(完整word版)蛋白類藥物研究進(jìn)展

1、（完整word版）蛋白類藥物研究進(jìn)展1蛋白類藥物1.1蛋白類藥物概述現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，使得蛋白質(zhì)藥物的大規(guī)模生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)，這類藥物應(yīng)用于臨床的數(shù)量也越來越多。蛋白質(zhì)藥物是指多肽和基因工程藥物、單克隆抗體和基因工程抗體、重組疫苗。與以往的小分子藥物相比，蛋白質(zhì)藥物具有高活性、特異性強(qiáng)、低毒性、生物功能明確、有利于臨床應(yīng)用的特點(diǎn)。1隨著蛋白質(zhì)化學(xué)和分子生物學(xué)的發(fā)展，用于各種疾病治療的蛋白質(zhì)類藥物的研制和應(yīng)用已成為生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)。多肽和蛋白類藥物副作用小,活性強(qiáng)。并具有標(biāo)本兼治的功效,而且由于其成本低、成功率高、安全可靠，2已成為醫(yī)藥產(chǎn)品中的重要組成部分。但是，蛋白類藥物也有其穩(wěn)定性差、膜

2、通透性差、生物半衰期短等等缺點(diǎn)，影響了蛋白質(zhì)藥物的治療潛力和臨床應(yīng)用.31.2蛋白類藥物的種類蛋白藥物大致可以分為以下幾類:多肽類激素藥：包括人胰島素、人生長激素、卵泡刺激激素和其他激素;人造血因子：包括重組人促紅細(xì)胞生成素、粒細(xì)胞/單核細(xì)胞集落刺激因子GMCSF、人血漿蛋白因子：包括重組人凝血因子V皿、重組人凝血因子VU、重組人凝血因子IX、重組人抗凝血酶等等。1（完整word版）蛋白類藥物研究進(jìn)展(完整word版)蛋白類藥物研究進(jìn)展- - -2蛋白類藥物的研究現(xiàn)狀生物技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了大分子生物活性物質(zhì)的發(fā)現(xiàn),用于治療或診斷的多肽、蛋白質(zhì)、酶、激素、疫苗、細(xì)胞生長因子及單克隆抗體等藥物不斷出

3、現(xiàn)，國外已批準(zhǔn)上市的生物技術(shù)藥物產(chǎn)品約90多種，進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)的生物技術(shù)藥品有369種，占美國臨床實(shí)驗(yàn)藥品的1/3，正在研究發(fā)展的大分子活性物質(zhì)或藥物達(dá)千種以上，生物技術(shù)藥物的銷售增長率在1998年到2004年每年增長12%15%,生物技術(shù)藥物已涉足于200多種疾病,其硏究多數(shù)是針對(duì)癌癥治療，以及傳染性疾病、神經(jīng)性疾病、心血管疾病、呼吸系統(tǒng)疾病、艾滋病、自體免疫性疾病、皮膚病等。早在上世紀(jì)90年代，美國FDA即已批準(zhǔn)可以進(jìn)行臨床硏究的基因療法達(dá)72種，年初國家食品藥品監(jiān)督管理局也批準(zhǔn)了重組人p53腺病毒注射液的生產(chǎn).由于半衰期短，生物技術(shù)藥物的基本劑型是凍干注射劑或注射液，需要長期頻繁注射給藥，

4、面對(duì)生物大分子在穩(wěn)定性及吸收等方面的困難，在硏究和生產(chǎn)高質(zhì)量的凍干粉針及溶液型注射劑的同時(shí)，發(fā)展多種途徑給藥的新劑型是制劑工業(yè)和硏究的重要任務(wù).我國國家食品藥品監(jiān)督管理局也批準(zhǔn)了重組人p53腺病毒注射液的生產(chǎn)。42.1蛋白類藥物的合成2.1.1化學(xué)合成法用化學(xué)法合成多肽主要依賴于固相肽自動(dòng)合成儀,它是將氨基端被保護(hù)的第1個(gè)氨基酸的羧基結(jié)合到一個(gè)不溶性載體上，使之固定，然后脫掉該氨基酸的氨基端保護(hù)基，再將第2個(gè)氨基端被保護(hù)的氨基酸的羧基與固定的第1個(gè)氨基酸的游離氨基縮合形成不溶性二肽,如此反復(fù)進(jìn)行，最后經(jīng)化學(xué)降解和脫保護(hù)基后，從載體上脫落目的多肽.由于產(chǎn)率隨每個(gè)氨基酸的縮合而遞降，合成多肽的長度

5、受到一定限制,一般在3050氨基酸殘基水平。目前，硫酯鍵介導(dǎo)的化學(xué)連接法已被成功地應(yīng)用于較小蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域的合成，其主要缺點(diǎn)是在連接位點(diǎn)需要特定的親核性氨基酸殘基。隨著方法學(xué)的改進(jìn)與發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)能夠進(jìn)行連續(xù)幾個(gè)肽片斷的連接，促紅細(xì)胞生成素(EPO)變異體的合成就是一個(gè)成功的例子5。2.1.2化學(xué)生物合成法化學(xué)-生物法合成蛋白質(zhì)主要是利用分子克隆與生物工程技術(shù)將化學(xué)合成的小片斷經(jīng)特定的介導(dǎo)途徑連接于大片斷上,例如蛋白質(zhì)內(nèi)含子介導(dǎo)法，該法既解決了生物法合成的蛋白質(zhì)局限于編碼氨基酸又能避免化學(xué)合成法受到片斷大小限制。近年來，已成功地合成了一些多肽與蛋白質(zhì).62.1.3利用（His）6標(biāo)識(shí)輔助

6、合成法最近有報(bào)道用（HiS）6標(biāo)識(shí)輔助蛋白質(zhì)合成的方法5。該方法既利用硫酯鍵介導(dǎo)，又根據(jù)固相肽合成原理將2個(gè)或多個(gè)大片斷縮合成多肽或蛋白質(zhì)，并利用（His）6tag與Ni2+-NTA-樹脂的親和性快速純化合成蛋白質(zhì)。Bang和Kent利用該法合成了Crambin和Tetrat-ricopeptiderepeat.然而，利用親和純化柱，不可逆吸附是不可避免的，因而導(dǎo)致產(chǎn)率不夠理想?！镜?.1.4蛋白質(zhì)內(nèi)含子介導(dǎo)法合成法蛋白質(zhì)自剪接是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)生物合成中后轉(zhuǎn)譯水平上的一種加工過程，其主要元件是蛋白質(zhì)內(nèi)含子。自20世紀(jì)90年代蛋白質(zhì)自剪接機(jī)理被闡明后,為利用蛋白質(zhì)內(nèi)含子介導(dǎo)蛋白質(zhì)的連接奠定了基礎(chǔ)I

7、PL不但可以連接化學(xué)合成的肽段，也可連接2個(gè)表達(dá)的大肽片斷或蛋白質(zhì)，大大拓寬了蛋白類藥物制備的方法學(xué)。Arnold等首次成功地探索了IPL法半合成含有124個(gè)氨基酸殘基的RNaseA。蛋白質(zhì)內(nèi)含子介導(dǎo)的蛋白質(zhì)連接法在蛋白質(zhì)的合成中具有重要意義：（1）它可以直接縮合大片段肽，而且產(chǎn)率高,從而使合成蛋白的大小遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過蛋白介導(dǎo)的蛋白質(zhì)連接化學(xué)合成法；（2）通過該方法可以對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)錄后修飾，如糖基化、磷酸化等；（3）通過該法可在蛋白質(zhì)中引入非天然序列,如非天然氨基酸殘基、非天然輔助因子等；（4）對(duì)大分子蛋白進(jìn)行分段連接與標(biāo)記如熒光、同位素、生物素等，制備高分子質(zhì)量標(biāo)記蛋白質(zhì)，可為NMR分析蛋白

8、質(zhì)構(gòu)象提供樣品.82.2蛋白藥物制劑及相關(guān)材料在蛋白藥物制劑的研究方面，使用CDE乙交酯丙交酯的共聚物制備蛋白緩釋制劑是比較成熟的方法。CDE是一種人工合成的生物可降解的無毒的聚合物材料，已經(jīng)被美國藥物食品監(jiān)督管理局認(rèn)定可以進(jìn)入人體使用。用CDE制成的含甾體類抗生素藥物炔諾酮和甲基左炔諾孕酮的微球注射劑在美國正在進(jìn)行臨床試用，不久可能進(jìn)入市場。用于治療乳腺癌和前列腺癌已經(jīng)商品化，商品名叫垂普啉，每月注射一針，一般幾針即可完全抑制癌細(xì)胞的發(fā)展。該產(chǎn)品在日本和美國的年產(chǎn)值達(dá)到100億美元.此外，正在研究中的控釋制劑很多。例如包埋骨生長因子的CDE棒用于促進(jìn)骨再生。鼻粘膜吸收的微球噴霧劑或腸粘膜吸收

9、的納米粒子口服制劑、植入中耳內(nèi)治療中耳炎或用注射器注入眼玻璃體的內(nèi)腔中治療白內(nèi)障吸除術(shù)后的感染等多種制劑。9多聚糖類,特別是右旋糖酐是目前研究最多的水溶性載體它的特點(diǎn)是在體內(nèi)的歸宿與分子量的大小有直接關(guān)系,因此,可通過選用合適的分子量實(shí)現(xiàn)向某一特定靶器官定位。其分子中- -（完整word版）蛋白類藥物研究進(jìn)展的麥芽糖和巖藻糖還具有肝細(xì)胞特異靶向性，可用于靶向控釋制劑。此外殼聚糖、聚氨基酸等都有良好的生物降解性和可修飾性，用這些材料作為靶向藥物載體的研究也越來越多。用分子生物學(xué)和發(fā)酵生物學(xué)相結(jié)合的方法合成了新的蛋白質(zhì)基聚合物，該方法可通過發(fā)酵細(xì)菌的基因表達(dá)控制重復(fù)多肽單元的序列，達(dá)到對(duì)蛋白質(zhì)聚合

10、物的預(yù)先編碼,并對(duì)這類聚合物的潛在應(yīng)用前景進(jìn)行了研究，展現(xiàn)出激動(dòng)人心的應(yīng)用前景。92.3給藥系統(tǒng)2.3.1注射給藥臨床上采用的主要?jiǎng)┬?對(duì)于在溶液中較穩(wěn)定的多肽，通過加入適當(dāng)穩(wěn)定劑及控制貯存條件可制成溶液劑.某些蛋白質(zhì)（特別是經(jīng)純化后）在溶液中活性喪失，可考慮制成凍干劑.某些半衰期短的多肽，應(yīng)用緩控釋技術(shù)可以有針對(duì)性地保護(hù)其免受外部環(huán)境的破壞，減少給藥次數(shù)，延緩藥物釋放.多肽、蛋白質(zhì)類藥物的劑量一般很小,但需要長期給藥,這就為緩釋微球制劑的應(yīng)用提供了機(jī)會(huì)。將多肽、蛋白質(zhì)類藥物包封于微球載體中,通過皮下或肌肉給藥，使藥物緩慢釋放,改變其體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的過程，延長藥物在體內(nèi)的作用時(shí)間,可大大減少給藥次數(shù)

11、，明顯提高病人用藥的順應(yīng)性。該類注射劑包括可注射的埋植劑、微球注射劑、長效脂質(zhì)體。2.3.2非注射給藥鼻腔內(nèi)具豐富的毛細(xì)血管和淋巴管，上皮細(xì)胞薄且間隙大，因此,通透性高、吸收較好；鼻腔蛋白酶較胃腸中少，無肝臟首過效應(yīng)。低分子量的小肽極易被吸收；對(duì)分子量較大的多肽，使用適合的吸收促進(jìn)劑增加吸收。但鼻腔給藥也存在局部刺激性和鼻腔堵塞、對(duì)纖毛的損害、劑量不易掌握等缺點(diǎn).口服劑型是人們比較容易接受，也是使用比較方便的劑型。長期以來，一直認(rèn)為蛋白多肽（完整word版）蛋白類藥物研究進(jìn)展類藥物在消化道中難吸收且易被破壞，難以制成口服劑型.但是,蛋白多肽類藥物的吸收以及生物利用度仍是口服途徑給藥需要克服的問

12、題。經(jīng)過近年來的研究,對(duì)天然聚合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造后作為藥物載體，聯(lián)合應(yīng)用酶抑制劑，具有生物兼容性的吸收促進(jìn)劑的發(fā)現(xiàn)等各種技術(shù)的發(fā)展都為研制口服有效的蛋白多肽類藥物提供了更大的可能性。蛋白質(zhì)及多肽類藥物肺部給藥與其他黏膜給藥相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：酶的活性較低；吸收總表面積大（100m2）；有豐富的毛細(xì)血管網(wǎng)；肺泡上皮細(xì)胞層很薄，只有0.10.2pm;氣血屏障較小，只有0.5pm左右。但是，相對(duì)于注射途徑給藥，蛋白質(zhì)及多肽類藥物肺部給藥系統(tǒng)的生物利用度仍然很低。為了提高這類藥物的生物利用度，一般采用以下方法:吸收促進(jìn)劑;酶抑制劑；對(duì)藥物進(jìn)行修飾或制成脂質(zhì)體.眼部給藥簡單、經(jīng)濟(jì)，起效迅速。一般認(rèn)為多肽分

13、子量小于5000的微克級(jí)，不需要吸收促進(jìn)劑，大于6000的毫克級(jí)，則需要吸收促進(jìn)劑，否則將達(dá)不到有效血藥濃度.其他的給藥方法包括直腸、結(jié)腸、陰道、植入、經(jīng)皮等方式，為延長作用時(shí)間、避免酶的破壞或達(dá)到某些特殊的要求，還可制成微球、納米粒、納米乳、聚乙二醇蛋白質(zhì)結(jié)合物等。2.4展望蛋白質(zhì)藥物的物理及化學(xué)的不穩(wěn)定性和低滲透性是發(fā)展其制劑的主要問題，對(duì)于簡單的凍干產(chǎn)品及溶液制劑而言，通過研究合理的生產(chǎn)工藝及設(shè)計(jì)優(yōu)良的處方、使用適宜添加劑等能在很大程度上解決其穩(wěn)定性問題。蛋白質(zhì)藥物復(fù)雜的注射系統(tǒng)多應(yīng)用微?？刂漆尫?是目前蛋白質(zhì)藥物劑型研究中的方向之一.但由于生產(chǎn)及處方的原因，仍然遇到許多的困難,如微粒制

14、備過程和應(yīng)用中蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，載藥量和包封率低,突釋效應(yīng)等。而作為非注射給藥的蛋白質(zhì)給藥系統(tǒng)則問題更為復(fù)雜，除穩(wěn)定性問題更為嚴(yán)重（如口服給藥系統(tǒng)），滲透性差也仍然是有待解決的難題，通過劑型、酶抑制劑、穩(wěn)定劑和促滲透劑等手段或其結(jié)合有助于這些問題的部分解決，但離有效治療目標(biāo)還相距甚遠(yuǎn)，同時(shí)這些添加劑長期使用的安全性仍需要認(rèn)真評(píng)估.另外,（完整word版）蛋白類藥物研究進(jìn)展在口服劑型的研究方面，還需要加強(qiáng)肝代謝及肝清除機(jī)制與蛋白質(zhì)有效性關(guān)系的研究。我國制定的“十五”期間生物醫(yī)藥研究的重點(diǎn)方向之一就是多肽和蛋白質(zhì)藥物及其制劑，隨著此類藥物的開發(fā)逐漸增加，有更多的蛋白質(zhì)藥物進(jìn)入臨床和生產(chǎn),改變蛋白質(zhì)藥

15、物制劑品種單一，發(fā)展非注射給藥系統(tǒng)及多種類型的注射給藥系統(tǒng)是治療和預(yù)防疾病的需要，也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展之必然，我國在制劑領(lǐng)域中此類研究和開發(fā)起步不久，但我們正在努力縮小與國際研發(fā)水平的差距.總之,蛋白藥物種類繁多，對(duì)于人類的保健以及疾病的治療有著非常重要的意義，也給新世紀(jì)的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了無限生機(jī)。相信通過許多生物學(xué)家、化學(xué)家、材料學(xué)家、醫(yī)學(xué)家、藥學(xué)家等的共同努力，將會(huì)有更多的蛋白藥物面世，為人類的生存和發(fā)展提供更多更好的保證。10(完整word版)蛋白類藥物研究進(jìn)展- -3參考文獻(xiàn)1任立華，劉忠，等。重組蛋白藥物的硏究進(jìn)展J.齊魯藥事.2008(10):677-678。2黃健，高春生，等，多肽和

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