抗体工程制药

抗体工程制药222抗体工程药物的概念又称抗体药物、单克隆抗体治疗剂、抗体治疗剂。通过细胞工程或基因工程方法制备，用于治疗的单克隆抗体、抗体片段、基因工程改造的抗体，以及抗体免疫偶联物或抗体融合蛋白,称为抗体工程药物。333美国FDA已批准的治疗抗体药物OrthocloneReoProRituxanZenapaxSimulectSynagisRemicadeHerceptinMylotargCampath-1HZevalin移植排斥心绞痛B细胞非霍奇金淋巴瘤移植排斥移植排斥婴儿呼吸道合胞病毒类风湿关节炎乳腺癌急性复发性髓性白血病难治性慢性淋巴细胞白血病难治性B细胞非霍奇金淋巴瘤19861994199719971998199819981998200020012002444抗体药物的重要地位。恶性肿瘤严重威胁人们的生命健康，是导致人类死亡的重要因素。全球每年有700万人死于肿瘤，且逐年增长。传统的肿瘤临床治疗有三种：手术、放疗和化疗。近几年里，以单克隆抗体为基础的抗肿瘤导向治疗药物开发领域发生了突飞猛进的进展。单克隆抗体药物能特异识别肿瘤细胞，能有效提高药物杀伤力、减少毒副作用。1997年以来，FDA已经批准10种单克隆抗体药物，占有市场所有生物技术药品的四分之一。一年的综合销售超过10亿美金。555随着生物技术的发展，单克隆抗体在疾病治疗方面的作用越来越受到人们的重视。在同种异体免疫排斥、自身免疫反应抑制、抗血小板治疗、癌症治疗、感染性疾病治疗等方面应用最为广泛。目前全球从事人源化单克隆抗体开发的企业260家左右，研究中的产品达700多个，其中进入临床阶段的约100个，估计占研制中的生物技术药物的25%。据美国制药工业协会的调查报告显示，单克隆抗体药物居所有医药生物技术产品之首。6662000年底，在美国药品市场上生物技术药物有76种，其中抗体药物有15种；正处于临床研究阶段的369种生物技术药物中，抗体药物有70种。中国已有2个治疗性单抗产品获准生产，3个治疗性产品处在临床试验阶段，多个抗体药物处于临床前研究阶段，已批准的诊断性单抗有31个。777抗体分子的应用抗体分子是生物学和医学领域用途最为广泛的蛋白分子。以肿瘤特异性抗原或肿瘤相关性抗原、抗体独特型决定簇、细胞因子及其受体、激素及一些癌基因产物等均作为靶分子，利用传统的免疫方法或通过细胞工程、基因工程等技术制备的多克隆抗体、单克隆抗体、基因工程抗体广泛应用在疾病诊断、治疗及科学研究等领域。完整鼠源抗体容易引起机体排异反应，而基因工程抗体由于分子量小，通过改造可以降低鼠源性，所以是生物技术制药领域研究的重点和热点。888目前正在进行开发和已经投入市场的抗体性药物主要有以下几种用途：1．器官移植排斥反应的逆转；2．肿瘤免疫诊断；3．肿瘤免疫显像；4．肿瘤导向治疗；5．哮喘、牛皮癣、类风湿性关节炎、红斑狼疮、急性心梗、脓毒症、多发性硬化症及其他自身免疫性疾病；6．抗独特型抗体作为分子瘤苗治疗肿瘤；7．多功能抗体（双特异抗体、三特异抗体、抗体细胞因子融合蛋白、抗体酶等）的特殊用途。999根据美国药物研究和生产者协会（PhRMA）的调查报告，癌症是威胁人类健康的主要疾病之一，预防和治疗癌症是研究和开发抗体药物的主要目标之一。最初抗体主要被用于肿瘤体外免疫诊断和体内免疫显像，随着抗体工程技术的不断进步，近年来人们将更多的目光集中在治疗肿瘤的抗体药物开发上。第一个被美国批准用于人肿瘤治疗的基因工程抗体－Rituxan（r）最初被用于非何杰金氏淋巴瘤，总有效率达60％，现在正在探索用于治疗艾滋病相关淋巴瘤和中枢神经系统淋巴瘤。101010目前在临床中使用的肿瘤治疗药物多数存在“敌我不分”的问题，即在杀死肿瘤细胞的同时，也破坏了人体正常细胞。“生物导弹”为解决这个难题提供了一个理想的思路。“生物导弹”，即将各种毒素、放射性同位素、化疗药物与识别肿瘤特异抗原或偶联肿瘤相关的抗原后，能够特异杀伤肿瘤细胞的一类药物。这种药物经由静脉注入人体内，药效分子集中作用于肿瘤细胞，既增强疗效又减少对机体的毒副作用。放射性同位素与抗体的偶联物在体内能将前者运至药靶部位，并通过其放射性活性杀伤靶细胞，还可通过X射线照相机拍摄核素放射线图像，用于体内治疗和定位诊断。111111抗体与化疗药物分子的偶联方法一般采用化学法。这些偶联物对结肠癌、肝癌、胃癌、黑色素瘤、肾癌、卵巢癌、宫颈癌、乳癌、肺癌、骨肉瘤等有一定的抗癌效应。抗体与生物毒素交联制备的偶联物称为免疫毒素。免疫毒素抗体部分对相应抗原有特异识别作用，及免疫毒素部分具有对细胞毒作用，对肿瘤细胞具有杀伤效应，是很有潜力的免疫治疗方法。121212抗肿瘤血管生成抗体治疗肿瘤的研究最近也取得了很大的进展。在动物模型中用抗血管生成因子、抗体封闭血管内皮生长因子取得了抑制肿瘤生长作用；抗癌基因产物抗体Herceptin（r）作为生物技术药品已经在美国上市，配合化疗用于乳腺癌和卵巢癌的治疗，并获得较好疗效。1313131．单克隆抗体（McAb）抗体作为免疫治疗的生物制剂，在临床应用已有一个世纪。以前抗体主要来自于经抗原免疫的异种动物（如马）的血清。淋巴细胞杂交瘤技术，可以大量制备针对任何抗原决定基的单克隆抗体。141414抗T细胞及其亚类的抗CD3、抗CD4、抗CD8单克隆抗体，它们在移植排斥及某些自身免疫病的应用中，已取得了明显的疗效。抗各种细胞表面分子的单克隆抗体，如抗IL-2受体的单克隆抗体，抗粘附分子的单克隆抗体都有明显的免疫调节作用，在自身免疫病的治疗，防止肿瘤转移等方面都有重要的使用潜力。151515单克隆抗体的另一重要应用是肿瘤诊断及分型。在过去10多年来，抗各种人肿瘤相关抗原的单克隆抗体得到了广泛的研究。针对各种人肿瘤细胞的单克隆抗体都能较特异地识别肿瘤细胞，而基本上不与正常组织起反应。抗肿瘤单克隆抗体在肿瘤的诊断及分型方面是一种有用的工具；但在肿瘤的治疗上，由于大多抗肿瘤单克隆抗体不能直接杀伤肿瘤细胞，所以单独应用肿瘤没有明显效果。1616162．导向药物（targeteddrug）利用抗肿瘤单克隆抗体特异识别肿瘤细胞的特点，将它作为导向载体与各种杀伤分子，如毒素、抗癌药物、放射性核素等，进行化学交联，可以构建成一种对肿瘤细胞具有高度特异的强杀伤活性的杂交分子，称为导向药物。171717抗肿瘤单抗与毒素的交联物又称免疫毒素(IT)。用于制备IT的毒素主要有：①植物毒蛋白这类毒素主要有篦麻毒素（ricin）、相思子毒素（abrin）以及苦瓜毒素（mormordin）、商陆抗病毒蛋白（PAP）、天花粉蛋白等。它们都可以通过灭活核糖体，阻断蛋白质合成，杀伤靶细胞。。181818②细胞毒素主要有白喉外毒素（DT），绿脓杆菌外毒素（PE）等。它们主要通过抑制延长因子-2阻断蛋白质合成，杀死靶细胞。上述这些毒素都具有极强的毒性，1个分子的篦麻毒素进入细胞，就足以杀死该细胞191919抗肿瘤单克隆抗体与抗癌药物的交联物，又称免疫交联物(immunoconjugate)。用以制备这类导向药物的抗癌药物主要有阿霉素（adriamycin）、氨甲蝶呤（MTX）等。它们主要通过阻断DNA合成来杀死靶细胞。抗癌药物杀细胞作用比毒素低得多，增加抗体分子携带的药物分子数，可以增强其杀伤活性，但常会导致抗体活性的下降与丧失。这类导向药物的优点是分子较小，同时如有非特异杀伤不会有严重后果。缺点：杀伤力不高，临床应用前景不被看好。202020Ⅰ、放射性免疫交联物可用于肿瘤的诊断。与肿瘤细胞结合的放射性免疫交联物放出的γ射线，可以用γ照像机摄像，获得清晰的肿瘤显像。此技术称为放射免疫显像。Ⅱ、放射性免疫交联物也可用于肿瘤治疗。标记了大量高能核素的抗肿瘤单克隆抗体与肿瘤细胞结合后，可以通过辐射损伤杀死靶细胞及其周围的肿瘤细胞。此技术又称为放射免疫治疗。用于与抗肿瘤单克隆抗体交联的放射性核素主要有125Ⅰ、131Ⅰ、111In等。212121（四）肿瘤疫苗肿瘤疫苗与传统疫苗在概念上不同，它主要不是用于肿瘤的预防，而是通过瘤苗的接种来刺激机体对肿瘤的免疫应答来治疗肿瘤。由于人肿瘤相关抗原的免疫原性很弱，不足以有效地刺激机体的免疫应答，因此单纯用自身或同种肿瘤细胞作瘤苗治疗肿瘤的效果不好。用肿瘤细胞卡介苗等佐剂联合应用，能提高免疫应答效果，在一些晚期肿瘤患者取得了一定的治疗效果。222222肿瘤疫苗主要有二类：第一类对肿瘤抗原表位性质的研究，导致了肿瘤分子疫苗的产生。具有肿瘤抗原决定基的肽疫苗和多糖疫苗已在研制，有的已在临床试用。第二类，确定了抗肿瘤免疫应答的主要效应细胞是TC细胞，导致了基因转染的肿瘤细胞疫苗的出现。232323TC细胞识别肿瘤表面的肽抗原（peptide）与MHCⅠ类分子的复合物，必需要有第二信号才能活化。这个第二信号可以由TC细胞表面的CD28分子与粘附分子B7的结合来提供。（B7分子主要存在于活化的B细胞和抗原呈递细胞表面。）在通常性况下，肿瘤细胞合成的胞内抗原经胞内降解、处理后，形成的肿瘤肽抗原与MHCⅠ类分子结合复合物，共表达于瘤细胞表面。242424大多数肿瘤细胞由于没有B7分子，因此肿瘤细胞虽具有肽抗原与MHCⅠ类分子的复合物，但由于不能提供第二信号，所以不能活化TC细胞。IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ等基因转染的肿瘤细胞本身可以分泌细胞因子，导致抗肿瘤免疫应答的产生。实验研究发现，接种了工程化的肿瘤细胞后，原先已生长的亲本野生型肿瘤细胞开始消退；并且以后再接种野生型的肿瘤细胞也不再生长，这说明工程化的肿瘤细胞具有典型的抗肿瘤疫苗效应。有意义的是，用放射线将这种工程瘤苗杀伤死后，仍然可以获得相同的抗肿瘤效果。252525免疫网络学说的提出这一学说是Jerne（1972）根据现代免疫学对抗体分子独特型的认识而提出的。这一学说认为在抗原刺激发生之前，机体处于一种相对的免疫稳定状态，当抗原进入机体后打破了这种平衡，导致了特异抗体分子的产生，当达到一定量时将引起抗Ig分子独特型的免疫应答，即抗体的产生。262626抗体分子在识别抗原的同时，也能被其他抗体分子所识别。在同一动物体内一组抗体分子上独特型决定簇可被另一组抗独特型抗体分子所识别。而一组淋巴细胞表面抗原受体分子亦可被另一组淋巴细胞表面抗独特型抗体分子所识别。这样在体内就形成了淋巴细胞与抗体分子所组成的网络结构。网络学说认为：这种抗体的产生在免疫应答的调节中起着重要作用。使受抗原刺激增殖的克隆受到抑制，而不至于无休止地进行增殖，藉以维持免疫应答的稳定平衡。272727抗体药物的特异性特异性与相关抗原的特异性结合对肿瘤等靶细胞的选择性杀伤作用多样性抗原的多样性抗体结构的多样性抗体活性的多样性免疫偶联物的多样性制备时的定向性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”282828单克隆抗体针对特定的单一抗原表位，具有高度的特异性，这是抗体药物发挥治疗作用的重要基础。单克隆抗体技术由英国剑桥的科学家米尔斯坦（Milstein）和科勒（Kohler）于1975年首度研制。单抗作为治疗剂的研究经历了比较曲折的发展过程，上个世纪80年代迅猛发展；90年代初期又一度处于低谷；近年再度成为生物技术药物领域研究的热点。目前，单抗药物的品种数量位居前列。292929单抗药物具有下列重要特点：其一，特异性。单抗针对特定的单一抗原表位，具有高度的特异性，这是单抗药物发挥治疗作用的重要基础。对于抗肿瘤抗体药物的研究表明，其特异性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。其二，多样性。主要表现在抗原的多样性、抗体结构的多样性，作用机理的多样性等方面。303030其三，制备单抗药物的定向性。单抗药物的重要特点之一是可以定向制造。即根据需要，可以制备具有不同治疗作用的单抗药物。可以针对特定的靶分子，定