《抗體工程制藥》課件

抗體工程制藥1精選課件抗體工程制藥1精選課件抗體工程藥物的概念又稱抗體藥物、單克隆抗體治療劑、抗體治療劑。

通過細胞工程或基因工程方法制備，用于治療的單克隆抗體、抗體片段、基因工程改造的抗體，以及抗體免疫偶聯物或抗體融合蛋白,稱為抗體工程藥物。2精選課件抗體工程藥物的概念又稱抗體藥物、單克隆抗體治療劑、抗體治療劑美國FDA已批準的治療抗體藥物OrthocloneReoProRituxanZenapaxSimulectSynagisRemicadeHerceptinMylotargCampath-1HZevalin移植排斥心絞痛B細胞非霍奇金淋巴瘤移植排斥移植排斥嬰兒呼吸道合胞病毒類風濕關節(jié)炎乳腺癌急性復發(fā)性髓性白血病難治性慢性淋巴細胞白血病難治性B細胞非霍奇金淋巴瘤198619941997199719981998199819982000200120023精選課件美國FDA已批準的治療抗體藥物Orthoclone移植排斥1抗體藥物的重要地位。惡性腫瘤嚴重威脅人們的生命健康，是導致人類死亡的重要因素。全球每年有700萬人死于腫瘤，且逐年增長。傳統(tǒng)的腫瘤臨床治療有三種：手術、放療和化療。近幾年里，以單克隆抗體為基礎的抗腫瘤導向治療藥物開發(fā)領域發(fā)生了突飛猛進的進展。單克隆抗體藥物能特異識別腫瘤細胞，能有效提高藥物殺傷力、減少毒副作用。1997年以來，FDA已經批準10種單克隆抗體藥物，占有市場所有生物技術藥品的四分之一。一年的綜合銷售超過10億美金。

4精選課件抗體藥物的重要地位。惡性腫瘤嚴重威脅人們的生命健康，是隨著生物技術的發(fā)展，單克隆抗體在疾病治療方面的作用越來越受到人們的重視。在同種異體免疫排斥、自身免疫反應抑制、抗血小板治療、癌癥治療、感染性疾病治療等方面應用最為廣泛。目前全球從事人源化單克隆抗體開發(fā)的企業(yè)260家左右，研究中的產品達700多個，其中進入臨床階段的約100個，估計占研制中的生物技術藥物的25%。據美國制藥工業(yè)協(xié)會的調查報告顯示，單克隆抗體藥物居所有醫(yī)藥生物技術產品之首。5精選課件隨著生物技術的發(fā)展，單克隆抗體在疾病治療方面的作用越來越受到2000年底，在美國藥品市場上生物技術藥物有76種，其中抗體藥物有15種；正處于臨床研究階段的369種生物技術藥物中，抗體藥物有70種。

中國已有2個治療性單抗產品獲準生產，3個治療性產品處在臨床試驗階段，多個抗體藥物處于臨床前研究階段，已批準的診斷性單抗有31個。6精選課件6精選課件抗體分子的應用抗體分子是生物學和醫(yī)學領域用途最為廣泛的蛋白分子。以腫瘤特異性抗原或腫瘤相關性抗原、抗體獨特型決定簇、細胞因子及其受體、激素及一些癌基因產物等均作為靶分子，利用傳統(tǒng)的免疫方法或通過細胞工程、基因工程等技術制備的多克隆抗體、單克隆抗體、基因工程抗體廣泛應用在疾病診斷、治療及科學研究等領域。完整鼠源抗體容易引起機體排異反應，而基因工程抗體由于分子量小，通過改造可以降低鼠源性，所以是生物技術制藥領域研究的重點和熱點。7精選課件抗體分子的應用抗體分子是生物學和醫(yī)學領域用途最為廣泛的蛋白分目前正在進行開發(fā)和已經投入市場的抗體性藥物主要有以下幾種用途：

1．器官移植排斥反應的逆轉；

2．腫瘤免疫診斷；

3．腫瘤免疫顯像；

4．腫瘤導向治療；

5．哮喘、牛皮癬、類風濕性關節(jié)炎、紅斑狼瘡、急性心梗、膿毒癥、多發(fā)性硬化癥及其他自身免疫性疾病；

6．抗獨特型抗體作為分子瘤苗治療腫瘤；

7．多功能抗體（雙特異抗體、三特異抗體、抗體細胞因子融合蛋白、抗體酶等）的特殊用途。

8精選課件目前正在進行開發(fā)和已經投入市場的抗體性藥物主要有以下幾種用途根據美國藥物研究和生產者協(xié)會（PhRMA）的調查報告，癌癥是威脅人類健康的主要疾病之一，預防和治療癌癥是研究和開發(fā)抗體藥物的主要目標之一。最初抗體主要被用于腫瘤體外免疫診斷和體內免疫顯像，隨著抗體工程技術的不斷進步，近年來人們將更多的目光集中在治療腫瘤的抗體藥物開發(fā)上。第一個被美國批準用于人腫瘤治療的基因工程抗體－Rituxan（r）最初被用于非何杰金氏淋巴瘤，總有效率達60％，現在正在探索用于治療艾滋病相關淋巴瘤和中樞神經系統(tǒng)淋巴瘤。

9精選課件根據美國藥物研究和生產者協(xié)會（PhRMA）的調查報告，癌目前在臨床中使用的腫瘤治療藥物多數存在“敵我不分”的問題，即在殺死腫瘤細胞的同時，也破壞了人體正常細胞?！吧飳棥睘榻鉀Q這個難題提供了一個理想的思路。“生物導彈”，即將各種毒素、放射性同位素、化療藥物與識別腫瘤特異抗原或偶聯腫瘤相關的抗原后，能夠特異殺傷腫瘤細胞的一類藥物。這種藥物經由靜脈注入人體內，藥效分子集中作用于腫瘤細胞，既增強療效又減少對機體的毒副作用。放射性同位素與抗體的偶聯物在體內能將前者運至藥靶部位，并通過其放射性活性殺傷靶細胞，還可通過X射線照相機拍攝核素放射線圖像，用于體內治療和定位診斷。10精選課件目前在臨床中使用的腫瘤治療藥物多數存在“敵我不分”的問題，即抗體與化療藥物分子的偶聯方法一般采用化學法。這些偶聯物對結腸癌、肝癌、胃癌、黑色素瘤、腎癌、卵巢癌、宮頸癌、乳癌、肺癌、骨肉瘤等有一定的抗癌效應。抗體與生物毒素交聯制備的偶聯物稱為免疫毒素。免疫毒素抗體部分對相應抗原有特異識別作用，及免疫毒素部分具有對細胞毒作用，對腫瘤細胞具有殺傷效應，是很有潛力的免疫治療方法。11精選課件抗體與化療藥物分子的偶聯方法一般采用化學法。這些偶聯物抗腫瘤血管生成抗體治療腫瘤的研究最近也取得了很大的進展。在動物模型中用抗血管生成因子、抗體封閉血管內皮生長因子取得了抑制腫瘤生長作用；抗癌基因產物抗體Herceptin（r）作為生物技術藥品已經在美國上市，配合化療用于乳腺癌和卵巢癌的治療，并獲得較好療效。12精選課件抗腫瘤血管生成抗體治療腫瘤的研究最近也取得了很大的進展。121．單克隆抗體（McAb）抗體作為免疫治療的生物制劑，在臨床應用已有一個世紀。以前抗體主要來自于經抗原免疫的異種動物（如馬）的血清。淋巴細胞雜交瘤技術，可以大量制備針對任何抗原決定基的單克隆抗體。13精選課件1．單克隆抗體（McAb）13精選課件抗T細胞及其亞類的抗CD3、抗CD4、抗CD8單克隆抗體，它們在移植排斥及某些自身免疫病的應用中，已取得了明顯的療效?？垢鞣N細胞表面分子的單克隆抗體，如抗IL-2受體的單克隆抗體，抗粘附分子的單克隆抗體都有明顯的免疫調節(jié)作用，在自身免疫病的治療，防止腫瘤轉移等方面都有重要的使用潛力。14精選課件14精選課件單克隆抗體的另一重要應用是腫瘤診斷及分型。在過去10多年來，抗各種人腫瘤相關抗原的單克隆抗體得到了廣泛的研究。針對各種人腫瘤細胞的單克隆抗體都能較特異地識別腫瘤細胞，而基本上不與正常組織起反應?？鼓[瘤單克隆抗體在腫瘤的診斷及分型方面是一種有用的工具；但在腫瘤的治療上，由于大多抗腫瘤單克隆抗體不能直接殺傷腫瘤細胞，所以單獨應用腫瘤沒有明顯效果。15精選課件單克隆抗體的另一重要應用是腫瘤診斷及分型。15精選課件2．導向藥物（targeteddrug）利用抗腫瘤單克隆抗體特異識別腫瘤細胞的特點，將它作為導向載體與各種殺傷分子，如毒素、抗癌藥物、放射性核素等，進行化學交聯，可以構建成一種對腫瘤細胞具有高度特異的強殺傷活性的雜交分子，稱為導向藥物。16精選課件2．導向藥物（targeteddrug）16精選課件抗腫瘤單抗與毒素的交聯物又稱免疫毒素(IT)。用于制備IT的毒素主要有：①植物毒蛋白這類毒素主要有篦麻毒素（ricin）、相思子毒素（abrin）以及苦瓜毒素（mormordin）、商陸抗病毒蛋白（PAP）、天花粉蛋白等。它們都可以通過滅活核糖體，阻斷蛋白質合成，殺傷靶細胞。。17精選課件抗腫瘤單抗與毒素的交聯物又稱免疫毒素(IT)。17精選課件②細胞毒素主要有白喉外毒素（DT），綠膿桿菌外毒素（PE）等。它們主要通過抑制延長因子-2阻斷蛋白質合成，殺死靶細胞。上述這些毒素都具有極強的毒性，1個分子的篦麻毒素進入細胞，就足以殺死該細胞18精選課件②細胞毒素18精選課件抗腫瘤單克隆抗體與抗癌藥物的交聯物，又稱免疫交聯物(immunoconjugate)。用以制備這類導向藥物的抗癌藥物主要有阿霉素（adriamycin）、氨甲蝶呤（MTX）等。它們主要通過阻斷DNA合成來殺死靶細胞。抗癌藥物殺細胞作用比毒素低得多，增加抗體分子攜帶的藥物分子數，可以增強其殺傷活性，但常會導致抗體活性的下降與喪失。這類導向藥物的優(yōu)點是分子較小，同時如有非特異殺傷不會有嚴重后果。缺點：殺傷力不高，臨床應用前景不被看好。19精選課件抗腫瘤單克隆抗體與抗癌藥物的交聯物，又稱免疫交聯物(immuⅠ、放射性免疫交聯物可用于腫瘤的診斷。與腫瘤細胞結合的放射性免疫交聯物放出的γ射線，可以用γ照像機攝像，獲得清晰的腫瘤顯像。此技術稱為放射免疫顯像。Ⅱ、放射性免疫交聯物也可用于腫瘤治療。標記了大量高能核素的抗腫瘤單克隆抗體與腫瘤細胞結合后，可以通過輻射損傷殺死靶細胞及其周圍的腫瘤細胞。此技術又稱為放射免疫治療。用于與抗腫瘤單克隆抗體交聯的放射性核素主要有125Ⅰ、131Ⅰ、111In等。20精選課件20精選課件（四）腫瘤疫苗腫瘤疫苗與傳統(tǒng)疫苗在概念上不同，它主要不是用于腫瘤的預防，而是通過瘤苗的接種來刺激機體對腫瘤的免疫應答來治療腫瘤。由于人腫瘤相關抗原的免疫原性很弱，不足以有效地刺激機體的免疫應答，因此單純用自身或同種腫瘤細胞作瘤苗治療腫瘤的效果不好。用腫瘤細胞卡介苗等佐劑聯合應用，能提高免疫應答效果，在一些晚期腫瘤患者取得了一定的治療效果。21精選課件（四）腫瘤疫苗21精選課件腫瘤疫苗主要有二類：第一類對腫瘤抗原表位性質的研究，導致了腫瘤分子疫苗的產生。具有腫瘤抗原決定基的肽疫苗和多糖疫苗已在研制，有的已在臨床試用。第二類，確定了抗腫瘤免疫應答的主要效應細胞是TC細胞，導致了基因轉染的腫瘤細胞疫苗的出現。22精選課件腫瘤疫苗主要有二類：22精選課件TC細胞識別腫瘤表面的肽抗原（peptide）與MHCⅠ類分子的復合物，必需要有第二信號才能活化。這個第二信號可以由TC細胞表面的CD28分子與粘附分子B7的結合來提供。（B7分子主要存在于活化的B細胞和抗原呈遞細胞表面。）在通常性況下，腫瘤細胞合成的胞內抗原經胞內降解、處理后，形成的腫瘤肽抗原與MHCⅠ類分子結合復合物，共表達于瘤細胞表面。23精選課件TC細胞識別腫瘤表面的肽抗原（peptide）與MHCⅠ類分大多數腫瘤細胞由于沒有B7分子，因此腫瘤細胞雖具有肽抗原與MHCⅠ類分子的復合物，但由于不能提供第二信號，所以不能活化TC細胞。IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ等基因轉染的腫瘤細胞本身可以分泌細胞因子，導致抗腫瘤免疫應答的產生。實驗研究發(fā)現，接種了工程化的腫瘤細胞后，原先已生長的親本野生型腫瘤細胞開始消退；并且以后再接種野生型的腫瘤細胞也不再生長，這說明工程化的腫瘤細胞具有典型的抗腫瘤疫苗效應。有意義的是，用放射線將這種工程瘤苗殺傷死后，仍然可以獲得相同的抗腫瘤效果。24精選課件大多數腫瘤細胞由于沒有B7分子，因此腫瘤細胞雖具有肽抗原與M免疫網絡學說的提出

這一學說是Jerne（1972）根據現代免疫學對抗體分子獨特型的認識而提出的。這一學說認為在抗原刺激發(fā)生之前，機體處于一種相對的免疫穩(wěn)定狀態(tài)，當抗原進入機體后打破了這種平衡，導致了特異抗體分子的產生，當達到一定量時將引起抗Ig分子獨特型的免疫應答，即抗體的產生。25精選課件免疫網絡學說的提出

這一學說是Jerne（1972）根據抗體分子在識別抗原的同時，也能被其他抗體分子所識別。在同一動物體內一組抗體分子上獨特型決定簇可被另一組抗獨特型抗體分子所識別。而一組淋巴細胞表面抗原受體分子亦可被另一組淋巴細胞表面抗獨特型抗體分子所識別。這樣在體內就形成了淋巴細胞與抗體分子所組成的網絡結構。網絡學說認為：這種抗體的產生在免疫應答的調節(jié)中起著重要作用。使受抗原刺激增殖的克隆受到抑制，而不至于無休止地進行增殖，藉以維持免疫應答的穩(wěn)定平衡。

26精選課件抗體分子在識別抗原的同時，也能被其他抗體分子所識別。在同一動抗體藥物的特異性特異性與相關抗原的特異性結合對腫瘤等靶細胞的選擇性殺傷作用多樣性抗原的多樣性抗體結構的多樣性抗體活性的多樣性免疫偶聯物的多樣性制備時的定向性針對特定的靶分子定向制備抗體藥物根據需要選擇抗體藥物的“效應分子”27精選課件抗體藥物的特異性特異性27精選課件單克隆抗體針對特定的單一抗原表位，具有高度的特異性，這是抗體藥物發(fā)揮治療作用的重要基礎。單克隆抗體技術由英國劍橋的科學家米爾斯坦（Milstein）和科勒（Kohler）于1975年首度研制。單抗作為治療劑的研究經歷了比較曲折的發(fā)展過程，上個世紀80年代迅猛發(fā)展；90年代初期又一度處于低谷；近年再度成為生物技術藥物領域研究的熱點。目前，單抗藥物的品種數量位居前列。28精選課件單克隆抗體針對特定的單一抗原表位，具有高度的特異性，這是抗體單抗藥物具有下列重要特點：其一，特異性。單抗針對特定的單一抗原表位，具有高度的特異性，這是單抗藥物發(fā)揮治療作用的重要基礎。對于抗腫瘤抗體藥物的研究表明，其特異性主要表現為特異性結合、選擇性殺傷、體內靶向性分布以及具有更強的療效。其二，多樣性。主要表現在抗原的多樣性、抗體結構的多樣性，作用機理的多樣性等方面。29精選課件單抗藥物具有下列重要特點：29精選課件其三，制備單抗藥物的定向性。單抗藥物的重要特點之一是可以定向制造。即根據需要，可以制備具有不同治療作用的單抗藥物?？梢葬槍μ囟ǖ陌蟹肿?，定向制備相應的抗體；也可以根據需要選擇相應的“效應分子”，制備相應的免疫偶聯物或融合蛋白。30精選課件其三，制備單抗藥物的定向性。30精選課件抗體工程的發(fā)展簡史多克隆抗體階段，早在1890年，培林(vonBehring)和北里(Kitasato)，就在實驗室制造出抗白喉桿菌外毒素的血清用于治療白喉。1975年Kohler和Milstein首次用B淋巴細胞雜交瘤技術制備出均一性的單克隆抗體，叫細胞工程抗體。在80年代初，抗體基因結構和功能的研究成果與重組DNA技術相結合，產生了基因工程抗體技術，1984年第一個基因工程抗體人－鼠嵌合抗體誕生。1994年，Winter等人的抗體庫技術：噬菌體抗體庫技術；核糖體展示抗體庫技術。31精選課件抗體工程的發(fā)展簡史多克隆抗體階段，早在1890年，培林(v抗體工程發(fā)展歷程抗體作為疾病預防、診斷和治療的制劑已有上百年的發(fā)展歷史。早期制備抗體的方法是將某種天然抗原經各種途徑免疫動物，成熟的B細胞克隆受到抗原刺激后，將抗體分泌到血清和體液中。實際上血清中的抗體是多種單克隆抗體的混合物，因此稱之為多克隆抗體。多克隆抗體是人類有目的利用抗體第一步。多克隆抗體的不均一性，限制了對抗體結構和功能的進一步研究和應用。32精選課件抗體工程發(fā)展歷程抗體作為疾病預防、診斷和治療的制劑已有上百年這種單克隆抗體多是由鼠B細胞與鼠骨髓瘤細胞經細胞融合形成的雜交瘤細胞分泌的，具有鼠源性，進入人體會引起機體的排異反應；完整抗體分子的分子量較大，在體內穿透血管的能力較差；生產成本太高，不適合大規(guī)模工業(yè)化生產。1975年Kohler和Milstein首次用B淋巴細胞雜交瘤技術制備出均一性的單克隆抗體。雜交瘤單克隆抗體又稱細胞工程抗體。雜交瘤技術的誕生被認為是抗體工程發(fā)展的第一次質的飛躍，也是現代生物技術發(fā)展的一個里程碑。

33精選課件這種單克隆抗體多是由鼠B細胞與鼠骨髓瘤細胞經細胞融合形成的基因工程抗體的優(yōu)點：1．通過基因工程技術的改造，可以降低甚至消除人體對抗體的排斥反應；

2．基因工程抗體的分子量較小，可以部分降低抗體的鼠源性，更有利于穿透血管壁，進入病灶的核心部位；

3．根據治療的需要，制備新型抗體；

4．可以采用原核細胞、真核細胞和植物等多種表達方式，大量表達抗體分子，大大降低生產成本。

34精選課件基因工程抗體的優(yōu)點：1．通過基因工程技術的改造，可以降低甚至自從1984年第一個基因工程抗體人－鼠嵌合抗體誕生以來，新型基因工程抗體不斷出現。如人源化抗體、單價小分子抗體（Fab、單鏈抗體、單域抗體、超變區(qū)多肽等）、多價小分子抗體（雙鏈抗體，三鏈抗體，微型抗體）、某些特殊類型抗體（雙特異抗體、抗原化抗體、細胞內抗體、催化抗體、免疫脂質體）及抗體融合蛋白（免疫毒素、免疫粘連素）等。用于構建基因工程抗體的抗體基因最初來源于雜交瘤細胞，因此同樣必須經過動物免疫，細胞融合及克隆篩選這樣一個長期、復雜的工藝流程；仍然不能制備針對稀有抗原的抗體和人源性抗體，無法改善抗體的親和力。35精選課件自從1984年第一個基因工程抗體人－鼠嵌合抗體誕生以來，新型這些缺點限制了基因工程抗體更為廣泛的應用。噬菌體抗體庫是應用最為普遍的抗體庫技術。采用噬菌體抗體庫技術篩選抗體不必進行動物免疫，易于制備稀有抗原的抗體、篩選全人源性抗體和高親和力抗體。36精選課件這些缺點限制了基因工程抗體更為廣泛的應用。36精選課件噬菌體抗體庫技術是生命科學研究的突破性進展之一，同時也將抗體工程的研究推想了一個新的高潮。在噬菌體抗體庫基礎上，近幾年又發(fā)展了核糖體展示抗體庫技術。利用核糖體展示技術篩選抗體的整個過程均在體外進行，不經過大腸桿菌轉化的步驟，因此可以構建高容量、高質量的抗體庫，更易于篩選高親和力抗體和采用體外進化的方法對抗體性質進行改造。核糖體展示抗體庫技術代表了抗體工程的未來發(fā)展趨勢。

37精選課件噬菌體抗體庫技術是生命科學研究的突破性進展之一，同時也將抗體抗體38精選課件抗體38精選課件抗體的概念定義一：抗原誘導由淋巴細胞合成和分泌的，具有特殊氨基酸序列和結構的免疫球蛋白分子(lg)。定義二：能與相應抗原特異性結合的具有免疫功能的球蛋白。39精選課件抗體的概念定義一：抗原誘導由淋巴細胞合成和分泌的，具有特殊氨人體中主要的抗體及性質?2002byBruceAlberts,AlexanderJohnson,JulianLewis,MartinRaff,KeithRoberts,andPeterWalter.40精選課件人體中主要的抗體及性質?2002byBruceAlb抗原

抗體由抗原誘導產生，抗原是抗體藥物的靶分子。抗體所針對的抗原可包括：半抗原。蛋白如糖蛋白或脂蛋白。多糖如脂多糖。人體疾病相關基因及其編碼的蛋白。各種病原體如病毒、支原體、細菌、原蟲、寄生蟲。41精選課件抗原抗體由抗原誘導產生，抗原是抗體藥物的靶分子?？贵w所抗體的主要作用結合抗原中和毒素促進吞噬功能42精選課件抗體的主要作用結合抗原42精選課件結合抗原和中和毒素?2002byBruceAlberts,AlexanderJohnson,JulianLewis,MartinRaff,KeithRoberts,andPeterWalter.43精選課件結合抗原和中和毒素?2002byBruceAlber促進吞噬功能44精選課件促進吞噬功能44精選課件自然界中可作為抗原的物質數不勝數，機體中可產生大量的抗體來對付各種抗原，每個漿細胞每秒鐘可分泌2000多個抗體，免疫蛋白占血漿總蛋白的20％，是血液中豐度最高的蛋白。45精選課件自然界中可作為抗原的物質數不勝數，機體中可產生大量的抗體來對抗體的結構?2002byBruceAlberts,AlexanderJohnson,JulianLewis,MartinRaff,KeithRoberts,andPeterWalter.46精選課件抗體的結構?2002byBruceAlberts,Lg分子是由二硫鍵連接起來的約4條（2對）多肽鏈構成，長的一對稱為重鏈H，有450-570個Aa殘基，短的一對稱為輕鏈L，約有214個Aa殘基。47精選課件Lg分子是由二硫鍵連接起來的約4條（2對）多肽鏈構成，長的一抗體多樣性-抗體編碼基因較多SourcesfromMolecularCellBiology

9.MolecularStructureofGenesandChromosomes

9.4.FunctionalRearrangementsinChromosomalDNA輕鏈L編碼區(qū)由V、J和C區(qū)組成，其中V、J組成可變區(qū)48精選課件抗體多樣性-抗體編碼基因較多SourcesfromMol抗體多樣性SourcesfromMolecularCellBiology

9.MolecularStructureofGenesandChromosomes

9.4.FunctionalRearrangementsinChromosomalDNA重鏈H編碼區(qū)由V、D、J和C區(qū)組成，其中V、D、J組成可變區(qū)49精選課件抗體多樣性SourcesfromMolecularCe抗體多樣性Lg分子氨基端L鏈1／2與H鏈的1／4區(qū)段的氨基端組成及排列順序多變，稱為可變區(qū)（V區(qū)）。Lg分子氨基端L鏈1／2與H鏈的3／4區(qū)段的氨基端組成及排列比較恒定，稱為恒定區(qū)（C區(qū)）?？勺儏^(qū)中互補決定區(qū)CDR

具有很大的變異性，而恒定區(qū)中FR

保守。FR1FR2FR3CDR1CDR2CDR3H2NCOOH50精選課件抗體多樣性Lg分子氨基端L鏈1／2與H鏈的1／4區(qū)段的氨基端抗體多樣性

SourcesfromMolecularBiologyoftheCell

V.CellsinTheirSocialContext

24.TheAdaptiveImmuneSystem

BCellsandAntibodies恒定區(qū)FR

保守恒定區(qū)51精選課件抗體多樣性

SourcesfromMolecular抗體獨特性編碼重鏈和輕鏈的基因重排后，進行表達生成細胞表面受體并能與抗原發(fā)生作用。只有這些Bcell表達的表面Lg與一個外源抗原結合后才會引發(fā)進一步的反應。在這些識別過程中將自身抗原識別掉排除。識別外源抗原的Bcell被誘導增殖并分泌抗體，在此過程中，可變的結構域CDR的特定部位被誘導發(fā)生隨機突變，Bcell在反向于那些與抗原有高親和力的突變抗體的分泌。這個過程非常高效，使免疫系統(tǒng)具有產生對抗任何外來分子抗體的能力。可變區(qū)這種獨特的裝配方式叫做抗體的獨特性。52精選課件抗體獨特性編碼重鏈和輕鏈的基因重排后，進行表達生成細胞表面受抗體多樣性體細胞突變，B細胞分化過程中點突變可反復進行，使分化中的B細胞受抗原壓力選擇。體細胞內重組。基因轉換。核苷酸摻入。

53精選課件抗體多樣性體細胞突變，B細胞分化過程中點突變可反復進行，使分

?2002byBruceAlberts,AlexanderJohnson,JulianLewis,MartinRaff,KeithRoberts,andPeterWalter抗體多樣性－其他機制54精選課件

?2002byBruceAlberts,Alex雜交瘤技術和單克隆抗體55精選課件雜交瘤技術和單克隆抗體55精選課件單克隆抗體的概念雜交細胞：在誘導物的作用下同一細胞或不同細胞間的融合，融合的細胞具有雙親本細胞的染色體和全部或部分特性。雜交瘤細胞：B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合后產生的雜交細胞。單克隆抗體：具有分泌抗體能力的B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合形成的雜交瘤細胞經無性繁殖形成的細胞系分泌產生的活性、親和力均相同的抗體。56精選課件單克隆抗體的概念雜交細胞：在誘導物的作用下同一細胞或不同細胞單克隆抗體的特點多克隆抗體的不足：假陽性、制備困難、產量低。單抗中抗體分子在Aa序列和空間構型上均相同。單抗具有高度的特異性。產生單抗的細胞系可長期傳代并保存，可持續(xù)生產同一性質的抗體。57精選課件單克隆抗體的特點多克隆抗體的不足：假陽性、制備困難、產量低。制備針對特異抗原的單克隆抗體制備抗原凡具有抗原性的物質均可免疫時抗原純度可不高純度高的抗原利于以后篩選骨髓瘤細胞常用的骨髓瘤細胞系小鼠的BALB/c細胞系大鼠的Lou細胞系免疫動物應與骨髓瘤細胞供體相一致58精選課件制備針對特異抗原的單克隆抗體制備抗原骨髓瘤細胞58精選課件制備針對特異抗原的單克隆抗體一般選40-50%的PEG進行誘導。細胞融合后培養(yǎng)液中有脾-脾、脾-瘤、瘤-瘤、脾、瘤等細胞。常用的選擇性培養(yǎng)基為HAT培養(yǎng)基。59精選課件制備針對特異抗原的單克隆抗體一般選40-50%的PEG進行制備針對特異抗原的單克隆抗體將經融合的混合細胞用HAT培養(yǎng)液懸浮稀釋。一般在含有飼養(yǎng)細胞的96孔板中進行。在融合后7d用HAT選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)，7-14d用HT培養(yǎng)基培養(yǎng)，14d后用完全培養(yǎng)基培養(yǎng)。60精選課件制備針對特異抗原的單克隆抗體將經融合的混合細胞用HAT培養(yǎng)液制備針對特異抗原的單克隆抗體選擇培養(yǎng)后，只有雜交瘤細胞才能生存。但不是所有的雜交瘤細胞均能產生所需的抗體。產生特定抗原的抗體的B細胞只占所有脾細胞的5％左右。用抗原對所有小孔的培養(yǎng)上清進行抗體檢測，篩出能產生目的抗體的雜交瘤細胞。61精選課件制備針對特異抗原的單克隆抗體選擇培養(yǎng)后，只有雜交瘤細胞才能生制備針對特異抗原的單克隆抗體將能產生目的抗體的培養(yǎng)小孔中的雜交瘤細胞進行稀釋?？捎糜邢尴♂尫ê蛙洯傊?。有效稀釋時，將細胞稀釋液分加到96孔板中，使每個小孔在理論上只有一個細胞。軟瓊脂法。62精選課件制備針對特異抗原的單克隆抗體將能產生目的抗體的培養(yǎng)小孔中的雜制備針對特異抗原的單克隆抗體培養(yǎng)后，取上清進行抗體檢測，獲得能產生目的抗體的雜交瘤細胞系。大量生產目的單克隆抗體。體外培養(yǎng)法，10μg/ml。動物體內誘生法，5-20mg/ml。63精選課件制備針對特異抗原的單克隆抗體培養(yǎng)后，取上清進行抗體檢測，獲得小結1.用特定的抗原免疫動物2.從脾中取出B淋巴細胞2.骨髓瘤細胞3.獲得雜交瘤細胞4.培養(yǎng)并篩選能產生抗體的單個雜交瘤細胞5.優(yōu)化培養(yǎng)目的雜交瘤細胞6.純化單克隆抗體64精選課件小結1.用特定的抗原免疫動物2.從脾中取出B淋巴細胞2.單克隆抗體的不足目前單克隆抗體均是鼠源性抗體，應用于人體內可產生人抗鼠抗體（humanantimouseantibody,HAMA)人體的排斥反應人體內半衰期只有5-6小時到達靶組織的藥量僅有1％完整的抗體分子的相對分子量較大，穿透力不強，難以到達病灶的核心部位65精選課件單克隆抗體的不足目前單克隆抗體均是鼠源性抗體，應用于人體內可基因工程抗體66精選課件基因工程抗體66精選課件基因工程改造抗體的目標降低免疫原性。降低相對分子量，增加穿透力。67精選課件基因工程改造抗體的目標降低免疫原性。67精選課件人－鼠嵌合抗體(human-mousechimericantibody)在基因水平上將鼠源性單克隆抗體的可變區(qū)和人源性抗體恒定區(qū)連接起來，并在適當的宿主細胞中表達形成的抗體。68精選課件人－鼠嵌合抗體(human-mousechimerica人－鼠嵌合抗體鼠源性鼠源性人源性人源性69精選課件人－鼠嵌合抗體鼠源性鼠源性人源性人源性69精選課件人－鼠嵌合抗體構建能產生目的抗體的雜交瘤細胞系mRNAcDNA根據VL和VH基因兩端序列設計引物PCR擴增VH基因VL基因連人Ig的CH基因連人Ig的CL基因等量混合后，通過脂質體介導共轉染骨髓瘤細胞SP2/0,篩選獲得共轉染細胞70精選課件人－鼠嵌合抗體構建能產生目的抗體的雜交瘤細胞系mRNAcDN人－鼠嵌合抗體不足

雖然人－鼠嵌合抗體與鼠源性抗體相比，在一定程度上減弱了人抗鼠抗體反應，但仍不能完全消除。71精選課件人－鼠嵌合抗體不足雖然人－鼠嵌合抗體與鼠源性抗體相比，抗體的CDR區(qū)

SourcesfromMolecularBiologyoftheCell

V.CellsinTheirSocialContext

24.TheAdaptiveImmuneSystem

BCellsandAntibodies框架區(qū)框架區(qū)CDR72精選課件抗體的CDR區(qū)

SourcesfromMolecula

改形抗體又叫CDR移植抗體。將鼠單抗的CDR移植到人Ig分子的骨架區(qū)中，換下其CDR序列而形成的抗體。改形抗體(reshapedantibody)73精選課件改形抗體又叫CDR移植抗體。改形抗體(reshaped具有鼠源性單克隆抗體的抗原結合特異性?？贵w分子中鼠源部分只占很小的比例，可基本消除免疫原性。到目前，約有100種鼠單抗通過CDR移植獲得人源化的改形抗體，其中超過40種已進行或正在進行臨床試驗。改形抗體的特點74精選課件具有鼠源性單克隆抗體的抗原結合特異性。改形抗體的特點74精選構建改形抗體除較復雜、費時費力外，最大的問題是人Ig分子的框架區(qū)中的一些氨基酸與鼠單抗的CDR區(qū)不協(xié)調，從而使改形抗體的親和力下降，甚至喪失活性。改形抗體的不足75精選課件構建改形抗體除較復雜、費時費力外，最大的問題是人Ig分子在人－鼠嵌合抗體的基礎上，將來自鼠單抗可變區(qū)中決定免疫原性的暴露于抗體表面的Aa，用相應位置的人Ig的Aa代替而形成的抗體。鑲面抗體（resurfacingantibody）76精選課件在人－鼠嵌合抗體的基礎上，將來自鼠單抗可變區(qū)中決定免疫原1991年，Padlan等分析了大量鼠單抗可變區(qū)Aa和人抗體可變區(qū)Aa的表面暴露情況，發(fā)現抗體表面所暴露的Aa位置和數量都很保守，不因種屬和型別而改變?？贵w表面暴露的Aa是鼠源可變區(qū)免疫源性的主要來源。鑲面抗體的理論基礎77精選課件1991年，Padlan等分析了大量鼠單抗可變區(qū)Aa和人抗體FcFdFabFv小分子抗體78精選課件FcFdFabFv小分子抗體78精選課件Fab片段和重組Fab片段Fab片段由重鏈Fd段和完整輕鏈通過鏈間二硫鍵形成的異二聚體，整個分子約占整個抗體分子的1/3。如果Fab片段的恒定區(qū)為人源性的，則稱為重組Fab片段。S－SVLCLVHCH79精選課件Fab片段和重組Fab片段Fab片段由重鏈Fd段和完整輕鏈通小分子抗體－抗體的片段化Fab:Fragmentationofantigenbinding胃蛋白酶木瓜蛋白酶80精選課件小分子抗體－抗體的片段化Fab:FragmentatioFv和單鏈抗體(single-chainFv,scFv)Fv片段由重鏈可變區(qū)VH段和輕鏈可變區(qū)VL通過非共價鍵結合在一起，是抗體中具有抗原結合活性的最小功能片段。scFv是指在DNA的水平上用一段長度合適的寡核苷酸序列將重鏈可變區(qū)和輕鏈可變區(qū)連接起來，形成單一鏈的分子。VLVHVLVHVLVH81精選課件Fv和單鏈抗體(single-chainFv,scFv)雙體分子(diabody)

一條單鏈抗體分子上的VH和VL與另一條相同的單鏈抗體分子上的VL和VH分別配對形成的雙價抗體分子。VLVHVHVL82精選課件雙體分子(diabody)一條單鏈抗體分子上的VH和VL單域抗體

比Fv更小的亞單位結構組成的具有抗原結合活性的分子，重鏈可變區(qū)是典型的單域抗體，其具有較高的抗原結合活性。VH83精選課件單域抗體比Fv更小的亞單位結構組成的具有抗原結合活性的分子最小識別單位比單域抗體更小的分子，如CDR3仍能與抗原結合，只是其親和力相當低。CDR384精選課件最小識別單位比單域抗體更小的分子，如CDR3仍能與抗原結小分子抗體的優(yōu)點分子質量小，免疫原性低。易于進入實體瘤周圍的微循環(huán)甚至進入實體瘤的內部。無Fc片段，不易與具有Fc受體的非靶細胞結合，用于免疫診斷時成像清晰。構建較簡單，易于操作和改造?？稍诩毦斜磉_，易于大量生產。可與多種效應分子如毒素、前體藥物轉化酶等構建多種雙功能抗體分子。85精選課件小分子抗體的優(yōu)點分子質量小，免疫原性低。85精選課件小分子抗體的缺點多為單價抗體，與抗原結合活性相對較弱。半衰期短，能很快從血液中清除，從而可能影響治療的有效濃度。86精選課件小分子抗體的缺點多為單價抗體，與抗原結合活性相對較弱。86精抗體庫技術(antibodylibrary)用基因克隆技術克隆全套抗體的重鏈和輕鏈的可變區(qū)基因，然后重組到特定的表達載體中，轉化特定的宿主細胞表達有功能的抗體分子，并通過親和篩選獲得特異性抗體可變區(qū)基因的技術。利用抗體庫技術篩選到的抗體可變區(qū)基因可被用于構建基因工程抗體。87精選課件抗體庫技術(antibodylibrary)用基因克隆技術抗體庫優(yōu)點越過了細胞融合的步驟，省時省力。擴大了篩選容量，易于獲得高親和力抗體。不需進行人工體內免疫。88精選課件抗體庫優(yōu)點越過了細胞融合的步驟，省時省力。88精選課件抗體庫技術的發(fā)展1989年，組合抗體庫(combinatorialimmunoglobulinlibrary)技術。1991年，噬菌體抗體庫展示技術。最近幾年，核糖體展示抗體庫。89精選課件抗體庫技術的發(fā)展1989年，組合抗體庫(combinator組合抗體庫克隆抗體輕鏈全套基因克隆抗體重鏈Fd段全套基因構建到λ噬菌體表達載體輕鏈全套基因庫重鏈Fd段全套基因庫隨機重組到同一表達載體中組合抗體庫特異性抗體篩選具有目的抗原結合活性的Fab片段90精選課件組合抗體庫克隆抗體輕鏈全套基因克隆抗體重鏈Fd段全套基因構建抗體重要應用91精選課件抗體重要應用91精選課件雙功能抗體是指具有兩種結合特性的抗體，即兩個抗原結合位點可同時結合兩個不同的抗原或抗原決定簇，又稱雙特異性抗體(bispecificantibody,BsAb)。廣義上講，雙功能抗體也包括各種抗體免疫偶聯物。92精選課件雙功能抗體是指具有兩種結合特性的抗體，即兩個抗原結合位點可同雙功能抗體構建的方法化學交聯法生物學方法（雜種－雜交瘤方法）基因工程方法VLVHVHVL93精選課件雙功能抗體構建的方法化學交聯法VLVHVHVL93精選課件雙功能抗體應用舉例構建一個抗原結合位點是針對腫瘤細胞的表面抗原，另一個是針對免疫活性細胞CTL表面的特征性分子CD3或CD28。這種雙特異性抗體可以識別并連接腫瘤細胞和CTL細胞，對腫瘤細胞產生特異性的殺傷作用。94精選課件雙功能抗體應用舉例構建一個抗原結合位點是針對腫瘤細胞的表面抗藥物毒素酶同位素抗體免疫偶聯物(immunoconjugates)導向裝置彈頭95精選課件藥物抗體免疫偶聯物(immunoconjugates)導向裝與單抗偶聯的常用的“彈頭”植物毒素微生物毒素抗代謝類藥物蒽環(huán)類藥物烷基化類藥物抗有絲分裂藥物抗生素蓖麻毒素、相思豆毒素、皂角苷綠膿桿菌外毒素、白喉毒素氨基喋呤、阿糖胞苷、甲氨喋呤、5-氟尿嘧啶、5-氟脫氧尿苷阿霉素、柔紅霉素、去甲氧柔紅霉素、嗎啉阿霉素苯丙氨酸氮芥、苯丁酸氮芥、絲裂霉素C、順鉑長春花堿、秋水仙堿、鬼臼毒素新制癌菌素、博萊霉素、平陽霉素、博安霉素、力達霉素、加力奇霉素96精選課件與單抗偶聯的常用的“彈頭”植物毒素蓖麻毒素、相思豆毒素、皂角單抗偶聯物的特點在體內顯示特異性分布，在靶組織濃度最高。對靶細胞有選擇性的殺傷和治療作用，對正常細胞作用弱。比游離藥物有更好的療效并較低的副作用。97精選課件單抗偶聯物的特點在體內顯示特異性分布，在靶組織濃度最高。97已上市的治療腫瘤的抗體藥物抗CD20嵌合抗體Rituxan抗HER2人源化抗體Herceptin抗CD33人源化抗體－抗生素偶聯物Mylotarg抗17-1A抗獨特型嵌合抗體Panorex抗CD20人源化抗體－核素偶聯物Zevalin98精選課件已上市的治療腫瘤的抗體藥物抗CD20嵌合抗體Rituxan9抗體藥物研究的趨向尋找新的分子靶標抗體人源化抗體藥物的高效化抗體藥物分子的小型化抗體融合蛋白99精選課件抗體藥物研究的趨向尋找新的分子靶標99精選課件抗體藥物－研制新藥的先鋒化學合成藥物天然來源藥物放射性核素基因組、蛋白組研究抗原、藥物靶點細胞因子、活性蛋白抗體及其片段抗體免疫偶聯物抗體融合蛋白100精選課件抗體藥物－研制新藥的先鋒化學合成藥物天然來源藥物放射性核素基祝大家快樂！101精選課件祝大家快樂！101精選課件抗體工程制藥102精選課件抗體工程制藥1精選課件抗體工程藥物的概念又稱抗體藥物、單克隆抗體治療劑、抗體治療劑。

通過細胞工程或基因工程方法制備，用于治療的單克隆抗體、抗體片段、基因工程改造的抗體，以及抗體免疫偶聯物或抗體融合蛋白,稱為抗體工程藥物。103精選課件抗體工程藥物的概念又稱抗體藥物、單克隆抗體治療劑、抗體治療劑美國FDA已批準的治療抗體藥物OrthocloneReoProRituxanZenapaxSimulectSynagisRemicadeHerceptinMylotargCampath-1HZevalin移植排斥心絞痛B細胞非霍奇金淋巴瘤移植排斥移植排斥嬰兒呼吸道合胞病毒類風濕關節(jié)炎乳腺癌急性復發(fā)性髓性白血病難治性慢性淋巴細胞白血病難治性B細胞非霍奇金淋巴瘤19861994199719971998199819981998200020012002104精選課件美國FDA已批準的治療抗體藥物Orthoclone移植排斥1抗體藥物的重要地位。惡性腫瘤嚴重威脅人們的生命健康，是導致人類死亡的重要因素。全球每年有700萬人死于腫瘤，且逐年增長。傳統(tǒng)的腫瘤臨床治療有三種：手術、放療和化療。近幾年里，以單克隆抗體為基礎的抗腫瘤導向治療藥物開發(fā)領域發(fā)生了突飛猛進的進展。單克隆抗體藥物能特異識別腫瘤細胞，能有效提高藥物殺傷力、減少毒副作用。1997年以來，FDA已經批準10種單克隆抗體藥物，占有市場所有生物技術藥品的四分之一。一年的綜合銷售超過10億美金。

105精選課件抗體藥物的重要地位。惡性腫瘤嚴重威脅人們的生命健康，是隨著生物技術的發(fā)展，單克隆抗體在疾病治療方面的作用越來越受到人們的重視。在同種異體免疫排斥、自身免疫反應抑制、抗血小板治療、癌癥治療、感染性疾病治療等方面應用最為廣泛。目前全球從事人源化單克隆抗體開發(fā)的企業(yè)260家左右，研究中的產品達700多個，其中進入臨床階段的約100個，估計占研制中的生物技術藥物的25%。據美國制藥工業(yè)協(xié)會的調查報告顯示，單克隆抗體藥物居所有醫(yī)藥生物技術產品之首。106精選課件隨著生物技術的發(fā)展，單克隆抗體在疾病治療方面的作用越來越受到2000年底，在美國藥品市場上生物技術藥物有76種，其中抗體藥物有15種；正處于臨床研究階段的369種生物技術藥物中，抗體藥物有70種。

中國已有2個治療性單抗產品獲準生產，3個治療性產品處在臨床試驗階段，多個抗體藥物處于臨床前研究階段，已批準的診斷性單抗有31個。107精選課件6精選課件抗體分子的應用抗體分子是生物學和醫(yī)學領域用途最為廣泛的蛋白分子。以腫瘤特異性抗原或腫瘤相關性抗原、抗體獨特型決定簇、細胞因子及其受體、激素及一些癌基因產物等均作為靶分子，利用傳統(tǒng)的免疫方法或通過細胞工程、基因工程等技術制備的多克隆抗體、單克隆抗體、基因工程抗體廣泛應用在疾病診斷、治療及科學研究等領域。完整鼠源抗體容易引起機體排異反應，而基因工程抗體由于分子量小，通過改造可以降低鼠源性，所以是生物技術制藥領域研究的重點和熱點。108精選課件抗體分子的應用抗體分子是生物學和醫(yī)學領域用途最為廣泛的蛋白分目前正在進行開發(fā)和已經投入市場的抗體性藥物主要有以下幾種用途：

1．器官移植排斥反應的逆轉；

2．腫瘤免疫診斷；

3．腫瘤免疫顯像；

4．腫瘤導向治療；

5．哮喘、牛皮癬、類風濕性關節(jié)炎、紅斑狼瘡、急性心梗、膿毒癥、多發(fā)性硬化癥及其他自身免疫性疾??；

6．抗獨特型抗體作為分子瘤苗治療腫瘤；

7．多功能抗體（雙特異抗體、三特異抗體、抗體細胞因子融合蛋白、抗體酶等）的特殊用途。

109精選課件目前正在進行開發(fā)和已經投入市場的抗體性藥物主要有以下幾種用途根據美國藥物研究和生產者協(xié)會（PhRMA）的調查報告，癌癥是威脅人類健康的主要疾病之一，預防和治療癌癥是研究和開發(fā)抗體藥物的主要目標之一。最初抗體主要被用于腫瘤體外免疫診斷和體內免疫顯像，隨著抗體工程技術的不斷進步，近年來人們將更多的目光集中在治療腫瘤的抗體藥物開發(fā)上。第一個被美國批準用于人腫瘤治療的基因工程抗體－Rituxan（r）最初被用于非何杰金氏淋巴瘤，總有效率達60％，現在正在探索用于治療艾滋病相關淋巴瘤和中樞神經系統(tǒng)淋巴瘤。

110精選課件根據美國藥物研究和生產者協(xié)會（PhRMA）的調查報告，癌目前在臨床中使用的腫瘤治療藥物多數存在“敵我不分”的問題，即在殺死腫瘤細胞的同時，也破壞了人體正常細胞。“生物導彈”為解決這個難題提供了一個理想的思路?！吧飳棥?，即將各種毒素、放射性同位素、化療藥物與識別腫瘤特異抗原或偶聯腫瘤相關的抗原后，能夠特異殺傷腫瘤細胞的一類藥物。這種藥物經由靜脈注入人體內，藥效分子集中作用于腫瘤細胞，既增強療效又減少對機體的毒副作用。放射性同位素與抗體的偶聯物在體內能將前者運至藥靶部位，并通過其放射性活性殺傷靶細胞，還可通過X射線照相機拍攝核素放射線圖像，用于體內治療和定位診斷。111精選課件目前在臨床中使用的腫瘤治療藥物多數存在“敵我不分”的問題，即抗體與化療藥物分子的偶聯方法一般采用化學法。這些偶聯物對結腸癌、肝癌、胃癌、黑色素瘤、腎癌、卵巢癌、宮頸癌、乳癌、肺癌、骨肉瘤等有一定的抗癌效應?？贵w與生物毒素交聯制備的偶聯物稱為免疫毒素。免疫毒素抗體部分對相應抗原有特異識別作用，及免疫毒素部分具有對細胞毒作用，對腫瘤細胞具有殺傷效應，是很有潛力的免疫治療方法。112精選課件抗體與化療藥物分子的偶聯方法一般采用化學法。這些偶聯物抗腫瘤血管生成抗體治療腫瘤的研究最近也取得了很大的進展。在動物模型中用抗血管生成因子、抗體封閉血管內皮生長因子取得了抑制腫瘤生長作用；抗癌基因產物抗體Herceptin（r）作為生物技術藥品已經在美國上市，配合化療用于乳腺癌和卵巢癌的治療，并獲得較好療效。113精選課件抗腫瘤血管生成抗體治療腫瘤的研究最近也取得了很大的進展。121．單克隆抗體（McAb）抗體作為免疫治療的生物制劑，在臨床應用已有一個世紀。以前抗體主要來自于經抗原免疫的異種動物（如馬）的血清。淋巴細胞雜交瘤技術，可以大量制備針對任何抗原決定基的單克隆抗體。114精選課件1．單克隆抗體（McAb）13精選課件抗T細胞及其亞類的抗CD3、抗CD4、抗CD8單克隆抗體，它們在移植排斥及某些自身免疫病的應用中，已取得了明顯的療效?？垢鞣N細胞表面分子的單克隆抗體，如抗IL-2受體的單克隆抗體，抗粘附分子的單克隆抗體都有明顯的免疫調節(jié)作用，在自身免疫病的治療，防止腫瘤轉移等方面都有重要的使用潛力。115精選課件14精選課件單克隆抗體的另一重要應用是腫瘤診斷及分型。在過去10多年來，抗各種人腫瘤相關抗原的單克隆抗體得到了廣泛的研究。針對各種人腫瘤細胞的單克隆抗體都能較特異地識別腫瘤細胞，而基本上不與正常組織起反應?？鼓[瘤單克隆抗體在腫瘤的診斷及分型方面是一種有用的工具；但在腫瘤的治療上，由于大多抗腫瘤單克隆抗體不能直接殺傷腫瘤細胞，所以單獨應用腫瘤沒有明顯效果。116精選課件單克隆抗體的另一重要應用是腫瘤診斷及分型。15精選課件2．導向藥物（targeteddrug）利用抗腫瘤單克隆抗體特異識別腫瘤細胞的特點，將它作為導向載體與各種殺傷分子，如毒素、抗癌藥物、放射性核素等，進行化學交聯，可以構建成一種對腫瘤細胞具有高度特異的強殺傷活性的雜交分子，稱為導向藥物。117精選課件2．導向藥物（targeteddrug）16精選課件抗腫瘤單抗與毒素的交聯物又稱免疫毒素(IT)。用于制備IT的毒素主要有：①植物毒蛋白這類毒素主要有篦麻毒素（ricin）、相思子毒素（abrin）以及苦瓜毒素（mormordin）、商陸抗病毒蛋白（PAP）、天花粉蛋白等。它們都可以通過滅活核糖體，阻斷蛋白質合成，殺傷靶細胞。。118精選課件抗腫瘤單抗與毒素的交聯物又稱免疫毒素(IT)。17精選課件②細胞毒素主要有白喉外毒素（DT），綠膿桿菌外毒素（PE）等。它們主要通過抑制延長因子-2阻斷蛋白質合成，殺死靶細胞。上述這些毒素都具有極強的毒性，1個分子的篦麻毒素進入細胞，就足以殺死該細胞119精選課件②細胞毒素18精選課件抗腫瘤單克隆抗體與抗癌藥物的交聯物，又稱免疫交聯物(immunoconjugate)。用以制備這類導向藥物的抗癌藥物主要有阿霉素（adriamycin）、氨甲蝶呤（MTX）等。它們主要通過阻斷DNA合成來殺死靶細胞?？拱┧幬餁⒓毎饔帽榷舅氐偷枚?，增加抗體分子攜帶的藥物分子數，可以增強其殺傷活性，但常會導致抗體活性的下降與喪失。這類導向藥物的優(yōu)點是分子較小，同時如有非特異殺傷不會有嚴重后果。缺點：殺傷力不高，臨床應用前景不被看好。120精選課件抗腫瘤單克隆抗體與抗癌藥物的交聯物，又稱免疫交聯物(immuⅠ、放射性免疫交聯物可用于腫瘤的診斷。與腫瘤細胞結合的放射性免疫交聯物放出的γ射線，可以用γ照像機攝像，獲得清晰的腫瘤顯像。此技術稱為放射免疫顯像。Ⅱ、放射性免疫交聯物也可用于腫瘤治療。標記了大量高能核素的抗腫瘤單克隆抗體與腫瘤細胞結合后，可以通過輻射損傷殺死靶細胞及其周圍的腫瘤細胞。此技術又稱為放射免疫治療。用于與抗腫瘤單克隆抗體交聯的放射性核素主要有125Ⅰ、131Ⅰ、111In等。121精選課件20精選課件（四）腫瘤疫苗腫瘤疫苗與傳統(tǒng)疫苗在概念上不同，它主要不是用于腫瘤的預防，而是通過瘤苗的接種來刺激機體對腫瘤的免疫應答來治療腫瘤。由于人腫瘤相關抗原的免疫原性很弱，不足以有效地刺激機體的免疫應答，因此單純用自身或同種腫瘤細胞作瘤苗治療腫瘤的效果不好。用腫瘤細胞卡介苗等佐劑聯合應用，能提高免疫應答效果，在一些晚期腫瘤患者取得了一定的治療效果。122精選課件（四）腫瘤疫苗21精選課件腫瘤疫苗主要有二類：第一類對腫瘤抗原表位性質的研究，導致了腫瘤分子疫苗的產生。具有腫瘤抗原決定基的肽疫苗和多糖疫苗已在研制，有的已在臨床試用。第二類，確定了抗腫瘤免疫應答的主要效應細胞是TC細胞，導致了基因轉染的腫瘤細胞疫苗的出現。123精選課件腫瘤疫苗主要有二類：22精選課件TC細胞識別腫瘤表面的肽抗原（peptide）與MHCⅠ類分子的復合物，必需要有第二信號才能活化。這個第二信號可以由TC細胞表面的CD28分子與粘附分子B7的結合來提供。（B7分子主要存在于活化的B細胞和抗原呈遞細胞表面。）在通常性況下，腫瘤細胞合成的胞內抗原經胞內降解、處理后，形成的腫瘤肽抗原與MHCⅠ類分子結合復合物，共表達于瘤細胞表面。124精選課件TC細胞識別腫瘤表面的肽抗原（peptide）與MHCⅠ類分大多數腫瘤細胞由于沒有B7分子，因此腫瘤細胞雖具有肽抗原與MHCⅠ類分子的復合物，但由于不能提供第二信號，所以不能活化TC細胞。IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ等基因轉染的腫瘤細胞本身可以分泌細胞因子，導致抗腫瘤免疫應答的產生。實驗研究發(fā)現，接種了工程化的腫瘤細胞后，原先已生長的親本野生型腫瘤細胞開始消退；并且以后再接種野生型的腫瘤細胞也不再生長，這說明工程化的腫瘤細胞具有典型的抗腫瘤疫苗效應。有意義的是，用放射線將這種工程瘤苗殺傷死后，仍然可以獲得相同的抗腫瘤效果。125精選課件大多數腫瘤細胞由于沒有B7分子，因此腫瘤細胞雖具有肽抗原與M免疫網絡學說的提出

這一學說是Jerne（1972）根據現代免疫學對抗體分子獨特型的認識而提出的。這一學說認為在抗原刺激發(fā)生之前，機體處于一種相對的免疫穩(wěn)定狀態(tài)，當抗原進入機體后打破了這種平衡，導致了特異抗體分子的產生，當達到一定量時將引起抗Ig分子獨特型的免疫應答，即抗體的產生。126精選課件免疫網絡學說的提出

這一學說是Jerne（1972）根據抗體分子在識別抗原的同時，也能被其他抗體分子所識別。在同一動物體內一組抗體分子上獨特型決定簇可被另一組抗獨特型抗體分子所識別。而一組淋巴細胞表面抗原受體分子亦可被另一組淋巴細胞表面抗獨特型抗體分子所識別。這樣在體內就形成了淋巴細胞與抗體分子所組成的網絡結構。網絡學說認為：這種抗體的產生在免疫應答的調節(jié)中起著重要作用。使受抗原刺激增殖的克隆受到抑制，而不至于無休止地進行增殖，藉以維持免疫應答的穩(wěn)定平衡。

127精選課件抗體分子在識別抗原的同時，也能被其他抗體分子所識別。在同一動抗體藥物的特異性特異性與相關抗原的特異性結合對腫瘤等靶細胞的選擇性殺傷作用多樣性抗原的多樣性抗體結構的多樣性抗體活性的多樣性免疫偶聯物的多樣性制備時的定向性針對特定的靶分子定向制備抗體藥物根據需要選擇抗體藥物的“效應分子”128精選課件抗體藥物的特異性特異性27精選課件單克隆抗體針對特定的單一抗原表位，具有高度的特異性，這是抗體藥物發(fā)揮治療作用的重要基礎。單克隆抗體技術由英國劍橋的科學家米爾斯坦（Milstein）和科勒（Kohler）于1975年首度研制。單抗作為治療劑的研究經歷了比較曲折的發(fā)展過程，上個世紀80年代迅猛發(fā)展；90年代初期又一度處于低谷；近年再度成為生物技術藥物領域研究的熱點。目前，單抗藥物的品種數量位居前列。129精選課件單克隆抗體針對特定的單一抗原表位，具有高度的特異性，這是抗體單抗藥物具有下列重要特點：其一，特異性。單抗針對特定的單一抗原表位，具有高度的特異性，這是單抗藥物發(fā)揮治療作用的重要基礎。對于抗腫瘤抗體藥物的研究表明，其特異性主要表現為特異性結合、選擇性殺傷、體內靶向性分布以及具有更強的療效。其二，多樣性。主要表現在抗原的多樣性、抗體結構的多樣性，作用機理的多樣性等方面。130精選課件單抗藥物具有下列重要特點：29精選課件其三，制備單抗藥物的定向性。單抗藥物的重要特點之一是可以定向制造。即根據需要，可以制備具有不同治療作用的單抗藥物?？梢葬槍μ囟ǖ陌蟹肿樱ㄏ蛑苽湎鄳目贵w；也可以根據需要選擇相應的“效應分子”，制備相應的免疫偶聯物或融合蛋白。131精選課件其三，制備單抗藥物的定向性。30精選課件抗體工程的發(fā)展簡史多克隆抗體階段，早在1890年，培林(vonBehring)和北里(Kitasato)，就在實驗室制造出抗白喉桿菌外毒素的血清用于治療白喉。1975年Kohler和Milstein首次用B淋巴細胞雜交瘤技術制備出均一性的單克隆抗體，叫細胞工程抗體。在80年代初，抗體基因結構和功能的研究成果與重組DNA技術相結合，產生了基因工程抗體技術，1984年第一個基因工程抗體人－鼠嵌合抗體誕生。1994年，Winter等人的抗體庫技術：噬菌體抗體庫技術；核糖體展示抗體庫技術。132精選課件抗體工程的發(fā)展簡史多克隆抗體階段，早在1890年，培林(v抗體工程發(fā)展歷程抗體作為疾病預防、診斷和治療的制劑已有上百年的發(fā)展歷史。早期制備抗體的方法是將某種天然抗原經各種途徑免疫動物，成熟的B細胞克隆受到抗原刺激后，將抗體分泌到血清和體液中。實際上血清中的抗體是多種單克隆抗體的混合物，因此稱之為多克隆抗體。多克隆抗體是人類有目的利用抗體第一步。多克隆抗體的不均一性，限制了對抗體結構和功能的進一步研究和應用。133精選課件抗體工程發(fā)展歷程抗體作為疾病預防、診斷和治療的制劑已有上百年這種單克隆抗體多是由鼠B細胞與鼠骨髓瘤細胞經細胞融合形成的雜交瘤細胞分泌的，具有鼠源性，進入人體會引起機體的排異反應；完整抗體分子的分子量較大，在體內穿透血管的能力較差；生產成本太高，不適合大規(guī)模工業(yè)化生產。1975年Kohler和Milstein首次用B淋巴細胞雜交瘤技術制備出均一性的單克隆抗體。雜交瘤單克隆抗體又稱細胞工程抗體。雜交瘤技術的誕生被認為是抗體工程發(fā)展的第一次質的飛躍，也是現代生物技術發(fā)展的一個里程碑。

134精選課件這種單克隆抗體多是由鼠B細胞與鼠骨髓瘤細胞經細胞融合形成的基因工程抗體的優(yōu)點：1．通過基因工程技術的改造，可以降低甚至消除人體對抗體的排斥反應；

2．基因工程抗體的分子量較小，可以部分降低抗體的鼠源性，更有利于穿透血管壁，進入病灶的核心部位；

3．根據治療的需要，制備新型抗體；

4．可以采用原核細胞、真核細胞和植物等多種表達方式，大量表達抗體分子，大大降低生產成本。

135精選課件基因工程抗體的優(yōu)點：1．通過基因工程技術的改造，可以降低甚至自從1984年第一個基因工程抗體人－鼠嵌合抗體誕生以來，新型基因工程抗體不斷出現。如人源化抗體、單價小分子抗體（Fab、單鏈抗體、單域抗體、超變區(qū)多肽等）、多價小分子抗體（雙鏈抗體，三鏈抗體，微型抗體）、某些特殊類型抗體（雙特異抗體、抗原化抗體、細胞內抗體、催化抗體、免疫脂質體）及抗體融合蛋白（免疫毒素、免疫粘連素）等。用于構建基因工程抗體的抗體基因最初來源于雜交瘤細胞，因此同樣必須經過動物免疫，細胞融合及克隆篩選這樣一個長期、復雜的工藝流程；仍然不能制備針對稀有抗原的抗體和人源性抗體，無法改善抗體的親和力。136精選課件自從1984年第一個基因工程抗體人－鼠嵌合抗體誕生以來，新型這些缺點限制了基因工程抗體更為廣泛的應用。噬菌體抗體庫是應用最為普遍的抗體庫技術。采用噬菌體抗體庫技術篩選抗體不必進行動物免疫，易于制備稀有抗原的抗體、篩選全人源性抗體和高親和力抗體。137精選課件這些缺點限制了基因工程抗體更為廣泛的應用。36精選課件噬菌體抗體庫技術是生命科學研究的突破性進展之一，同時也將抗體工程的研究推想了一個新的高潮。在噬菌體抗體庫基礎上，近幾年又發(fā)展了核糖體展示抗體庫技術。利用核糖體展示技術篩選抗體的整個過程均在體外進行，不經過大腸桿菌轉化的步驟，因此可以構建高容量、高質量的抗體庫，更易于篩選高親和力抗體和采用體外進化的方法對抗體性質進行改造。核糖體展示抗體庫技術代表了抗體工程的未來發(fā)展趨勢。

138精選課件噬菌體抗體庫技術是生命科學研究的突破性進展之一，同時也將抗體抗體139精選課件抗體38精選課件抗體的概念定義一：抗原誘導由淋巴細胞合成和分泌的，具有特殊氨基酸序列和結構的免疫球蛋白分子(lg)。定義二：能與相應抗原特異性結合的具有免疫功能的球蛋白。140精選課件抗體的概念定義一：抗原誘導由淋巴細胞合成和分泌的，具有特殊氨人體中主要的抗體及性質?2002byBruceAlberts,AlexanderJohnson,JulianLewis,MartinRaff,KeithRoberts,andPeterWalter.141精選課件人體中主要的抗體及性質?2002byBruceAlb抗原

抗體由抗原誘導產生，抗原是抗體藥物的靶分子?？贵w所針對的抗原可包括：半抗原。蛋白如糖蛋白或脂蛋白。多糖如脂多糖。人體疾病相關基因及其編碼的蛋白。各種病原體如病毒、支原體、細菌、原蟲、寄生蟲。142精選課件抗原抗體由抗原誘導產生，抗原是抗體藥物的靶分子?？贵w所抗體的主要作用結合抗原中和毒素促進吞噬功能143精選課件抗體的主要作用結合抗原42精選課件結合抗原和中和毒素?2002byBruceAlberts,AlexanderJohnson,JulianLewis,MartinRaff,KeithRoberts,andPeterWalter.144精選課件結合抗原和中和毒素?2002byBruceAlber促進吞噬功能145精選課件促進吞噬功能44精選課件自然界中可作為抗原的物質數不勝數，機體中可產生大量的抗體來對付各種抗原，每個漿細胞每秒鐘可分泌2000多個抗體，免疫蛋白占血漿總蛋白的20％，是血液中豐度最高的蛋白。146精選課件自然界中可作為抗原的物質數不勝數，機體中可產生大量的抗體來對抗體的結構?2002byBruceAlberts,AlexanderJohnson,JulianLewis,MartinRaff,KeithRoberts,andPeterWalter.147精選課件抗體的結構?2002byBruceAlberts,Lg分子是由二硫鍵連接起來的約4條（2對）多肽鏈構成，長的一對稱為重鏈H，有450-570個Aa殘基，短的一對稱為輕鏈L，約有214個Aa殘基。148精選課件Lg分子是由二硫鍵連接起來的約4條（2對）多肽鏈構成，長的一抗體多樣性-抗體編碼基因較多SourcesfromMolecularCellBiology

9.MolecularStructureofGenesandChromosomes

9.4.FunctionalRearrangementsinChromosomalDNA輕鏈L編碼區(qū)由V、J和C區(qū)組成，其中V、J組成可變區(qū)149精選課件抗體多樣性-抗體編碼基因較多SourcesfromMol抗體多樣性SourcesfromMolecularCellBiology

9.MolecularStructureofGenesandChromosomes

9.4.FunctionalRearrangementsinChromosomalDNA重鏈H編碼區(qū)由V、D、J和C區(qū)組成，其中V、D、J組成可變區(qū)150精選課件抗體多樣性SourcesfromMolecularCe抗體多樣性Lg分子氨基端L鏈1／2與H鏈的1／4區(qū)段的氨基端組成及排列順序多變，稱為可變區(qū)（V區(qū)）。Lg分子氨基端L鏈1／2與H鏈的3／4區(qū)段的氨基端組成及排列比較恒定，稱為恒定區(qū)（C區(qū)）?？勺儏^(qū)中互補決定區(qū)CDR

具有很大的變異性，而恒定區(qū)中FR

保守。FR1FR2FR3CDR1CDR2CDR3H2NCOOH151精選課件抗體多樣性Lg分子氨基端L鏈1／2與H鏈的1／4區(qū)段的氨基端抗體多樣性

SourcesfromMolecularBiologyoftheCell

V.CellsinTheirSocialContext

24.TheAdaptiveImmuneSystem

BCellsandAntibodies恒定區(qū)FR

保守恒定區(qū)152精選課件抗體多樣性

SourcesfromMolecular抗體獨特性編碼重鏈和輕鏈的基因重排后，進行表達生成細胞表面受體并能與抗原發(fā)生作用。只有這些Bcell表達的表面Lg與一個外源抗原結合后才會引發(fā)進一步的反應。在這些識別過程中將自身抗原識別掉排除。識別外源抗原的Bcell被誘導增殖并分泌抗體，在此過程中，可變的結構域CDR的特定部位被誘導發(fā)生隨機突變，Bcell在反向于那些與抗原有高親和力的突變抗體的分泌。這個過程非常高效，使免疫系統(tǒng)具有產生對抗任何外來分子抗體的能力。可變區(qū)這種獨特的裝配方式叫做抗體的獨特性。153精選課件抗體獨特性編碼重鏈和輕鏈的基因重排后，進行表達生成細胞表面受抗體多樣性體細胞突變，B細胞分化過程中點突變可反復進行，使分化中的B細胞受抗原壓力選擇。體細胞內重組?；蜣D換。核苷酸摻入。

154精選課件抗體多樣性體細胞突變，B細胞分化過程中點突變可反復進行，使分

?2002byBruceAlberts,AlexanderJohnson,JulianLewi