntibody 第一节概述 Introduction 1890年Behring和北里柴三郎发现了可特异中和外毒素的血清组合白喉抗毒素 建立了血清疗法 开抗体制药之先河 至今 以破伤风抗毒素血清为首紧急预防和治疗以毒血症为主要发病机制的疾病的有利武器 抗体活性主要存在于丙种球蛋白组分 血清中存在一种能特异中和外毒素的组分称之为抗毒素 将血清中这种具有特异性反应的组分称为抗体 一 抗体分子的基本结构 StructureofAntibody 抗体指能与相应抗原特异性结合的具有免疫功能的球蛋白 它是机体免疫系统受抗原物质刺激后 B淋巴细胞被活化 增殖和分化为浆细胞 由浆细胞
2、合成和分泌的球蛋白 具有抗体活性及化学结构与抗体相似的球蛋白 统称为免疫球蛋白 immunoglobulin Ig 二 抗体分子的生物学功能 BiologicalfunctionofAb 抗体是体液免疫应答中发挥免疫功能最主要的免疫分子 其功能是由其分子中不同功能区的特点所决定的 轻链 Lightchain 上有一个轻链易变区 Variableregionoflightchain VL 及一个轻链恒定区 Constantregionoflightchain CL 重链 Heavychain 有一个重链易变区 Variableregionofheavychain VH 及3 4个重链恒定区 CH
3、1 CH4 抗体分子的各种功能区分别发挥不同的生物学效应 Fab与Ag结合 Papain Fab 2Fc 木瓜E Pepsin F ab 2pFc 胃蛋白酶 Fc Fc通过胎盘与补体及Fc受体c结合 N端 C端 铰链区 Ig分子的结构模式图 CDR 互补决定区 1 特异性地结合抗原 SpecificcombineAg 是由V区 尤其是V区中的超变区 的空间构型决定的 是可逆的 并受到pH 温度和电解质浓度的影响 aa极大变化的超变区 Hypervariableregion HV 或互补决定区 Complementaritydeterminingregion CDR CDR1 CDR3 各5 1
4、6aa 可特异性结合Ag 框架区 Frameworkregion FR 为 片层结构 aa序列相对稳定 不与Ag直接结合 2 活化补体 Activatecomplement IgM IgG1 IgG2和IgG3可通过经典途径活化补体 凝聚的IgA IgG4和IgE等可通过替代途径活化补体 3 结合Fc受体 CombinedFcreceptor 不同细胞表面具有不同Ig的Fc受体 分别用Fc R Fc R等表示 当抗体与相应抗原结合后 由于构型的改变 其Fc段可与具有相应受体的细胞结合 发挥不同的生物学作用 1 介导 型变态反应IgE与嗜碱性粒细胞 肥大细胞表面IgE高亲和力受体Fc RI结合
5、发生脱颗粒 引起 型变态反应 2 调理吞噬作用 抗体在抗原颗粒与吞噬细胞之间 搭桥 加强了吞噬细胞的吞噬作用 抗体与相应颗粒性抗原接合后 改变抗原表面电荷 降低吞噬细胞与抗原之间的静电斥力 抗体可中和某些细菌表面的抗吞噬物质 吞噬细胞FcR结合抗原抗体复合物后 吞噬细胞可被活化 3 发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 ADCC作用 当IgG抗体与带有相应抗原靶细胞结合后 可与嗜中性粒C 单核C 巨嗜C NKC等效应C结合 发挥ADCC作用 4 通过胎盘 Throughplacenta 在人类 IgG是唯一可通过胎盘从母体转移给胎儿的Ig 是一种重要的自然被动免疫 对于新生儿抗感染有重要作用 三
6、 抗体分子的治疗作用 CureeffectofAb 各种抗体被广泛地应用于疾病的的诊断 预防及治疗 在体外诊断上 用于检测各种抗原 包括感染性病原体抗原 血清肿瘤可溶性抗原 细胞表面抗原 受体 激素 神经递质 细胞因子等 肿瘤检测方面 同位素标记的单克隆抗体可与肿瘤组织表面的抗原结合 起到免疫扫描 免疫成像的作用 优于超声波和核磁共振 在预防方面 抗体主要可用于感染性疾病的预防 如流感 乙肝等 本节将着重介绍抗体的治疗作用 1 抗体的治疗机制CuremechanismofAb 1 中和作用 Neutrilization 用于感染性疾病 使病原体或其产生的毒素丧失致病力 2 示踪或导向作用Tra
7、cerortargetedeffect使与其相连的功能性分子特异性地激活或封闭 破坏靶细胞或靶分子 3 竞争性抑制作用 拮抗作用 Competitiveinhibition 与体内产生或体外进入的物质结合 阻止其与靶分子作用产生毒性损害 4 抗体依赖性细胞介导的细胞毒效应 Abdependentcell mediatedcytotoxicity ADCC 及补体依赖性细胞溶解作用 Complementaritydependentcytolysis CDC 5 通过内影像作用模拟抗原 使疫苗更具安全性及广泛性 2 抗体的治疗应用 CureapplicationofAb 随着抗体制备技术的进步 治
8、疗性抗体已逐渐从实验室走向临床 并在多种疾病的治疗方面展示了光辉的前景 1 抗肿瘤作用 Anti tumor 由于多克隆抗体本身的局限性 所以直到单克隆抗体出现 抗体用于抗肿瘤治疗才真正得以实现 自从1978年成功制备第一株抗黑色素瘤单抗以来 出现了抗胃肠癌 肺癌 乳腺癌 白血病 淋巴瘤 胰腺癌 神经胶质瘤等的单克隆抗体 并于1980年首次在美国开展了单克隆抗体肿瘤治疗的临床试验 1983年Miller等报道了一例经单克隆抗体治疗的淋巴瘤患者 在放疗 化疗及干扰素治疗后 使用单克隆抗体治疗存活超过了4年 单克隆抗体杀伤肿瘤细胞的机制可能是 抗体依赖性细胞介导的细胞毒效应 ADCC 及补体依赖性
9、细胞溶解作用 CDC 单克隆抗体与药物 毒素或放射性物质偶联 成为一种全新的 生物导弹 可用于导向治疗 单抗给予T细胞所必需的重要表面信号分子交联的刺激信号和生长信号 体外诱导肿瘤特异性细胞毒T淋巴细胞 tumorspecificcytolyticTlymphocytes TS CTLs 可用于特异性 被动性的免疫治疗 2 抗感染作用 Anti infection 应用疫苗 免疫球蛋白 预防和治疗感染性疾病 但对不能获得相应疫苗的病毒感染 AIDS及一些危重情况 如内毒素休克等则无效 被动抗体疗法主要机制是中和病毒 并已证明抗体在体外及体内中和病毒的效应不依赖于Fc介导的功能和双价的存在 但可
10、能受抗体亲和力影响 体外无中和病毒作用的抗Gag单抗在体内试验中表现出预防及治疗效应 显著延迟了疾病的发作 降低了中枢神经系统的病毒水平 且与剂量相关 呈单间依赖性 这些结果提示非中和性抗体的效应与病毒感染的细胞表面表达Gag蛋白有关 但机制不清 3 抗器官移植排斥反应 Anti repellingoforgantransplant 抗体主要通过阻断异体抗原的识别及排斥途径和分子机制中的某一环节 产生免疫抑制效应 预防排斥反应发生 Tc共有的分化抗原CD3 Clusterofdifferentiation 分子及IL 2R对T细胞的活化 增殖起重要作用 因此抗CD3及抗IL 2R工程抗体的研究
11、较为多见 4 抗血栓形成 Anti formationofthrombus 封闭血小板糖蛋白 b a整合素受体 是血栓性疾病治疗上的突破 Tubeliverst 1999 近年来许多关于抗GP b a单抗C7E3的研究表明 C7E3能对90 以上的受体产生阻断效应 减少了35 高危的经皮腔冠脉介入治疗 PTCA 后缺血性并发症及27 6个月内的临床再狭窄的发生 并证明C7E3能预防动脉但不能预防静脉的血栓再形成 5 解毒 Detoxicating 对药物或动物毒素中毒患者 免疫治疗是应用抗该药物或毒素特异性抗体或其片段 抗体与毒素形成复合物 改变了毒素的药物动力学 使毒素与受体解离 从其结合部
12、位呈梯度流出 进入血循环中 这种方法对强心苷中毒有明确疗效 基因工程抗体对百草枯及蛇毒中毒也有一定作用 6 构建抗独特型抗体疫苗 Constuctionofanti idiotypevaccine 抗独特型抗体在结构和功能上均能模拟抗原 内影像作用 而发挥效应 据此构建的独特型疫苗模拟肿瘤相关蛋白抗原 能诱导抗肿瘤免疫反应 7 在自身免疫性疾病及变态反应性疾病中的应用自身免疫病多与单或寡克隆抗体的异常增多有关 利用基因工程技术制备针对这些异常抗体独特型的抗抗体或与自身抗体结合并抑制其作用 或制备能模拟抗原的内影像抗体用于中和体内的自身抗体 针对不同发病机制 治疗方法趋于多样化 许多变态反应与I
13、gE有关 Fc 片段可与变应原特异性IgE竞争结合嗜碱性粒细胞 封闭变应原介导的组胺释放 还可生产出与患者IgE竞争结合变应原的Fab样分子 第二节抗体的分类 结构 功能特点 Class structureandfunctionofAb 一 抗体的分类 Class 抗体分为单克隆抗体 多克隆抗体及基因工程抗体三类 一 多克隆抗体 PolycloneAb 传统的抗体制备方法是将一种天然抗原经各种途径免疫动物 由于抗原物质具有多种抗原决定簇 可刺激机体产生多种抗体形成细胞克隆 合成和分泌抗各种决定簇的抗体分泌到血清或体液中 在其血清中是含多种抗体的混合物 称为多克隆抗体 是第一代抗体 精制破伤风抗
14、毒素就是一例 二 单克隆抗体 MonocloneAb 识别一种抗原决定簇的细胞克隆所产生的均一性抗体 称之为单克隆抗体 其特异性高 亲和力强 效价高 血清交叉反应少等优点 已经在基础研究 临床诊断及治疗 免疫预防等领域发挥了重要作用 近年来用单抗与核素 各种毒素或药物偶联或基因重组制备成导向药物 用于肿瘤的治疗成为研究的重点 在治疗中应用的单抗 分两种形式 一种是全抗 另一种是其酶解片段 由于治疗用的单抗均非人源的 所以去除Fc段的酶解片段可以降低抗原性 减少人抗鼠反应 主要用于导向治疗 1 木瓜蛋白酶的水解片段 1 裂解部位 IgG铰链区H链链间二硫键近N端侧切断 2 裂解片段 两个Fab段
15、 抗原结合段 一个Fc段 可结晶段 2 蛋白酶的水解片段 1 裂解部位 铰链区H链链间二硫键近C端切 2 裂解片段 F ab 2包括一对完整的L链和由链间二硫键相连一对略大于Fab中Fd的H链 称为Fd 含235个氨基酸残基 F ab 2具有双价抗体活性 Fc可继续被胃蛋白酶消化成更小的片段 失去其生物学活性 应用单克隆抗体全抗或酶解片段在动物试验及临床试验中已经取得了较为良好的结果 一些实验结果报告如下 131I CMU72在人胃癌细胞系MGC80 3裸鼠移植模型的导向治疗中显示有明显的抑制作用 且清除率低 显像时间长 提示在胃癌临床导向研究上将有光辉的应用前景 131I标记抗人扁豆凝聚素结
16、合型甲胎蛋白异质性抗体 AFP R LCA McAb 后 在裸鼠实验性肝癌模型中获得良好的治疗效果 85 的肿瘤生长明显抑制 表明AFP R LCA McAb对人肝癌细胞有较高的特异性和亲和力 有希望成为肝癌放免治疗的理想载体 抗淋巴细胞单克隆抗体 SALM 治疗恶性淋巴瘤临床试验显示对非何杰金氏淋巴瘤疗效显著 可能与抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用有关 另外可能由于SALM对此类淋巴瘤有特异性疗效 抗绿脓杆菌单抗进行保护小鼠抗绿脓杆菌感染实验中作外敷治疗 证明可显著增强人体中性粒细胞对绿脓杆菌的吞噬 应用于烧伤创面抗绿脓杆菌感染获得满意效果 且未见过敏反应 抗人脑胶质瘤单抗S2 39与阿霉素结合 胃癌单抗3H11与丝裂霉素交联及抗人胰腺癌YPC3单抗介导的LAK细胞体外 体内的试验也均显示较好的结果 单克隆抗体具有许多优点 但其本身也存在一些问题 1 单克隆抗体的免疫原性由于人 人杂交瘤技术还存在很难克服的障碍 目前绝大多数单克隆抗体为鼠源性 因此对人体仍有较强的免疫原性 使用后可产生人抗鼠抗体 从而干扰了单克隆抗体在体内的合理分布 重复使用会降低抗体疗效或发生超敏反应 2 半衰期短杂
