蛋白类药物现状和发展趋势 ppt课件

蛋白类药物现状和未来发展趋势,蛋白类药物,蛋白药物现状,蛋白药物未来,蛋白药物概述,蛋白类药物,1.1 蛋白类药物优势,1.2蛋白类药物面临的问题,高活性、高特异性、低毒性 生物功能明确 有利于临床应用,安全性和利用效率较低（免疫原性、肾消除作用） 生物活性不稳定（pH值、离子强度、温度） 大多数蛋白质类药物仍局限于静脉、皮下和肌肉注射等侵入式给药方式（生产、贮运成本高；易传染疾病；半衰期短）,蛋白类药物,1.3 蛋白类药物的分类,蛋白类药物,蛋白药物概述,蛋白药物未来,蛋白药物现状,2.1 细胞因子类药物,细胞因子主要生物活性,造血细胞刺激剂,炎症反应的促进剂,细胞凋零诱导剂,免疫应答调节剂,IL (白细胞介素),TNF (肿瘤坏死因子),CSF (集落刺激因子),IFN (干扰素),细胞因子Cytokine,参与非免疫系统的功能,IL (白细胞介素),IL-2目前多将IL-2与LAD/TIL合用治疗实体瘤，或与干扰素合用治疗感染性疾病。IL-3主要试用于原发性或继发性骨髓造血功能衰竭患者的中性粒细胞或血小板减少症。IL-11主要用于多种情况引起的血小板减少症。,IL-18进行抗肿瘤、抗过敏、抗病毒、抗结核分枝杆菌及抗自身免疫疾病的临床试验。IL-21针对肾细胞癌患者和恶性黑色素瘤患者的I期临床试验提示IL-21用于治疗肿瘤可能是安全的。IL-1/4/6临床试验主要在抗肿瘤治疗、炎症、自身免疫系统疾病等方面。,2.1 细胞因子类药物,TNF (肿瘤坏死因子),TNF-单核-巨噬细胞分泌。又称恶液质素。1975年，Carswell发现一种可致肿瘤快速出血坏死的物质。1996年Eggermont用TNF-治疗高分级软组织肉瘤患者，取得巨大成功。肿瘤微环境中一定量的TNF-可以促进肿瘤的生长和扩散，机制不明。具有严重不良反应，局部治疗。,TNF-活化的T淋巴细胞分泌。,2.1 细胞因子类药物,IFN (干扰素),IFN-白细胞干扰素，国际公认治疗毛细胞白血病首选药物；治疗慢性粒细胞白血病；治疗乙型肝炎的一线药物。IFN-成纤维干扰素，抑制多发性硬化症恶化的药物（IFN-1b最早被FDA批准使用）。IFN-免疫干扰素，治疗慢性乙型肝炎；治疗儿童病毒性脑炎。,2.1 细胞因子类药物,CSF (集落刺激因子),G-CSF粒细胞CSF，促进骨髓移植，肿瘤、白血病化疗后中性粒细胞升高（Amgen的Neupogen/Neulasta、rDNA G-CSF）。M-CSF巨噬细胞CSF，Multi-CSF多重集落刺激因子,2.1 细胞因子类药物,2.1 细胞因子类药物,其他细胞因子,EPO促红细胞生成素，治疗慢性肾功能衰竭引起的贫血；治疗HIV感染患者；结缔组织病贫血；癌性贫血。(Amgen的Epogen；强生的Procrit/Eprex) SCF干细胞因子，重要造血因子之一。LIF白血病抑制因子，抑制胚胎干细胞体外分化，维持其传代和多能性。VEGF血管内皮生长因子FGF成纤维细胞生长因子PDGF血小板源生长因子,2.1 细胞因子类药物,1、酶替代治疗,2、胃肠道疾病治疗,3、炎症治疗,4、抗凝溶栓治疗,5、治疗癌症,酶类药物,腺苷脱氨酶、-葡萄糖脑苷酶、-半乳糖苷酶,2.2 酶类药物,Adagenl (腺苷脱氨酶类药物) ，是一种与机体细胞免疫活性有重要关系的核酸代谢酶。若体内缺乏可导致核酸代谢障碍，影响到胸腺的发育，从而引起免疫功能缺陷。,1、酶替代治疗,2、胃肠道疾病治疗,3、炎症治疗,4、抗凝溶栓治疗,5、治疗癌症,酶类药物,胰酶、胃蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、木瓜蛋白酶,2.2 酶类药物,Phenylase (苯基丙氨酸裂解酶类药物) ，口服治疗苯丙酮酸尿症(PKU)。PKU是一种先天性代谢异常，是由于体内缺失了可将苯基丙氨酸转化为酪氨酸的苯基丙氨酸羟化酶引起的。,1、酶替代治疗,2、胃肠道疾病治疗,3、炎症治疗,4、抗凝溶栓治疗,5、治疗癌症,酶类药物,溶菌酶、胰凝乳蛋白酶、菠萝蛋白酶、胰蛋白酶,2.2 酶类药物,蛋白酶作为消炎剂使用最初是在1952年由Znnerfield用胰蛋白酶静脉注射，治疗静脉血栓。经过试验后，却发现对炎症有作用。,1、酶替代治疗,2、胃肠道疾病治疗,3、炎症治疗,4、抗凝溶栓治疗,5、治疗癌症,酶类药物,链激酶、尿激酶、纤溶酶、抗凝血酶III、组织纤溶酶原激活剂、米曲去纤酶、蛇毒去纤酶、纳豆激酶、蚓激酶、蛋白质C,2.2 酶类药物,Activase(阿替普酶) ，是一种重组组织型纤维蛋白溶酶原激活物。第一种获得FDA批准的重组酶类药物，用于治疗由冠状动脉阻塞引起的心脏病。,1、酶替代治疗,2、胃肠道疾病治疗,3、炎症治疗,4、抗凝溶栓治疗,5、治疗癌症,酶类药物,天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶、神经氨酸苷酶,2.2 酶类药物,Oncasparl(聚二乙醇化天冬酰胺酶) ，用于临床治疗小儿急性淋巴细胞白血病。利用该酶选择性地消耗某些类型瘤组织的营养成分，而正常细胞能自身合成天冬酰胺。,2.3 抗体类药物,鼠源抗体,1975年，Kohler建立B淋巴细胞杂交瘤技术。1986年，FDA批准第一个单抗药物OKT3,1984年，第一个基因工程抗体人-鼠嵌合抗体。,1989年，英国剑桥的Lerner小组建立了组合抗体库技术。90年代，技术发展，出现人源化抗体。,噬菌体展示技术、E.coli展示技术、酵母展示技术、核糖体展示技术。 重组DNA和蛋白质工程技术。,治疗性抗体 第一代免疫血清 (多克隆抗体) 第二代杂交瘤技术制备单克隆抗体 第三代基因工程抗体,人鼠嵌合,人源化抗体,全人源抗体,2.3 抗体类药物,19901999,20002008,图1. 在19901999和20002008两个时期内，4类单抗进入临床研究阶段各自的百分比,截止到2013年2月，共有13个人源单克隆抗体被美国FDA批准上市。 第一个全人源单抗Adalimumab在2002年被FDA批准。 第二个在2006年。 2009年共有4个全人源单抗被FDA批准。,2.3 抗体类药物,图3. 临床治疗用单克隆抗体不同疾病中所占比例,图2. 19852008年间累计进入临床阶段的各类单克隆抗体的数量及增长趋势,2.3 抗体类药物,2.3 抗体类药物,2.3 抗体类药物,2.3 抗体类药物,2.3 抗体类药物,蛋白药物未来,蛋白类药物,蛋白药物现状,蛋白药物概述,蛋白药物未来,3.1 DNA改组技术在蛋白类药物中的作用,DNA shuffling依赖于PCR的体外诱变技术。将单个基因或相关基因家族的靶序列通过物理或者化学方法随机片段化，通过无引物PCR和有引物PCR组装成全长的嵌合体基因(即嵌合体文库)，然后对嵌合体文库进行高通量或超高通量筛选，选择具有改进功能或全新功能的突变体作为下轮DNA改组的模板，重复上述步骤，直到获得理想的突变体。,3.1 DNA改组技术在蛋白类药物中的作用,血清对氧磷酶(PONs)在有机磷酸酯类解毒上起着重要的作用，Aharoni等对PONs进行改组得到的突变体，其有机磷酸酯水解活性比野生型提高了40倍。,Apt等利用改组技术，得到一个重组登革热包膜抗原。在小鼠体内，它能诱导多价T细胞和中和抗体应答，来抵抗4种登革热血清型。,Jung等利用改组技术建立single-chain Fv片段4D5Flu突变文库，筛选到两个突变体His(27d)Asn和Phe(L55)Val，热稳定性提高了大约16.7KJ/mol，表达量比在大肠杆菌(E. coli)中提高了3倍。,段朝军等应用DNA改组技术重组12种人性干扰素基因，得到的IFN S克隆，显示很高的抗病毒活性，是目前国际上已投产的2型干扰素的5倍。,蛋白药物未来,3.2 聚合物蛋白类药物单分子修饰,3.2.1 聚乙二醇环氧乙烷 + 甲氧离子 mPEGs mPEGs的活化 活化的mPEGs + 蛋白质化学反应 分离纯化 产物鉴定,降低蛋白类药物的免疫原性。利用线性、亲水、惰性的PEG与蛋白质共价结合，形成屏蔽，使外源蛋白质不被识别。有效防止蛋白类药物清除和降解。PEG的表面遮蔽作用使其不易被蛋白酶降解；蛋白质修饰后水合半径获得很大提高，使之不易被肾小球滤出。有效提高蛋白类药物生物利用度。对于难溶性药物可以显著提高溶解性，延长药物在体内的半衰期有效提高蛋白质类分子对环境耐受能力，便于生物酶技术的推广和应用。,蛋白药物未来,3.2 聚合物蛋白类药物单分子修饰,3.2.2 聚丙烯酰胺类聚合物高吸水性、良好抗蛋白质非特异性吸附能力、温度敏感特性（当温度升至最低临界溶液温度时因其水合能力降低而转变为憎水性聚合物，进而发生水合半径缩小和相分离，利用这一特性可以设计出智能分子开关）,刘铮等运用单分子包埋方法，获得高稳定性的酶修饰物。主要通过蛋白质分子丙烯酰化，再使用过硫酸铵和四甲基二乙胺作为引发剂，双丙烯酰胺作为交联剂，包埋辣根过氧化氢酶(HRP)，得到高均一性的单分子包埋HRP。,蛋白药物未来,3.2 聚合物蛋白类药物单分子修饰,3.2.3 两性离子聚合物优于PEG的抗蛋白质非特异性吸附能力。主要包括磷-铵(磷酰胆碱类)、磺-铵(磺酸甜菜碱类)、羧-铵(羧酸甜菜碱类)三大类两性离子材料。,羧-铵(羧酸甜菜碱类)的应用潜力尤为突出。1. 甘氨酸类似物，细胞毒性低，能够调节体内的渗透压，还可以作为甲基供体，并能促进脂肪代谢。2. 羧酸甜菜碱类与PEG相比，具有更好的耐生物氧化和更强的亲水性