蛋白类药物现状和发展趋势

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,2015-3-6,蛋白类药物,现状和未来开展趋势,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,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,平安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、贮运本钱高；易传染疾病；半衰期短,蛋白类药物,1.3,蛋白类药物的分类,细胞因子,Cytokine,由免疫细胞及相关细胞产生的一类调节细胞功能的高活性、多功能多肽分子，不包括免疫球蛋白、补体和一般生理性细胞产物,酶类,Enzyme,催化特定化学反应的蛋白质、,RNA,或其复合体。具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等特点。,抗体,Antibody,机体的免疫系统在抗原刺激下，由,B,淋巴细胞或记忆细胞增殖分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。,疫苗,Vaccine,用细菌、病毒、肿瘤细胞等制成的可使机体产生特异性免疫的生物制剂。,蛋白类药物,蛋白药物概述,蛋白药物未来,蛋白药物现状,细胞因子类药物,细胞因子主要生物活性,造血细胞刺激剂,炎症反响的促进剂,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平安的。,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。,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。,具有严重不良反响，局部治疗。,TNF-,活化的,T,淋巴细胞分泌,。,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。,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,细胞因子类药物,国内生产企业,产品名称,(CSF),北京双鹭,立生素,上海三维,赛格力,协和发酵麒麟,惠尔血,北京四环,欣粒生,深圳新鹏,瑞血新,齐鲁,瑞白,山东泉港,泉升,哈药集团,里亚金,石药集团,津恤力,长春金赛,金磊赛强,江苏吴中医药集团,洁欣,华北制药金坦生物,吉赛欣,厦门特宝,特尔津,国内生产企业,产品名称,(CSF),杭州九源,吉粒芬,安徽江中高邦,吉爱姆,辽宁卫星制品研究所,惠尔血,北京北医联合药业,欣粒生,海南通用同盟药业,尤尼芬,长春生物制品研究所,赛皑尔,中国医学科学院生物研究所,吉洛因,佛山瀚宇,格宁,广州白云山拜迪,石药集团百克,津优力,成都生物制品研究所,保力津,山东科兴,白特喜,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,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,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。,假设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,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,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,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,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。,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，技术开展，出现人源化抗体。,噬菌体展示技术、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,抗体类药物,19901999,20002021,图1. 在19901999和20002021两个时期内，,4类单抗进入临床研究阶段各自的百分比,截止到2021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。,2021年共有4个全人源单抗被FDA批准。,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. 19852021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,抗体类药物,序号,抗体名称,药物名称,生产公司,靶点,适应症,抗体类型,批准日期,1,Muromonab-CD3,Ortholone,莫罗单抗,Ortho Biotech,T cell,CD3,抑制排斥反应,鼠源,1986,2,Libritumomab,Zevalin,替伊莫单抗,IDEC pharmacy,CD20,非霍奇金淋巴瘤,鼠源,2002,3,Tositumomab,Bexxar,托西莫单抗,GSK,CD20,非霍奇金淋巴瘤,鼠源,2003,4,Fanolesomab,Neutrospec,Palatin,Technologies,CD15 Mab-Tc,造影剂,鼠源,2004,5,Abciximab,Reopro,阿昔单抗,Centocor,Glycoprotein lib/IIIa,心血管疾病,鼠嵌合,Fab,1997,6,Rituximab,Mabther,美罗华,IDEC & Genentech,CD20,非霍奇金淋巴瘤,嵌合抗体,1997,7,Basiliximab,Simulect,巴利昔单抗,Nocartis,IL-2R,(CD25),抑制排斥反应,嵌合抗体,1998,8,Infliximab,Remicade,Centocor,TNF-,类风湿性关节炎等免疫疾病,嵌合抗体,1988,9,Cetuximab,Erbitux,爱必妥,Eli Lilly/Merck,EGF,受体,结肠直肠癌，头颈部癌,嵌合航提,2004,10,Brentuximab,Adcetris,Seattle Genetics,CD30,霍奇金淋巴瘤,嵌合抗体,2011,抗体类药物,序号,抗体名称,药物名称,生产公司,靶点,适应症,抗体类型,批准日期,11,Trantuzumab,Herceptin,赫赛汀,Genentech,ErbB2,乳腺癌,人源化,1998,12,Palivizumab,Synagis,Medlmmune,RSV F protein,抗,RSV,病毒,人源化,1998,13,Gemtuzumab,Mylotarg,Wyeth Pharms,CD33,急性复发性髓性白血病,人源化,2001,2010,退市,14,Omalizumab,Xolair,奥马珠单抗,Genentech/Roche,Ig,E,过敏性哮喘,人源化,2003,15,Efalizumab,Raptiva,依法珠单抗,Genentech/Merck,CD11,牛皮癣,人源化,2003,2009,退市,16,Natalizumab,Tysabri,那他珠单抗,Biogen,4,integrin,多发性硬化症和,Crohns,病,人源化,2004,2006,退市,17,Bevacizumab,Avastin,阿瓦斯汀,Amgen,VEGF,Mab,rDNA,直肠结肠癌，老年黄斑病,人源化,2004,18,Ranibizumab,Lucentis,雷珠单抗,Genetech/Roche,VEGF mab Fab,老年黄斑变性,人源化,2006,19,Eculizumab,Soliris,艾库组单抗,Alexion,Complement,C 5,血红尿,人源化,2007,抗体类药物,序号,抗体名称,药物名称,生产公司,靶点,适应症,抗体类型,批准日期,20,Tocilizumab,Actemra,托珠单抗,Amgen,IL-6,受体,风湿关节炎,人源化,2010,21,Pertuzumab,Perjeta,帕妥珠单抗,Genentech,HER2,Mab,rDNA,乳腺癌,人源化,2012,22,Raxibacumab,Abthrax,Genome Sciences,Bacillus,炭疽,人源化,2012,23,Adotrastuzumab,Kadcyla,Genentech/Roche,HER2,乳腺癌,人源化,-ADC,2013,24,Adalimumab,Humira,阿达木单抗,Abbott laboratories,TNF-,抗,TNF Mab,治疗关节炎,全人抗体,2002,25,Panitumumab,Vectibix,帕尼单抗,Amgen,EGF,受体,直肠结肠癌,全人抗体,2006,26,Golimumab,Simponi,戈利木单抗,Centocor,TNF-,类风湿性、银屑病关节炎,全人抗体,2009,27,Canakinumab,Ilaris,人抗,IL-1,Novartis,IL-1,佩林周期关联综合征,全人抗体,2009,28,Ustekinumab,Stelara,Centocor,IL-12/23,P40,牛皮癣,全人抗体,2009,抗体类药物,序号,抗体名称,药物名称,生产公司,靶点,适应症,抗体类型,批准日期,29,Ofatumumab,Arzerra,GSK,CD 20 Mab,淋巴瘤,全人抗体,2009,30,Belimumab,Benlysta,贝利单抗,Genome Sciences,B,细胞活化因子,红斑狼疮,全人抗体,2011,31,Lpilimumab,Yervoy,易普单抗,Bristol-Myers Squibb,CTLA-4,晚期黑色素瘤,全人抗体,2011,32,Etanercept,Enbrel,依那西普,Amgen,TNF,receptor-2,脊椎炎,Fc,融合蛋白,2003,33,Belatacept,Nulojix,贝拉西普,Nulojix,CTLA-4,Fc,融合蛋白,2011,34,Aflibercept,Eylea,阿柏西普,Genetech/Roche,VEGF,Trap-Eye,老年黄斑病,Fc,融合蛋白,2011,35,Certolizumab,Cimzia,塞妥珠单抗,UCB,TNF mab Fab,Crohn,病,Fab,2008,36,Centruroides,Scorpion,Centruroides,Scorpion F(ab)2,Instituto Bioclon,S.A,Scorpion,stings,F(ab)2,F(ab)2,2011,37,Denosumab,Prolia,狄诺塞麦,Amgen,RANKL Mab,骨质疏松，实体瘤,Kappa B,2010,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，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 + 蛋白质化学反响 别离纯化 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去除和降解。PEG的外表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别离，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。,3. 具备更多的活化基团，羧基的活化可以直接与蛋白类药物的氨基偶合，剩余活性中间体能够水解，回到抗蛋白质非特异性吸附状态。,4. 分子的两性离子，对蛋白质修饰后，不会影响其外表电荷分布，蛋白质分子空间结构不会发生太大变化，生物活性较PEG修饰的有明显提高。,蛋白药物未来,3.3 单克隆抗体开展趋势,抗,体,片,段,Fab,抗体片段,1.,只含有一个,Fab,臂，分子量,50KD,2. Fab,区域含可变区和恒定区，可以与特异抗原结合,3.,有更好的穿透力,已上市,Fab,抗体片段：,ReoPro,(,重组嵌合,Fab,抗体片段，抗血小板凝集,),Cimzia,(,聚乙二醇化人抗,TNF-,抗体,Fab,片段,治疗中轴性脊柱关节炎,),F(ab),2,片段,1.,两个,Fab,通过二硫键连接形成,2.,免疫原性降低,3.,半衰期延长,已上市,F(ab),2,片段：,Anascorp,(,经蝎毒免疫后的马血浆制成，治疗蝎毒的孤儿药,),单链抗体,scFv,1.,只编码抗体重链可变区以及轻链,(V,H,+V,L,),，通过多肽连接，形成单链抗体的可变区,2.,穿透力强，亲和力下降,3.,分子量在,25KD,FDA,还未批准有药物上市。,在临床研究项目：,Pexelizumab,(Alexion,公司,),，现,III,期临床，主要治疗冠状动脉疾病。,单区域抗体,sdAb,1.,包含抗体可变结构域，分子量,1215KD,2. V,H,约,110,个氨基酸,3.,对去污剂稳定，对热稳定,FDA,还未批准有药物上市。,在临床研究项目：,GSK,的,GSK1995057,(,人,TNFR1,的单结构域抗体,),，现,I,期临床。,3.3 单克隆抗体开展趋势,双特异抗体,三功能抗体,结合两种不同的抗原，典型的是,CD3,和肿瘤抗原。,在临床研究项目：,Cammaxomab,，能同时激活,T,细胞和辅助免疫细胞，从而破坏具有表面抗原上皮细胞黏附分子,(Ep-CAM),的靶肿瘤细胞。欧洲已获准用于治疗由,Ep-CAM-,阳性上皮源性转移瘤所引起的恶性腹水。目前正处于治疗卵巢癌和胃癌的,II,期临床试验。,BiTEs,由两个来源不同单链抗体,scFv,结合，一个结合,T-,细胞的,CD3,受体，另一个结合肿瘤细胞的特异分子。,在临床研究项目：,Blinatumomab,(MT103) 2010,年,7,月进入临床，治疗非霍季金淋巴瘤。,BiTE,是,micromet,AG,公司注册的商标。,3.3 单克隆抗体开展趋势,抗体,-,药物,偶联物,(ADCs),抗体与抗癌制剂偶联的药物，主要用于癌症的治疗。,Adcetris,(Seattle Genetics &,武田,)2011,年获得,FDA,批准。,目前,FDA,在,III,期临床只有,T-DM1,一个药物，,II,期,6,个,，,I,期,8,个,。,T-DM1,(Genentech) Herceptin(,赫赛汀,),与,DM1,偶联，治疗,HER2,阳性乳腺癌，其临床副作用只是,Herceptin,的一半。,抗体,-,细胞因子融合蛋白,含,Fv,段的抗体融合蛋白,含,Fc,段的抗体融合蛋白,Etanercept,(Amgen)Fc,融合蛋白，靶点是,TNF,receptor 2,，,2003,年被,FDA,批准。,蛋白药物未来,3.3 单克隆抗体开展趋势,合成抗体,(Synbody),1.,参照抗体设计的人工分子，不是来源于抗体的任何成分，但目标表位的识别序列由自然抗体产生。,2.,两个以上多肽通过一个可变结构和长度的支架连接而成；只有,1/30,传统抗体大小。,3.,两个低亲和力的多肽连接起来后，形成多价结合区域，因此具有更好的亲和力和特异性。,4.,该技术由亚利桑那州立大学研发，由,Synbody Biotechnology,开发产品。,蛋白药物未来,