基因工程细胞因子讲稿.ppt
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1、基因工程细胞因子第一页,讲稿共五十九页哦第一讲第一讲基因工程细胞因子类基因工程细胞因子类药物药物简介简介第二页,讲稿共五十九页哦基基因因工工程程细细胞胞因因子子类类药药物物是是利利用用DNA重重组组技技术术生生产产的的一一种种蛋蛋白白质质类类药药物物。它它是是随随DNA重重组组技技术术的的发发展展而而出出现现的的新新型型药药物物。利利用用基基因因工工程程技技术术,人人们们可可以以创创造造出出崭崭新新的的产产品品、生生产产出出过过去去常常规规技技术术难难以以获获得得的的大大量量产产品品或或更更有有效效地地生生产产现现有有产产品品。最最先先应应用用基基因因工工程程技技术术的的产产业业领领域域就就是
2、是制制药药业业,而而其其产产品品主主要要又是细胞因子。又是细胞因子。第三页,讲稿共五十九页哦一人类细胞因子一人类细胞因子 第四页,讲稿共五十九页哦 1 1慨念慨念(1 1)细细胞胞因因子子是是体体内内细细胞胞之之间间相相互互作作用用的的主主要要介介质质,在在机机体体的的免免疫疫应应答答、炎炎症症反反应应、造血功能,乃至胚胎发生、生长发育等各个方面都起着关键作用。造血功能,乃至胚胎发生、生长发育等各个方面都起着关键作用。(2 2)是是一一大大类类调调节节细细胞胞功功能能的的蛋蛋白白质质,其其种种类类繁繁多多。而而且且随随着着人人们们对对其其的的研研究究的的深深入不断有新成员发现。入不断有新成员发
3、现。(3 3)曾曾用用名名单单核核细细胞胞因因子子、淋淋巴巴介介素素、白白细细胞胞介介素素等等等等。现现已已将将各各种种能能调调节节免免疫疫系系统统的的因子如白细胞介素类及生长因子类统称为细胞因子。因子如白细胞介素类及生长因子类统称为细胞因子。(4 4)细细胞胞因因子子是是一一类类化化学学信信使使,具具有有许许多多共共性性和和特特性性,有有别别于于如如激激素素类类的的其其它它活活性性蛋白,所有细胞因子都是低分子量的多肽,其分子量一般小于蛋白,所有细胞因子都是低分子量的多肽,其分子量一般小于8080KDKD,常有糖基化修饰。常有糖基化修饰。第五页,讲稿共五十九页哦 2 2功能及作用功能及作用(1
4、 1)细细胞胞因因子子能能调调节节细细胞胞生生长长,其其中中有有些些具具有有抑抑制制生生长长或或细细胞胞毒毒作作用用,还还有有一一些能刺激多种细胞增殖,所以也称之为生长因子。些能刺激多种细胞增殖,所以也称之为生长因子。(2 2)细细胞胞因因子子的的作作用用方方式式是是以以自自分分泌泌方方式式作作用用于于分分泌泌它它们们的的细细胞胞,或或以以旁旁分分泌泌方方式式作作用用于于附附近近细细胞胞。其其作作用用是是首首先先和和细细胞胞表表面面的的受受体体结结合合,然然后后把把信信号号传传递递到到细细胞胞核核,从从而而触触发发或或者者抑抑制制某某些些基基因因的的转转录录,最最终终改改变变细细胞胞中中蛋蛋白
5、白质质合合成成的的模模式式。这这些些分分子子水水平平的的变变化化导导致致细细胞胞行行为为发发生生变变化化。如如细细胞胞增增殖殖、生生长长抑抑制制、杀杀灭灭肿肿瘤瘤细细胞胞的的活活性性增增强强和和抗抗体体产生增加等。产生增加等。(3 3)是是一一种种多多功功能能调调节节剂剂,它它们们互互相相之之间间的的关关系系错错综综复复杂杂。它它们们在在体体内内的的作作用用不不是是孤孤立立的的,由由一一个个复复杂杂的的细细胞胞因因子子网网络络组组成成。在在该该网网络络中中,一一种种细细胞胞因因子子的的产产生生将将影影响响其其它它细胞因子的产生或影响细胞对其它细胞因子的反应。细胞因子的产生或影响细胞对其它细胞因
6、子的反应。(4 4)细细胞胞因因子子或或其其受受体体的的异异常常增增多多、减减少少,异异常常分分布布或或细细胞胞因因子子网网络络失失衡衡常常常常与与疾疾病相关。病相关。第六页,讲稿共五十九页哦二基因工程细胞因子类药物现状二基因工程细胞因子类药物现状 第七页,讲稿共五十九页哦 1 1由由于于基基因因工工程程药药物物具具有有广广泛泛的的应应用用价价值值和和发发展展前前景景,虽虽然然研研究究开开发发前前期期投投资资很很高高,但但其其产产品品增增值值量量大大,产产品品投投放放市市场场后后能能较较快快收收回回研研究究开开发发成成本本,可可很很快快产产生生巨巨大大的的经经济济效效益益。这这就极大地促进了生
7、物技术公司的发展。就极大地促进了生物技术公司的发展。第八页,讲稿共五十九页哦2 2目前发展起来的基因工程细胞因子药物主要有:目前发展起来的基因工程细胞因子药物主要有:干扰素(干扰素(、)胰岛素生长因子胰岛素生长因子白细胞介素(白细胞介素(ILIL)系列系列肿瘤坏死因子(肿瘤坏死因子(TNFTNF)促红细胞生成素(促红细胞生成素(EPOEPO)集落刺激因子(集落刺激因子(G-CSFG-CSF、M-CSFM-CSF、GM-CSFGM-CSF)表皮生长因子(表皮生长因子(EGFEGF)血小板生长因子(血小板生长因子(PDGFPDGF)成纤维细胞生长因子(成纤维细胞生长因子(FGFFGF)神经生长因子
8、(神经生长因子(NGFNGF)结蹄组织生长因子(结蹄组织生长因子(CTGFCTGF)及心钠素等。及心钠素等。第九页,讲稿共五十九页哦 3 3现现在在美美国国FDAFDA批批准准上上市市的的基基因因工工程程细细胞胞因因子子药药物物有有、干干扰扰素素、EPOEPO、G-CSFG-CSF、GM-CSFGM-CSF、IL-2IL-2等等1010多多种种,此此外外还还有有多多种种白白介介素素、集集落落刺刺激激因因子子、神神经经生生长长因因子子、成成纤纤维维细细胞胞生生长长因因子子、胰胰岛岛素素生生长长因因子子、干干扰扰素素等等数数十十种种产产品品已已分分别别进进行行I I、IIII、IIIIII期临床研
9、究,逐步投放市场期临床研究,逐步投放市场。第十页,讲稿共五十九页哦 4 4我我国国基基因因工工程程药药物物的的开开发发研研究究自自8080年年代代末末开开始始兴兴起起,9090年年代代逐逐步步进进入入发发展展高高峰峰,重重点点研研制制和和开开发发的的基基因因工工程程细细胞胞因因子子药药物物有有干干扰扰素素、新新型型干干扰扰素素(、)、促促红红细细胞胞生生成成素素(EPOEPO)、白白细细胞胞介介素素2 2、新新型型白白细细胞胞介介素素2 2、白白细细胞胞介介素素3 3、4 4、6 6、1111、1212、1313、肿肿瘤瘤坏坏死死因因子子、集集落落刺刺激激因因子子(G-CSFG-CSF、M-C
10、SFM-CSF、GM-CSFGM-CSF)、人人表表皮皮生生长长因因子子、人人血血小小板板生生长长因因子子、结结蹄蹄组组织织生生长长因因子子、成成纤纤维维细细胞胞生生长长因因子子、神神经经生生长长因因子子、成成骨骨细细胞胞生生长长因因子子、血血管管生生成成抑制因子、甲状旁腺素及水蛭素等。抑制因子、甲状旁腺素及水蛭素等。第十一页,讲稿共五十九页哦 5 5集集落落刺刺激激因因子子是是目目前前我我国国研研制制开开发发最最为为活活跃跃的的重重组组细细胞胞因因子子,前前后后已已有有十十余余家家研研制制成成功功G-CSFG-CSF及及GM-CSFGM-CSF获获得得新新药药证证书书和和生生产产文号,投放市
11、场。文号,投放市场。第十二页,讲稿共五十九页哦 三三 主要的细胞因子药物主要的细胞因子药物 1 1 重组人干扰素(重组人干扰素(rHu INFrHu INF)2 2重组人白细胞介素(重组人白细胞介素(rHu ILrHu IL)3 3 重组人集落刺激因子(重组人集落刺激因子(rHu CSFrHu CSF)第十三页,讲稿共五十九页哦 1 1重组人干扰素(重组人干扰素(rHu INFrHu INF)(1 1)干干扰扰素素是是一一组组多多功功能能的的细细胞胞因因子子,根根据据其其结结构构和和来来源源分分为为INF-INF-、INF-INF-、INF-INF-三种。三种。(2 2)干干扰扰素素为为多多基
12、基因因产产物物,分分为为11、22等等许许多多亚亚型型。干干扰扰素素和和基基因因结结构构及及功功能能相相似似,其其氨氨基基酸酸组组成成上上有有近近30%30%的的同同源源性性,并并结结合合同同一一受受体体,在在临临床床上的作用较为接近。上的作用较为接近。(3 3)干干扰扰素素与与前前二二者者在在结结构构及及功功能能上上有有很很大大差差异异,在在氨氨基基酸酸水水平平上上有有99%99%的的差差异异,分分子子中中无无二二硫硫键键。INF-INF-是是一一种种免免疫疫干干扰扰素素,主主要要作作用用是是参参与与免免疫调节,与疫调节,与INF-INF-和和 INF-INF-有协调作用。有协调作用。第十四
13、页,讲稿共五十九页哦(4 4)干干扰扰素素和和分分别别由由白白细细胞胞和和成成纤纤维维细细胞胞产产生生。干干扰扰主主要要由由活活化化的的T T细细胞胞、NKNK细细胞胞产产生生。目目前前干干扰扰素素基基因因工工程程药药物物有有IFN-1bIFN-1b、-2a-2a、-2b-2b及及IFN-IFN-。(5 5)临床应用临床应用 1b 1b主要具有抗病毒作用,用于治疗乙型及丙型肝炎;主要具有抗病毒作用,用于治疗乙型及丙型肝炎;2a 2a主要用于毛细胞白血病和卡波氏肉瘤;主要用于毛细胞白血病和卡波氏肉瘤;2b 2b用于多发性骨髓瘤、恶性黑色素瘤、毛细胞白血病及喉乳头状瘤;用于多发性骨髓瘤、恶性黑色素
14、瘤、毛细胞白血病及喉乳头状瘤;IFN-IFN-除除具具有有抗抗病病毒毒和和抑抑制制细细胞胞生生长长活活性性外外,主主要要是是对对免免疫疫系系统统作作用用,临临床床应应用用于宫颈癌、生殖器疣、慢性肉芽肿和病毒感染及某些肿瘤。于宫颈癌、生殖器疣、慢性肉芽肿和病毒感染及某些肿瘤。第十五页,讲稿共五十九页哦 2 2重组人白细胞介素(重组人白细胞介素(rHu ILrHu IL)(1 1)白细胞介素为介导白细胞间相互作用的一类细胞因子。白细胞介素为介导白细胞间相互作用的一类细胞因子。(2 2)此此外外,还还参参加加其其它它细细胞胞的的相相互互作作用用,如如造造血血干干细细胞胞、血血管内皮细胞、成纤维细胞、
15、神经细胞、成骨及破骨细胞等。管内皮细胞、成纤维细胞、神经细胞、成骨及破骨细胞等。第十六页,讲稿共五十九页哦 (3 3)至今已发现和命名的有白介素)至今已发现和命名的有白介素1 1至至1818,还将有更多的白介素被发,还将有更多的白介素被发现。现。IL-1 IL-1、IL-6IL-6、IL-8IL-8由单核巨噬细胞或成纤维细胞产生由单核巨噬细胞或成纤维细胞产生;IL-7 IL-7和和IL-11IL-11由骨髓基质细胞产生由骨髓基质细胞产生;IL-10 IL-10和和IL-12IL-12由由B B细胞产生细胞产生;其余的其余的ILIL均由活化的均由活化的T T细胞产生。细胞产生。(4 4)目前重组
16、)目前重组ILIL的研制和开发发展很快,其中主要有的研制和开发发展很快,其中主要有IL-2IL-2、IL-1IL-1、IL-3IL-3、IL-4IL-4、IL-6IL-6、IL-11IL-11、IL-12IL-12、IL-13IL-13和和IL-18IL-18。正式批准生产的仅有天然正式批准生产的仅有天然IL-2IL-2和新和新型型IL-2IL-2两种。两种。IL-1IL-1、IL-3IL-3、IL-4IL-4和和IL-6IL-6国外已进入临床试验,有的已进入国外已进入临床试验,有的已进入试生产。目前正在实验室研究阶段的有试生产。目前正在实验室研究阶段的有IL-11IL-11、IL-12IL-
17、12、IL-13IL-13和和IL-18IL-18,其其中有的已进入中试阶段。这些类型的白介素我国也正在开发研究之中。中有的已进入中试阶段。这些类型的白介素我国也正在开发研究之中。第十七页,讲稿共五十九页哦 3 3重组人集落刺激因子(重组人集落刺激因子(rHu CSFrHu CSF)(1 1)集集落落刺刺激激因因子子(Colony Colony Stimulating Stimulating FactorFactor)是是一一组组控控制制粒粒细细胞、单核胞、单核-巨噬细胞及相关造血细胞增殖和分化的糖蛋白。巨噬细胞及相关造血细胞增殖和分化的糖蛋白。(2 2)有有四四种种不不同同的的CSFCSF,
18、即即粒粒细细胞胞集集落落刺刺激激因因子子(G-CSFG-CSF)、巨巨噬噬细细胞胞集集落落刺刺激激因因子子(M-CSFM-CSF)、粒粒细细胞胞巨巨噬噬细细胞胞集集落落刺刺激激因因子子(G G M-CSFM-CSF)和和多多潜潜能能集集落落刺刺激激因因子子(Multi-CSFMulti-CSF),后后者者又又称称为为白白细细胞胞介介素素3 3。这这四四种种CSFCSF的的DNADNA序序列列和和氨氨基基酸酸序序列列没没有有同同原原性性,其其作作用用的的细细胞胞受受体体也也不不相相同同。现现除除M-CSFM-CSF外外,其其余余3 3种种CSFCSF的的重重组组产品均已研制成功,产品均已研制成功
19、,G-CSFG-CSF及及GM-CSFGM-CSF重组制品已大量投放市场。重组制品已大量投放市场。第十八页,讲稿共五十九页哦(3 3)以以GM-CSFGM-CSF为为例例,人人的的GM-CSFGM-CSF全全基基因因长长约约2.52.5kb,kb,含含有有4 4个个外外显显子子和和3 3个个内内含含子子,定定位位于于人人第第5 5号号染染色色体体长长臂臂IL-3IL-3基基因因下下游游。非非糖糖基基化化的的GM-CSFGM-CSF由由127127个个氨氨基基酸酸组组成,成,rHu CSFrHu CSF的分子量为的分子量为1450014500。1985 1985年克隆到人年克隆到人GM-CSFG
20、M-CSF的的cDNAcDNA,并在哺乳类动物细胞中得到表达。并在哺乳类动物细胞中得到表达。(4 4)临床作用及应用情况)临床作用及应用情况 rHu rHu CSFCSF能能促促进进骨骨髓髓内内嗜嗜中中性性粒粒细细胞胞、单单核核细细胞胞、巨巨核核细细胞胞系系的的发发育育、成成熟熟和和增增殖殖,增增加加外外周周血血成成熟熟的的粒粒细细胞胞、单单核核吞吞噬噬细细胞胞的的功功能能,增增强强T T细细胞胞介介导导的细胞毒作用,并对免疫效应细胞产生复杂的调节作用。的细胞毒作用,并对免疫效应细胞产生复杂的调节作用。主主要要用用于于肿肿瘤瘤化化疗疗和和放放疗疗后后所所致致的的造造血血障障碍碍、艾艾滋滋病病、
21、骨骨髓髓移移植植、骨骨髓髓异异常常增增生生综合症综合症(MDS)MDS)、再生障碍性贫血及免疫功能低下等症的治疗。再生障碍性贫血及免疫功能低下等症的治疗。第十九页,讲稿共五十九页哦四结语四结语第二十页,讲稿共五十九页哦 随随着着基基因因工工程程细细胞胞因因子子类类药药物物的的不不断断深深入入研研究究及及开开发发,已已经经显显示示出出其其广广阔阔的的应应用用前前景景及巨大的社会效益与经济效益。其发展带动了整个制药业的快速发展。及巨大的社会效益与经济效益。其发展带动了整个制药业的快速发展。1 1、重组新发现的与人类疾病密切相关的细胞因子,开发新药;、重组新发现的与人类疾病密切相关的细胞因子,开发新
22、药;2 2、现现有有产产品品从从基基因因改改造造到到载载体体和和菌菌种种选选择择、构构建建高高效效表表达达系系统统及及革革新新发发酵酵、纯纯化化程程序序,提高产量降低成本;提高产量降低成本;3 3、扩大临床应用及与其它药物联合使用;、扩大临床应用及与其它药物联合使用;4 4、构构建建双双基基因因表表达达系系统统即即细细胞胞因因子子融融合合蛋蛋白白,扩扩大大临临床床应应用用范范围围,并并可可提提高其生物学作用高其生物学作用1010到到2020倍。倍。5 5、在肿瘤治疗方面的应用发展很快,出现了新的希望。、在肿瘤治疗方面的应用发展很快,出现了新的希望。可可以以预预见见,随随着着分分子子生生物物学学
23、技技术术的的迅迅猛猛发发展展,基基因因工工程程细细胞胞因因子子类类药药物物在在新新世世纪纪中将会显示出更为重要的作用。中将会显示出更为重要的作用。第二十一页,讲稿共五十九页哦 第二讲第二讲 用于治疗肿瘤的用于治疗肿瘤的 基因工程细胞因子基因工程细胞因子第二十二页,讲稿共五十九页哦细细 胞胞 因因 子子 与与 肿肿 瘤瘤 一、细胞因子与肿瘤的发生密切相关一、细胞因子与肿瘤的发生密切相关 二、细胞因子与肿瘤转移二、细胞因子与肿瘤转移 三、可望用于肿瘤治疗的细胞因子三、可望用于肿瘤治疗的细胞因子 四、结四、结 语语第二十三页,讲稿共五十九页哦 肿瘤的流行病学研究揭示肿瘤的流行病学研究揭示,肿瘤是一个
24、细胞的后代经过各自肿瘤是一个细胞的后代经过各自互不依赖的变化互不依赖的变化,多步骤累积而产生的结果。恶性细胞转化的关多步骤累积而产生的结果。恶性细胞转化的关键是从正常生长调控机制中摆脱。转化细胞的生长因子依赖性键是从正常生长调控机制中摆脱。转化细胞的生长因子依赖性和接触性抑制丧失。和接触性抑制丧失。第二十四页,讲稿共五十九页哦 细细胞胞因因子子是是由由造造血血系系统统、免免疫疫系系统统或或炎炎症症反反应应中中的的活活化化细细胞胞产产生生的的能能调调节节细细胞胞分分化化、增增殖殖和和诱诱导导细细胞胞发发挥挥功功能能,具具有有高高活活性性多多功功能能的的低低分分子子量量多多肽肽、蛋蛋白白质质或或糖
25、糖蛋蛋白白,细细胞胞因因子子单单体体的的分分子子量量从从5 5KDKD到到6060KDKD不不等等,一一般般不不超超过过8080KDKD。细细胞胞因因子子之之间间相相互互诱诱导导、相相互互调调节节、相相互互拮拮抗抗、相相加加或或协协同同作作用用构构成成了了细细胞胞因因子子网网络络。细细胞胞因因子子网网络络的的调调节节作作用用在在免免疫疫应应答答和和炎炎症症反反应应的的发发生生、发发展展和和转转归归、造造血血系系统统的的分分化发育以及肿瘤的发生、发展等方面起着重要作用。化发育以及肿瘤的发生、发展等方面起着重要作用。第二十五页,讲稿共五十九页哦 肿肿瘤瘤的的发发生生、发发展展和和细细胞胞因因子子有
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