生物制藥工藝學(xué)生化藥物制造工藝蛋白多肽藥物

多肽蛋白類藥物腦垂體所分泌的各種多肽激素下丘腦所形成的激素釋放因子和激素釋放抑制因子腦啡肽、阿片樣肽及胃腸激素腦-腸肽及多肽類細胞生長調(diào)節(jié)因子多肽類藥物

1950s1960s1970s1990s多肽類藥物分類：多肽激素垂體多肽激素促皮質(zhì)素（ACTH）、促黑激素（MSH）、脂肪水解激素（LPH）催產(chǎn)素（OT），加壓素（AVP）等下丘腦激素促甲狀腺激素釋放激素（TRH）、生長素抑制激素（GRIF）、促性腺激素釋放激素（LHRH）甲狀腺激素甲狀旁腺激素（PTH）、降鈣素（CT）胰島激素胰高血糖素胰解痙多肽胃腸道激素胃泌素、膽囊收縮素－促胰酶素（CCK-PZ）、腸泌素、腸血管活性肽（VIP）、抑胃素（GIP）、緩激肽、P物質(zhì)胸腺激素胸腺素、胸腺肽、胸腺血清因子多肽類細胞生長調(diào)節(jié)因子表皮生長因子（EGF），轉(zhuǎn)移因子（TF），心鈉素（ANP）等。含有多肽成分的其它生化藥物骨寧、眼生素、血活素、氨肽素、婦血寧、腦氨肽、蜂毒、蛇毒、胚胎素、助應(yīng)素、神經(jīng)營養(yǎng)素、胎盤提取物、花粉提取物、脾水解物、肝水解物、心臟激素等。多肽類藥物分類：蛋白質(zhì)激素

垂體蛋白質(zhì)激素生長素（GH），催乳激素（PRL），促甲狀腺素（TSH），促黃體生成激素（LH），促卵泡激素（FSH）。

促性腺激素人絨毛膜促性腺激素（HCG），絕經(jīng)尿促性腺激素（HMG），血清性促性腺激素（SGH）。

胰島素及

其他蛋白質(zhì)激素胰島素，胰抗脂肝素，松弛素，尿抑胃素。血漿蛋白質(zhì)白蛋白，纖維蛋白溶酶原，血漿纖維結(jié)合蛋白（FN）,免疫丙種球蛋白，抗淋巴細胞免疫球蛋白，Veil’s病免疫球蛋白，抗－D免疫球蛋白，抗－HBs免疫球蛋白，抗血友病球蛋白，纖維蛋白原，抗凝血酶Ⅲ，凝血因子Ⅷ，凝血因子Ⅸ。蛋白質(zhì)類藥物分類蛋白質(zhì)類細胞生長調(diào)節(jié)因子干擾素α、β、γ（IFN）,白細胞介素1～7（IL），神經(jīng)生長因子（NGF），肝細胞生長因子（HGF），血小板衍生的生長因子（PDGF），腫瘤壞死因子(TNF)，集落刺激因子(CSF)，組織纖溶酶原激活因子(tPA)，促紅細胞生成素(EPO)，骨發(fā)生蛋白（BMP）。粘蛋白胃膜素、硫酸糖肽、內(nèi)在因子等。膠原蛋白明膠、阿膠等堿性蛋白質(zhì)硫酸魚精蛋白蛋白酶抑制劑胰蛋白酶抑制劑凝集素PHA、ConA蛋白質(zhì)類藥物分類多肽化學(xué)合成概述合成原理：是一個重復(fù)添加AA的過程，一般自C端向N端合成。合成方法：（1）液相合成（2）固相合成（1963年R.B.Merrifield創(chuàng)立，并因此獲1984年獲諾貝爾化學(xué)獎）1953年Du.Vigneaud等合成催產(chǎn)素（oxytocin,OXT，9AA單鏈肽）1963年合成促腎上腺皮質(zhì)激素（ACTH，39AA單鏈肽）1965年中國科學(xué)家合成了胰島素（Insulin，51AA雙鏈肽）多肽合成的主要步驟

氨基的保護和羧基的活化羧基的保護和氨基的活化接肽和去保護基氨基保護基

芐氧羰基——強酸脫除叔丁氧羰基（BOC）——三氟乙酸（TFA）脫除

9-芴甲氧羰基（Fmoc）——堿脫除

多肽的固相合成(Fmoc保護法)

（1978年改進的方法，避免了強酸處理）原料選擇上清破碎提取沉淀

變性復(fù)性蛋白質(zhì)純化蛋白質(zhì)藥物－SeparationandPurification純度活性鑒定合格不合格精品

發(fā)酵

生物組織

Protein--Separation原則：富含所需蛋白質(zhì)多肽成分的，易于獲得、易于提取、無害（原核、真核發(fā)酵；生物組織）注意事項：種屬、發(fā)育生長階段、原料的環(huán)境、解剖部位、生物狀態(tài)溶解性穩(wěn)定性合適的溶劑原料選擇提取Protein--Purification純化

根據(jù)目的蛋白與雜質(zhì)之間的差異進行純化。1.根據(jù)蛋白質(zhì)的pI的不同進行純化，其方法有：1）pI沉淀法

2）pI沉淀法與鹽析法相結(jié)合3）等電聚焦法

2.蛋白質(zhì)分子形狀和大小的不同進行純化，其方法有

1）凝膠過濾

2）超濾法

3）離心法

4）透析法3.蛋白質(zhì)的溶解度不同進行純化，其方法有：

a)鹽溶與鹽析法

b）結(jié)晶法

c）有機溶劑沉淀法4.蛋白質(zhì)電離性質(zhì)不同進行分離：離子交換法5.蛋白質(zhì)功能專一性不同進行純化：親和層析法、假親和層析法6.蛋白質(zhì)在溶劑系統(tǒng)中分配不同進行純化：萃取法7.蛋白質(zhì)的選擇性吸附的性質(zhì)進行純化：吸附法8.蛋白質(zhì)的其他特殊性質(zhì)進行純化分離純化方法的選擇1.分離純化的早期使用方法的選擇特點：提取液中的物質(zhì)十分復(fù)雜，目的蛋白濃度較稀。方法選擇原則：低分辨能力到高分辨能力，而且負荷量較大為合適。2.各種分離純化方法的使用程序原則：相同性質(zhì)的純化方法一般不重復(fù)使用。純化方法順序先后的安排上要考慮到有利于減少工序，提高效率。3.分離純化后期的保護性措施4．對每一步驟方法的優(yōu)勢進行綜合評價每一個分離純化步驟方法的好壞，除了從分辨本領(lǐng)和重現(xiàn)性二方面考慮外，還注意方法本身的回收率的高低。純化方法選擇指南豬胰島素牛胰島素賴脯人胰島素（禮來公司、速效Ins）

門冬胰島素（諾和諾德公司、速效Ins）

甘精胰島素

(安萬特公司、長效Ins)人胰島素（Insulin）B30A8;A10;B30

B28;B29B28A21;B31;B323DStructureofInsulin胰島素二聚體（dimer）胰島素六聚體（hexamer

）目前臨床使用的胰島素來源動物胰臟來源----經(jīng)動物胰臟提取或適當提純的豬、牛胰島素

半合成胰島素----以豬胰島素為原料，酶修飾后得到人胰島素重組DNA技術(shù)生產(chǎn)胰島素----重組DNA技術(shù)生產(chǎn)人胰島素、速效胰島素、長效胰島素1921年----從動物胰腺中提取出胰島素，開創(chuàng)了人類胰島素治療的歷史。

1926年----重結(jié)晶胰島素

1930s----傳統(tǒng)中、長效動物胰島素

1970s----單峰胰島素和單組分胰島素

70年代末----半合成胰島素

1982年----采用基因重組技術(shù)生產(chǎn)的人胰島素正式上市。90年代至今----重組人胰島素類似物成功研發(fā)上市，包括超短效和長效人胰島素類似物。動物來源的胰島素（28種）藥品名稱生產(chǎn)企業(yè)藥品名稱生產(chǎn)企業(yè)ILETINILILLYNPHPURIFIEDPORKISOPHANEINSULINNOVONORDISKINCILETINIILILLYPROTAMINEZINC&ILETINI(BEEF-PORK)LILLYINSULINNOVONORDISKINCPROTAMINEZINCANDILETINIILILLYINSULININSULATARDNPHNORDISKNOVONORDISKINCPROTAMINEZINCANDILETINII(PORK)LILLYINSULINNORDISKMIXTARD(PORK)NOVONORDISKINCPROTAMINEZINCINSULINBRISTOLMYERSSQUIBBLENTARDNOVONORDISKINCREGULARILETINIILILLYLENTENOVONORDISKINCREGULARILETINII(PORK)LILLYLENTEILETINIILILLYREGULARPURIFIEDPORKINSULINNOVONORDISKINCLENTEILETINII(PORK)LILLYREGULARINSULINNOVONORDISKINCLENTEINSULINNOVONORDISKINCSEMILENTENOVONORDISKINCNPHILETINI(BEEF-PORK)LILLYSEMILENTEINSULINNOVONORDISKINCNPHILETINIILILLYULTRALENTENOVONORDISKINCNPHILETINII(PORK)LILLYULTRALENTEINSULINNOVONORDISKINCNPHINSULINNOVONORDISKINCVELOSULINNOVONORDISKINC半合成來源的胰島素（5種）藥品名稱生產(chǎn)企業(yè)INSULATARDNPHHUMANNOVONORDISKINCMIXTARDHUMAN70/30BAYERPHARMSNOVOLIN70/30NOVONORDISKINCNOVOLINLNOVONORDISKINCNOVOLINNNOVONORDISKINC基因重組來源的胰島素（27種）藥品名稱生產(chǎn)企業(yè)藥品名稱生產(chǎn)企業(yè)APIDRASANOFIAVENTISUSLANTUSSANOFIAVENTISUSEXUBERAPFIZERLEVEMIRNovoNordiskHUMALOGLILLYMIXTARDHUMAN70/30BAYERPHARMSHUMALOGMIX50/50LILLYNOVOLIN70/30NovoNordiskHUMALOGMIX75/25LILLYNOVOLINLNOVONORDISKINCHUMALOGPENLILLYNOVOLINNNOVONORDISKINCHUMULIN50/50LILLYNOVOLINRNOVONORDISKINCHUMULIN70/30LILLYNOVOLINR（Purified）NOVONORDISKINCHUMULIN70/30PENLILLYNOVOLOGNOVONORDISKINCHUMULINBRLILLYNOVOLOGMIX70/30NOVONORDISKINCHUMULINLLILLYVELOSULINBRNOVONORDISKINCHUMULINNLILLYVELOSULINBRHUMANNOVONORDISKINCHUMULINRLILLYHUMULINULILLYHUMULINRPENLILLY通化東寶

1998年12月研制出中國第一支基因重組胰島素“甘舒霖”

甘舒霖?

R--常規(guī)重組人胰島素注射液甘舒霖?

N--低精蛋白重組人胰島素注射液甘舒霖?30R--30/70混合重組人胰島素注射液（

30%常規(guī)重組人胰島素和70%低精蛋白重組人胰島素）深圳科興蘇泌啉--常規(guī)重組人胰島素注射液蘇泌啉恩--低精蛋白重組人胰島素注射液徐州萬邦

萬邦林--常規(guī)重組人胰島素注射液

萬蘇林—豬胰島素制劑胰島素國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家其他（持有藥品注冊證）---南京新天生物化學(xué)制藥有限公司、華西醫(yī)科大學(xué)制藥廠、上海第一生化

制藥廠、武漢生化制藥廠等臨床用胰島素分類普通胰島素：從動物胰臟中提取人胰島素傳統(tǒng)中長效胰島素

長效人胰島素類似物速效人胰島素類似物非注射胰島素

傳統(tǒng)中長效胰島素制劑

低精蛋白鋅胰島素：胰島素、魚精蛋白和鋅的結(jié)晶。

例：禮來公司，HumulinN(rDNA、大腸桿菌)

諾和諾德，NovolinN(rDNA、釀酒酵母)

胰島素鋅混懸液：精蛋白鋅胰島素與常規(guī)胰島素的混懸液

例：禮來公司，Humulin30/70(30%常規(guī)胰島素，70%精蛋白鋅胰島素)Humulin50/50

諾和諾德，Novolin30/70Novolin50/50缺陷：作用時間少于24小時作用峰值明顯，夜間低血糖危險性高吸收不穩(wěn)定結(jié)霜現(xiàn)象，由于溫度過冷或過熱導(dǎo)致胰島素再玻璃瓶壁沉淀，喪失活性速效胰島素特點：起效快，皮下注射后15分鐘起效。達峰快，注射后15分鐘起效，30～60分鐘達到藥效高峰。藥效維持時間短，大約在3小時左右（2～4小時）。藥代動力學(xué)特點與進餐后人體內(nèi)源性胰島素分泌十分相似，能夠很好地控制當餐后血糖而且不容易發(fā)生低血糖。起效時間達峰時間峰持續(xù)時間作用消除時間常規(guī)皮下Ins:30-90min1.5-2.5h2-4h6-8h生理Ins：0-20min30-45min2-3h3-4h

B26-30對于胰島素結(jié)合于胰島素受體的功能無關(guān)，但是對胰島素形成二聚體有關(guān)的結(jié)構(gòu)特點。因此對此區(qū)段進行修飾將產(chǎn)生一些自聚合能力下降但是與胰島素受體結(jié)合能力不變的新型速效胰島素類似物。研制機理已上市藥物：Lispro、

Aspart、ApidraLispro（賴脯胰島素，Humalog?）是第一個用于臨床的速效胰島素類似物,由美國禮來公司研制生產(chǎn)，將人胰島素的B28與B29位的氨基酸對換。。Aspart（門冬胰島素，Novolog?）由丹麥諾和諾德公司研制生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)與人胰島素的區(qū)別在于用天冬氨酸取代了B鏈28位上的脯氨酸。APIDRA（賴谷胰島素，Apidra?）安萬特公司研制，以賴氨酸和谷氨酸分別取代了人胰島素B3位的天冬氨酸和B29位的賴氨酸。長效胰島素-人胰島素類似物1.

甘精胰島素（glargine）：商品名Lantus?------甘氨酸替代胰島素A鏈21位門冬氨酸、并在B鏈末端增加兩個精氨酸。

●使胰島素結(jié)合更多帶正電的氨基酸殘基，改變等電點，使等電點由5.4上升至中性。這樣，胰島素類似物在酸性條件下可溶，在生理的近中性條件下結(jié)晶。2.InsulinDetemir：商品名Levemir?

------胰島素B鏈29位賴氨酸側(cè)鏈通過?；B接一個N-16-烷基酸的14碳游離脂肪酸●該游離脂肪酸能與白蛋白結(jié)合，延緩與胰島素受體結(jié)合，從而延長其半衰期。

InsulinDetemir（Levemir?）諾和諾德公司研制

glargine（Lantus?）安萬特公司研制胰島素肺部吸入制劑--------Exubera●輝瑞、萬安特以及Nektar共同研發(fā)●于被FDA批準●一種作用快的胰島素干粉吸入劑●適用于餐前給藥，其胰島素吸收具有速效化的特征胰島素制備工藝以動物胰臟為原料提取胰島素----酸醇提取法

※傳統(tǒng)胰島素---豬、牛胰臟提取，只經(jīng)一步重結(jié)晶