基因工程药物概述优质借鉴

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1、第一章、基因工程药第一章、基因工程药物概述物概述 提提 纲纲n发展历史发展历史n应用现状应用现状n今后研发方向今后研发方向第一节、基因工程药第一节、基因工程药物发展历史物发展历史主要参考资料：汤仲明.生物技术药物（第1版）.北京：化学工业出版社，2008.基因工程药物发展历史1953年，Watson和Crick揭示了DNA双螺旋结构1966年，遗传密码被破译1970年，发现了限制性内切酶1973年，Cohen和Boyer用限制性内切酶第一次完成了DNA的切割与连接1977年，Genentech公司在大肠杆菌表达第一个人蛋白生长抑素，随后又成功表达了rhGH。1978年，Genentech公司基

2、因重组人胰岛素在大肠杆菌中成功表达1979年，年，FDA批准了第一个基因重批准了第一个基因重组药物物-人胰人胰岛素素Humulin上市（Genentech公司）基因工程基因工程药物物发展展历史（史（续-1）1982年，第一个用酵母表达的基因重年，第一个用酵母表达的基因重组胰胰岛素素-Novolin上市上市1983年，PCR技术出现1984年，嵌合抗体技术创立1986年，人源化抗体技术创立1986年，第一个重年，第一个重组抗抗肿瘤瘤药物物-IFN上市上市1987年，第一个用年，第一个用动物物细胞胞（中国仓鼠卵巢细胞CHO）表达的基因工程表达的基因工程产品品t-PA（组织型纤溶酶原激活物）上上市市

3、1988年，第一个基因重年，第一个基因重组疫苗上市（乙肝疫苗，疫苗上市（乙肝疫苗，Recombivax-HB）基因工程及制基因工程及制药发展展历史（史（续-2）1990年，噬菌体展示人源抗体制备技术创立1994年，第一个基因重年，第一个基因重组嵌合抗体嵌合抗体ReoPro上市上市1997年，FDA批准第一个肿瘤治疗性抗体Rituxan上市（IDEC和Genentech公司）（CHO表达，抗CD20）2002年，年，EMEA批准第一个治批准第一个治疗性人源抗体性人源抗体Humira上市上市（Abbott公司，抗TNF-抗体，治疗类风湿关节炎）2004年，中国批准了第一个基因治疗药物P53腺病毒注

4、射液腺病毒注射液2006年，FDA批准第一个基因重组肿瘤疫苗瘤疫苗Gardasil（佳达修，加德西）上市（用于预防HPV感染诱发的宫颈癌）2011年，FDA批准第一个抗体抗体药物偶物偶联物（物（ADCs）抗CD30-毒素偶联物上市（用于霍奇金淋巴瘤的治用于霍奇金淋巴瘤的治疗）第二节、基因工程药第二节、基因工程药物的种类及应用现状物的种类及应用现状参考文献： 美国食品药物管理局网站：http:/www.fda.gov/DragsFDA： http:/www.accessdata.Fda.gov/scripts/cder/drugsatfda中国国家食品药品监督管理局（SFDA）网站胡显文在“基因

5、工程药物与抗体药物研发与质量控制关键技术研讨会”上的报告。一、基因工程一、基因工程药物的种物的种类基因重基因重组多多肽及蛋白及蛋白药物物核酸核酸类重重组药物物重重组活活载体体药物物（一）基因重（一）基因重组多多肽及蛋白及蛋白类药物物是将具有药物活性的多肽及蛋白的编码基因与载体DNA重组后转入受体细胞表达并分离纯化生产的药物。常用种类：常用种类：蛋白多肽类激素、细胞因子、抗体、酶、可溶性受体、亚单位疫苗、血浆蛋白等 细胞因子（细胞因子（cytokinecytokine，ckck） 由机体多种细胞分泌的具有调控细胞生长分化、调节免疫功能等生理活性并参与病理反应的小分子蛋白质。抗体抗体免疫系统在抗原

6、刺激下，由B淋巴细胞增殖分化为浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合、具有免疫功能的蛋白蛋白质。组成主要成主要为球蛋白，也称为免疫球蛋白球蛋白，也称为免疫球蛋白（ImmunoglubulinImmunoglubulin，IgIg）。）。）。）。可溶性受体可溶性受体（soloble receiptors）为膜表面受体的胞外部分，由于呈游离可溶状膜表面受体的胞外部分，由于呈游离可溶状态，被称，被称为可溶性受体。可溶性受体。外源治疗性可溶性受体可与相应的膜受体竞争配体而起到抑制作用，借此发挥治疗作用。亚单位疫苗亚单位疫苗用病原体上能够诱发保护性反应的蛋白（而非完整病原体）生产的疫苗。传统疫苗：完

7、整病原体制备的灭活疫苗（死疫苗）、减毒活疫苗（弱毒疫苗）和细菌外毒素经一定浓度甲醛处理后生产的类毒素（toxiod)疫苗。（二）核酸类重组药物（二）核酸类重组药物利用重利用重组核酸核酸进行疾病防治的行疾病防治的药物。物。DNA疫苗（ DNA vaccine ）：是把编码病原体保护性抗原的基因连接到真核表达载体上，用重组载体制成的疫苗。又称为基因疫苗（genetic vaccine）、核酸疫苗（nucleic acid immunizaiton）等。（三）重组活载体疫苗（三）重组活载体疫苗将编码病原体有有效效抗抗原原的基因插入无致病性的活病毒（如痘病毒疱疹病毒、腺病毒等) 或细菌（沙门氏菌、结核

8、杆菌)基因组，利用重组病毒或重组细菌制成的疫苗。也称为重组活疫苗。二、重二、重组激素激素类药物物应用用现状状（一）（一）FDA激素激素类上市上市产品品胰岛素及各种突变体：治疗糖尿病甲状旁腺激素：调节钙磷代谢，治疗绝经期妇女的骨质疏松人生长激素：治疗生长激素缺乏性矮小症胰高血糖素：治疗胰岛素使用过量的低血糖症人绒毛膜促性腺激素（HCG）：促进女性排卵，治疗不育症促卵泡激素（FSH）：促进卵泡发育和排卵，治疗不育症促黄体素（LH）：治疗严重缺乏LH和FSH的不育症患者。鲑鱼降钙素：预防骨质疏松症及骨折、Paget疾病、恶性高钙血症。治疗疾病：糖尿病、不育症、矮小症、骨质疏松胰岛细胞破坏与糖尿病我国

9、CFDA2013年9月登月登记的重的重组激素激素类药物物国产：胰岛素及各种突变体、人生长激素（rhGF）。进口：瑞士、蛋白、韩国产生生长激素激素；瑞士产人人促黄体激素促黄体激素；瑞士和荷兰产人促卵泡激素人促卵泡激素；意大利产人人绒毛膜促性腺激素毛膜促性腺激素。治疗疾病：糖尿病、矮小症、不育症三、重组细胞因子类药物应用现状（一）细胞因子分类白细胞介素（interleukin，IL）干扰素（interferon，IFN）肿瘤坏死因子（tumornecrosisfactor，TNF）集落刺激因子（colonystimulatingfactor，CSF）生长因子（growthfactor，GF）趋化性

10、细胞因子（chemokine）1、白细胞介素、白细胞介素定义：由白细胞产生并主要介导白细胞间相互作用的细胞因子命名为白白细胞介素胞介素（interleukin，IL）。已发现33种，IL-1IL-33。功能：刺激免疫细胞增殖、免疫调节（抑制或增强）、促进炎症等作用。2、干扰素、干扰素定定义：具有干扰病毒感染和复制的低分子可溶性糖蛋白。分类：根据稳定性（耐热耐酸性）、天然来源细胞、氨基酸组成和序列差异，分为不同的型（ 型和型）、类（、）、亚类（ 1 25、 1 4、 1 4）及次亚类（如 2a 2c） 。生物活性：不同种类IFN生物活性相似，具有抗病毒和免疫调节活性（干扰病毒复制、增强细胞免疫、

11、抑制体液免疫）。型（主要为和类）稳定性较好。22优质材料干扰素的免疫调节作用干扰素的免疫调节作用3、肿瘤坏死因子、肿瘤坏死因子定定义：一种能使肿瘤组织发生出血坏死的细胞因子。分类： TNF- 和TNF-功能：抗肿瘤作用（引起肿瘤细胞凋亡、肿瘤组织坏死）、免疫调节作用、炎症介质。TNF的功能4 4、集落刺激因子、集落刺激因子定义：定义：能够刺激造血干细胞和不同发育分化阶段的造血祖细胞增殖分化、在半固体培养基上形成相应细胞集落的细胞因子。又称为造血刺激因子造血刺激因子或造血调节因子造血调节因子。集落刺激因子分类粒细胞集落刺激因子（granulocyteCSF，G-CSF）粒细胞、巨噬细胞集落刺激因

12、子（granulocytemacrophageCSF，GM-CSF）巨噬细胞集落刺激因子（macrophageCSF，M-CSF）干细胞因子（stemcellfactor，SCF）红细胞生成素（erythropoietin，EPO血小板生成素（thrombopoietin，TPO）5、生长因子、生长因子定定义：具有刺激细胞生长作用的细胞因子。种类：种类： 表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）； 成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor， FGF）；血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth fact

13、or， VEGF）；神经生长因子（nerve growth factor， NGF）；血小板衍生的生长因子（platelet derived growth factor，PDGF）；肝细胞生长因子（hepatic growthfactor，HGF ） 6、趋化性细胞因子、趋化性细胞因子定定义：对多种白细胞（单核细胞、嗜中性粒细胞、淋巴细胞）具有趋化作用和激活活性的小分子蛋白质。趋化作用（chemotaxis） ：是指化学刺激物（趋化因子）刺激细胞沿浓度上升梯度向着化学刺激物定向移动的作用（移动的速度为每min520m）（二）美国美国FDAFDA上市的CK产品及适应症IL-2：肿瘤。IL-11：

14、血小板减少症。各种类型干扰素（IFN）：治治疗肿瘤、炎症、自身免疫瘤、炎症、自身免疫性疾病性疾病。EPO：肾性贫血。TPO：血小板减少性紫癜。rhG-CSF：白细胞减少症IL-2：T细胞生长因子，刺激T细胞增殖。IL-11：血小板刺激因子，促进血小板产生。美国美国FDAFDA上市的CK产品及适应症（续）血小板源性生长因子（PDGF）：促进创伤愈合，治疗糖尿病足溃疡。骨成型蛋白2（BMP-2）：促进骨质形成，治疗脊骨退行性融合。角化细胞生长因子-1（KGF-1）：促进上皮细胞移行及再生，用于治疗化疗引起的重度口腔黏膜炎。胰岛素样生长因子-1（IGF-1）：儿童IGF缺乏性生长不良（三）我国（三）

15、我国CFDA2013CFDA2013年年9 9月登月登月登月登记记的国的国的国的国产产重重重重组细组细胞因胞因胞因胞因子子子子类药类药物物物物IL-2相关相关产品品IL-11相关相关产品品各种各种类型型IFNTNF：注射用重组改构人肿瘤坏死因子（天恩福） EPOTPOrhG-CSFrhGM-CSFrEGF（重（重组表皮生表皮生长因子）及因子）及rFGF（重组成纤维细胞生长因子）：创伤、烧伤、眼科疾病等。（四）我国（四）我国CFDA2013年年9月登月登记的的进口重口重组细胞因子胞因子类药物物rhIFN 2arhIFN 2a注射液：注射液：罗荛愫，Roferon-A：瑞士瑞士。PEGPEG化化r

16、hIFN rhIFN -2-2a a注射液：注射液：派罗欣，Pegasys，瑞士瑞士。PEGPEG化化rhIFN -2brhIFN -2b注射剂：注射剂：佩乐能，Peg-Intron，新加新加坡坡。rhIFN-1brhIFN-1b：倍泰龙，Betaferon， 美国rhIFN-1arhIFN-1a注射液：注射液：利比，Rebif，意大利。rhEPOrhEPO注射液：注射液：利血宝，ESPO，日本；日本；阿司伯根，Espogen，韩国；韩国；罗可曼，Recormon，瑞士。瑞士。rhG-CSFrhG-CSF：惠尔血，GRAN，日本；日本；格拉诺赛特，Granocyte，日本。四、重四、重组抗体抗

17、体类型及型及应用用现状状（一）抗体基本结构：按同一方向排列的4条肽链（两条相同的长链称之为重链，两条相同的短链称为轻链）经二硫键连接组成的形态呈“Y”的单体。（二）分类：5类，IgG、IgM、IgA、IgD、IgE。其中在血液中含量最高、功能最全的为IgG。（三）IgG的功能区及功能1、抗原结合位点：位于N段可变区。2、补体结合位点： 位于IgG分子Fc段的CH2，可与补体结合。3、Fc受体结合位点：位于IgG分子Fc段的CH3，可与IgG的FcR结合。4、母体胎盘结合位点：位于IgG分子Fc段的CH2，可与母体胎盘滋养层细胞上的受体结合，介导IgG从母体一侧穿过胎盘到达胎儿。IgG尚有母体胎

18、盘结合位点；IgA有36优质材料IgG类抗体的功能1、识别和结合抗原产生中和、封闭等作用。2、活化补体，产生溶菌、溶细胞作用及补体的调理作用。3、结合Fc受体（IgG和IgE），介导抗体的调理作用（IgG）、 ADCC作用（IgG）等。4、通过胎盘（IgG）：参与胎儿及初生儿被动免疫38优质材料抗体的中和作用和封闭作用 中和作用：抗体与病原微生物和毒素病原微生物和毒素等有害抗原物质结合，阻止其与细胞受体结合而保护细胞免受危害的作用。具有中和作用的抗体称为中和抗体。封闭作用：抗体与功能功能细胞表面抗原或可溶性抗胞表面抗原或可溶性抗原原结合阻止其发挥效应的作用。这类抗体被称为封闭抗体。CVB3：柯

19、萨奇B3病毒中和抗体结合位点两个思考题：1、能与病原表面抗原结合的抗体是否都是中和抗体？2、用来制备中和抗体的抗原应具备什么基本条件？抗体的调理作用（opsonization）由抗体的Fc段及吞噬细胞表面的相应受体结合介导的促进吞噬细胞吞噬细菌等颗粒性抗原作用。一些细菌的荚膜具有抗吞噬作用42优质材料抗体的ADCC作用ADCC即antibody dependent cell-mediated cytotoxicity的缩写，中文含义是：抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用。指表达Fc受体的细胞毒性效效应细胞胞通过识别抗体Fc段杀伤被抗体包被的靶靶细胞胞的作用。M：巨噬细胞（macrophage）；M

20、o：单核细胞（monocytes）；Eo：嗜酸性粒细胞（eosinophilicgranulocytes，Eo）；PMN：中性粒细胞（polymorphonuclearneutrophil，PMN）；NK：自然杀伤细胞。44优质材料（四）重（四）重组抗体意抗体意义及抗体免疫原性的及抗体免疫原性的主要来源主要来源重重组抗体的意抗体的意义： 减少单克隆抗体的鼠源部分，降低其免疫原性；减小抗体分子量，提高其作为导向抗体的靶向渗透性。抗体免疫原性的主要来源：抗体分子恒定区抗体免疫原性的主要来源：抗体分子恒定区（五）重（五）重组抗体的主要抗体的主要类型型完整抗体完整抗体：人鼠嵌合抗体；人源化抗体（改型抗

21、体）、人源抗体抗体片段：抗体片段：Fab抗体抗体（Fab片断）；Fv抗体抗体；ScFv抗体（单链抗体可变区片段，SingleChainAntibodyVariableRegionFragments，ScFv），简称单链抗体。抗体融合蛋白抗体融合蛋白 人47优质材料人鼠嵌合抗体（人鼠嵌合抗体（Chimeric antibodiesChimeric antibodies）用人的恒定区基因片段代替鼠的恒定区基因，所得到的抗体同时含有人和鼠抗体的部分，称为人鼠嵌合抗体。人48优质材料人源化抗体（Humanized Antibodies)用鼠单克隆抗体的CDR替换人抗体的CDR所产生的抗体。其编码基因大

22、约包含95的人DNA和5的鼠DNA。人源化抗体也称为改型抗体（reshaped antibody）免疫原性更低49优质材料complimentaritydeterminingregions，互补决定区。是Ig分子上与抗原表位互补结合的区域。也是可变区中氨基酸组成和排列顺序在不同Ig分子中变化更大的区域，又称为高变区（hypervariable region，HVR）或超变区。CDR 51优质材料Fab抗体只含抗体重链VH 、 CH1和轻链VL、CL的抗体。如果恒定区片段是人源性的，称之为重组Fab。渗透性增强，免疫原性小半衰期缩短（比全IgG1缩短10倍）用于肿瘤成像诊断准确性达95%以上Fa

23、b段：即抗原结合片段（fragmentofantigenbinding，Fab）。ScFv 抗体是由抗体轻链和重链可变区基因（VH、VL）通过一段编码连接肽基因拼接后表达形成的单链重组抗体。VH连接肽VL是具有抗原结合能力的最小抗体片段。渗透性更强，半衰期缩短（比全IgG1缩短10倍）对实体瘤显像明显强于传统单克隆抗体和Fab片段缺点是抗原亲和力降低。53优质材料抗体融合蛋白抗体融合蛋白抗体基因片段与其他有治疗功能的蛋白基因的融合表达产物。可以增加治疗药物的靶向性。例：抗体-细胞因子融合蛋白（六）上市的治（六）上市的治疗性抗体性抗体重重组抗体抗体药物是基因重物是基因重组药物的主体和生物制物的主

24、体和生物制药业的支柱！的支柱！截止截止2012年底，美国年底，美国FDA已批准上市已批准上市40多种多种治治疗性抗体性抗体药物，种物，种类占上市基因重占上市基因重组药物的物的1/3。56优质材料续上表57优质材料商品名商品名批准批准时间说明明适适应症症公司公司Simponi (golimumab)2009-4-24NS0表达的表达的anti-TNF- 人源抗体人源抗体类风湿关湿关节炎，炎，强直性脊柱炎，直性脊柱炎，银屑病屑病CentocorIlaris (canakinumab)2009-6-17SP2/0表达的表达的anti-IL-1人源抗人源抗体体家族冷因性自体家族冷因性自体发炎症候和穆炎

25、症候和穆-韦二氏二氏综合征合征(CAPS)NovartisStelara (ustekinumab)2009-9-25NS0表达的表达的anti-P40(IL-12和和IL-23的的亚基基)人源抗体人源抗体银屑病屑病CentocorArzerra (ofatumumab)2009-10-26NS0表达的表达的anti-CD20的人源抗的人源抗体体慢性淋巴慢性淋巴细胞白血病胞白血病GlaxoSmithKlineActemra (tocilizumab)2010-1-8CHO表达的表达的anti-IL6R人源化抗人源化抗体体类风湿关湿关节炎炎Genentech/Roche2009年1月-2013年

26、1月FDA批准上市的治疗性抗体-158优质材料商品名商品名批准批准时间说明明适适应症症公司公司Prolia (denosumab)2010-6-1CHO表达的表达的anti- RANKL 人源人源抗体抗体女性女性绝经后的骨后的骨质疏松疏松AmgenBenlysta (belimumab)2011-3-10动物物细胞表达的胞表达的anti- BlyS人源人源抗体抗体systemic lupus erythematosus (SLE)Human Genome Sciences and GSKXgeva (denosumab)2010-11-18CHO表达的表达的anti- RANKL 人源人源抗体

27、抗体Osteolytic Bone Metastases of Solid TumorsAmgenYervoy (ipilimumab)2011-3-25CHO表达的表达的anti-CTLA-4人源抗人源抗体体Melanoma - MetastaticBristol-Myers SquibbNulojix (belatacept) Injection2011-6-15CHO(CTLA4-Ig )突突变体体 (L104 to E; A29 to Y)，Fc融合蛋白融合蛋白抗移植排斥抗移植排斥Bristol-Myers SquibbAdcetris (brentuximab vedotin) In

28、jection2011-8-19anti-CD30的抗体，与毒素偶的抗体，与毒素偶联主要用于霍奇金淋巴瘤的主要用于霍奇金淋巴瘤的治治疗Seattle Genetics, Inc.2009年1月-2013年1月FDA批准上市的治疗性抗体-259优质材料商品名商品名批准批准时间说明明适适应症症公司公司Adcetris (brentuximab vedotin) Injection2011-8-19anti-CD30的抗体，与毒素偶的抗体，与毒素偶联主要用于霍奇金淋巴瘤的主要用于霍奇金淋巴瘤的治治疗Seattle Genetics, Inc.Eylea (aflibercept) Injection

29、 2011-11-18CHO表达的表达的VEGFR-Fc融合蛋融合蛋白，相当于白，相当于anti-VEGF抗体抗体用于黄斑用于黄斑变性，与性，与Lucentis相似相似Regeneron/BayerPerjeta (pertuzumab)2012-6-8CHO表达的另一种表达的另一种anti-Her2的的产品，与品，与Herceptin联用用治治疗乳腺癌乳腺癌GenentechZaltrap (ziv-aflibercept) Injection2012-8-3和和Eylea (aflibercept) Injection是同一种是同一种产品品用于治用于治疗结直直肠癌癌Regeneron/sa

30、nofiABthrax， 2012-12-14anti-PA抗体抗体炭疽防治炭疽防治GlaxoSmithKline2009年1月-2013年1月FDA批准上市的治疗性抗体-360优质材料我国我国CFDA2013CFDA2013年年9 9月登记在案的国产治疗月登记在案的国产治疗性抗体性抗体类药物类药物尼妥珠尼妥珠单抗注射液：抗注射液：泰欣生，百泰生物药业有限公司。为人源化抗抗人表皮生人表皮生长因子受体（因子受体（EGFR）单克隆抗体，用于EGFR阳性表达的/期鼻咽癌。碘碘131I肿瘤瘤细胞核人鼠嵌合胞核人鼠嵌合单克隆抗体注射液：克隆抗体注射液：唯美生，上海美恩生物技术有限公司。为131I标记的重

31、组抗肿瘤细胞核人鼠嵌合单克隆抗体，用于晚期肺癌的放射免疫治疗。重重组抗抗CD25人源化人源化单克隆抗体注射液克隆抗体注射液：健尼哌，上海中信国健药业股份有限公司。用于预防肾移植急性排斥反应的发生。为我国我国自主研自主研发的的创新新产品。品。种类有限，主要依赖进口我国我国CFDA2013CFDA2013年年9 9月登记在案的月登记在案的进口进口治疗治疗性抗体性抗体类药物类药物托珠托珠单抗注射液：抗注射液：雅美罗，Actemra，日本日本。为重组人源化抗抗IL-6抗体抗体。AR治疗。贝伐珠伐珠单抗注射液：抗注射液：安维汀，Avastin，瑞士瑞士。人源化抗抗-VEGF 。雷珠雷珠单抗注射液：抗注射

32、液：诺适得，Lucentis，瑞士瑞士。重组人源化抗抗VEGFR单克隆抗体。老年湿性黄斑变性。利妥昔利妥昔单抗注射液：抗注射液：美罗华，MabThera，瑞士瑞士。重组鼠人嵌合抗抗CD20抗体抗体。注射用英夫利西注射用英夫利西单抗：抗：类克，Remicade，荷荷兰。重组鼠人嵌合抗抗TNF-抗体抗体。阿达木阿达木单抗注射液：抗注射液：修美乐，HUMIRA，英国英国。重组人源抗抗TNF-抗体抗体。西妥昔西妥昔单抗注射液：抗注射液：爱必妥，Erbitux，德国德国。抗抗EGFR人鼠嵌合单克隆抗体，抗肿瘤。注射用曲妥珠注射用曲妥珠单抗：抗：赫赛汀，Herceptin，瑞士瑞士。抗HER2人源化单抗，

33、乳腺癌。（七）上市抗体药物治疗靶点CD3、CD11a、CD20、CD25、CD30、CD33、CD52IL-1R、IL1-、IL-6、IL-6R、P40（IL-12和IL-23的亚基）TNF、TNFRVEGF、VEGFR、EGFR、HER2（Humanepidermalgrowthfactorreceptor2，人表皮生人表皮生长因子受体因子受体2）CTLA-4、LFA-3、C5、IgE、RANKL（ReceptorActivatorforNuclearFactor-BLigand，核因子B受体活化因子配体）、Blys（Blymphocytestimulator，B淋巴细胞刺激因子）、PA、T

34、PO、呼吸道合胞病毒F蛋白、4-integrin（整合素）作业：查阅上述治疗靶点的生物学意义及与对应抗体作业：查阅上述治疗靶点的生物学意义及与对应抗体所治疗疾病的关系。所治疗疾病的关系。五、重五、重组酶类药物物应用用现状状用于治疗酶作用底物作用底物积累累或酶促促产物缺乏物缺乏导致的疾病。酶底物底物积累累导致疾病的例子致疾病的例子戈谢病（Gauchers病）：-葡萄糖脑苷脂酶活性异常引起葡萄糖脑苷脂在组织巨噬细胞内蓄积而引发的疾病。常见症状：肝、脾、骨髓中出现Gauchers细胞（饱含葡萄糖脑苷脂的细胞），引发进行性肝、脾肿大、严重贫血和血小板减少等症状。囊性纤维化：是一种威胁生命的遗传病，是由

35、跨膜调节因子CFTR蛋白的功能障碍性纤维化引起的疾病。气管中有含高浓度DNA的黏稠脓性分泌物，降低了肺功能并增加了感染机会。酶促促产物缺乏物缺乏导致疾病的例子致疾病的例子纤溶溶酶缺乏缺乏：凝血与溶血过程失衡，血纤维蛋白凝块堵塞血管引起的脑梗和心肌梗死等疾病。FDA重重组上市的上市的酶类药物物组织型纤溶酶原激活物（组织型纤溶酶原激活物（tPAtPA）及其突变体：）及其突变体：用于急性心梗溶栓DNADNA酶（酶（dornase alfadornase alfa）：囊性纤维化。葡糖脑苷脂酶（葡糖脑苷脂酶（ImigluceraseImiglucerase）：Gauchers病（戈谢病，高歇病）尿酸水解

36、酶（尿酸水解酶（rasburicaserasburicase）：血浆尿酸症粘多糖粘多糖- - -L-L-艾杜糖醛酸水解酶艾杜糖醛酸水解酶（laronidase）： 粘多糖贮积病半乳糖苷酶半乳糖苷酶- - （Algasidase betaAlgasidase beta）：Febry病，法布里病。葡萄糖苷酶：葡萄糖苷酶：庞培氏病，糖元病或糖元贮积症。心肌糖元贮积。凝血酶（凝血酶（rhThrombinrhThrombin）：外科止血。其他：我国我国CFDA2013CFDA2013年年9 9月登记的国产基因重组月登记的国产基因重组酶类药物酶类药物注射用重注射用重组链激激酶：斯凯通，上海凯茂生物医药有限

37、公司；国大欣通，青岛国大生物制药股份有限公司。溶栓注射用重注射用重组葡激葡激酶：依力通，成都地奥九泓制药厂；施爱克，通化玉金药业股份有限公司。溶栓注射用重注射用重组人尿激人尿激酶原：原：普佑克，上海天士力药业有限公司；我国自行研制，拥有自主知识产权。溶栓重重组人人组织型型纤溶溶酶原激原激酶衍生物衍生物：瑞通立，山东阿华生物药业有限公司。溶栓产品种类少，适应症少（仅限于溶栓）血栓性疾病血栓性疾病血栓性疾病是由于凝血与溶血过程失衡所致血纤维蛋白凝块堵塞血管引起的疾病。凝血：血纤维蛋白原（溶解度很大）血纤维蛋白单体（溶解度很低）血纤维（血栓，溶解度更低）。溶血:纤溶酶水解纤维蛋白 溶栓溶栓药物作用的

38、机制物作用的机制激活无活性的血浆纤溶酶原，形成有活性的纤溶酶，后者催化血栓主要基质纤维蛋白水解，使血栓溶解，血管再通。纤溶酶原（plasminogen，Plg）纤溶酶（plasmin，Plm）纤维蛋白水解血栓溶解mucopolysaccharidoses，MPS。是一种因先天性粘多糖酶缺乏、粘多糖贮积而累及多脏器的新陈代谢异常性疾病。粘多糖贮积症根据主要伤及的器官，分为肝型、心脏型、骨骼肌型等，引起肝肥大、心脏肥大、骨骼肌无力等症状。为遗传性半乳糖苷酶活性降低引起糖鞘脂在人体重要器官聚集诱发的疾病。法布里病（法布里病（Fabry diseases） 该病主要累及肾脏及心脏。我国我国CFDA20

39、13CFDA2013年年9 9月登记的进口基因重组月登记的进口基因重组酶类酶类药物药物无。问题：除了血栓性疾病，FDA用酶治疗的一些代谢性疾病在我国是否发生？我国临床对这些疾病是如何治疗的？六、可溶性受体应用现状我国我国CFDA2013年年9月登月登记在案的国在案的国产可溶性受体上市可溶性受体上市产品：品：注射用重注射用重组人人型型肿瘤坏死因子受体瘤坏死因子受体-抗体融合蛋白抗体融合蛋白（益赛普，上海中信国健药业股份有限公司，2012）用于治疗类风湿性关节炎、银屑病、强直性脊柱炎。机制：TNF-水平异常增高增加了水平异常增高增加了这几种疾病的几种疾病的严重程度。重程度。类风湿性关节炎（类风湿性

40、关节炎（rheumatoid rheumatoid arthritisarthritis，RARA）是一种以关是一种以关节滑膜病滑膜病变为主的慢性、主的慢性、全身性的炎性自身免疫病全身性的炎性自身免疫病病因尚未完全明确。但目前认为，最终引起病理变化的主要机制是：自身变性IgG与其诱发的IgM类抗体（类风湿因子，类风湿因子，RF）形成的复合物沉积于小关节处引起机体损伤。强直性脊柱炎（直性脊柱炎（ankylosing spondylitis，AS）是一种以骶是一种以骶髂关关节、椎、椎间关关节病病变为主的慢性炎性主的慢性炎性疾病，疾病，临床主要表现为腰背颈臀髋部疼痛以及关节肿痛，严重者可发生脊柱脊柱

41、畸形和畸形和强直直。银屑病（屑病（psoriasis）是一种慢性、炎症性皮肤病，以角是一种慢性、炎症性皮肤病，以角质形成形成细胞（胞（ KC）高度增生和炎症反）高度增生和炎症反应为特征。特征。俗称牛皮癣。病因尚未完全明了，但众多研究表明，免疫因病因尚未完全明了，但众多研究表明，免疫因素与银屑病的发生及病理生理有密切关系。素与银屑病的发生及病理生理有密切关系。七、基因重组亚单位疫苗应用现状FDA 批准上市的疫苗（截止批准上市的疫苗（截止2013年年1月）月）酵母表达乙肝疫苗酵母表达乙肝疫苗(1986)(1986)。酵母表达酵母表达HPV（人乳头瘤病毒）疫苗（ Gardasil）：预防宫颈癌。昆虫

42、细胞表达昆虫细胞表达HPV双价疫苗：双价疫苗：Cervarix，用于，用于预防防宫颈癌。癌。昆虫细胞表达流感疫苗：昆虫细胞表达流感疫苗：Flublok （influenza vaccine）：）：预防季防季节性流感。性流感。宫颈癌是全球第二大妇女常见恶性肿瘤。上世纪70年代，德国科学家哈拉尔德楚尔豪森(HaraldzurHausen)发现，感染人类乳头瘤病毒(HPV)是诱发宫颈癌的主要病因。HPV病毒有200多型，约70%的宫颈癌病例由HPV16型和HPV18型病毒引起。宫颈癌与HPV中文名“加卫苗”、“佳达修”等，是FDA批准的唯一一种预防子宫颈癌的疫苗。可预防由6、11、16、18型HPV

43、引起的宫颈癌、癌前病变或不典型增生病变以及生殖器疣。接种对象：9岁女性。Gardasil中文名“卉研康”，为葛兰素史克（GSK）研发生产的二价（16、18型HPV）宫颈癌疫苗。获FDA、欧盟、台湾、香港等批准上市。接种对象：9岁女性。Cervarix重重组乙肝疫苗：乙肝疫苗：酿酒酵母表达，酒酵母表达，深圳康泰生物制品股份有限公司、北京天坛生物制品股份有限公司；汉逊酵母表达，酵母表达，华兰生物疫苗有限公司，大连汉信生物制药有限公司；CHO表达，表达，北京华尔盾生物技术有限公司、成都生物制品研究所有限责任公司、华北制药金坦生物技术股份有限公司、兰州生物制品研究所有限责任公司。重重组B亚单位位/菌体

44、霍乱疫苗（菌体霍乱疫苗（肠溶胶囊）：溶胶囊）：可唯适，上海联合赛尔生物工程有限公司。重重组戊型肝炎疫苗戊型肝炎疫苗益可宁：大大肠埃希菌表达，埃希菌表达，厦门万泰沧海生物技术有限公司。我国CFDA2013年9月登记在案的国产重组亚单位疫苗可唯适可唯适接种对象益可宁戊型肝炎是一种易发于青壮年和孕妇的病毒性肝炎戊型肝炎是一种易发于青壮年和孕妇的病毒性肝炎，通过食物、粪便污染的水源、接触和血液传染。临床表现和甲肝类似，主要以乏力、厌油、恶心、食欲不振，并伴有肝区疼痛，皮肤、小便发黄等症状为主。接种对象：16岁的易感人群。如畜牧养殖者、餐饮业人员、学生或部队官兵、育龄期妇女、疫区旅行者等。流行性感冒病毒

45、流行性感冒病毒亚单位疫苗位疫苗（Influenzavaccine（Sub-unit）（爱阁力保，Agrippal）：意大利意大利，2009-09-30至2014-09-29。流感病毒流感病毒亚单位疫苗（位疫苗（类病毒体）（PolyvalentVirosomalInfluenzaVaccine）（因福舒，InflexalV）：瑞士瑞士，2012-07-17至2017-07-16。流感病毒流感病毒亚单位疫苗位疫苗（Influenzavaccine,surfaceantigen,inactivated）（英伏可，Influvac）：荷荷兰，2013-06-25至2018-06-24。重重组乙型肝炎疫

46、苗乙型肝炎疫苗（酿酒酵母）（安在时，EngerixB）：比利比利时，2010-07-07至2015-04-06。我国CFDA2013年9月登记在案的进口重组亚单位疫苗八、重八、重组血血浆蛋白蛋白应用用现状状主要主要为各种凝血因子。用于治各种凝血因子。用于治疗血友病。血友病。血友病为一种X性联阴性遗传的凝血功能障碍所致的性联阴性遗传的凝血功能障碍所致的出血性疾病。出血性疾病。发生于男孩，总发病率1.52/万。发病机制：某些种类的凝血酶缺乏导致发病机制：某些种类的凝血酶缺乏导致凝血时间延长。血友病A：凝血因子缺乏，占血友病人总数的85%血友病B：凝血因子缺乏，占血友病人总数的15%。FDA批准上市

47、的重批准上市的重组凝血因子凝血因子凝血因子a (NovoSeven、BHK表达)：血友病A或B凝血因子(Bioclate）, 哺乳动物细胞表达；Helixate, BHK表达； Recombinate rAHF, CHO表达； ReFacto，CHO表达)：血友病A凝血因子IX (BeneFix , CHO表达)：血友病B凝血因子a：在凝血酶链式瀑布中不存在，但促进凝血因子和IX的活化，用于治疗对因子和IX产生抑制物的A型或B型血友病人的自发性和手术后出血。凝血因子瀑布（图）我国我国CFDA2013年年9月登月登记在案的重在案的重组凝血因凝血因子子注射用重注射用重组人凝血因子人凝血因子（任捷，

48、Xyntha）：美国美国，2012-08-16至2017-08-15。注射用重注射用重组人凝血因子人凝血因子（百因止，ADVATE）：瑞士瑞士，2012-04-28至2017-04-27。注射用重注射用重组人凝血因子人凝血因子IX（贝赋，BeneFIX）：西班牙西班牙，2012-07-10至2017-07-09。注射用重注射用重组人凝血因子人凝血因子VIIa（诺其，NovoSeven）：丹丹麦麦诺和诺德公司，2010-05-19至2015-05-18。无国产重组产品。九、九、DNA疫苗的疫苗的优缺点及缺点及应用用现状状优优 点点免疫效应期长。可同时诱发体液免疫和细胞免疫。热稳定性好。易于大量生

49、产。表达效果及免疫原性不确切。DNA整合的风险。诱导产生抗DNA抗体，并有可能诱发自身免疫性疾病。缺缺 点点重组DNA疫苗应用现状尚无上市尚无上市产品。品。但自1997年以来，已有超过70种针对各种传染病（如HBsAg核酸疫苗、HIV9P160核酸疫苗、SARS相关冠状病毒S2DNA疫苗）和癌症的DNA疫苗在临床前和临床研究中。十、基因重十、基因重组活活载体疫苗上市体疫苗上市产品品对人：无对动物：1、禽流感新城疫重、禽流感新城疫重组二二联活疫苗：活疫苗：2005年12月24日，农业部在北京宣布，我国已成功研制出鸡痘病毒作痘病毒作为载体的禽流感新城疫重体的禽流感新城疫重组二二联活疫活疫苗苗，并正

50、式批准生产。2、禽流感重、禽流感重组鸡痘病毒痘病毒载体活疫苗（体活疫苗（H5） 第三节、基因工程药第三节、基因工程药物今后的研发方向物今后的研发方向 提提 纲纲1、利用后基因组时代的成果寻找新的药物靶标2、对原有重组药物产品进行遗传改造和化学修饰，以改善药物性能。3、研究基因工程药物新剂型新剂型及新的给药途径给药途径。（一）后基因组时代指功能基因组时代。获得了大量基因的功能信息。一、后基因组时代的成果及药物新靶标的发现http:/function.gnf.org/druggable（二）药物靶标：指药物在体内的作用结合靶点，包括受体、酶、离子通道、核酸等生物大分子。（三）作为理想药物靶点的主要

51、条件：特异性。即与特定疾病关系密切并与其在正常细胞中的功能明显区别.可药性。能够与药物发生相互作用又能引起药物效应的基因或其产物。药物靶标分析正常组织与病理组织、药物干预前后功能基因表达的差异，是发现药靶的重要手段之一。（四）利用功能基因及其产物寻找药靶疾病模型（人、动物、细胞）基因转录及表达差异分析药靶鉴定基因芯片蛋白双向电泳联合质谱分析生物信息学酵母双杂交及三杂交药靶确证RNA干扰技术基因过表达技术转基因动物基因敲除动物（一）（一）遗传改造包括基因突改造包括基因突变、融合表达等改、融合表达等改变表达蛋白的大小、表达蛋白的大小、组成及空成及空间结构、糖基化修构、糖基化修饰等，等，继而影响而影

52、响药物的物的药效、效、药代代动力学及安全性。力学及安全性。二、重组药物的遗传改造及化学修饰例1： EPO突变体Aranesp比第一代EPO半衰期延长了3倍，给药次数从每周23次减少为1次。例2：重组IL-1 163-171位只含9个氨基酸的肽保持了完整蛋白刺激淋巴细胞增殖的功能，而去除了其导致机体发热反应的副作用。速效胰岛素突变体Novolog和长效胰岛素突变体Lantus的一级结构资料来自：胡显文在“”会议上的报告ppt101优质材料蛋白糖基化在糖基转移酶作用下，将糖基与蛋白质分子上的氨基酸残基连接形成糖苷键的过程。蛋白质糖基化可以分为四类：1.以丝氨酸、苏氨酸、羟赖氨酸和羟脯氨酸的羟基为连

53、接点，形成-0-糖苷键型。在高尔基体进行。2.以天冬酰胺的酰胺基、赖氨酸或精氨酸的-氨基等为连接点，形成-N-糖苷键型。起始于内质网，完成于高尔基体。3.以天冬氨酸或谷氨酸的游离羧基为连接点，形成脂糖苷键型4.以半胱氨酸为连接点的糖肽键。糖基化对药物的影响糖基化对药物的影响正确的糖基修饰具有增加蛋白分子量、亲水性，减正确的糖基修饰具有增加蛋白分子量、亲水性，减正确的糖基修饰具有增加蛋白分子量、亲水性，减正确的糖基修饰具有增加蛋白分子量、亲水性，减少蛋白酶解等作用，可延长蛋白半衰期。少蛋白酶解等作用，可延长蛋白半衰期。少蛋白酶解等作用，可延长蛋白半衰期。少蛋白酶解等作用，可延长蛋白半衰期。正确的

54、糖基修饰增加了蛋白与其受体的特异结合性正确的糖基修饰增加了蛋白与其受体的特异结合性正确的糖基修饰增加了蛋白与其受体的特异结合性正确的糖基修饰增加了蛋白与其受体的特异结合性能。能。能。能。 与与Fc融合表达的作用融合表达的作用1、增加蛋白分子量及稳定性。以IL-2为例，普通重组IL-2体内半衰期仅为6.9分钟，而重组IL-2/Fc融合蛋白的体内半衰期为其近700倍。2、介导ADCC及CDC效应，杀伤细胞因子受体阳性细胞。体内修饰：更换表达系统。体外修饰：蛋白PEG化、制备抗体药物偶联物（二）重组药物的化学修饰原核表达系统缺乏真核生物的蛋白质折叠及修饰系统，不能进行蛋白酶解、糖基化、磷酸化、乙酰化

55、、硫酸化、酰胺化等修饰作用。真核表达系统具备蛋白质翻译后折叠、修饰系统，表达蛋白与天然接近或相同。不同类型的真核表达细胞对表达蛋白的修饰作用不尽相同，哺乳动物细胞表达的人类蛋白与天然结构最为接近。表达系统对蛋白修饰的影响PEG即聚乙二醇（polyethyleneglycol，PEG）。为乙二醇单体聚合而成的含羟基化合物。用特定活化剂使PEG的羟基活化而与蛋白分子共价连接，即称为蛋白的PEG化（PEGylation）。主要作用：增加蛋白的水溶性和稳定性，延长蛋白半衰期。其次还可降低蛋白的免疫原性。蛋白PEG化修饰108优质材料PEG修饰使蛋白体积增大，肾小球滤过率下降；PEG修饰可降低蛋白的酶解

56、作用。PEG延长药物半衰期的机制PEG为柔性大分子，可缠绕在分子表面产生空间位阻效应，屏蔽多肽的抗原表位。PEG降低药物蛋白细胞毒性和免疫原性机制是用化学方法将抗细胞表面抗原的抗体与具有细胞毒作用的毒素分子的连接成的偶联物。其结合了抗体的靶向性和毒素分子的高细胞毒活性，能够特异杀伤肿瘤细胞。组成：抗体-接头-细胞毒素（效应分子）作用机制：抗体与细胞表面抗原结合，细胞内吞偶联物，毒素在溶酶体内释放并发挥作用。抗体药物偶联物（antibody-drugconjugates，ADC）朱贵东，傅阳心.药物学报.2013,48（7）：1053-1070三、蛋白多三、蛋白多肽药物的制物的制剂形式形式蛋白多

57、蛋白多肽药物常用物常用剂型：型：常常规注射注射剂（水针剂、冻干粉针剂）和和长效注射效注射剂其他剂型：气雾剂、吸入剂、阴道给药制剂等（尚无口服蛋白药物制剂，原因是消化道蛋白酶丰富）改变制剂生物利用度途径：添加稳定剂、蛋白酶抑制剂、吸收促进剂等我国我国CFDA批准的干批准的干扰素素2b不同制不同制剂形式形式长效注射效注射剂以生物可降解聚合物为骨架材料制成微粒后给药，随着骨架中聚合物的降解，药物以扩散、溶蚀方式释放。用于多肽和蛋白的可降解聚合物有：聚D,L-丙交酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）、聚酸酐等。美国FDA1999年批准的Nutropin DepotTM即为含蛋白质聚合物rGH。我国尚无该类产品。泡泡腾片片含有泡腾崩解剂（碳酸氢钠和有机酸），遇水可放出大量CO2而呈泡腾状的片剂。泡腾崩解剂在水中崩解产生的大量泡沫可加速片剂的崩解和融化，增加了药物与病变部位的直接接触，提高了生物利用率和疗效。谢谢 谢！谢！