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PDCD5重组蛋白药物
CKLF1-C19多肽药物开发简介

PDCD5重组蛋白药物>>

  PDCD5重组蛋白药物开发简介

  

  一、背景介绍

  程序性细胞死亡分子5(PDCD5,Programmed Cell Death 5) 是北京大学人类疾病基因研究中心在国际上首先发现的具有自主知识产权的新的程序性细胞死亡相关基因,已获得多项国家发明专利(专利号ZL98101869.6,ZL200510084348.4,ZL200410098627.1)。PDCD5原名称为TFAR19(TF-1 cell apoptosis related gene 19),2002年国际人类基因命名委员会将其统一命名为PDCD5 ,目前国际有关TFAR19(PDCD5)研究的论文、基因数据库、蛋白质数据库等全部引用本实验室发表的原始论文(1)。

  PDCD5基因进化保守,表达谱广泛,其编码蛋白由125个氨基酸组成,定位于胞质和胞核。前期的功能研究证明细胞凋亡早期PDCD5的mRNA和蛋白水平表达上调,并伴有明显的核转位(2),重组人PDCD5能够促进多种肿瘤细胞凋亡,是一个潜在的新抑癌基因,通过结合组蛋白乙酰转移酶Tip60及p53发挥促进肿瘤细胞凋亡的作用(3,4)。

  

  1  PDCD5与肿瘤

  PDCD5的mRNA在人体50多种组织中均有表达,胚胎时期的表达水平明显低于成年人。大量的研究报告证明PDCD5在肿瘤细胞的表达明显低于正常细胞,如肝癌(5-7)、乳腺癌(8, 9)]、卵巢上皮性癌(10)、口腔鳞癌(11)、肺癌(12)、胃癌(13)、肾透明细胞癌(14)、脑胶质瘤(15)、前列腺癌(16)、软骨肉瘤(17)、多发性骨髓瘤(18)、宫颈癌(19)、白血病(20)等。

  在PDCD5的遗传变异研究中,本实验室发现白血病患者中变异型-27G/-11A基因频率及携带其的基因型频率显著高于正常对照人群中的分布频率。报告基因分析显示,携带-27G/-11A变异型的上游序列启动子的基础转录活性比野生型低80%, 并对凋亡诱导不敏感,提示该突变基因型降低了启动子的转录活性,使靶基因的表达水平下降。采用RQ-PCR技术在CML患者中检测PDCD5的mRNA水平,发现变异型基因携带者的表达水平显著低于野生型。这些结果表明PDCD5上游5'调控区-27G/-11A 变异基因型与白血病的易感性密切相关(21)。Spinola等人通过全基因组SNPs扫描技术,发现PDCD5基因上游35kb处的SNPrs1862214与肺癌发病显著相关,变异型GG或CG基因型携带者肺癌发病风险显著升高;肺腺癌组织中PDCD5的mRNA表达水平比正常肺组织低2.4倍。超表达该基因的人NCI-H520细胞系克隆形成能力明显下降。这些结果提示PDCD5可能是新的抑癌基因(12)。

  本实验室利用荧光标记的PDCD5蛋白进行细胞内化试验,证明人重组PDCD5蛋白可以通过clathrin非依赖的途径从细胞外携带生物大分子到细胞内,109-115氨基酸是其活性功能区。PDCD5作为新的人源性细胞穿膜蛋白,可以发挥类似HIV TAT的载体功能,同时避免TAT蛋白的免疫原性,从而在可能的体内导入治疗分子的实验中更加安全有效。构建了p53N端片断与PDCD5的融合蛋白在体外可以明显诱导肿瘤的凋亡,而单独p53N端片断或PDCD5蛋白则不能诱导凋亡(22)。实验证明,过表达PDCD5或重组PDCD5蛋白可加强多种肿瘤细胞对不同凋亡诱导剂的敏感性,促进化疗药物对肿瘤细胞的杀伤。荷瘤小鼠的研究表明,重组PDCD5蛋白联合化疗药物能够明显抑制白血病细胞(23)、软骨肉瘤细胞(24)及乳腺癌细胞(25)在裸鼠体内生长,肿瘤抑制率可超过90%,在治疗过程中未观察到明显毒副作用。作为一种新的潜在放/化疗增敏剂,目前重组PDCD5蛋白已进入中试和临床前开发研究阶段。

  2 PDCD5与自身免疫病

  PDCD5的异常表达也参与某些自身免疫性疾病和炎症等过程,如系统性红斑狼疮(SLE)(26),狼疮性肾炎(27),银屑病(28),骨关节炎(29),类风湿性关节炎(30),Graves'病桥本氏甲状腺炎(31)、老年性白内障的发生(32)、多囊卵巢综合征(PCOS)(33),乙型肝炎和肝硬化(34),以及慢性心力衰竭(35)等。

  本实验室研究发现,PDCD5蛋白可以通过结合TIP60促进FOXP3的转录活性,进而增强Treg细胞数量和功能,对细胞免疫产生负调节,从而有可能作为治疗自身免疫病的新型基因工程药物(36)。Ⅱ型胶原诱导的关节炎模型是目前应用较广泛且较成熟的类风湿性关节炎动物实验模型。我们的研究发现,在CIA大鼠模型中,腹腔注射人重组蛋白PDCD5能够延缓CIA模型大鼠的发病,减轻病情;进一步研究显示人重组蛋白PDCD5在大鼠体内能够增加CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞的数量,抑制炎症细胞因子IL-17A和TNF-α的产生。体外实验的结果证明,与对照相比,人重组蛋白PDCD5明显抑制Ⅱ型胶原活化的大鼠淋巴细胞和脾细胞的增殖(37)。

  由此我们发现重组人PDCD5除了能够作为新的潜在放/化疗增敏剂治疗肿瘤外,也可以作为潜在的免疫抑制剂,在自身免疫病的治疗中发挥作用。该研究已经申请了中国发明专利。

  二、PDCD5重组蛋白作为基因工程药物的依据:

  PDCD5作为凋亡促进分子能够促进肿瘤细胞的凋亡,其适应症是作为放化疗的增敏剂用于肿瘤特别是白血病的治疗。主要依据包括:

  (1)PDCD5重组蛋白结构简单,易于产业化

  PDCD5蛋白属于人体蛋白,只有125个氨基酸,结构简单,无二硫键,无糖基修饰,原核细胞表达有活性,适合大规模低成本生物制药。

  (2)PDCD5重组蛋白具有穿膜效应进入细胞内

  本实验室利用荧光标记的重组蛋白证明PDCD5可以通过Clathrin非依赖的途径直接穿过细胞膜进入细胞,发挥其促进细胞凋亡的作用(26),因而可以开发重组蛋白质药物全身给药,通过其进入细胞发挥疗效。

  (3)PDCD5在肿瘤中低表达

  大量的临床资料表明,PDCD5在全身正常组织中高表达,而在肿瘤组织低表达,并且低表达PDCD5的肿瘤病人生存率明显低于正常表达PDCD5的患者。这些结果说明PDCD5重组蛋白在临床应用时,对高表达PDCD5的正常组织细胞作用较小,而对肿瘤组织细胞能发挥更大的作用。

  (4)PDCD5可促进而不是诱导肿瘤细胞凋亡

  体内外试验证明,PDCD5进入细胞或在细胞内过表达,不能诱导细胞的凋亡,只有在放疗、化疗等凋亡诱导剂的作用下才能明显促进细胞的凋亡。很多肿瘤细胞往往由于PDCD5表达下调而对放化疗的敏感性降低,补充PDCD5后可以使其恢复对凋亡的敏感性。此外,PDCD5缺乏凋亡诱导效应也意味其对正常细胞毒性较小,可能有较高的临床安全性。

  (5)裸鼠体内试验证明PDCD5重组蛋白的化疗增敏效应

  体内试验表明,动物在皮下接种K562细胞后7~9天出现肿瘤。重组PDCD5蛋白+化疗药物去甲氧柔红霉素(IDR)治疗小鼠肿瘤体积明显缩小,肿瘤生长减缓,并且随着PDCD5蛋白剂量的增大,效果越来越明显,在PDCD5蛋白为60 ug/只时,肿瘤体积明显缩小,肿瘤生长缓慢,肿瘤抑制率可达 92.02%。在治疗过程中未观察到PDCD5治疗组动物出现明显毒副作用表现。在全身给药400ug和800ug/只的动物试验中,获得了与局部给药类似的肿瘤抑制结果(27)。同样,PDCD5重组蛋白对软骨肉瘤也具有化疗增敏效应(29)。此外,本实验室发现PDCD5重组蛋白与紫杉醇联用,对乳腺癌模型有较好疗效(30)

  (6)PDCD5的作用靶点是目前国际肿瘤治疗研究的热点之一

  根据目前的机制研究,PDCD5作用组蛋白乙酰转移酶Tip60,促进其稳定性,进而促进组蛋白乙酰化和p53乙酰化,增加肿瘤凋亡,这些靶标均是目前国际抗肿瘤药物研究的重要分子,特别是组蛋白乙酰化抑制酶的抑制剂已经进入临床试验,前景看好,提示PDCD5具有新药的开发前景。

  (7)PDCD5重组蛋白的药物基因组学应用

  本实验室和Spinola等(12,21)证明PDCD5的单核苷酸多态性与肿瘤相关,并与化疗敏感性相关,因而可以通过用药前,分析PDCD5的遗传变异或检测PDCD5表达水平,从而预测使用PDCD5重组蛋白的药物敏感性,选择敏感患者用药,可以提高PDCD5重组蛋白治疗的有效率。此外,本实验室也研制了PDCD5检测ELISA试剂盒,可以检测患者PDCD5的血清水平,提供肿瘤治疗病人的预筛。

  (8)自身免疫病动物模型的研究证明PDCD5重组蛋白能够抑制自身免疫反应

  EAE小鼠模型和CIA大鼠模型的研究证明重组蛋白PDCD5能够诱导CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞分化、抑制Th17细胞的分化、抑制炎症细胞因子IL-17A和TNF-α的产生,抑制自身抗原活化的淋巴细胞增殖,减少炎症细胞在组织的浸润,减轻模型动物的病症。

  综上所述,本项成果具有原始创新的特点,在国际上首次发现了一个可能作为基因工程药物的人类基因编码蛋白,并初步阐明其功能和分子作用机理,属于新分子新机制的基因工程药物候选产品。

  

  三、市场分析

  1 癌症的发生

  在世界范围内,恶性肿瘤是危害人类生命健康的最严重疾病,其发病率和死亡率一直呈上升趋势,在全世界52亿人口中,每年约有1000-1200万人新患癌症, 960万人死于癌症。2020年全世界癌症发病率将比现在增加50%,全球每年新增癌症患者人数将达到1500万人。 如果不采取行动,预计2030年全世界将有2600万新增病例,死亡人数达到1700万人,而其中大多数将发生在中低收入的发展中国家。

  我国流行病学调查表明,我国肿瘤发病率和死亡率不仅呈现出明显上升的趋势,而且癌症死亡已经居各类死因排序的首位。2010年8月在深圳召开的第21届国际抗癌联盟世界抗癌大会上指出,中国每年癌症发病人数约260万,死亡180万,过去30年中国癌症死亡率增加了80%,成为中国城市和农村居民的第一位死因。世界卫生组织呼吁各国制订抗癌的全国计划和具体实施方案,充分利用全球现有的知识和技术,尽可能实施最佳手段对癌症进行预防和治疗。

  目前世界各国在恶性肿瘤研究方面,不论使基础研究还是药物开发,都投入了巨大的人力和物力。就目前肿瘤的治疗方面,80%的病人都要进行放射治疗及化学药物治疗,100%的放疗及化疗均需要使用放化疗增敏剂,这是决定肿瘤治疗成败的关键因素之一,而现有放化疗手段的最大缺陷就在于缺乏低毒或无毒的高效放化疗增敏剂,目前临床应用的此类药物都是化学合成药物,以及部分中药,往往疗效不能得到保证,并有一些新的毒副作用。寻找一种既能有效杀灭肿瘤细胞,又不增加对正常细胞毒性的化疗增敏剂,几十年来世界各国医药科技工作者一直在作不懈的努力,但结果并不理想,这也是世界级难题。本课题通过长期研究,首次发现了人体功能基因编码的促凋亡蛋白PDCD5(PDCD5,Programmed Cell Death 5)能够作为高效肿瘤化疗增敏剂,体内外实验证明其安全有效,属于新一代的抗肿瘤重组蛋白质药物,具有自主知识产权,它的成功开发,对造福癌症患者、加速我国抗肿瘤生物高科技产业的发展具有重要意义具有重要意义。

  

  2 自身免疫病

  自身免疫性疾病(autoimmune disease, AID)是复杂原因导致的临床常见、治疗困难的疾病,是世界范围严重威胁公众健康的主要慢性病之一,国际上认为是“5D”病,即痛苦(discomfort)、残废(disability)、药物中毒(drug toxicity)、经济损失(dollar loss)和死亡(death)。自身免疫性疾病中,类风湿性关节炎全球范围发病率约为0.5—3%左右,在我国的发病率高达0.35%—0.4%,致残率达15%,每年新增病例约400万;WHO调查统计,系统性红斑狼疮全球发病率为12~39/10万,我国患病率为70/10万;多发性硬化症全球发病率为5~30/10万,在我国患病率仅次于类风湿关节炎、系统性红斑狼疮,而居第3位,呈逐年上升趋势。

  目前自身免疫性疾病、过敏性疾病的药物治疗大多是糖皮质激素和各种免疫抑制剂,这些治疗会引起不良反应,导致免疫功能低下,病人易于感染。近10余年来,基于该类疾病发病机制中不同环节的特异性的生物学治疗已成为研究的热点,世界各国尤其是发达国家在自身免疫性疾病研究和开发方面投入了巨大的人力、物力和财力。目前已经有一些生物制品进入临床,如肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α, TNFα)单克隆抗体——英夫利昔单抗,用于治疗类风湿性关节炎等自身免疫病,抗CD20的单克隆抗体利妥昔单抗(rituximab, RTX, 美罗华)也用在了类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮的治疗中,效果见好。这些生物产品都是国外的专利产品,价格昂贵,非普通百姓能够消费。

  

  3. 市场效益评估

  促凋亡人重组蛋白PDCD5是受专利保护的具有发展前景的新结构新机制的基因工程药物,现有的数据证明,PDCD5对肿瘤的治疗具有减毒增敏的效应,并且抗瘤谱广,同时对自身免疫病有明显的治疗效应,面对庞大的国内外市场, 重组人PDCD5蛋白的成功开发,将可能带来巨大的经济效益,同时通过临床的实施,也将给患者带来福音,生活质量得以提高。由于本产品为国际首创,有可能打入国外主流医药市场,具有巨大的市场前景。

  此外,PDCD5基因还有一系列的后继产品正在开发,包括PDCD5-腺病毒用于基因治疗(38)、检测可溶性PDCD5蛋白的ELISA试剂盒(39,40)、PDCD5的单克隆抗体和多克隆抗体、以及HRP-和FITC-标记的PDCD5抗体、PDCD5 SNP检测试剂盒等,具有广阔的开发前景。

  

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  程序性细胞死亡分子5(PDCD5,Programmed Cell Death 5) 是北京大学人类疾病基因研究中心在国际上首先发现的具有自主知识产权的新的程序性细胞死亡相关基因,已获得多项国家发明专利(专利号ZL98101869.6,ZL200510084348.4,ZL200410098627.1)。PDCD5原名称为TFAR19(TF-1 cell apoptosis related gene 19),2002年国际人类基因命名委员会将其统一命名为PDCD5 ,目前国际有关TFAR19(PDCD5)研究的论文、基因数据库、蛋白质数据库等全部引用本实验室发表的原始论文(1)。

  PDCD5基因进化保守,表达谱广泛,其编码蛋白由125个氨基酸组成,定位于胞质和胞核。前期的功能研究证明细胞凋亡早期PDCD5的mRNA和蛋白水平表达上调,并伴有明显的核转位(2),重组人PDCD5能够促进多种肿瘤细胞凋亡,是一个潜在的新抑癌基因,通过结合组蛋白乙酰转移酶Tip60及p53发挥促进肿瘤细胞凋亡的作用(3,4)。

  

  1  PDCD5与肿瘤

  PDCD5的mRNA在人体50多种组织中均有表达,胚胎时期的表达水平明显低于成年人。大量的研究报告证明PDCD5在肿瘤细胞的表达明显低于正常细胞,如肝癌(5-7)、乳腺癌(8, 9)]、卵巢上皮性癌(10)、口腔鳞癌(11)、肺癌(12)、胃癌(13)、肾透明细胞癌(14)、脑胶质瘤(15)、前列腺癌(16)、软骨肉瘤(17)、多发性骨髓瘤(18)、宫颈癌(19)、白血病(20)等。

  在PDCD5的遗传变异研究中,本实验室发现白血病患者中变异型-27G/-11A基因频率及携带其的基因型频率显著高于正常对照人群中的分布频率。报告基因分析显示,携带-27G/-11A变异型的上游序列启动子的基础转录活性比野生型低80%, 并对凋亡诱导不敏感,提示该突变基因型降低了启动子的转录活性,使靶基因的表达水平下降。采用RQ-PCR技术在CML患者中检测PDCD5的mRNA水平,发现变异型基因携带者的表达水平显著低于野生型。这些结果表明PDCD5上游5'调控区-27G/-11A 变异基因型与白血病的易感性密切相关(21)。Spinola等人通过全基因组SNPs扫描技术,发现PDCD5基因上游35kb处的SNPrs1862214与肺癌发病显著相关,变异型GG或CG基因型携带者肺癌发病风险显著升高;肺腺癌组织中PDCD5的mRNA表达水平比正常肺组织低2.4倍。超表达该基因的人NCI-H520细胞系克隆形成能力明显下降。这些结果提示PDCD5可能是新的抑癌基因(12)。

  本实验室利用荧光标记的PDCD5蛋白进行细胞内化试验,证明人重组PDCD5蛋白可以通过clathrin非依赖的途径从细胞外携带生物大分子到细胞内,109-115氨基酸是其活性功能区。PDCD5作为新的人源性细胞穿膜蛋白,可以发挥类似HIV TAT的载体功能,同时避免TAT蛋白的免疫原性,从而在可能的体内导入治疗分子的实验中更加安全有效。构建了p53N端片断与PDCD5的融合蛋白在体外可以明显诱导肿瘤的凋亡,而单独p53N端片断或PDCD5蛋白则不能诱导凋亡(22)。实验证明,过表达PDCD5或重组PDCD5蛋白可加强多种肿瘤细胞对不同凋亡诱导剂的敏感性,促进化疗药物对肿瘤细胞的杀伤。荷瘤小鼠的研究表明,重组PDCD5蛋白联合化疗药物能够明显抑制白血病细胞(23)、软骨肉瘤细胞(24)及乳腺癌细胞(25)在裸鼠体内生长,肿瘤抑制率可超过90%,在治疗过程中未观察到明显毒副作用。作为一种新的潜在放/化疗增敏剂,目前重组PDCD5蛋白已进入中试和临床前开发研究阶段。

  2 PDCD5与自身免疫病

  PDCD5的异常表达也参与某些自身免疫性疾病和炎症等过程,如系统性红斑狼疮(SLE)(26),狼疮性肾炎(27),银屑病(28),骨关节炎(29),类风湿性关节炎(30),Graves'病桥本氏甲状腺炎(31)、老年性白内障的发生(32)、多囊卵巢综合征(PCOS)(33),乙型肝炎和肝硬化(34),以及慢性心力衰竭(35)等。

  本实验室研究发现,PDCD5蛋白可以通过结合TIP60促进FOXP3的转录活性,进而增强Treg细胞数量和功能,对细胞免疫产生负调节,从而有可能作为治疗自身免疫病的新型基因工程药物(36)。Ⅱ型胶原诱导的关节炎模型是目前应用较广泛且较成熟的类风湿性关节炎动物实验模型。我们的研究发现,在CIA大鼠模型中,腹腔注射人重组蛋白PDCD5能够延缓CIA模型大鼠的发病,减轻病情;进一步研究显示人重组蛋白PDCD5在大鼠体内能够增加CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞的数量,抑制炎症细胞因子IL-17A和TNF-α的产生。体外实验的结果证明,与对照相比,人重组蛋白PDCD5明显抑制Ⅱ型胶原活化的大鼠淋巴细胞和脾细胞的增殖(37)。

  由此我们发现重组人PDCD5除了能够作为新的潜在放/化疗增敏剂治疗肿瘤外,也可以作为潜在的免疫抑制剂,在自身免疫病的治疗中发挥作用。该研究已经申请了中国发明专利。

  二、PDCD5重组蛋白作为基因工程药物的依据:

  PDCD5作为凋亡促进分子能够促进肿瘤细胞的凋亡,其适应症是作为放化疗的增敏剂用于肿瘤特别是白血病的治疗。主要依据包括:

  (1)PDCD5重组蛋白结构简单,易于产业化

  PDCD5蛋白属于人体蛋白,只有125个氨基酸,结构简单,无二硫键,无糖基修饰,原核细胞表达有活性,适合大规模低成本生物制药。

  (2)PDCD5重组蛋白具有穿膜效应进入细胞内

  本实验室利用荧光标记的重组蛋白证明PDCD5可以通过Clathrin非依赖的途径直接穿过细胞膜进入细胞,发挥其促进细胞凋亡的作用(26),因而可以开发重组蛋白质药物全身给药,通过其进入细胞发挥疗效。

  (3)PDCD5在肿瘤中低表达

  大量的临床资料表明,PDCD5在全身正常组织中高表达,而在肿瘤组织低表达,并且低表达PDCD5的肿瘤病人生存率明显低于正常表达PDCD5的患者。这些结果说明PDCD5重组蛋白在临床应用时,对高表达PDCD5的正常组织细胞作用较小,而对肿瘤组织细胞能发挥更大的作用。

  (4)PDCD5可促进而不是诱导肿瘤细胞凋亡

  体内外试验证明,PDCD5进入细胞或在细胞内过表达,不能诱导细胞的凋亡,只有在放疗、化疗等凋亡诱导剂的作用下才能明显促进细胞的凋亡。很多肿瘤细胞往往由于PDCD5表达下调而对放化疗的敏感性降低,补充PDCD5后可以使其恢复对凋亡的敏感性。此外,PDCD5缺乏凋亡诱导效应也意味其对正常细胞毒性较小,可能有较高的临床安全性。

  (5)裸鼠体内试验证明PDCD5重组蛋白的化疗增敏效应

  体内试验表明,动物在皮下接种K562细胞后7~9天出现肿瘤。重组PDCD5蛋白+化疗药物去甲氧柔红霉素(IDR)治疗小鼠肿瘤体积明显缩小,肿瘤生长减缓,并且随着PDCD5蛋白剂量的增大,效果越来越明显,在PDCD5蛋白为60 ug/只时,肿瘤体积明显缩小,肿瘤生长缓慢,肿瘤抑制率可达 92.02%。在治疗过程中未观察到PDCD5治疗组动物出现明显毒副作用表现。在全身给药400ug和800ug/只的动物试验中,获得了与局部给药类似的肿瘤抑制结果(27)。同样,PDCD5重组蛋白对软骨肉瘤也具有化疗增敏效应(29)。此外,本实验室发现PDCD5重组蛋白与紫杉醇联用,对乳腺癌模型有较好疗效(30)

  (6)PDCD5的作用靶点是目前国际肿瘤治疗研究的热点之一

  根据目前的机制研究,PDCD5作用组蛋白乙酰转移酶Tip60,促进其稳定性,进而促进组蛋白乙酰化和p53乙酰化,增加肿瘤凋亡,这些靶标均是目前国际抗肿瘤药物研究的重要分子,特别是组蛋白乙酰化抑制酶的抑制剂已经进入临床试验,前景看好,提示PDCD5具有新药的开发前景。

  (7)PDCD5重组蛋白的药物基因组学应用

  本实验室和Spinola等(12,21)证明PDCD5的单核苷酸多态性与肿瘤相关,并与化疗敏感性相关,因而可以通过用药前,分析PDCD5的遗传变异或检测PDCD5表达水平,从而预测使用PDCD5重组蛋白的药物敏感性,选择敏感患者用药,可以提高PDCD5重组蛋白治疗的有效率。此外,本实验室也研制了PDCD5检测ELISA试剂盒,可以检测患者PDCD5的血清水平,提供肿瘤治疗病人的预筛。

  (8)自身免疫病动物模型的研究证明PDCD5重组蛋白能够抑制自身免疫反应

  EAE小鼠模型和CIA大鼠模型的研究证明重组蛋白PDCD5能够诱导CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞分化、抑制Th17细胞的分化、抑制炎症细胞因子IL-17A和TNF-α的产生,抑制自身抗原活化的淋巴细胞增殖,减少炎症细胞在组织的浸润,减轻模型动物的病症。

  综上所述,本项成果具有原始创新的特点,在国际上首次发现了一个可能作为基因工程药物的人类基因编码蛋白,并初步阐明其功能和分子作用机理,属于新分子新机制的基因工程药物候选产品。

  

  三、市场分析

  1 癌症的发生

  在世界范围内,恶性肿瘤是危害人类生命健康的最严重疾病,其发病率和死亡率一直呈上升趋势,在全世界52亿人口中,每年约有1000-1200万人新患癌症, 960万人死于癌症。2020年全世界癌症发病率将比现在增加50%,全球每年新增癌症患者人数将达到1500万人。 如果不采取行动,预计2030年全世界将有2600万新增病例,死亡人数达到1700万人,而其中大多数将发生在中低收入的发展中国家。

  我国流行病学调查表明,我国肿瘤发病率和死亡率不仅呈现出明显上升的趋势,而且癌症死亡已经居各类死因排序的首位。2010年8月在深圳召开的第21届国际抗癌联盟世界抗癌大会上指出,中国每年癌症发病人数约260万,死亡180万,过去30年中国癌症死亡率增加了80%,成为中国城市和农村居民的第一位死因。世界卫生组织呼吁各国制订抗癌的全国计划和具体实施方案,充分利用全球现有的知识和技术,尽可能实施最佳手段对癌症进行预防和治疗。

  目前世界各国在恶性肿瘤研究方面,不论使基础研究还是药物开发,都投入了巨大的人力和物力。就目前肿瘤的治疗方面,80%的病人都要进行放射治疗及化学药物治疗,100%的放疗及化疗均需要使用放化疗增敏剂,这是决定肿瘤治疗成败的关键因素之一,而现有放化疗手段的最大缺陷就在于缺乏低毒或无毒的高效放化疗增敏剂,目前临床应用的此类药物都是化学合成药物,以及部分中药,往往疗效不能得到保证,并有一些新的毒副作用。寻找一种既能有效杀灭肿瘤细胞,又不增加对正常细胞毒性的化疗增敏剂,几十年来世界各国医药科技工作者一直在作不懈的努力,但结果并不理想,这也是世界级难题。本课题通过长期研究,首次发现了人体功能基因编码的促凋亡蛋白PDCD5(PDCD5,Programmed Cell Death 5)能够作为高效肿瘤化疗增敏剂,体内外实验证明其安全有效,属于新一代的抗肿瘤重组蛋白质药物,具有自主知识产权,它的成功开发,对造福癌症患者、加速我国抗肿瘤生物高科技产业的发展具有重要意义具有重要意义。

  

  2 自身免疫病

  自身免疫性疾病(autoimmune disease, AID)是复杂原因导致的临床常见、治疗困难的疾病,是世界范围严重威胁公众健康的主要慢性病之一,国际上认为是“5D”病,即痛苦(discomfort)、残废(disability)、药物中毒(drug toxicity)、经济损失(dollar loss)和死亡(death)。自身免疫性疾病中,类风湿性关节炎全球范围发病率约为0.5—3%左右,在我国的发病率高达0.35%—0.4%,致残率达15%,每年新增病例约400万;WHO调查统计,系统性红斑狼疮全球发病率为12~39/10万,我国患病率为70/10万;多发性硬化症全球发病率为5~30/10万,在我国患病率仅次于类风湿关节炎、系统性红斑狼疮,而居第3位,呈逐年上升趋势。

  目前自身免疫性疾病、过敏性疾病的药物治疗大多是糖皮质激素和各种免疫抑制剂,这些治疗会引起不良反应,导致免疫功能低下,病人易于感染。近10余年来,基于该类疾病发病机制中不同环节的特异性的生物学治疗已成为研究的热点,世界各国尤其是发达国家在自身免疫性疾病研究和开发方面投入了巨大的人力、物力和财力。目前已经有一些生物制品进入临床,如肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor α, TNFα)单克隆抗体——英夫利昔单抗,用于治疗类风湿性关节炎等自身免疫病,抗CD20的单克隆抗体利妥昔单抗(rituximab, RTX, 美罗华)也用在了类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮的治疗中,效果见好。这些生物产品都是国外的专利产品,价格昂贵,非普通百姓能够消费。

  

  3. 市场效益评估

  促凋亡人重组蛋白PDCD5是受专利保护的具有发展前景的新结构新机制的基因工程药物,现有的数据证明,PDCD5对肿瘤的治疗具有减毒增敏的效应,并且抗瘤谱广,同时对自身免疫病有明显的治疗效应,面对庞大的国内外市场, 重组人PDCD5蛋白的成功开发,将可能带来巨大的经济效益,同时通过临床的实施,也将给患者带来福音,生活质量得以提高。由于本产品为国际首创,有可能打入国外主流医药市场,具有巨大的市场前景。

  此外,PDCD5基因还有一系列的后继产品正在开发,包括PDCD5-腺病毒用于基因治疗(38)、检测可溶性PDCD5蛋白的ELISA试剂盒(39,40)、PDCD5的单克隆抗体和多克隆抗体、以及HRP-和FITC-标记的PDCD5抗体、PDCD5 SNP检测试剂盒等,具有广阔的开发前景。

  

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