抗肿瘤的生物技术药物
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免疫组织化学
原位杂交
赫赛汀®用法用量
首剂
每周方案 首剂
三周方案
4mg/kg，90分钟内
静脉滴注，观察2小时 用法用量 维持剂量 2mg/kg，每周一次， 30分钟静脉滴注
8mg/kg，90分钟内
静脉滴注，观察2小时
维持剂量 6mg/kg，每三周一 次，30分钟静脉滴注
440mg 冻干粉针剂 20ml 无菌注射用水
Marketer
IDEC Pharmaceuticals and Schering AG Abbott Laboratories
Approved
March 2002
December 2002
CDR-grafted
Genentech and Novartis Corixa and GlaxoSmithKline Genentech and Xoma
细胞核
2
1 4
细胞膜 A = HER2 DNA B = HER2 信使RNA C = HER2 受体蛋白 1 = 基因拷贝数 2 = mRNA 转录 3 = 细胞表面受体蛋白表达 4 = 细胞外受体功能域释放
HER2正常表达 细胞 (HER2–) (~2万个受体）
HER2过表达的细胞(HER2+) (100–200万个受体）
免疫球蛋白 基因载体的构建 H链嵌合载体
L 链嵌合载体
共转染细胞
抗体分泌细胞
鼠VH 鼠VL
人CL 人CH
CDR移植
CDR序列 CDR序列
鼠单克隆抗体
人抗体
人源化抗体
小分子抗体
小分子抗体的优点： 分子质量小，免疫原性低。 易于进入实体瘤周围的微循环。 无Fc片段，不易与具有Fc受体的非靶细胞结合，用于免疫诊断 时成像清晰。 构建较简单，易于操作和改造。 可在细菌中表达，易于大量生产。
Chimeric Chimeric Chimeric CDR-grafted
Product
Rituxan Non-Hodgkin's lymphoma SimulectOrgan rejection prophylaxis RemicadeRheumatoid arthritis,Crohn's disease Zenapax Organ rejection prophylaxis Synagis Respiratory syncytial virus Herceptin Metastatic breast cancer Mylotarg Acute myeloid leukemia
September 1998
CDR-grafted
American Home Products
May 2000
Type
Murine Radiolabeled Phage Display
Product
Zevalin Non-Hodgkin's Lymphoma Humira Rheumatoid arthritis Xolair Moderate to severe persistent asthma Bexxar CD20 positive, follicular, Non-Hodgkin's Lymphoma Raptiva Chronic moderate-tosevere psoriasis
疗程建议
转移性乳腺癌至少6个月
辅助治疗一年
所需溶液的体积 = 体重（Kg）剂量（4mg/Kg负荷量或2mg/Kg维持量）
21（mg/ml，配置好溶液的浓度）
曲妥珠单抗辅助治疗可以选择的方案
AC - TH
• 阿霉素(或表阿霉素)联合环磷酰胺，1 / 21天×4周期，然后紫杉醇或多西紫杉醇 4周期，同时曲妥珠单抗周疗 2 mg/kg（首剂 4 mg/kg） • 或三周一次 6 mg/kg（首剂8mg/kg），共 1年
Marketer
Genentech Novartis ohnson & Johnson Roche
Approved
November 1997 May 1998 August 1998 December 1997
CDR-grafted
Medimmune
June 1998
CDR-grafted
Genentech
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
杂交瘤
BB
B
瘤
瘤瘤
HAT选择培养液（黄嘌呤、氨基喋呤和胸腺嘧啶） 选择培养 骨髓瘤细胞因缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶而死亡
分离单个细胞进行克隆化培养
检测到所需 的X抗体
检测到所需 的X抗体
扩大培养
注入小鼠腹腔 大量单克隆抗体
体外培养
细 胞 杂 交 瘤 技 术
鼠 单 抗
June 2003
Murine Radiolabeled CDR-grafted
June 2003
October 2003
Chimeric
Erbitux Colorectal cancer
Avastin（Bevacizumab） colon and rectum cancer
Imclone and
Bristol-Myers Squibb Genentech
TCH（多西紫杉醇、卡铂、曲妥珠单抗）方案
• 多西紫杉醇75 mg/m2，卡铂 AUC 6， • 每 21天一疗程共6周期， • 同时曲妥珠单抗周疗, 化疗结束后曲妥珠单抗6 mg/kg，三周一次，至1年
标准化疗后单用曲妥珠单抗治疗 1年
• 曲妥珠单抗治疗方案为 6 mg/kg,（首剂 8 mg/kg） • 每 3周方案，治疗时间为1年
February 2004
CDR-grafted
February 2004
单克隆抗体技术在我国的发展.
1979 - 1980 国内个别单位开始单抗的研制 1984年以前 基本是技术方法的建立和完善 1985年以后 单抗为基础的诊断试剂用于研究和临床 1987年以后 单抗的体内诊断和治疗制剂被列 入863计划 1992年 2005年 我国第一个单抗衍生物被SDA批准进入临床 第四军医大学研制的治疗肝癌新药——碘131 美妥昔单抗注射液，这是全球第一个专门用于 治疗原发性肝癌的单抗导向同位素药物.
噬 菌 体 抗 体 库
抗体库的优点：
越过了细胞融合的步骤，省时省力。 扩大了筛选容量，易于获得高亲和力抗体。 不需进行人工体内免疫。
单克隆抗体药物：Trastuzumab
商品名：赫赛汀 英文名：Herceptin 通用名：注射用曲妥珠单抗 (Trastuzumab )
针对HER2的特异性单克隆抗体，用于治疗HER2过度表达的 转移性乳腺癌
癌细胞表面存在着Her-2蛋白，
Heceptin与Her-2结合阻断和抑 制细胞的增殖，用于 转移性 乳腺癌病人的治疗。
Heceptin 作用
Heceptin
受刺激后促进癌细胞的增殖20
～30％的癌细胞。
刺激 HER2
タンパク
刺激
刺激
増殖
がん細胞 HER2 タンパク
刺激
増殖抑制
癌细胞
HER2检测流程
单克隆抗体药物 抗肿瘤的生物技术药物
杨春华 讲师 2014.5.14
2007年全球医药市场达到6750亿美元左右，增速为5-6%，其中生物 制药市场收入为450亿美元，增速为13-14% 。 生物制药占医药产业8.8-10%，其中美国市场占62%，欧洲占25%， 日本占7%。 美国已产业化的基因工程药物200种，占药品总销售额的10%。 我国生物技术药物研究和开发起步较晚，已有20多种基因工程药物和 疫苗上市，正在进行临床试验的品种近100种。 2005年我国医药生物技术产品总销售额达到350亿元。
单克隆抗体药物： Rituximab
商品名：美罗华 英文名：Mabthera 通用名：利妥昔单抗(Rituximab )
B4
B4 B4 单克隆抗体
• 在V区中，某些特定位置的氨 基酸残基的组成和排列顺序高 度可变，称为HVR，或互补 决定区（CDR）。 • VL区和VH区各存在个3CDR • FR1~4为骨架区，稳定HVR的 结构。
• Fab段：抗原结合片段 • Fc段：可结晶段
Fab
Fc
抗体的发展过程
多克隆抗血清
什么是抗体（ Antibody，Ab ）？
由分化成熟的终末B细胞--浆细胞合成、分泌的一类能与相应 抗原（ antigen ，Ag ）特异性结合的具有免疫功能的糖蛋白。 1 2 4
Ag
3
B 抗体 ，Ab
一个 B 细胞只能生产一种抗体，对付某一 抗原決定基。
1
B1
Ag
2 3
4
B2 B3 B4
多克隆抗体
3. 治疗肿瘤放化疗后出现的白细胞减少的 G-CSF 4. 治疗肺癌、乳腺癌和结直肠癌的 anti-VEGF 抗体 Avastin
5. 治疗类风湿关节炎的 anti-TNFα抗体Enbrel、Remicade
单克隆抗体药物
Monoclonal Antibodies on the Market
Type
21
基因工程抗体
为了降低免疫原性，降低相对分子量，增加穿透力，开发了新 的基因工程抗体。
恒定区人源化
可变区人源化
鼠单抗 100% 鼠源
鼠/人嵌合单抗 (66-75 % 人源)
人源化单抗 (90-95 % 人源)
100% 人源
人-鼠嵌合抗体基因工程改造策略
Pr 鼠VH
启动子
人 CH
Pr
鼠VL
人 CL
单克隆抗体
基因工程抗体 抗体库
多克隆抗体
抗 原
BA L B /c
31 2 4
免 疫
1 2 3 4
31 2 4
传统抗血清
所有抗体混合
单克隆抗体
1975年建立了单克隆 抗体技术（淋巴细胞 杂交瘤技术）。 1984年获得诺贝尔医 学和生理学奖。
注射特定 抗原蛋白
培养骨髓瘤细胞 B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 融合
正常HER2 表达
HER2 基因扩增导致HER2过表达
HER2 过表达导致肿瘤增殖
促进细胞的生长和增殖------肿瘤发生
抑制细胞的凋亡
诱导血管新生 提高细胞运动能力,增强肿瘤的浸润转移作用
HER2在癌症中过表达：
30％以上的人类肿瘤中存在HER2基因的扩增/过度表达（如乳 腺癌、卵巢癌、子宫内膜 癌、输卵管癌、胃癌和前列腺癌等。 20％－30％的原发性浸润性乳腺癌有HER2基因的扩增/过度表 达。 Herceptin即为一种针对HER2受体的人源化单克隆抗体，是乳腺 癌治疗领域的第一个分子靶向性药物，具有高效、低毒、选择 性强的特点。 2010年，欧洲和美国先后批准化疗联合使用曲妥珠单抗治疗HE R2阳性胃及胃食管交界癌患者。
至2008年底，FDA 共批准99种生物技术药物上市 2007年29/110种生物技术药物的销售额超过10亿美元 2007年销售额超过40亿美元的药物有16种，基因工程药物占据7种： 1. 治疗非霍奇金淋巴瘤的 anti-CD20 抗体 Rituxan
2. 治疗乳腺癌的anti-EGFR II 抗体 Herceptin
小分子抗体的缺点： 与抗原结合活性相对较弱。 半衰期短。
抗体库
抗体库技术： 用基因克隆技术克隆全套抗体的重链和轻链的可变区 基因，然后重组到特定的表达载体中，转化特定的宿主 细胞表达有功能的抗体分子，并通过亲和筛选获得特异 性抗体可变区基因的技术。 利用抗体库技术筛选到的抗体可变区基因可被用于构 建基因工程抗体。
重组DNA衍生的人源化单克隆抗体
可单药使用,不良反应轻，耐受性好,可在门诊治疗 疗效显著，中位缓解时间长
• HER2
• 人类表皮生长因子受体-2
Human Epidermal growth Factor Receptor-2
HER2 • 分子量185 kDa的糖蛋白: – 细胞外区（配体结合区） – 跨膜区（传导信号） – 细胞内区（激酶活性） 细胞外 细胞膜 细胞内
EGF EGFR
TGF
TGF
NRG HER2 HER2 HER3 NRG
EGFR
EGFR
HER2 HER4
HER2 HER2
Cell membrane
信号级联放大
核膜
Intracellular
基因转录
细胞生长和增殖
抑制凋亡
化疗耐药
提高细胞运动
转移
肿瘤生长
HER2阳性：过度表达/扩增
细胞质
3
Leabharlann BaiduC B A
大鼠 小鼠
产量高、操作比 小鼠麻烦 少用 易操作、多用
HAMA反应
人 单 抗
人人杂交瘤
人鼠杂交瘤
人B细胞、骨髓瘤 细胞融合 人B细胞、鼠骨髓 瘤细胞融合
单克隆抗体的不足：
目前单克隆抗体均是鼠源性抗体，应用于人体内可产生人 抗鼠抗体（human antimouse antibody, HAMA) 人体的排斥反应 人体内半衰期只有5-6小时 到达靶组织的药量仅有1％
原位杂交
赫赛汀®用法用量
首剂
每周方案 首剂
三周方案
4mg/kg，90分钟内
静脉滴注，观察2小时 用法用量 维持剂量 2mg/kg，每周一次， 30分钟静脉滴注
8mg/kg，90分钟内
静脉滴注，观察2小时
维持剂量 6mg/kg，每三周一 次，30分钟静脉滴注
440mg 冻干粉针剂 20ml 无菌注射用水
Marketer
IDEC Pharmaceuticals and Schering AG Abbott Laboratories
Approved
March 2002
December 2002
CDR-grafted
Genentech and Novartis Corixa and GlaxoSmithKline Genentech and Xoma
细胞核
2
1 4
细胞膜 A = HER2 DNA B = HER2 信使RNA C = HER2 受体蛋白 1 = 基因拷贝数 2 = mRNA 转录 3 = 细胞表面受体蛋白表达 4 = 细胞外受体功能域释放
HER2正常表达 细胞 (HER2–) (~2万个受体）
HER2过表达的细胞(HER2+) (100–200万个受体）
免疫球蛋白 基因载体的构建 H链嵌合载体
L 链嵌合载体
共转染细胞
抗体分泌细胞
鼠VH 鼠VL
人CL 人CH
CDR移植
CDR序列 CDR序列
鼠单克隆抗体
人抗体
人源化抗体
小分子抗体
小分子抗体的优点： 分子质量小，免疫原性低。 易于进入实体瘤周围的微循环。 无Fc片段，不易与具有Fc受体的非靶细胞结合，用于免疫诊断 时成像清晰。 构建较简单，易于操作和改造。 可在细菌中表达，易于大量生产。
Chimeric Chimeric Chimeric CDR-grafted
Product
Rituxan Non-Hodgkin's lymphoma SimulectOrgan rejection prophylaxis RemicadeRheumatoid arthritis,Crohn's disease Zenapax Organ rejection prophylaxis Synagis Respiratory syncytial virus Herceptin Metastatic breast cancer Mylotarg Acute myeloid leukemia
September 1998
CDR-grafted
American Home Products
May 2000
Type
Murine Radiolabeled Phage Display
Product
Zevalin Non-Hodgkin's Lymphoma Humira Rheumatoid arthritis Xolair Moderate to severe persistent asthma Bexxar CD20 positive, follicular, Non-Hodgkin's Lymphoma Raptiva Chronic moderate-tosevere psoriasis
疗程建议
转移性乳腺癌至少6个月
辅助治疗一年
所需溶液的体积 = 体重（Kg）剂量（4mg/Kg负荷量或2mg/Kg维持量）
21（mg/ml，配置好溶液的浓度）
曲妥珠单抗辅助治疗可以选择的方案
AC - TH
• 阿霉素(或表阿霉素)联合环磷酰胺，1 / 21天×4周期，然后紫杉醇或多西紫杉醇 4周期，同时曲妥珠单抗周疗 2 mg/kg（首剂 4 mg/kg） • 或三周一次 6 mg/kg（首剂8mg/kg），共 1年
Marketer
Genentech Novartis ohnson & Johnson Roche
Approved
November 1997 May 1998 August 1998 December 1997
CDR-grafted
Medimmune
June 1998
CDR-grafted
Genentech
B淋巴细胞
骨髓瘤细胞
杂交瘤
BB
B
瘤
瘤瘤
HAT选择培养液（黄嘌呤、氨基喋呤和胸腺嘧啶） 选择培养 骨髓瘤细胞因缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶而死亡
分离单个细胞进行克隆化培养
检测到所需 的X抗体
检测到所需 的X抗体
扩大培养
注入小鼠腹腔 大量单克隆抗体
体外培养
细 胞 杂 交 瘤 技 术
鼠 单 抗
June 2003
Murine Radiolabeled CDR-grafted
June 2003
October 2003
Chimeric
Erbitux Colorectal cancer
Avastin（Bevacizumab） colon and rectum cancer
Imclone and
Bristol-Myers Squibb Genentech
TCH（多西紫杉醇、卡铂、曲妥珠单抗）方案
• 多西紫杉醇75 mg/m2，卡铂 AUC 6， • 每 21天一疗程共6周期， • 同时曲妥珠单抗周疗, 化疗结束后曲妥珠单抗6 mg/kg，三周一次，至1年
标准化疗后单用曲妥珠单抗治疗 1年
• 曲妥珠单抗治疗方案为 6 mg/kg,（首剂 8 mg/kg） • 每 3周方案，治疗时间为1年
February 2004
CDR-grafted
February 2004
单克隆抗体技术在我国的发展.
1979 - 1980 国内个别单位开始单抗的研制 1984年以前 基本是技术方法的建立和完善 1985年以后 单抗为基础的诊断试剂用于研究和临床 1987年以后 单抗的体内诊断和治疗制剂被列 入863计划 1992年 2005年 我国第一个单抗衍生物被SDA批准进入临床 第四军医大学研制的治疗肝癌新药——碘131 美妥昔单抗注射液，这是全球第一个专门用于 治疗原发性肝癌的单抗导向同位素药物.
噬 菌 体 抗 体 库
抗体库的优点：
越过了细胞融合的步骤，省时省力。 扩大了筛选容量，易于获得高亲和力抗体。 不需进行人工体内免疫。
单克隆抗体药物：Trastuzumab
商品名：赫赛汀 英文名：Herceptin 通用名：注射用曲妥珠单抗 (Trastuzumab )
针对HER2的特异性单克隆抗体，用于治疗HER2过度表达的 转移性乳腺癌
癌细胞表面存在着Her-2蛋白，
Heceptin与Her-2结合阻断和抑 制细胞的增殖，用于 转移性 乳腺癌病人的治疗。
Heceptin 作用
Heceptin
受刺激后促进癌细胞的增殖20
～30％的癌细胞。
刺激 HER2
タンパク
刺激
刺激
増殖
がん細胞 HER2 タンパク
刺激
増殖抑制
癌细胞
HER2检测流程
单克隆抗体药物 抗肿瘤的生物技术药物
杨春华 讲师 2014.5.14
2007年全球医药市场达到6750亿美元左右，增速为5-6%，其中生物 制药市场收入为450亿美元，增速为13-14% 。 生物制药占医药产业8.8-10%，其中美国市场占62%，欧洲占25%， 日本占7%。 美国已产业化的基因工程药物200种，占药品总销售额的10%。 我国生物技术药物研究和开发起步较晚，已有20多种基因工程药物和 疫苗上市，正在进行临床试验的品种近100种。 2005年我国医药生物技术产品总销售额达到350亿元。
单克隆抗体药物： Rituximab
商品名：美罗华 英文名：Mabthera 通用名：利妥昔单抗(Rituximab )
B4
B4 B4 单克隆抗体
• 在V区中，某些特定位置的氨 基酸残基的组成和排列顺序高 度可变，称为HVR，或互补 决定区（CDR）。 • VL区和VH区各存在个3CDR • FR1~4为骨架区，稳定HVR的 结构。
• Fab段：抗原结合片段 • Fc段：可结晶段
Fab
Fc
抗体的发展过程
多克隆抗血清
什么是抗体（ Antibody，Ab ）？
由分化成熟的终末B细胞--浆细胞合成、分泌的一类能与相应 抗原（ antigen ，Ag ）特异性结合的具有免疫功能的糖蛋白。 1 2 4
Ag
3
B 抗体 ，Ab
一个 B 细胞只能生产一种抗体，对付某一 抗原決定基。
1
B1
Ag
2 3
4
B2 B3 B4
多克隆抗体
3. 治疗肿瘤放化疗后出现的白细胞减少的 G-CSF 4. 治疗肺癌、乳腺癌和结直肠癌的 anti-VEGF 抗体 Avastin
5. 治疗类风湿关节炎的 anti-TNFα抗体Enbrel、Remicade
单克隆抗体药物
Monoclonal Antibodies on the Market
Type
21
基因工程抗体
为了降低免疫原性，降低相对分子量，增加穿透力，开发了新 的基因工程抗体。
恒定区人源化
可变区人源化
鼠单抗 100% 鼠源
鼠/人嵌合单抗 (66-75 % 人源)
人源化单抗 (90-95 % 人源)
100% 人源
人-鼠嵌合抗体基因工程改造策略
Pr 鼠VH
启动子
人 CH
Pr
鼠VL
人 CL
单克隆抗体
基因工程抗体 抗体库
多克隆抗体
抗 原
BA L B /c
31 2 4
免 疫
1 2 3 4
31 2 4
传统抗血清
所有抗体混合
单克隆抗体
1975年建立了单克隆 抗体技术（淋巴细胞 杂交瘤技术）。 1984年获得诺贝尔医 学和生理学奖。
注射特定 抗原蛋白
培养骨髓瘤细胞 B淋巴细胞 骨髓瘤细胞 融合
正常HER2 表达
HER2 基因扩增导致HER2过表达
HER2 过表达导致肿瘤增殖
促进细胞的生长和增殖------肿瘤发生
抑制细胞的凋亡
诱导血管新生 提高细胞运动能力,增强肿瘤的浸润转移作用
HER2在癌症中过表达：
30％以上的人类肿瘤中存在HER2基因的扩增/过度表达（如乳 腺癌、卵巢癌、子宫内膜 癌、输卵管癌、胃癌和前列腺癌等。 20％－30％的原发性浸润性乳腺癌有HER2基因的扩增/过度表 达。 Herceptin即为一种针对HER2受体的人源化单克隆抗体，是乳腺 癌治疗领域的第一个分子靶向性药物，具有高效、低毒、选择 性强的特点。 2010年，欧洲和美国先后批准化疗联合使用曲妥珠单抗治疗HE R2阳性胃及胃食管交界癌患者。
至2008年底，FDA 共批准99种生物技术药物上市 2007年29/110种生物技术药物的销售额超过10亿美元 2007年销售额超过40亿美元的药物有16种，基因工程药物占据7种： 1. 治疗非霍奇金淋巴瘤的 anti-CD20 抗体 Rituxan
2. 治疗乳腺癌的anti-EGFR II 抗体 Herceptin
小分子抗体的缺点： 与抗原结合活性相对较弱。 半衰期短。
抗体库
抗体库技术： 用基因克隆技术克隆全套抗体的重链和轻链的可变区 基因，然后重组到特定的表达载体中，转化特定的宿主 细胞表达有功能的抗体分子，并通过亲和筛选获得特异 性抗体可变区基因的技术。 利用抗体库技术筛选到的抗体可变区基因可被用于构 建基因工程抗体。
重组DNA衍生的人源化单克隆抗体
可单药使用,不良反应轻，耐受性好,可在门诊治疗 疗效显著，中位缓解时间长
• HER2
• 人类表皮生长因子受体-2
Human Epidermal growth Factor Receptor-2
HER2 • 分子量185 kDa的糖蛋白: – 细胞外区（配体结合区） – 跨膜区（传导信号） – 细胞内区（激酶活性） 细胞外 细胞膜 细胞内
EGF EGFR
TGF
TGF
NRG HER2 HER2 HER3 NRG
EGFR
EGFR
HER2 HER4
HER2 HER2
Cell membrane
信号级联放大
核膜
Intracellular
基因转录
细胞生长和增殖
抑制凋亡
化疗耐药
提高细胞运动
转移
肿瘤生长
HER2阳性：过度表达/扩增
细胞质
3
Leabharlann BaiduC B A
大鼠 小鼠
产量高、操作比 小鼠麻烦 少用 易操作、多用
HAMA反应
人 单 抗
人人杂交瘤
人鼠杂交瘤
人B细胞、骨髓瘤 细胞融合 人B细胞、鼠骨髓 瘤细胞融合
单克隆抗体的不足：
目前单克隆抗体均是鼠源性抗体，应用于人体内可产生人 抗鼠抗体（human antimouse antibody, HAMA) 人体的排斥反应 人体内半衰期只有5-6小时 到达靶组织的药量仅有1％