基因工程药物概述

干扰素的免疫调节作用
3、肿瘤坏死因子
• 定义：一种能使肿瘤组织 发生出血坏死的细胞因子。
分类： TNF- 和TNF-
功能：抗肿瘤作用（引起肿瘤细 胞凋亡、肿瘤组织坏死）、免疫 调节作用、炎症介质。
TNF的功能
4、集落刺激因子
• 定义：能够刺激造血干细胞和不同发育分化阶段 的造血祖细胞增殖分化、在半固体培养基上形成 相应细胞集落的细胞因子。又称为造血刺激因子 或造血调节因子。
外源治疗性可溶性受体可与相应的膜受体竞争配体 而起到抑制作用，借此发挥治疗作用。
亚单位疫苗
• 用病原体上能够诱发保护性反应的蛋白 （而非完整病原体）生产的疫苗。
传统疫苗：完整病原体制备的灭活疫苗（死疫苗）、减毒活 疫苗（弱毒疫苗）和细菌外毒素经一定浓度甲醛处理后生产 的类毒素（toxiod)疫苗。
• 血小板源性生长因子（PDGF）：促进创伤愈合，治疗糖 尿病足溃疡。
• 骨成型蛋白2（BMP-2）：促进骨质形成，治疗脊骨退行 性融合。
• 角化细胞生长因子-1（KGF-1）：促进上皮细胞移行及再 生，用于治疗化疗引起的重度口腔黏膜炎。
• 胰岛素样生长因子-1（IGF-1）：儿童IGF缺乏性生长不 良
司，抗TNF-α抗体，治疗类风湿关节炎） • 2004年，中国批准了第一个基因治疗药物P53腺病毒注射液 • 2006年，FDA批准第一个基因重组肿瘤疫苗Gardasil（佳达修，加
德西）上市（用于预防HPV感染诱发的宫颈癌） • 2011年，FDA批准第一个抗体药物偶联物（ADCs）抗CD30-毒素偶
1、抗原结合位点：位于N段可变区。 2、补体结合位点： 位于IgG分子Fc段的CH2，可与补体结合。 3、Fc受体结合位点：位于IgG分子Fc段的CH3，可与IgG的
FcR结合。 4、母体胎盘结合位点：位于IgG分子Fc段的CH2，可与母体胎
盘滋养层细胞上的受体结合，介导IgG从母体一侧穿过胎 盘到达胎儿。
与连接 • 1977年，Genentech公司在大肠杆菌表达第一个人蛋白生长抑素，
随后又成功表达了rhGH。 • 1978年， Genentech公司基因重组人胰岛素在大肠杆菌中成功表达
• 1979年，FDA批准了第一个基因重组药物-人胰 岛素Humulin上市（ Genentech公司）
基因工程药物发展历史（续-1）
长因子） ：创伤、烧伤、眼科疾病等。
（四）我国CFDA2013年9月登记的进口重组 细胞因子类药物
• rhIFN α2a注射液：罗荛愫，Roferon-A：瑞士。 • PEG化rhIFN α-2a注射液：派罗欣，Pegasys，瑞士。 • PEG化rhIFN α-2b注射剂：佩乐能，Peg-Intron，新加
• 中和作用：抗体与病原微生物和毒素等有害抗原 物质结合，阻止其与细胞受体结合而保护细胞免 受危害的作用。具有中和作用的抗体称为中和抗 体。
• 封闭作用：抗体与功能细胞表面抗原或可溶性抗 原结合阻止其发挥效应的作用。这类抗体被称为 封闭抗体 。
中和抗体结合位点
CVB3：柯萨奇B3病 毒
两个思考题： 1、能与病原表面抗原结合的抗体是否都是中和抗体？ 2、用来制备中和抗体的抗原应具备什么基本条件？
四、重组抗体类型及应用现状
（一）抗体基本结构：按同 一方向排列的4条肽链 （两条相同的长链称之为 重链，两条相同的短链称 为轻链）经二硫键连接组 成的形态呈“Y”的单体。
（二）分类：5类，IgG、 IgM、IgA、IgD、IgE。 其中在血液中含量最高、 功能最全的为IgG。
（三）IgG的功能区及功能
• IL-2：肿瘤。 • IL-11：血小板减少症。 • 各种类型干扰素（IFN）：治疗肿瘤、炎症、自身免疫
性疾病。 • EPO：肾性贫血。 • TPO：血小板减少性紫癜。 • rhG-CSF： 白细胞减少症
IL-2：T细胞生长因子，刺激T细胞增殖。 IL-11：血小板刺激因子，促进血小板产生。
美国FDA上市的CK产品及适应症（续）
治疗疾病：糖尿病、不育症、矮小症、骨质疏松
胰岛β细胞破坏与糖尿病
我国CFDA2013年9月登记的重组激素类药物
• 国产：胰岛素及各种突变体、人生长激素（rhGF ）。
• 进口：瑞士、蛋白、韩国产生长激素；瑞士产人 促黄体激素；瑞士和荷兰产人促卵泡激素；意大 利产人绒毛膜促性腺激素。
治疗疾病：糖尿病、矮小症、不育症
大家好
第一章、基因工程药 物概述
提纲
发展历史 应用现状 今后研发方向
第一节、基因工程药 物发展历史
主要参考资料：汤仲明.生物技术药物（第1版）.北京： 化学工业出版社，2008.
基因工程药物发展历史
• 1953年，Watson和Crick揭示了DNA双螺旋结构 • 1966年，遗传密码被破译 • 1970年，发现了限制性内切酶 • 1973年，Cohen和Boyer用限制性内切酶第一次完成了DNA的切割
集落刺激因子分类
• 粒细胞集落刺激因子（granulocyte CSF，G-CSF） • 粒细胞、巨噬细胞集落刺激因子（ granulocyte－
macrophage CSF，GM-CSF） • 巨噬细胞集落刺激因子（ macrophage CSF，M-CSF） • 干细胞因子（stem cell factor，SCF） • 红细胞生成素（erythropoietin，EPO • 血小板生成素（thrombopoietin，TPO）
抗体
• 免疫系统在抗原刺激下，由B淋巴细胞增殖分化为浆细 胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合、具有免疫 功能的蛋白质。
• 组成主要为γ球蛋白，也称为免疫球蛋白（ Immunoglubulin，Ig）。
可溶性受体（soloble receiptors）
• 为膜表面受体的胞外部分，由于呈游离可溶状 态，被称为可溶性受体。
• 1982年，第一个用酵母表达的基因重组胰岛素-Novolin 上市
• 1983年，PCR技术出现 • 1984年，嵌合抗体技术创立 • 1986年，人源化抗体技术创立 • 1986年，第一个重组抗肿瘤药物α-IFN上市 • 1987年，第一个用动物细胞（中国仓鼠卵巢细胞CHO）
表达的基因工程产品t-PA（组织型纤溶酶原激活物）上 市 • 1988年，第一个基因重组疫苗上市（乙肝疫苗， Recombivax-HB）
（三）我国CFDA2013年9月登记的国产重组细胞因 子类药物
• IL-2相关产品 • IL-11相关产品 • 各种类型IFN • TNF：注射用重组改构人肿瘤坏死因子（天恩福） • EPO • TPO • rhG-CSF • rhGM-CSF • rEGF（重组表皮生长因子）及rFGF（重组成纤维细胞生
基因工程及制药发展历史（续-2）
• 1990年，噬菌体展示人源抗体制备技术创立 • 1994年，第一个基因重组嵌合抗体ReoPro上市 • 1997年，FDA批准第一个肿瘤治疗性抗体Rituxan上市（IDEC和
Genentech公司）（CHO表达，抗CD20） • 2002年，EMEA批准第一个治疗性人源抗体Humira上市（Abbott公
（二）核酸类重组药物
• 利用重组核酸进行疾病防治的药物。
DNA疫苗（ DNA vaccine ）：是把编码病原体保护性抗原 的基因连接到真核表达载体上，用重组载体制成的疫苗。 又称为基因疫苗（genetic vaccine）、核酸疫苗（nucleic acid immunizaiton）等。
（三）重组活载体疫苗
联物上市（用于霍奇金淋巴瘤的治疗）
第二节、基因工程药 物的种类及应用现状
参考文献： ①美国食品药物管理局网站： Drags@FDA： ②中国国家食品药品监督管理局（SFDA）网站 ③胡显文在“基因工程药物与抗体药物研发与质量控制关键技术 研讨会”上的报告。
一、基因工程药物的种类
• 基因重组多肽及蛋白药物 • 核酸类重组药物 • 重组活载体药物
• 将编码病原体有效抗原的基因插入无致病性的活 病毒（如痘病毒疱疹病毒、腺病毒等) 或细菌 （沙门氏菌、结核杆菌)基因组，利用重组病毒 或重组细菌制成的疫苗。也称为重组活疫苗。
二、重组激素类药物应用现状
（一）FDA激素类上市产品
• 胰岛素及各种突变体：治疗糖尿病 • 甲状旁腺激素：调节钙磷代谢，治疗绝经期妇女的骨质疏松 • 人生长激素：治疗生长激素缺乏性矮小症 • 胰高血糖素：治疗胰岛素使用过量的低血糖症 • 人绒毛膜促性腺激素（HCG）：促进女性排卵，治疗不育症 • 促卵泡激素（ FSH ）：促进卵泡发育和排卵，治疗不育症 • 促黄体素（LH）：治疗严重缺乏LH和FSH的不育症患者。 • 鲑鱼降钙素：预防骨质疏松症及骨折、Paget疾病、恶性高钙血症。
6、趋化性细胞因子
• 定义：对多种白细胞（单核细胞、嗜中性粒细胞、 淋巴细胞）具有趋化作用和激活活性的小分子蛋 白质。
趋化作用（chemotaxis） ：是指化学刺激物（趋化因子）刺激细 胞沿浓度上升梯度向着化学刺激物定向移动的作用（移动的速度 为每min5~20μm）
（二）美国FDA上市的CK产品及适应症
5、生长因子
• 定义：具有刺激细胞生长作用的细胞因子。
种类：
表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）； 成纤维细胞生长因子（fibroblast growth factor， FGF）； 血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth factor， VEGF）； 神经生长因子（nerve growth factor， NGF）； 血小板衍生的生长因子（platelet derived growth factor，PDGF）； 肝细胞生长因子（hepatic growthfactor，HGF ）
坡。
• rhIFNβ-1b：倍泰龙，Betaferon， 美国 • rhIFNβ-1a注射液：利比，Rebif，意大利。 • rhEPO注射液：利血宝，ESPO，日本；阿司伯根，
Espogen，韩国；罗可曼，Recormon，瑞士。
• rhG-CSF：惠尔血，GRAN，日本；格拉诺赛特， Granocyte，日本。
IgG尚有母体胎盘结合位点；IgA有
IgG类抗体的功能
1、识别和结合抗原产生中和、封闭等作用。 2、活化补体，产生溶菌、溶细胞作用及补体的调理
作用。 3、结合Fc受体（IgG和IgE），介导抗体的调理作用
（IgG）、 ADCC作用（IgG）等。 4、通过胎盘（IgG）：参与胎儿及初生儿被动免疫
抗体的中和作用和封闭作用
三、重组细胞因子类药物应用现状
（一）细胞因子分类 • 白细胞介素（interleukin， IL） • 干扰素（interferon， IFN） • 肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor ，TNF） • 集落刺激因子（colony stimulating factor，CSF） • 生长因子（growth factor， GF） • 趋化性细胞因子（chemokine）
（一）基因重组多肽及蛋白类药物
• 是将具有药物活性的多肽及蛋白的编码基因与载 体DNA重组后转入受体细胞表达并分离纯化生产 的药物。
常用种类：蛋白多肽类激素、细胞因子、抗体、酶、可溶性 受体、亚单位疫苗、血浆蛋白等
细胞因子（cytokine，ck）
由机体多种细胞分泌的具有调控细胞生长分化、 调节免疫功能等生理活性并参与病理反应的小分 子蛋白质。
1、白细胞介素
• 定义：由白细胞产生并主要介导白细胞间相互作 用的细胞因子命名为白细胞介素（interleukin， IL）。已发现33种，IL-1~IL-33。
功能：刺激免疫细胞增殖、免疫调节（抑制或 增强）、促进炎症等作用。
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2、干扰素
• 定义：具有干扰病毒感染和复制的低分子可溶 性糖蛋白。
分类：根据稳定性（耐热耐酸性）、天然来源细胞、氨 基酸组成和序列差异，分为不同的型（ Ⅰ型和Ⅱ型）、 类（α、β、γ）、亚类（ α 1~ α 25、 β1~ β4、 γ 1~ γ 4） 及次亚类（如α 2a~ α 2c） 。 生物活性：不同种类IFN生物活性相似，具有抗病毒和免疫调 节活性（干扰病毒复制、增强细胞免疫、抑制体液免疫）。 Ⅰ型（主要为α和β类）稳定性较好。