基因工程抗体PPT讲稿.ppt
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1、基因工程抗体第1页,共41页,编辑于2022年,星期六单克隆抗体用于治疗存在的问题单克隆抗体用于治疗存在的问题 1 1、单克隆抗体的特异性、单克隆抗体的特异性 由于肿瘤特异性抗原较少,缺乏对肿瘤有严由于肿瘤特异性抗原较少,缺乏对肿瘤有严格特异性的单抗,对正常组织有交叉反应;格特异性的单抗,对正常组织有交叉反应;2 2、异种抗体反应、异种抗体反应 鼠源性单抗用于人体,导致异源性超敏反应鼠源性单抗用于人体,导致异源性超敏反应第2页,共41页,编辑于2022年,星期六理想的抗体药物的性质理想的抗体药物的性质高特异性和高亲和力(高特异性和高亲和力(Kd=10Kd=108 810101010L/ML/M
2、)对人没有免疫原性,不诱导机体对抗体的排斥反对人没有免疫原性,不诱导机体对抗体的排斥反应应游离抗体不激活补体游离抗体不激活补体一旦结合到靶抗原上,能诱导效应功能一旦结合到靶抗原上,能诱导效应功能细胞系稳定,适合在无血清培养基中进行细胞系稳定,适合在无血清培养基中进行 大规模培养大规模培养抗体符合生物制品标准抗体符合生物制品标准第3页,共41页,编辑于2022年,星期六 问问 题题异源蛋白导致产生抗抗体,异源蛋白导致产生抗抗体,影响靶向性和效果影响靶向性和效果靶部位摄取的量太低靶部位摄取的量太低效应功能弱效应功能弱在体内被清除速度快在体内被清除速度快 对对 策策抗体人源化抗体人源化改变抗体分子大
3、小改变抗体分子大小连接毒素、放射性同连接毒素、放射性同位素、药物位素、药物抗体人源化抗体人源化抗体治疗存在的问题及对策抗体治疗存在的问题及对策第4页,共41页,编辑于2022年,星期六抗体药物改造的方向抗体药物改造的方向抗体人源化和人源抗体制备抗体人源化和人源抗体制备改变抗体分子大小改变抗体分子大小增强抗体亲和力增强抗体亲和力增强抗体效应功能增强抗体效应功能第5页,共41页,编辑于2022年,星期六单克隆抗体人源化的改进单克隆抗体人源化的改进鼠抗体人源化(人鼠抗体人源化(人-鼠嵌合、改型抗体)鼠嵌合、改型抗体)小分子抗体(小分子抗体(FabFab、单链、单域、超变区、单链、单域、超变区多肽)多
4、肽)基因工程抗体(双特异、免疫黏连素、催基因工程抗体(双特异、免疫黏连素、催化抗体)化抗体)人源抗体(噬菌体抗体库、转基因小鼠)人源抗体(噬菌体抗体库、转基因小鼠)人人-人抗体人抗体第6页,共41页,编辑于2022年,星期六 1 1、抗体人源化、抗体人源化鼠单克隆抗体人源化鼠单克隆抗体人源化 :嵌合抗体、改型抗体:嵌合抗体、改型抗体小分子抗体:单价小分子抗体:单价(Fab(Fab、ScFvScFv、单域抗体、单域抗体、超超 变变 区区 多多 肽肽)、多多 价价(DiDi-,Tri-,Tri-,MinibodyMinibody)特殊类型抗体特殊类型抗体 (双特异性抗体、细胞内抗体、双特异性抗体、
5、细胞内抗体、抗原化抗体、免疫脂质体抗原化抗体、免疫脂质体)抗体融合蛋白抗体融合蛋白 (免疫粘连素、免疫毒素、催(免疫粘连素、免疫毒素、催 化抗体)化抗体)第7页,共41页,编辑于2022年,星期六VHVH和和VLVL是抗原决定簇结合是抗原决定簇结合位点位点 高变区高变区 HVRHVR 决定簇互补区决定簇互补区CDRCDR 骨架区骨架区FRFRCH1CH1和和CLCL:Ig Ig同种异型的遗同种异型的遗传标志传标志CH2CH2:补体结合位点:补体结合位点 CH3CH3:某些细胞某些细胞FcFc受体结受体结合部位合部位 第8页,共41页,编辑于2022年,星期六 第一代的抗体人源化第一代的抗体人源
6、化嵌合抗体嵌合抗体 从从杂杂交交瘤瘤细细胞胞分分离离出出鼠鼠鼠鼠MAbMAbMAbMAb功功能能性性可可变变区区基基因因,与与人人Ig Ig恒恒定定区区(决决定定免免疫疫原原性性)基基因因连连接接,插插入入适适当当表表达达载载体体,转转染染宿宿主主细细胞胞,表表达达人人-鼠鼠嵌嵌合合抗抗体体。嵌嵌嵌嵌合合合合抗抗抗抗体体体体由由由由于于于于这这这这两两两两部部部部分分分分在在在在空空空空间间间间结结结结构构构构上上上上相相相相对对对对独独独独立立立立,其其其其独独独独特特特特的的的的抗抗抗抗体体体体亲亲亲亲和和和和力力力力保保保保持持持持得得得得很很很很好好好好,但但但但因因因因鼠鼠鼠鼠单单单
7、单抗抗抗抗可可可可变变变变区区区区的的的的存存存存在在在在,应应应应用用用用时时时时仍仍仍仍有有有有较较较较强强强强的的的的免免免免疫排斥疫排斥疫排斥疫排斥反应。反应。反应。反应。特点:减少了鼠源性抗体的免疫原性,特点:减少了鼠源性抗体的免疫原性,同时保留了亲本抗体特异性结合抗原的能同时保留了亲本抗体特异性结合抗原的能力。力。第9页,共41页,编辑于2022年,星期六Pr 鼠鼠VH 人人 CH Pr 鼠鼠VL 人人 CL免疫球蛋白免疫球蛋白基因载体的构建基因载体的构建H链嵌合载体链嵌合载体L 链嵌合载体链嵌合载体共转染细胞共转染细胞启动子启动子人人-鼠嵌合抗体基因工程改造策略鼠嵌合抗体基因工程
8、改造策略 第10页,共41页,编辑于2022年,星期六鼠鼠VH鼠鼠V L人人CL人人CH抗体分泌细胞抗体分泌细胞人人-鼠嵌合基因工程抗体鼠嵌合基因工程抗体第11页,共41页,编辑于2022年,星期六第二代的抗体人源化第二代的抗体人源化改型抗体改型抗体 在在在在嵌嵌嵌嵌合合合合抗抗抗抗体体体体的的的的基基基基础础础础上上上上进进进进一一一一步步步步将将将将鼠鼠鼠鼠MAbMAbMAbMAb可可可可变变变变区区区区中中中中相相相相对对对对保保保保守守守守的的的的FR(framework FR(framework FR(framework FR(framework region)region)regi
9、on)region)替替替替换换换换成成成成人人人人的的的的FRFRFRFR,保保保保留留留留与与与与抗抗抗抗原原原原结结结结合合合合部部部部 位位位位 决决 定定 簇簇 互互 补补 区区(complement complement complement complement determinant determinant determinant determinant region)region)region)region)部部部部位位位位 (即即即即CDRCDRCDRCDR移移移移植植植植)早期的改型抗体:早期的改型抗体:早期的改型抗体:早期的改型抗体:简单的简单的简单的简单的CDRCDR
10、CDRCDR移植,通过点突变进行微调移植,通过点突变进行微调移植,通过点突变进行微调移植,通过点突变进行微调即更换某个位点上的氨基酸。即更换某个位点上的氨基酸。即更换某个位点上的氨基酸。即更换某个位点上的氨基酸。第12页,共41页,编辑于2022年,星期六第二代改型抗体:第二代改型抗体:应用了人抗体基因库;应用了人抗体基因库;引进计算机技术模拟抗体分子的立体结构引进计算机技术模拟抗体分子的立体结构(分子模拟法分子模拟法);使用了鼠人嵌合使用了鼠人嵌合FRFR。其目的是获得具。其目的是获得具有高亲和力的治疗性抗体有高亲和力的治疗性抗体 第13页,共41页,编辑于2022年,星期六CDR序列序列
11、CDR序列序列 鼠单克隆抗体鼠单克隆抗体 人抗体人抗体人源化抗体人源化抗体鼠单克隆鼠单克隆V区人源化(区人源化(CDR移植)移植)第14页,共41页,编辑于2022年,星期六 小分子抗体小分子抗体 人源化抗体属完全的抗体分子。通过基因重组人源化抗体属完全的抗体分子。通过基因重组技术,可以在保持原有抗原结合活性的基础上,技术,可以在保持原有抗原结合活性的基础上,把完整的抗体分子改造成较小的分子,称为小分把完整的抗体分子改造成较小的分子,称为小分子抗体。子抗体。根据其价数的不同可分为单价小分子抗体及根据其价数的不同可分为单价小分子抗体及多价小分子抗体两种。多价小分子抗体两种。第15页,共41页,编
12、辑于2022年,星期六单价小分子抗体单价小分子抗体单价小分子抗体单价小分子抗体一、一、一、一、FabFabFabFab抗体抗体抗体抗体FabFabFabFab段由重链段由重链段由重链段由重链V V V V区及区及区及区及CH1CH1CH1CH1功能区与整个轻链以二硫键形功能区与整个轻链以二硫键形功能区与整个轻链以二硫键形功能区与整个轻链以二硫键形式连接而成,主要发挥抗体的式连接而成,主要发挥抗体的式连接而成,主要发挥抗体的式连接而成,主要发挥抗体的抗原结合功能。抗原结合功能。抗原结合功能。抗原结合功能。FabFabFabFab抗体只有完抗体只有完抗体只有完抗体只有完整整整整IgGIgGIgGI
13、gG的的的的1/31/31/31/3。第16页,共41页,编辑于2022年,星期六二、单链抗体二、单链抗体二、单链抗体二、单链抗体(ScFv)(ScFv)(ScFv)(ScFv)定义:定义:定义:定义:用基因工程方法,用基因工程方法,将抗体将抗体VHVHVHVH和和和和VLVLVLVL(重链和轻链可变重链和轻链可变区)通过一个连接肽连接而成区)通过一个连接肽连接而成的小的小的小的小分子抗体,分子抗体,分子抗体,分子抗体,功能:具有较好的抗原结合能力,且功能:具有较好的抗原结合能力,且功能:具有较好的抗原结合能力,且功能:具有较好的抗原结合能力,且分子量小、穿透力强、免疫原性低等分子量小、穿透力
14、强、免疫原性低等分子量小、穿透力强、免疫原性低等分子量小、穿透力强、免疫原性低等特性。可与其他效应分子构建成多种特性。可与其他效应分子构建成多种特性。可与其他效应分子构建成多种特性。可与其他效应分子构建成多种具有新功能的抗体分子,是构建免疫具有新功能的抗体分子,是构建免疫具有新功能的抗体分子,是构建免疫具有新功能的抗体分子,是构建免疫毒素和双特异抗体等的理想而基本的毒素和双特异抗体等的理想而基本的毒素和双特异抗体等的理想而基本的毒素和双特异抗体等的理想而基本的元件元件元件元件 。Ag第17页,共41页,编辑于2022年,星期六 ScFvScFv应用应用:用于肿瘤的导向治疗用于肿瘤的导向治疗 肿
15、瘤的影像分布肿瘤的影像分布 基因治疗基因治疗 研究基因结构与功能的关系研究基因结构与功能的关系第18页,共41页,编辑于2022年,星期六三、单域抗体三、单域抗体 抗体与抗原的结合主要由抗体与抗原的结合主要由Ig Ig的的V V区决定,因区决定,因此只含此只含V V区基因片段的小分子抗体,即只有区基因片段的小分子抗体,即只有VHVH或或 VLVL一个功能结构域,也能保持原单克隆抗体的特一个功能结构域,也能保持原单克隆抗体的特异性。这种小分子的抗体片段就称为单域或单区异性。这种小分子的抗体片段就称为单域或单区抗体,其分子量仅为整个抗体,其分子量仅为整个Ig Ig分子的分子的1 11212,故也称
16、,故也称之为小抗体。之为小抗体。第19页,共41页,编辑于2022年,星期六四四.超变区多肽超变区多肽(hypervariable region polypeptides(hypervariable region polypeptides(hypervariable region polypeptides(hypervariable region polypeptides)抗体抗原结合是经过补体决定区(抗体抗原结合是经过补体决定区(CDRCDR)来)来实现。因此,实现。因此,CDRCDR是构成抗原抗体结合的最小结构是构成抗原抗体结合的最小结构单位。根据这一特点,可以设计出那些在抗原识别单位。根
17、据这一特点,可以设计出那些在抗原识别及亲和力方面有重要意义的及亲和力方面有重要意义的CDRCDR多肽,直接用于诊多肽,直接用于诊断或治疗,可望获得理想的结果。这种只含有一断或治疗,可望获得理想的结果。这种只含有一个个CDRCDR多肽的抗体,称为超变区多肽,亦称为多肽的抗体,称为超变区多肽,亦称为最小识别单位最小识别单位(minimal recognition unit,MRU)(minimal recognition unit,MRU)。第20页,共41页,编辑于2022年,星期六 多价小分子抗体多价小分子抗体 在在ScFvScFv的基础上,可以把两个或两个的基础上,可以把两个或两个以上的以上
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