基因工程细胞因子

1、 基因工程细胞因子类药物基因工程细胞因子类药物 基因工程细胞因子类药物简介基因工程细胞因子类药物简介 用于治疗肿瘤的基因工程细胞因子用于治疗肿瘤的基因工程细胞因子 基因工程细胞因子类药物的开发研究基因工程细胞因子类药物的开发研究 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 基因工程细胞因子类药物是利用基因工程细胞因子类药物是利用DNA重组技术生产的一种蛋白质类重组技术生产的一种蛋白质类药物。它是随药物。它是随DNA重组技术的发展而出现的新型药物。利用基因工程技重组技术的发展而出现的新型药物。利用基因工程技术，人们可以创造出崭新的产品、生产出过去常规技术难以获得的大量

2、产术，人们可以创造出崭新的产品、生产出过去常规技术难以获得的大量产品或更有效地生产现有产品。最先应用基因工程技术的产业领域就是制药品或更有效地生产现有产品。最先应用基因工程技术的产业领域就是制药业，而其产品主要又是细胞因子。业，而其产品主要又是细胞因子。一人类细胞因子一人类细胞因子 1 1慨念慨念（1 1）细胞因子是体内细胞之间相互作用的主要介质，在机体的免疫应）细胞因子是体内细胞之间相互作用的主要介质，在机体的免疫应答、炎症反应、造血功能，乃至胚胎发生、生长发育等各个方面都起着关答、炎症反应、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。键作用。（2 2）是一大类调节细胞功能的蛋

3、白质，其种类繁多。而且随着人们对）是一大类调节细胞功能的蛋白质，其种类繁多。而且随着人们对其的研究的深入不断有新成员发现。其的研究的深入不断有新成员发现。（3 3）曾用名单核细胞因子、淋巴介素、白细胞介素等等。现已将各种）曾用名单核细胞因子、淋巴介素、白细胞介素等等。现已将各种能调节免疫系统的因子如白细胞介素类及生长因子类统称为细胞因子。能调节免疫系统的因子如白细胞介素类及生长因子类统称为细胞因子。（4 4）细胞因子是一类化学信使，具有许多共性和特性，有别于如激素）细胞因子是一类化学信使，具有许多共性和特性，有别于如激素类的其它活性蛋白，所有细胞因子都是低分子量的多肽，其分子量一般小类的其它活

4、性蛋白，所有细胞因子都是低分子量的多肽，其分子量一般小于于8080KDKD，常有糖基化修饰。常有糖基化修饰。 2 2功能及作用功能及作用（1 1）细胞因子能调节细胞生长，其中有些具有抑制生长或细胞毒作用，）细胞因子能调节细胞生长，其中有些具有抑制生长或细胞毒作用，还有一些能刺激多种细胞增殖，所以也称之为生长因子。还有一些能刺激多种细胞增殖，所以也称之为生长因子。（2 2）细胞因子的作用方式是以自分泌方式作用于分泌它们的细胞，或以）细胞因子的作用方式是以自分泌方式作用于分泌它们的细胞，或以旁分泌方式作用于附近细胞。其作用是首先和细胞表面的受体结合，然后把旁分泌方式作用于附近细胞。其作用是首先和细

5、胞表面的受体结合，然后把信号传递到细胞核，从而触发或者抑制某些基因的转录，最终改变细胞中蛋信号传递到细胞核，从而触发或者抑制某些基因的转录，最终改变细胞中蛋白质合成的模式。这些分子水平的变化导致细胞行为发生变化。如细胞增殖白质合成的模式。这些分子水平的变化导致细胞行为发生变化。如细胞增殖、生长抑制、杀灭肿瘤细胞的活性增强和抗体产生增加等。、生长抑制、杀灭肿瘤细胞的活性增强和抗体产生增加等。（3 3）是一种多功能调节剂，它们互相之间的关系错综复杂。它们在体内）是一种多功能调节剂，它们互相之间的关系错综复杂。它们在体内的作用不是孤立的的作用不是孤立的, ,由一个复杂的细胞因子网络组成。在该网络中由

6、一个复杂的细胞因子网络组成。在该网络中, ,一种细胞一种细胞因子的产生将影响其它细胞因子的产生或影响细胞对其它细胞因子的反应。因子的产生将影响其它细胞因子的产生或影响细胞对其它细胞因子的反应。（4 4）细胞因子或其受体的异常增多、减少，异常分布或细胞因子网络失）细胞因子或其受体的异常增多、减少，异常分布或细胞因子网络失衡常常与疾病相关。衡常常与疾病相关。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 1 1由于基因工程药物具有广泛的应用价值和发展前景，虽然研究开发前由于基因工程药物具有广泛的应用价值和发展前景，虽然研究开发前期投资很高，但其产品增值量大，产品投放市场后能较快收回研究开

7、发成本，期投资很高，但其产品增值量大，产品投放市场后能较快收回研究开发成本，可很快产生巨大的经济效益。这就极大地促进了生物技术公司的发展。可很快产生巨大的经济效益。这就极大地促进了生物技术公司的发展。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（EGF

8、EGF）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（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。 3 3现在美国现在美国FDAFDA批准上市的基因工程细胞因子药物有批准上市的基因工程细胞因子药物有、干扰素、干扰素、EPOEPO、G-CSFG-CSF、GM-CSFGM-CSF、IL-2IL-2等等1010多种，此外还有多种白介素、集落刺激因多种，此外还有多种白介素、集落刺激因子、神经生长因子、成纤维细胞生长因子、胰岛素生长因子、干扰素等数子、神经生长因子、成纤维

9、细胞生长因子、胰岛素生长因子、干扰素等数十种产品已分别进行十种产品已分别进行I I、IIII、IIIIII期临床研究，逐步投放市场期临床研究，逐步投放市场。 4 4我国基因工程药物的开发研究自我国基因工程药物的开发研究自8080年代末开始兴起，年代末开始兴起，9090年代逐步进年代逐步进入发展高峰，重点研制和开发的基因工程细胞因子药物有干扰素、新型干扰入发展高峰，重点研制和开发的基因工程细胞因子药物有干扰素、新型干扰素（素（、）、）、促红细胞生成素（促红细胞生成素（EPOEPO）、）、白细胞介素白细胞介素2 2、新型白细胞介、新型白细胞介素素2 2、白细胞介素、白细胞介素3 3、4 4、6 6

10、、1111、1212、1313、肿瘤坏死因子、集落刺激因子、肿瘤坏死因子、集落刺激因子（G-CSFG-CSF、M-CSFM-CSF、GM-CSFGM-CSF）、）、人表皮生长因子、人血小板生长因子、结蹄人表皮生长因子、人血小板生长因子、结蹄组织生长因子、成纤维细胞生长因子、神经生长因子、成骨细胞生长因子、组织生长因子、成纤维细胞生长因子、神经生长因子、成骨细胞生长因子、血管生成抑制因子、甲状旁腺素及水蛭素等。血管生成抑制因子、甲状旁腺素及水蛭素等。 5 5集落刺激因子是目前我国研制开发最为活跃的重组细胞因子，前后集落刺激因子是目前我国研制开发最为活跃的重组细胞因子，前后已有十余家研制成功已有十

11、余家研制成功G-CSFG-CSF及及GM-CSFGM-CSF获得新药证书和生产文号，投放市场。获得新药证书和生产文号，投放市场。 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） 1 1重组人干扰素（重组人干扰素（rHu INFrHu INF）（1 1） 干扰素是一组多功能的细胞因子，根据其结构和来源分为干扰素是一组多功能的细胞因子，根据其结构和来源分为INF-INF-、 INF-

12、INF-、 INF- INF-三种。三种。（2 2） 干扰素干扰素为多基因产物，分为为多基因产物，分为11、22等许多亚型。干扰等许多亚型。干扰素素和和基因结构及功能相似，其氨基酸组成上有近基因结构及功能相似，其氨基酸组成上有近30%30%的同源性，的同源性，并结合同一受体，在临床上的作用较为接近。并结合同一受体，在临床上的作用较为接近。（3 3） 干扰素干扰素与前二者在结构及功能上有很大差异，在氨基酸水与前二者在结构及功能上有很大差异，在氨基酸水平上有平上有99%99%的差异，分子中无二硫键。的差异，分子中无二硫键。INF-INF-是一种免疫干扰素，主是一种免疫干扰素，主要作用是参与免疫调节

13、，与要作用是参与免疫调节，与INF-INF-和和 INF-INF-有协调作用。有协调作用。（4 4）干扰素）干扰素和和分别由白细胞和成纤维细胞产生。干扰分别由白细胞和成纤维细胞产生。干扰主要主要由活化的由活化的T T细胞、细胞、NKNK细胞产生。目前干扰素基因工程药物有细胞产生。目前干扰素基因工程药物有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 2

14、b用于多发性骨髓瘤、恶性黑色素瘤、毛细胞白血病及喉乳头用于多发性骨髓瘤、恶性黑色素瘤、毛细胞白血病及喉乳头状瘤；状瘤； IFN- IFN-除具有抗病毒和抑制细胞生长活性外，主要是对免疫系统除具有抗病毒和抑制细胞生长活性外，主要是对免疫系统作用，临床应用于宫颈癌、生殖器疣、慢性肉芽肿和病毒感染及某些作用，临床应用于宫颈癌、生殖器疣、慢性肉芽肿和病毒感染及某些肿瘤。肿瘤。 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）此外，还参加其它细胞的相互作用，如造血干

15、细胞、血管内皮细胞）此外，还参加其它细胞的相互作用，如造血干细胞、血管内皮细胞、成纤维细胞、神经细胞、成骨及破骨细胞等。、成纤维细胞、神经细胞、成骨及破骨细胞等。 （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，还将有更多的白介素被发现。被发现。 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

16、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）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-IL-1 1、IL-3IL-3、IL-4IL-4、IL-6IL-6、IL-11IL-11、IL-12IL-12、IL-13IL-13和和IL-18IL-18。正式批准生正式批准生产的仅有天然产的仅有天然IL-2IL-2和新型和新型IL-2IL-2两种。两种。IL-1IL-1、IL-3IL-3、IL-4IL-4和和IL-6IL-6国外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已进入临床试验，有

17、的已进入试生产。目前正在实验室研究阶段的有IL-11IL-11、IL-12IL-12、IL-13IL-13和和IL-18IL-18，其中有的已进入中试阶段。这些类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。型的白介素我国也正在开发研究之中。 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）集落刺激因子（集落刺激因子（Colony Stimulating FactorColony Stimulating Factor）是一组控是一组控制粒细胞、单核制粒细胞、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

18、分化的糖蛋白。 （2 2）有四种不同的）有四种不同的CSFCSF，即粒细胞集落刺激因子（即粒细胞集落刺激因子（G-CSFG-CSF）、）、巨噬细胞集落刺激因子（巨噬细胞集落刺激因子（M-CSFM-CSF）、）、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（G G M-CSFM-CSF）和多潜能集落刺激因子（和多潜能集落刺激因子（Multi-CSFMulti-CSF）, ,后者又称为白细胞介素后者又称为白细胞介素3 3。这四种。这四种CSFCSF的的DNADNA序列和氨基酸序列没有同原性，其作用的细胞受体序列和氨基酸序列没有同原性，其作用的细胞受体也不相同。现除也不相同。现除M-CSF

19、M-CSF外，其余外，其余3 3种种CSFCSF的重组产品均已研制成功，的重组产品均已研制成功，G-G-CSFCSF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。 （3 3）以）以GM-CSFGM-CSF为例，人的为例，人的GM-CSFGM-CSF全基因长约全基因长约2.52.5kb,kb,含有含有4 4个外显子和个外显子和3 3个内含子，定位于人第个内含子，定位于人第5 5号染色体长臂号染色体长臂IL-3IL-3基因下游。非糖基化的基因下游。非糖基化的GM-CSFGM-CSF由由127127个氨基酸组成，个氨基酸组成，rHu CSFrHu CSF的分子量为的分子

20、量为1450014500。 1985 1985年克隆到人年克隆到人GM-CSFGM-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 CSFrHu CSF能促进骨髓内嗜中性粒细胞、单核细胞、巨核细胞系的发育能促进骨髓内嗜中性粒细胞、单核细胞、巨核细胞系的发育、成熟和增殖，增加外周血成熟的粒细胞、单核吞噬细胞的功能，增强、成熟和增殖，增加外周血成熟的粒细胞、单核吞噬细胞的功能，增强T T细胞介导的细胞毒作用，并对免疫效应细胞产生复杂的调节作用。细胞介导的细胞毒作用，并对免疫效应细胞产生复杂的调节作用

21、。 主要用于肿瘤化疗和放疗后所致的造血障碍、艾滋病、骨髓移植、主要用于肿瘤化疗和放疗后所致的造血障碍、艾滋病、骨髓移植、骨髓异常增生综合症骨髓异常增生综合症( (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。四结语四结语 随着基因工程细胞因子类药物的不断深入研究及开发，已经显示出随着基因工程细胞因子类药物的不断深入研究及开发，已经显示出其广阔的应用前景及巨大的社会效益与经济效益。其发展带动了整个制药其广阔的应用前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。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

22、新药；、重组新发现的与人类疾病密切相关的细胞因子，开发新药； 2 2、现有产品从基因改造到载体和菌种选择、构建高效表达系统及革、现有产品从基因改造到载体和菌种选择、构建高效表达系统及革新发酵、纯化程序，提高产量降低成本；新发酵、纯化程序，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、构建双基因表达系统即细胞因子融合蛋白，扩大临床应用范围，、构建双基因表达系统即细胞因子融合蛋白，扩大临床应用范围，并可提高其生物学作用并可提高其生物学作用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

23、的应用发展很快，出现了新的希望。 可以预见，随着分子生物学技术的迅猛发展，基因工程细胞因子类药可以预见，随着分子生物学技术的迅猛发展，基因工程细胞因子类药物在新世纪中将会显示出更为重要的作用。物在新世纪中将会显示出更为重要的作用。 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 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

24、一个细胞的后代经过各自互不依赖的肿瘤是一个细胞的后代经过各自互不依赖的变化变化, ,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和接触性抑制丧失。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。 细胞因子是由造血系统、免疫系统或炎症反细胞因子是由造血系统、免疫系统或炎症反应中的活化细胞产生的能调节细胞分化、增殖和诱应中的活化细胞产生的能调节细胞分化、增殖和诱导细胞发挥功能，具有高活性多功能的低分子量多导细胞发挥功能，具有高活性多功能的低分子量多肽、蛋白质或糖蛋白，细胞因子单体的分子

25、量从肽、蛋白质或糖蛋白，细胞因子单体的分子量从5 5KDKD到到6060KDKD不等，一般不超过不等，一般不超过8080KDKD。细胞因子之间相互细胞因子之间相互诱导、相互调节、相互拮抗、相加或协同作用构成诱导、相互调节、相互拮抗、相加或协同作用构成了细胞因子网络。细胞因子网络的调节作用在免疫了细胞因子网络。细胞因子网络的调节作用在免疫应答和炎症反应的发生、发展和转归、造血系统的应答和炎症反应的发生、发展和转归、造血系统的分化发育以及肿瘤的发生、发展等方面起着重要作分化发育以及肿瘤的发生、发展等方面起着重要作用。用。 肿瘤的发生、发展和细胞因子有着密不可分的肿瘤的发生、发展和细胞因子有着密不可

26、分的联系。许多细胞因子参与了肿瘤发生和转归的信号联系。许多细胞因子参与了肿瘤发生和转归的信号传递途径。有的癌基因则与细胞因子或是细胞因子传递途径。有的癌基因则与细胞因子或是细胞因子受体基因有同源性。另一方面，许多细胞因子则又受体基因有同源性。另一方面，许多细胞因子则又具有抑制细胞转化，阻止恶性细胞转移或者是直接具有抑制细胞转化，阻止恶性细胞转移或者是直接杀伤肿瘤细胞的能力。杀伤肿瘤细胞的能力。一、一、 细胞因子与肿瘤的发生密切相关细胞因子与肿瘤的发生密切相关 研究已经发现了很多生长因子型的癌基因，它们包研究已经发现了很多生长因子型的癌基因，它们包括括v-sisv-sis，int-1int-1与

27、与int-2int-2以及以及hsthst等多种癌基因。等多种癌基因。 1. 1.v-sisv-sis基因基因-猿猴肉瘤病毒癌基因猿猴肉瘤病毒癌基因. . 2. 2.int-1int-1与与int-2int-2癌基因癌基因-逆转录病毒的整合位点。逆转录病毒的整合位点。 3. 3.人人hsthst基因基因-人类胃癌或人类胃癌或kaposikaposi肉瘤中寻找新的癌肉瘤中寻找新的癌基因时发现。基因时发现。 另外，一部分生长因子基因在一定条件下可能起到另外，一部分生长因子基因在一定条件下可能起到癌基因的作用。这些基因包括癌基因的作用。这些基因包括FGF-5FGF-5基因，碱性基因，碱性FGFFGF

28、基基因，因，TGF-TGF-基因，基因，EGFEGF基因等。基因等。二、二、 细胞因子与肿瘤转移细胞因子与肿瘤转移 肿瘤侵袭是一种主动过程，需要肿瘤细胞的运肿瘤侵袭是一种主动过程，需要肿瘤细胞的运动。动。 1. 1.自泌运动因子自泌运动因子( (AMF)-AMF)-刺激肿瘤细胞的运动刺激肿瘤细胞的运动, ,如黑如黑色素瘤自泌运动因子。色素瘤自泌运动因子。 2. 2.胰岛素样生长因子胰岛素样生长因子( (IGF)-IGF)-刺激人黑色素瘤细胞刺激人黑色素瘤细胞. . 3. 3.神经生长因子神经生长因子( (NGF)-NGF)-刺激小鼠胚胎癌细胞刺激小鼠胚胎癌细胞. .三、可望用于肿瘤治疗的细胞因

29、子三、可望用于肿瘤治疗的细胞因子 已经证实很多细胞因子具有治疗肿瘤的作用，包括已经证实很多细胞因子具有治疗肿瘤的作用，包括IFN-IFN-，IFN-IFN-，IL-2IL-2，IL-4IL-4，IL-6IL-6，IL-12IL-12，IL-18IL-18，GM-CSFGM-CSF，G-CSFG-CSF，M-CSFM-CSF，TNF-TNF-等，等，其中其中IFN-IFN-，IFN-IFN-，IL-2IL-2， GM-CSF GM-CSF，G-CSFG-CSF，TNF-TNF-已批准上市用于肿已批准上市用于肿瘤治疗。瘤治疗。表表1: 1: 用于治疗肿瘤的细胞因子现状制剂名称用于治疗肿瘤的细胞因子

30、现状制剂名称 制剂名称制剂名称 开发厂家开发厂家 适应症适应症( (开发现状和时间开发现状和时间) ) IL-2 日盐野义,美Chiro 血管肉瘤(上市92)，肾细胞癌(94), HIV（96） IL-3 SENDO 小细胞肺癌化疗后血小板减少( 95)IL-3/GM-CSF 美 Immunex 肉瘤化疗后造血（ 94）IL-3/白喉毒素 美 Minnesoda 大学 急性髓样白血病（开发96）IL-4 美先灵 非小细胞肺癌，胃癌，HIV ( 96)IL-6 美Serono Lab. 多发性骨髓瘤，急性髓样白血病（ 96）IL-6/白喉青素 美Seragen 骨髓瘤 Kaposi肉瘤（临床前研

31、究93）IL-7瘤苗 美Targeted Genetics 恶性黑色素瘤（ 96）IL-11 山之内，美Genetics 化疗,放疗后血小板减少( 96,FDA生产认可审查)IL-12 山之内,美Genetics 瑞士Hoffmann-La,抗癌,HIV (临床试验96) 肾细胞癌 (临床试验95)制剂名称制剂名称 开发厂家开发厂家 适应症适应症( (开发现状和时间开发现状和时间) )IFN-2a 美Hoffmann-La，日武田 抗癌 (上市,适应症增加或批准生产部门88-96)IFN-2b 日先灵等 抗癌 慢性髓样白血病, 多发性骨髓瘤 (上市,适应症增加 88-92)IFN- 美 Scr

32、ono 恶性肿瘤 (II 96)IFN- 美Connective,美Vlagene, 神经母细胞瘤(I 95), 日 盐野义 肾细胞癌(上市 90)GM-CSF 美 Immunex HIV (III 96)M-CSF 日 绿十字 肿瘤化疗后中性粒细胞减少 ( 上市 91 )G-CSF 日 中外制药、麒麟啤酒， 抗癌(肺,卵巢,睾丸,淋巴瘤等) ( 上市 91 ) 美 AmgenEPO(静脉注射) 日 中外制药 多发性骨髓瘤 (新适应症 93-95)TNF(局部用药) 美 Genetics; 肉瘤, 恶性黑色素瘤 ( 95); 日旭化成工业;大日本制药 脑肿瘤 (申请准备中) ; 皮肤癌 (批准

33、生产 90) 表表2 2 细胞因子基因治疗情况细胞因子基因治疗情况细胞因子细胞因子 载体载体 导入方式导入方式 治疗疾病治疗疾病 IL-2 逆转录病毒 自身肿瘤细胞 晚期肿瘤，脑肿瘤，肠癌，小细胞肺癌， 成纤维细胞 骨髓瘤，肾细胞癌，神经胶质瘤 胸腔注射 肺癌 腺病毒 自身肿瘤细胞 神经胶质瘤 瘤体内注射 肠癌，肺癌 脂质体 自身肿瘤细胞 晚期肿瘤，乳腺癌，卵巢癌， 成纤维细胞 前列腺癌 胸腔注射 AAV 自身肿瘤细胞 卵巢癌，前列腺癌IL-2+IFN- 逆转录病毒 自身肿瘤细胞 晚期肿瘤IL-4 逆转录病毒 自身肿瘤细胞 晚期肿瘤，脑肿瘤，骨髓瘤IL-7 逆转录病毒 自身肿瘤细胞 骨髓瘤IL

34、-12 逆转录病毒 成纤维细胞 晚期肿瘤 1 1干扰素系列干扰素系列 干扰素是一族具有抗病毒，影响细胞生长、分化干扰素是一族具有抗病毒，影响细胞生长、分化和调节免疫功能等活性的蛋白质。根据干扰素蛋白质的和调节免疫功能等活性的蛋白质。根据干扰素蛋白质的氨基酸结构，抗原性和细胞来源，可将其分为三类：氨基酸结构，抗原性和细胞来源，可将其分为三类：IFN-IFN-，IFN-IFN-，IFN-IFN-。干扰素是得到干扰素是得到FDAFDA批准用于批准用于临床治疗肿瘤的第一个细胞因子。研究已证实临床治疗肿瘤的第一个细胞因子。研究已证实IFN-IFN-，IFN-IFN-具有治疗肿瘤的作用。具有治疗肿瘤的作用

35、。 IFN-IFN-是一组能够诱导一系列细胞内蛋白表达，继而发挥抗病毒，抗细是一组能够诱导一系列细胞内蛋白表达，继而发挥抗病毒，抗细胞增殖和调节免疫应答的细胞因子。胞增殖和调节免疫应答的细胞因子。 目前，国内生产的目前，国内生产的IFN-IFN-制剂主要是重组人制剂主要是重组人IFN-DIFN-D，IFN-AIFN-A。19891989年，年，预防医科院病毒所和长春生物制品所合作，预防医科院病毒所和长春生物制品所合作，IFN-1IFN-1投入工业化生产。投入工业化生产。 IFN-IFN-的主要功能包括抗病毒，抗细胞增殖和免的主要功能包括抗病毒，抗细胞增殖和免疫调节。疫调节。FDAFDA已批准已

36、批准IFN-IFN-用于治疗毛细胞白血病，用于治疗毛细胞白血病，AIDSAIDS病病kaposikaposi肉瘤，黑色素瘤，尖锐湿疣，慢性丙肉瘤，黑色素瘤，尖锐湿疣，慢性丙型肝炎，亚急性硬化性脑炎和型肝炎，亚急性硬化性脑炎和T T细胞白血病。细胞白血病。 在在IFN-IFN-的临床研究方面，它被首选用于治疗肿瘤，的临床研究方面，它被首选用于治疗肿瘤，主要应用于：主要应用于： （1 1） 造血系统恶性变和淋巴瘤造血系统恶性变和淋巴瘤-白血病白血病. .多发性骨多发性骨髓瘤髓瘤 （2 2） 实体瘤实体瘤-黑色素瘤黑色素瘤. .肉瘤肉瘤. .胃肠道肿瘤胃肠道肿瘤. .肾细胞肾细胞癌癌 2 2、白介素

37、系列、白介素系列 目前已知的可能具有治疗肿瘤作用的白介素主要包括：目前已知的可能具有治疗肿瘤作用的白介素主要包括：IL-2IL-2，IL-4IL-4，IL-6IL-6，IL-12IL-12，IL-18IL-18等，而对于它们在肿瘤治疗方面的研究多仅限于临床实等，而对于它们在肿瘤治疗方面的研究多仅限于临床实验，只有及少数的因子获得上市用于肿瘤的治疗验，只有及少数的因子获得上市用于肿瘤的治疗。 (1) (1) IL-2IL-2 IL-2 IL-2的临床应用主要包括两方面：一是的临床应用主要包括两方面：一是IL-2IL-2单独或与其它单独或与其它细胞因子合用治疗疾病，二是用细胞因子合用治疗疾病，二是

38、用IL-2IL-2诱导的淋巴细胞诱导的淋巴细胞( (LAKLAK或或TIL)TIL)进行过继免疫疗法。进行过继免疫疗法。 已用已用IL-2IL-2治疗的肿瘤包括：卵巢癌，乳腺癌，神经母细胞瘤，治疗的肿瘤包括：卵巢癌，乳腺癌，神经母细胞瘤，髓样母细胞白血病，内分泌肿瘤，小细胞肺癌和非小细胞肺癌，髓样母细胞白血病，内分泌肿瘤，小细胞肺癌和非小细胞肺癌，毛细胞白血病，鳞状细胞癌，膀胱癌，神经胶质瘤，霍奇金淋巴毛细胞白血病，鳞状细胞癌，膀胱癌，神经胶质瘤，霍奇金淋巴瘤，肉瘤和肝细胞癌等。只有肾细胞癌获得批准治疗。瘤，肉瘤和肝细胞癌等。只有肾细胞癌获得批准治疗。 运用运用IL-2IL-2自体瘤苗，腺病毒

39、介导自体瘤苗，腺病毒介导IL-2IL-2的基因治疗以及的基因治疗以及IL-2IL-2与与肿瘤浸液淋巴细胞共同治疗癌症已成为研究热点。特别是运用肿瘤浸液淋巴细胞共同治疗癌症已成为研究热点。特别是运用CD8(+)CD8(+)肿瘤浸液淋巴细胞合并重组肿瘤浸液淋巴细胞合并重组IL-2IL-2治疗转移肾细胞癌的研究治疗转移肾细胞癌的研究已进入已进入期临床。期临床。（2 2）IL-12IL-12 IL-12IL-12主要由活化的巨噬细胞，树突状细胞和中性主要由活化的巨噬细胞，树突状细胞和中性粒细胞产生，有致炎作用和免疫调节作用。粒细胞产生，有致炎作用和免疫调节作用。 目前国外对于目前国外对于IL-12IL

40、-12的研究主要着眼于表达的研究主要着眼于表达IL-12IL-12的自体肿瘤疫苗和表达的自体肿瘤疫苗和表达IL-12IL-12的重组腺病毒载体所介的重组腺病毒载体所介导的抗肿瘤免疫两个方面。导的抗肿瘤免疫两个方面。（3 3）IL-18IL-18 IL-18IL-18的主要生物学活性是诱导的主要生物学活性是诱导ThTh细胞产生细胞产生IFN-IFN-，诱导诱导T T细胞产生细胞产生GM-CSFGM-CSF，促进促进T T细胞增殖和增强细胞增殖和增强NKNK细细胞活性。胞活性。 IL-18 IL-18能通过抑制血管生成切断肿瘤营养供应，从而导致能通过抑制血管生成切断肿瘤营养供应，从而导致肿瘤细胞的

41、死亡，肿瘤细胞的死亡，IL-18IL-18尚可促进尚可促进FasFas配体的表达，通过配体的表达，通过Fas-FasLFas-FasL途径介导肿瘤细胞凋亡。途径介导肿瘤细胞凋亡。 目前对目前对IL-18IL-18治疗肿瘤的研究仍然停留在小鼠水平，主要治疗肿瘤的研究仍然停留在小鼠水平，主要的方法是运用的方法是运用IL-18,IL-12,IL-1,IFNIL-18,IL-12,IL-1,IFN等几种细胞因子进行等几种细胞因子进行合并治疗。有两种方法：一种是合并几种细胞因子的合并治疗。有两种方法：一种是合并几种细胞因子的cDNAcDNA进进行基因治疗，另外一种是使用行基因治疗，另外一种是使用IL-1

42、2IL-12进行基因转染，同时使进行基因转染，同时使用用IL-18IL-18进行全身注射。进行全身注射。3 3、集落刺激因子系列、集落刺激因子系列 集落刺激因子为能诱导骨髓细胞或造血细胞在半固体琼脂系统中集落刺激因子为能诱导骨髓细胞或造血细胞在半固体琼脂系统中呈克隆生长的细胞因子呈克隆生长的细胞因子, ,包括包括G-CSF, M-CSF, GM-CSFG-CSF, M-CSF, GM-CSF。(1) GM-CSF (1) GM-CSF GM-CSFGM-CSF能促进骨髓和外周血干细胞的扩增和转运，诱导中性粒细能促进骨髓和外周血干细胞的扩增和转运，诱导中性粒细胞的增加，另外，它还能通过促进肿瘤细

43、胞分化，补充白细胞数量以增胞的增加，另外，它还能通过促进肿瘤细胞分化，补充白细胞数量以增加化疗药物的疗效和增强机体的免疫能力达到抗肿瘤的目的。加化疗药物的疗效和增强机体的免疫能力达到抗肿瘤的目的。 （2 2）G-CSFG-CSF G-CSFG-CSF的主要作用是促进骨髓造血细胞增殖分化的主要作用是促进骨髓造血细胞增殖分化形成粒细胞集落形成粒细胞集落, ,诱导中性粒细胞的终末分化和增强诱导中性粒细胞的终末分化和增强中性粒细胞的功能。中性粒细胞的功能。 对对G-CSFG-CSF用于治疗髓样白血病和用于治疗髓样白血病和AMLAML进行了临床研进行了临床研究。发现究。发现AMLAML病人接受病人接受G

44、-CSFG-CSF治疗后，能刺激胚系前治疗后，能刺激胚系前体细胞更新和终末分化，但是治疗效果因人而异。体细胞更新和终末分化，但是治疗效果因人而异。(3)(3)M-CSFM-CSF M-CSFM-CSF能加速造血功能的恢复，显著增加巨噬细胞能加速造血功能的恢复，显著增加巨噬细胞的数量及功能。的数量及功能。M-CSFM-CSF在动物实验中有促进肿瘤细在动物实验中有促进肿瘤细胞分化，使白血病细胞增殖能力下降，另外它还能胞分化，使白血病细胞增殖能力下降，另外它还能增强巨噬细胞对肿瘤的杀伤能力。用增强巨噬细胞对肿瘤的杀伤能力。用M-CSFM-CSF治疗转治疗转移性黑色素瘤病人的移性黑色素瘤病人的I I期

45、临床实验表明，仅有少数期临床实验表明，仅有少数病人在用药后发生肿瘤转归。用病人在用药后发生肿瘤转归。用M-CSFM-CSF治疗肿瘤的治疗肿瘤的临床实验仍需进一步深入临床实验仍需进一步深入. .。 4 4、TNFTNF 肿瘤坏死因子是能够引起肿瘤组织出血坏死，并肿瘤坏死因子是能够引起肿瘤组织出血坏死，并具有多方面功能的细胞因子。目前临床应用研究得具有多方面功能的细胞因子。目前临床应用研究得较多的是较多的是TNF-TNF-。 TNF- TNF-主要通过对肿瘤区域血管的影响引起移植主要通过对肿瘤区域血管的影响引起移植肿瘤的出血坏死。在临床上合用肿瘤的出血坏死。在临床上合用TNF-TNF-和和IFN-

46、IFN-，IL-2IL-2或其它化疗药物可能有更好的效果。或其它化疗药物可能有更好的效果。TNF-TNF-的的临床应用研究表明临床应用研究表明TNF-TNF-的全身副作用大，应当局的全身副作用大，应当局部用药，而且局部用药的疗效也明显高于全身用药。部用药，而且局部用药的疗效也明显高于全身用药。已经运用已经运用TNF-TNF-试治了黑色素瘤，结肠癌，试治了黑色素瘤，结肠癌，kaposikaposi肉瘤，肉瘤，B B淋巴细胞瘤，非小细胞肺癌，卵巢癌，神经淋巴细胞瘤，非小细胞肺癌，卵巢癌，神经胶质瘤等胶质瘤等 5.5.血管生成抑制因子（血管生成抑制因子（endostatin,angiostatin,

47、Pgn K5 endostatin,angiostatin,Pgn K5 ） 除了以上所介绍的一些细胞因子具有治疗肿瘤的作用除了以上所介绍的一些细胞因子具有治疗肿瘤的作用外，还有新的细胞因子不断被发现。近年来，从小鼠肿外，还有新的细胞因子不断被发现。近年来，从小鼠肿瘤内分离到一种新的血管生成抑制因子瘤内分离到一种新的血管生成抑制因子endostatinendostatin。纤纤溶酶原（溶酶原（plasminogen Pgn)angiostatinplasminogen Pgn)angiostatin。 血管发生在实体瘤的生长维持及转移中起重要作用。当肿瘤血管发生在实体瘤的生长维持及转移中起重要

48、作用。当肿瘤内的一细胞亚群通过血管生成因子与抑制因子的相互协调作内的一细胞亚群通过血管生成因子与抑制因子的相互协调作用而使其转化为血管生成表型后，肿瘤就快速生长，通过血用而使其转化为血管生成表型后，肿瘤就快速生长，通过血管转移至全身各处。人们可以通过外加血管生成抑制因子的管转移至全身各处。人们可以通过外加血管生成抑制因子的方法，抑制血管发生从而阻止肿瘤的生长及扩散。方法，抑制血管发生从而阻止肿瘤的生长及扩散。 Endostatin Endostatin的开发为肿瘤的治疗带来了新的希望。是一种的开发为肿瘤的治疗带来了新的希望。是一种理想的、潜在和可开发的新型抗血管生成药物。理想的、潜在和可开发的

49、新型抗血管生成药物。四、四、 结语结语 如一细胞受生长因子刺激，突变即在这一单个细胞内逐步积累；一如一细胞受生长因子刺激，突变即在这一单个细胞内逐步积累；一方面使正作用基因失控，另一方面，灭活负作用基因造成失控性增生，方面使正作用基因失控，另一方面，灭活负作用基因造成失控性增生，最后导致肿瘤的发生。在已发现的数十种生长因子中，有一些因子就被最后导致肿瘤的发生。在已发现的数十种生长因子中，有一些因子就被称为生长因子型癌基因，如称为生长因子型癌基因，如V-sisV-sis基因。基因。 一些细胞因子可刺激肿瘤细胞的运动和侵袭，促使肿瘤细胞转移。一些细胞因子可刺激肿瘤细胞的运动和侵袭，促使肿瘤细胞转移

50、。 细胞因子对肿瘤治疗的应用细胞因子对肿瘤治疗的应用, ,世界上第一个得到批准（美世界上第一个得到批准（美FDAFDA）用于用于肿瘤治疗的细胞因子是肿瘤治疗的细胞因子是IFN-IFN-。 治疗方式治疗方式: : 单独使用细胞因子；单独使用细胞因子； 与其它细胞因子合使用；与其它细胞因子合使用； 应用细胞因子自体瘤疫苗及表达细胞因子的重组腺病毒载应用细胞因子自体瘤疫苗及表达细胞因子的重组腺病毒载体介体介 导的抗肿瘤免疫；导的抗肿瘤免疫； 细胞因子治疗肿瘤的另一途径，细胞因子基因治细胞因子治疗肿瘤的另一途径，细胞因子基因治疗也是近年来研究的热点。将细胞因子基因导入疗也是近年来研究的热点。将细胞因子

51、基因导入肿瘤病人体内，在体内表达细胞因子来改善病人肿瘤病人体内，在体内表达细胞因子来改善病人免疫力，直接杀伤肿瘤细胞。目前研究大多还处免疫力，直接杀伤肿瘤细胞。目前研究大多还处在动物实验阶段，已取得较好效果，人体实验也在动物实验阶段，已取得较好效果，人体实验也开始有报道。开始有报道。 综上所述综上所述, ,某些细胞因子与肿瘤的发生、某些细胞因子与肿瘤的发生、发展与转移密切相关发展与转移密切相关, ,而另一些细胞因子在治而另一些细胞因子在治疗肿瘤方面确具有其独特的作用和发展潜力疗肿瘤方面确具有其独特的作用和发展潜力. .如何扬长避短如何扬长避短, ,阻断其致肿瘤的途径阻断其致肿瘤的途径, ,合理

52、有合理有效的发挥细胞因子治疗肿瘤的作用效的发挥细胞因子治疗肿瘤的作用, ,是今后该是今后该领域中研究的重点。领域中研究的重点。第三讲：基因工程细胞因子类第三讲：基因工程细胞因子类 药物的开发研究药物的开发研究 一、调研和立项二、基因工程药物开发的上游技术与研究二、基因工程药物开发的上游技术与研究1 1基因克隆基因克隆2 2质粒载体的选择质粒载体的选择3 3重组质粒的构建重组质粒的构建4 4基因测序鉴定基因测序鉴定5 5属主菌的选择属主菌的选择6 6感受态细胞的制备与转化感受态细胞感受态细胞的制备与转化感受态细胞7 7基因表达：直接表达基因表达：直接表达 以融合蛋白的形式表达以融合蛋白的形式表达

53、8 8检定检定三、基因工程药物的下游技术三、基因工程药物的下游技术1 1基因工程菌（细胞）的培养基因工程菌（细胞）的培养2 2细胞破碎与固液分离细胞破碎与固液分离3 3重组蛋白回收技术重组蛋白回收技术4 4重组蛋白色谱分离纯化重组蛋白色谱分离纯化5 5目标产品的检定与质量控制目标产品的检定与质量控制四、新药报批与评审四、新药报批与评审1 1药检药检 连续三批中试产品的生产（批生产记录及质检记录）产品送检连续三批中试产品的生产（批生产记录及质检记录）产品送检2 2临床前安全性研究（动物实验）临床前安全性研究（动物实验） 急性毒性、亚急性毒性、慢性毒性、抗原性、局部刺激、药理急性毒性、亚急性毒性、

54、慢性毒性、抗原性、局部刺激、药理、药效、药代、药效、药代3 3研究资料报送及评审研究资料报送及评审4 4I I、IIII期临床试验期临床试验5 5试生产、立项、试生产、立项、GMPGMP认证认证6 6IIIIII期临床试验期临床试验7 7正式生产正式生产谢谢 谢谢 ！ 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） 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