治疗性抗体研发的进展和关键技术培训课件

1、治疗性抗体研发的进展和关键技术治疗性抗体研发的进展和关键技术主要内容治疗性抗体研发概况治疗性抗体研发的主要进展治疗性抗体研发中要注意的问题2治疗性抗体研发的进展和关键技术主要内容治疗性抗体研发概况2治疗性抗体研发的进展和关键技术3治疗性抗体研发的进展和关键技术3治疗性抗体研发的进展和关键技术4治疗性抗体研发的进展和关键技术4治疗性抗体研发的进展和关键技术用抗体药物治疗的疾病肿瘤自身免疫病感染性疾病抗移植排斥心血管疾病骨质疏松罕见病眼黄斑变性炭疽5治疗性抗体研发的进展和关键技术用抗体药物治疗的疾病肿瘤骨质疏松5治疗性抗体研发的进展和关键抗体结构与功能关系6治疗性抗体研发的进展和关键技术抗体结构与

2、功能关系6治疗性抗体研发的进展和关键技术抗体药物的作用机理直接效应 诱导凋亡 抑制增殖 阻断生长因子或生长因子受体 干扰血管生成间接效应 依赖补体的细胞毒（CDC） 依赖抗体的细胞毒（ADCC) 作为毒素、放射性同位素和细胞 毒药物的载体 形成抗独特型抗体 通过双特异性抗体靶向效应细胞7治疗性抗体研发的进展和关键技术抗体药物的作用机理直接效应 诱导凋亡7治疗性抗体研抗体药物在临床应用中面临的挑战免疫原性杀伤靶细胞的活性弱成药性问题新靶点8治疗性抗体研发的进展和关键技术抗体药物在临床应用中面临的挑战免疫原性8治疗性抗体研发的进展抗体药物研发的主要进展降低抗体的免疫原性改变抗体的效应功能提高抗体表

3、达量引入先进的抗体表征和质控方法改进抗体规模化生产技术新靶点的发现9治疗性抗体研发的进展和关键技术抗体药物研发的主要进展降低抗体的免疫原性9治疗性抗体研发的进CDR移植FR移植SDR移植表面氨基酸重塑Phage display转基因鼠单细胞PCR人工设计抗体人源化和人源抗体10治疗性抗体研发的进展和关键技术CDR移植Phage display抗体人源化和人源抗体10人源抗体制备的主要技术EB病毒转化人B细胞人-人杂交瘤技术抗体库技术转基因小鼠人工设计和合成人源抗体11治疗性抗体研发的进展和关键技术人源抗体制备的主要技术EB病毒转化人B细胞11治疗性抗体研发抗体库技术转基因小鼠12治疗性抗体研发

4、的进展和关键技术抗体库技术转基因小鼠12治疗性抗体研发的进展和关键技术人工设计和合成人源抗体Her2晶体结构D4SDS非还原电泳155KDaHF人源表达抗体的纯化和功能鉴定HF人源抗体基因合成、构建、表达人源化抗体设计、虚拟筛选抗体专家分析系统抗原抗体复合物结构信息分析HF人源抗体对Her2+ +细胞的ADCC杀伤效应分析HFSKVO3 Her2+MCF7 - Her2+HerceptinSKVO3 Her2+MCF7 - Her2+HF人源抗体对Her2靶点的特异性识别13治疗性抗体研发的进展和关键技术人工设计和合成人源抗体Her2晶体结构D4SDS非19861994199719982000

5、20012002200320042006200720082009201020112012鼠源 嵌合 人源化 人源FDA批准的抗体药物OKT3ReoProRituxanZenapaxSimulectSynagisRemicadeHerceptinEnbrelMylotargCampathZevalinHumiraXolairBexxarRaptivaAvastinErbituxTysabriLucentisVectibixSolirisCimziaActemraStelaraSimponiIlarisArzerraNumaxProliaABThraxBenlystaYervoyPerjeta14

6、治疗性抗体研发的进展和关键技术1986鼠源 嵌合 第二代抗体药物抗TNF adalimuab (Humira，全人抗体） certolizumab（Cimzia，PEG修饰的Fab） golimumab （Simponi，全人抗体）抗CD20 ofatumumab （Arzerra， 全人抗体）抗RSV motarizumab （亲和力更高）抗EGFR panitumumab （Vectibix， 全人抗体）15治疗性抗体研发的进展和关键技术第二代抗体药物抗TNF adalimuab (Hum抗体效应功能的改造定点突变改造Fc改变糖基化双特异性或多特异性抗体16治疗性抗体研发的进展和关键技术抗

7、体效应功能的改造定点突变改造Fc16治疗性抗体研发的进展和减弱抗体的效应功能Fc上进行定点突变 Teplizumab(Leu234Ala,Leu235Ala)去糖基化 Otelixizumab(去糖基化，Asn297Ala)选择IgG4亚型或杂合亚型（IgG2/IgG4）Fc融合蛋白17治疗性抗体研发的进展和关键技术减弱抗体的效应功能Fc上进行定点突变17治疗性抗体研发的进展提高抗体的效应功能双特异性抗体改变抗体效应功能偶联细胞毒物质抗体Fc突变改变抗体糖基化细胞内抗体抗体融合蛋白18治疗性抗体研发的进展和关键技术提高抗体的效应功能双特异性抗体改变抗体偶联细胞毒物质抗体Fc19治疗性抗体研发的

8、进展和关键技术19治疗性抗体研发的进展和关键技术1 抗体Fc突变提高效应功能突变Ser239Asp，Glu330Leu，ILe332Glu提高ADCC突变Gly236Ala，Ser239Asp，ILe332Glu提高ADCP和ADCC杂合IgG亚型提高CDC突变Met252Tyr，Ser254Thr，Thr256Glu增加抗体的半寿期20治疗性抗体研发的进展和关键技术1 抗体Fc突变提高效应功能突变Ser239Asp，Glu32 改变抗体Fc的糖基化21治疗性抗体研发的进展和关键技术2 改变抗体Fc的糖基化21治疗性抗体研发的进展和关键技术各种糖基化变化对抗体功能的影响来自潘海报告22治疗性抗

9、体研发的进展和关键技术各种糖基化变化对抗体功能的影响来自潘海报告22治疗性抗体研发第三代抗体药物抗CD20 obinutuzumab（糖基化改造，提高 ADCC） AME-133v (Fc改造，提高ADCC) TRLI-05 (Fc改造，提高ADCC) Pro13192 (Fc改造，提高ADCC)抗RSV/F MEDI-557 (Fc改造，增加半寿期)23治疗性抗体研发的进展和关键技术第三代抗体药物抗CD20 obinutuzumab（糖3 抗体上偶联细胞毒物质24治疗性抗体研发的进展和关键技术3 抗体上偶联细胞毒物质24治疗性抗体研发的进展和关键技术25治疗性抗体研发的进展和关键技术25治疗

10、性抗体研发的进展和关键技术单抗: 癌细胞表面过量表达的抗原且能内吞。偶联链: 在血液中稳定但可以在细胞内释放毒素。毒素药物: 需要极毒的可以抑制细胞生长的化合物赖氨酸 偶联轻重链间二硫键偶联定点偶联KADCYLA (T-DM1)Genentech/ImmunogenADCETRIS (aCD33-vcMMAE)Seattle GeneticsThio-Mab or Ambrxs unnatural AA incoporation抗体-药物偶联技术26治疗性抗体研发的进展和关键技术单抗: 癌细胞表面过量表达的抗原且能内吞。赖氨酸 偶联轻重链FDA批准的ADC药物放射性同位素，Bexxar, Ze

11、valin毒素小分子药物，Mylotarg，T-DM1 Adcetris27治疗性抗体研发的进展和关键技术FDA批准的ADC药物放射性同位素，Bexxar, Ze4 双特异性抗体28治疗性抗体研发的进展和关键技术4 双特异性抗体28治疗性抗体研发的进展和关键技术欧洲上市的双特异性抗体29治疗性抗体研发的进展和关键技术欧洲上市的双特异性抗体29治疗性抗体研发的进展和关键技术在临床试验的双特异性抗体抗体名称靶抗原临床试验SAR156597IL4 x IL13Phase IAFM13CD30 x CD16APhase IFBT-A05,Bi20CD20 x CD3Phase IMT110EpCAM

12、x CD3Phase IMT111,MEDI565CEA x CD3Phase IIMCgp100Gp100 x CD3Phase ITF2CEA x IMP288 haptenPhase IMEHD-7945AEGFR x HER3;dual IgG1Phase IMM-111HER2 x HER3Phase ICVX-241Ang2 x VEGF;dual IgG1Phase IIOzoralizumab ATN103TNF x albuminPhase II30治疗性抗体研发的进展和关键技术在临床试验的双特异性抗体抗体名称靶抗原临床试验SAR15655 免疫细胞因子31治疗性抗体研发的进

13、展和关键技术5 免疫细胞因子31治疗性抗体研发的进展和关键技术靶抗原选择针对已确认过的靶 临床确认 实验确认寻找新的功能性靶抗原32治疗性抗体研发的进展和关键技术靶抗原选择针对已确认过的靶32治疗性抗体研发的进展和关键技术自身免疫病的治疗靶33治疗性抗体研发的进展和关键技术自身免疫病的治疗靶33治疗性抗体研发的进展和关键技术上市抗肿瘤抗体药物的靶抗原靶分子 适 应 症CD20 NHL CLLHER2 乳腺癌 CD52 CLL EGFR 结肠癌 VEGF 结肠癌 肺癌 CD33 AML CTLA-4 黑色素瘤 CD30 淋巴瘤 34治疗性抗体研发的进展和关键技术上市抗肿瘤抗体药物的靶抗原靶分子

14、适治疗性抗体研发的进展和关键技术培训课件36治疗性抗体研发的进展和关键技术36治疗性抗体研发的进展和关键技术发现药物靶标的主要方法分子流行病学调查人类遗传学研究人类功能基因组学蛋白组学生物信息学药理学模式动物37治疗性抗体研发的进展和关键技术发现药物靶标的主要方法分子流行病学调查37治疗性抗体研发的进候选基因可成药的候选药靶与疾病的相关性38治疗性抗体研发的进展和关键技术候选基因可成药的候选药靶与疾病的相关性38治疗性抗体研发的进治疗性抗体研发中要注意的问题抗体分子结构特点：四条肽链，重链糖基化，结构上有较多二硫键L39治疗性抗体研发的进展和关键技术治疗性抗体研发中要注意的问题抗体分子结构特点

15、：四条肽链，重链Protein expressionSolubilitystability 抗体结构与成药性的关系40治疗性抗体研发的进展和关键技术Protein expression 抗体结构与成药性的关系Master Cell BankWorking Cell BankRaw MaterialsSmall-scale Cell CultureLarge-scale Cell CultureProduct RecoveryProduct FiltrationFormulationPool BulksSterile Filter, Fill, and Partial Stopper Vials

16、LyophilizeCap VialsLiquid ProductsProduct InspectionContainer Integrity TestingLabeled Final Vial ProductPackaging单抗体生产工艺和过程Drug Substance李锋Drug Product41治疗性抗体研发的进展和关键技术Master Cell BankWorking Cell B从细胞表达到病人临床注射，单抗体药物可能发生多种反应变化细胞培养配伍制剂和储藏分离纯化临床注射和新陈代谢酶糖基化化学糖基化还原反应序列变异还原反应水解反应聚合化氧化反应异构化化学糖基化脱氨基化巯基半胱胺

17、酸化酶降解反应理化分析和质量控制对于抗体制药工业各个环节起着支持和指导的重要作用。如同眼睛对人的作用一样，没有好的分析手段和方法，抗体生产过程就可能走向歧途。 引自张伯彦报告42治疗性抗体研发的进展和关键技术从细胞表达到病人临床注射，单抗体药物可能发生多种反应变化细胞可变区： 选择Gln为氨基末端，减少电荷变异 突变CDR区上不稳定的点 突变某些氨基酸，避免抗体聚合 去除可变区上的糖基化位点恒定区： 铰链区改造避免出现半个抗体和不规则 二硫键或异型结构 提高与FcRn结合，增加血清半寿期影响抗体药物稳定性和效能的因素43治疗性抗体研发的进展和关键技术可变区：影响抗体药物稳定性和效能的因素43治

18、疗性抗体研发的进单抗体药物产品是各种变异体的混合物 电荷变异体 by iCIEF 7.07.88.08.89.09.29.4Lower pI MarkerUpper pI MarkerMain Peak, 54% Acidic Variants, 28%Basic Variants, 18% 序列变异体 by Tryptic Peptide Map Clone# M83R 体积变异体 by SEC 二聚体 脱氨基化 (32)Met 氧化 (22)糖基化（22)高甘露糖化,G0, G1,G1,G2（5）唾液酸化（5）C-端Lys （2）2644552=9600

19、(9600)2 108 约1亿个可能的变异体！美国FDA： Steven Kozlowski 基因特克： Wassim NashabehOODDDGGKKpyro-EODGGDODpyro-E44治疗性抗体研发的进展和关键技术单抗体药物产品是各种变异体的混合物 Amidation (C-term)*Di-, tri-sulfide bond formation N, O-GlycosylationC-mannosylation (W)Proteolytic processing (C-term)Sequence Variants Oxidation (M, W, H, F, Y)S-Cyste

20、inylationDisulfide scramblingS-GlutathionylationThioether formationReduction Deamidation (NG,NT,NS) Isomerization (DG,DS,DD) TransaminationGlycation (K)Hydrolysis (DP)1。影响抗体质量的蛋白表达后修饰细胞内细胞外都有发生；2。质控的目标是降低或避免在生产过程中不希望看到的 PTM和序列变异发生的现象。克隆筛选是质量控制的关键步骤45治疗性抗体研发的进展和关键技术Amidation (C-term)*Oxidation (mAb V

21、ariants and Characterization MethodologiesSize Variants (体积变异体）Terminologies: Aggregates, main peak, fragmentsAssays: HPSEC, CE-SDS, SDS, AUCCharge Variants （电荷变异体）Terminologies: Acidic peak, main peak, and basic peak variantsAssays: HPIEC, iCIEF, pH-IECSequence Variants （序列变异体）: caused by unintende

22、d amino acid substitutionsTerminologies: sequence polymorphism; mutation; mis-incorporation; sequence extension, insertion, deletion, and crossover.Assays: Multiple proteolysis peptide mapping methods with LC-UV-MS/MS data analysisStructural Variants （高级结构变异体）Terminologies: high order structure (HOS); tertiary structural isomer.Assays: HDX-MS, hydroxyl radical oxidation foot-printing, other emerging techniques.4646治疗性抗体研发的进展和关键技术mAb Variants and CharacterizatYang, Y., et al, mAbs, 2010, 2 :3, 285-298.Comparison of peptide map UV profi