生物技術(shù)藥物

關(guān)于生物技術(shù)藥物第1頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2

第一節(jié)概述

生物技術(shù)的基本概念生物技術(shù)藥物的研究概況生物技術(shù)藥物的特點(diǎn)蛋白質(zhì)類(lèi)藥物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與理化性質(zhì)

第2頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3一生物技術(shù)的基本概念生物技術(shù)或稱(chēng)生物工程（biotechnology),是指應(yīng)用生物體（包括微生物，動(dòng)物細(xì)胞，植物細(xì)胞）或其組成部分（細(xì)胞器和酶），在最適條件下，生產(chǎn)有價(jià)值的產(chǎn)物或進(jìn)行有益過(guò)程的技術(shù)?，F(xiàn)代生物技術(shù)主要包括基因工程，細(xì)胞工程與酶工程。此外還有發(fā)酵工程（微生物工程）與生化工程。生物技術(shù)藥物制劑是指采用現(xiàn)代生物技術(shù)，借助某些微生物、植物或動(dòng)物來(lái)生產(chǎn)的藥品。采用DNA重組技術(shù)或其他生物新技術(shù)研制的蛋白質(zhì)或核酸類(lèi)藥物也稱(chēng)為生物技術(shù)藥物。第3頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4二、生物技術(shù)藥物的研究概況

生物技術(shù)藥物產(chǎn)品，目前國(guó)內(nèi)外已批準(zhǔn)上市的約100多種，正在研究的數(shù)百種之多，這些藥物均屬肽類(lèi)與蛋白質(zhì)類(lèi)藥物。第4頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五5表已上市的部分常見(jiàn)生物技術(shù)藥物第5頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6表已上市的部分常見(jiàn)生物技術(shù)藥物第6頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五7三、生物技術(shù)藥物的特點(diǎn)

1．蛋白質(zhì)或多肽類(lèi)藥物大多為內(nèi)源性物質(zhì)，臨床使用劑量小，藥理活性高，副作用小，很少有過(guò)敏反應(yīng)；2．蛋白質(zhì)或多肽類(lèi)藥物穩(wěn)定性差，在酸堿環(huán)境或體內(nèi)酶存在下極易失活；3．蛋白質(zhì)或多肽類(lèi)藥物分子量大，還時(shí)常以多聚體形式存在，很難透過(guò)胃腸道粘膜的上皮細(xì)胞層，故吸收很少，不能口服給藥，一般只有注射給藥一種途徑；4．蛋白質(zhì)或多肽類(lèi)藥物體內(nèi)生物半衰期較短，從血中消除較快，因此在體內(nèi)的作用時(shí)間較短，往往不能充分發(fā)揮其作用。第7頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五8四蛋白質(zhì)類(lèi)藥物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與理化性質(zhì)

（一）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1蛋白質(zhì)的組成蛋白質(zhì)是由許多氨基酸按一定排列順序通過(guò)肽鍵相連而成的多肽鏈。多肽指10個(gè)以上氨基酸組成的肽。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的化學(xué)鍵包括共價(jià)鍵與非共價(jià)鍵。肽鍵二硫鍵為共價(jià)鍵。非共價(jià)鍵包括氫鍵、疏水鍵、離子鍵、范德華力、和配位鍵。

第8頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五92蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)可分為一、二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)為初級(jí)結(jié)構(gòu)，指蛋白質(zhì)多肽鏈中的氨基酸排列順序，包括肽鏈數(shù)目和二硫鍵位置。二、三、四級(jí)結(jié)構(gòu)為高級(jí)結(jié)構(gòu)或空間結(jié)構(gòu)，高級(jí)結(jié)構(gòu)和二硫鍵與蛋白質(zhì)的生物活性有重要關(guān)系。第9頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五10

牛胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)第10頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五11α螺旋與β折疊第11頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五12蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖第12頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五13血紅蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)

第13頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五143蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)與生物活性蛋白質(zhì)分子只有在其立體結(jié)構(gòu)呈特定的構(gòu)象（conformation)時(shí)才有生物活性，形成穩(wěn)定的蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的作用力有氫鍵、疏水作用力（hydrophobicforce)、離子鍵、范德華力、二硫鍵與配位鍵。除二硫鍵為共價(jià)鍵外，其余都是非共價(jià)鍵，維持蛋白質(zhì)構(gòu)象是弱作用力。第14頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五15（二）、蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)1蛋白質(zhì)的一般理化性質(zhì)（1）旋光性

蛋白質(zhì)分子總體旋光性由構(gòu)成氨基酸各個(gè)旋光度的總和決定，通常是右旋，它由螺旋結(jié)構(gòu)引起。蛋白質(zhì)變性，螺旋結(jié)構(gòu)松開(kāi)，則其左旋性增大。第15頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五16（2）紫外吸收

大部分蛋白質(zhì)均含有帶苯丙氨酸，酪氨酸與色氨酸，苯核在紫外280nm有最大吸收。測(cè)定蛋白質(zhì)溶液280nm的光吸收值是分析溶液中蛋白質(zhì)含量的快速簡(jiǎn)便的方法第16頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五17（3）蛋白質(zhì)兩性本質(zhì)與電學(xué)性質(zhì)蛋白質(zhì)除了肽鏈N-末端有自由的氨基和C-末端有自由的羧基外，在氨基酸的側(cè)鏈上還有很多解離基團(tuán)，這些解離基團(tuán)在一定pH條件下都能發(fā)生解離而帶電。因此蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)，在不同pH條件下蛋白質(zhì)會(huì)成為陽(yáng)離子，陰離子或二性離子。第17頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五182蛋白質(zhì)不穩(wěn)定的原因（1）共價(jià)鍵破壞引起不穩(wěn)定性蛋白質(zhì)水解蛋白質(zhì)可被酸，堿和蛋白酶催化水解，使蛋白質(zhì)分子斷裂，分子量逐步變小，成為分子量大小不等的肽段和氨基酸。水解分完全水解與不完全水解。蛋白質(zhì)的氧化

蛋白質(zhì)中具有芳香側(cè)鏈的氨基酸可以在一些氧化劑作用下氧化。常用氧化劑有分子氧、過(guò)氧化氫、過(guò)甲酸、氧自由基等。第18頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五19外消旋作用某些旋光性物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，由于不對(duì)稱(chēng)碳原子上的基團(tuán)在空間位置上發(fā)生轉(zhuǎn)移，使D-或L-型化合物轉(zhuǎn)變?yōu)镈-型和L-型各50%的混合物，彼此旋光值抵消，失去旋光性，這種現(xiàn)象稱(chēng)為外消旋作用。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)用堿水解時(shí)往往會(huì)使某些氨基酸產(chǎn)生消旋作用。

二硫鍵斷裂及其交換

二硫鍵把同一肽鏈或不同肽鏈（肽鏈間）的不同部分連接起來(lái)，對(duì)穩(wěn)定蛋白質(zhì)的構(gòu)象起重要作用。蛋白質(zhì)分子中二硫鍵斷裂接著重排能夠改變蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)，因此影響其生物活性。

第19頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五20（2）非共價(jià)鍵引起的不穩(wěn)定性引起蛋白質(zhì)不可逆失活作用的三種主要類(lèi)型聚集與沉淀、表面吸附和蛋白質(zhì)變性，這些都是由于與空間構(gòu)象有關(guān)的非共價(jià)鍵引起。非共價(jià)的靜電力，氫鍵，疏水的相互作用以及蛋白質(zhì)的水化，可以因溫度和pH值而發(fā)生改變。第20頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五21a.蛋白質(zhì)的聚集與沉淀蛋白質(zhì)聚集(凝集)是蛋白質(zhì)分子結(jié)合的微觀過(guò)程。蛋白質(zhì)沉淀指可見(jiàn)蛋白質(zhì)顆粒的生成。不可逆的聚集往往是由于蛋白質(zhì)伸展所致。蛋白質(zhì)溶液振搖可以導(dǎo)致聚集與沉淀，這是由于空氣氧化，界面變性，吸附于容器或機(jī)械應(yīng)力所致。第21頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五22b,蛋白質(zhì)的吸附

蛋白質(zhì)和多肽吸附于容器、濾器或輸液系統(tǒng)材料的表面，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)溶液濃度較低時(shí)，由于吸附藥物損失相對(duì)就較高。c,蛋白質(zhì)的變性

蛋白質(zhì)在受到一些物理因素或化學(xué)試劑影響會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)性質(zhì)發(fā)生變化，如發(fā)生溶解度的降低、旋光值改變、光吸收系數(shù)的增大、粘度改變、聚集，沉淀等,但蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)即肽鍵沒(méi)有被破壞,這種現(xiàn)象稱(chēng)為蛋白質(zhì)的變性(denaturation)。第22頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五23引起蛋白質(zhì)變性的因素①溫度的影響：蛋白質(zhì)在50~60°C的溶液中，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，往往發(fā)生變性。有些蛋白質(zhì)熱變性是可逆的，有些是不可逆的。不可逆熱變性往往發(fā)生沉淀和聚集現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，熱變性?xún)H涉及非共價(jià)鍵的變化。第23頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五24引起蛋白質(zhì)變性的因素②pH對(duì)蛋白質(zhì)構(gòu)象的影響：大多數(shù)蛋白質(zhì)，僅在pH4-10的范圍內(nèi)是穩(wěn)定的，超過(guò)這個(gè)范圍，就發(fā)生變性，也有些蛋白質(zhì)只有當(dāng)pH<2時(shí)，才發(fā)生變性。③有機(jī)溶劑的影響：大多數(shù)蛋白質(zhì)水溶液在加入一定量的有機(jī)溶劑后蛋白質(zhì)就開(kāi)始析出沉淀。脫水第24頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五25引起蛋白質(zhì)變性的因素④鹽的影響：鹽對(duì)蛋白質(zhì)構(gòu)象穩(wěn)定性的影響是很復(fù)雜。鹽溶和鹽析。⑤表面活性劑對(duì)蛋白質(zhì)構(gòu)象的影響：長(zhǎng)鏈的脂肪酸（如月桂酸）或相應(yīng)的表面活性劑（如十二烷基硫酸鈉）很容易與蛋白質(zhì)反應(yīng)，常常引起蛋白質(zhì)解離，在很低的濃度下，就能引起蛋白質(zhì)變化。第25頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五26（三）蛋白質(zhì)類(lèi)藥物的評(píng)價(jià)方法（1）液相色譜法

液相色譜法是評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)的純度與穩(wěn)定性有力的工具。在蛋白質(zhì)分析中通常采用反相高壓液相色譜法RP-HPLC、離子交換色譜IEC與分子排阻色譜SEC。反相色譜是以非極性固定相與含水的極性流動(dòng)相為基礎(chǔ)的分析方法。應(yīng)用反相HPLC，由于有機(jī)溶劑，疏水的相互作用及分離時(shí)所用低pH值，會(huì)使蛋白質(zhì)變性。然而該方法對(duì)幾種蛋白質(zhì)特別有用，并被廣泛地用于胰島素制劑的質(zhì)量分析。第26頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五27（2）、光譜法

通過(guò)對(duì)蛋白質(zhì)吸收、輻射、散射光的定量分析可以提供有價(jià)值的信息，了解蛋白質(zhì)的量、構(gòu)象和聚集傾向。用于評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)藥物的光譜方法有紫外可見(jiàn)吸收光譜UV、旋光色散ORD、圓二色譜CD、熒光、紅外IR和拉曼Raman光譜。紫外吸收常用于測(cè)定溶液中蛋白質(zhì)的濃度。光散射可用測(cè)定制劑中蛋白質(zhì)的聚集數(shù)量。第27頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五28（3）、電泳

電泳技術(shù)是根據(jù)在電場(chǎng)的作用下，蛋白質(zhì)在載體凝膠上產(chǎn)生特征性遷移，遷移率是所帶凈電荷和它的大小函數(shù)，以此來(lái)分離混合蛋白質(zhì)。在蛋白質(zhì)的分析中廣泛使用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯胺凝膠電泳（SDS），等電點(diǎn)聚焦(isoclectricfocusing，IEF)和毛細(xì)管電泳（EC）法。SDS電泳用于測(cè)定蛋白質(zhì)亞單位組成和分子量。EC優(yōu)點(diǎn)是：分辨率高、靈敏度高、分析時(shí)間短、易于自動(dòng)化。第28頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五29（4）、生物活性測(cè)定與免疫測(cè)定

生理活性檢測(cè)是利用體內(nèi)模型或體外組織或細(xì)胞對(duì)活性蛋白質(zhì)多肽的特異生物學(xué)反應(yīng)，通過(guò)劑量(或濃度)效應(yīng)曲線進(jìn)行定量（絕對(duì)量或比活性單位）。用理化方法代替生物活性測(cè)定時(shí)，需建立兩種方法之間的相關(guān)性。免疫測(cè)定優(yōu)點(diǎn)是可用于定量化學(xué)分析不能檢測(cè)的情況。第29頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五30第二節(jié)蛋白質(zhì)類(lèi)藥物制劑的處方和工藝

一、蛋白質(zhì)類(lèi)藥物的一般處方組成

目前臨床上應(yīng)用的蛋白質(zhì)類(lèi)藥物注射劑，一為溶液型注射劑，另一種是凍干粉注射劑。溶液型使用方便，但需在低溫（2～8℃）下保存。冷凍干燥型比較穩(wěn)定，但工藝較為復(fù)雜。第30頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五31舉例:α-2b干擾素（INFα-2b，商品名IntronA）劑型：注射用凍干粉針處方組成：每瓶含蛋白質(zhì)5mg,Na2HPO49mg,NaH2PO42.25mg,NaCl43mg，聚山梨酯－801.0mg。貯存條件：臨用時(shí)用注射用水配制，2～8℃可保存30天。第31頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五32舉例:α-n3干擾素（INFα-n3

，商品名AlferonN）劑型：溶液型注射液處方組成：每ml含500萬(wàn)單位α-n3干擾素，NaCl8mgNa2HPO41.74mg，KH2PO40.2mg，KCl0.2mg，人血白蛋白1mg。貯存條件：2～8℃可保存14天，不得冷凍與振搖。第32頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五33二、液體劑型中蛋白質(zhì)類(lèi)藥物的穩(wěn)定化液體劑型蛋白質(zhì)類(lèi)藥物的穩(wěn)定化方法分為兩種：改變結(jié)構(gòu)：改變序列，化學(xué)修飾等。加入適宜輔料：改變蛋白質(zhì)類(lèi)藥物溶劑的性質(zhì)是常用的穩(wěn)定化方法。第33頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五34

蛋白質(zhì)類(lèi)藥物常用的穩(wěn)定劑有：（1）緩沖液

蛋白質(zhì)的物理化學(xué)穩(wěn)定性與pH值有關(guān)，通常在蛋白質(zhì)穩(wěn)定pH值范圍很窄，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)木彌_系統(tǒng)。

例如：紅細(xì)胞生成素采用枸櫞酸鈉－枸櫞酸緩沖液；

α－N3干擾素采用磷酸鹽緩沖液；緩沖鹽除了影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性外，其濃度對(duì)蛋白質(zhì)的溶解度與聚集度均有很大影響。第34頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五35（2）表面活性劑離子型表面活性劑常會(huì)引起蛋白質(zhì)變性。少量的非離子型的表面活性劑(主要是聚山梨酯類(lèi))具有防止蛋白質(zhì)聚集的作用?？赡艿臋C(jī)理是表面活性劑傾向性地分布于氣/液界面,防止蛋白質(zhì)在界面的變性等。第35頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五36（3）糖和多元醇為非特異性蛋白質(zhì)穩(wěn)定劑，其機(jī)制可能與糖類(lèi)促進(jìn)蛋白質(zhì)的優(yōu)先水化有關(guān)。包括蔗糖、海藻糖、甘油、甘露醇、山梨醇等。穩(wěn)定程度與濃度有關(guān)，還原糖會(huì)與氨基酸相互作用。第36頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五37（4）鹽類(lèi)

鹽類(lèi)對(duì)穩(wěn)定性的影響取決于鹽的種類(lèi)、濃度、離子相互作用的性質(zhì)和電荷。表現(xiàn)為鹽溶、鹽析。鹽能促進(jìn)蛋白質(zhì)的優(yōu)先水化，提高穩(wěn)定性。在多肽、蛋白質(zhì)藥物的溶液型注射劑中常用的鹽類(lèi)有NaCl。第37頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五38（5）聚乙二醇類(lèi)高濃度的聚乙二醇常作為蛋白質(zhì)的低溫保護(hù)劑和沉淀結(jié)晶劑。不同分子量的PEG作用不同。第38頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五39聚乙二醇修飾聚乙二醇（PEG）修飾第39頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五40（6）大分子化合物通過(guò)大分子的表面活性、蛋白質(zhì)－蛋白質(zhì)相互作用的空間隱蔽及提高黏度來(lái)限制蛋白質(zhì)運(yùn)動(dòng)或通過(guò)優(yōu)先吸附于大分子以起到穩(wěn)定作用。常用：人血清白蛋白，近年也采用環(huán)糊精制成包合物提高穩(wěn)定性。第40頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五41（7）氨基酸一些氨基酸如甘氨酸、組氨酸、谷氨酸和賴(lài)氨酸的鹽酸鹽等,可以增加蛋白質(zhì)藥物在給定pH下的溶解度,并可提高其穩(wěn)定性,用量一般為0.5%～5%,其中甘氨酸比較常用。氨基酸除了可降低表面吸附和保護(hù)蛋白質(zhì)的構(gòu)象之外,還可防止多肽、蛋白質(zhì)藥物熱變性與聚集。氨基酸類(lèi)可穩(wěn)定干擾素、EPO（促紅細(xì)胞生長(zhǎng)素）、尿激酶和門(mén)冬酰胺酶等。第41頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五42（8）金屬離子鈣、鎂、鋅等可與蛋白質(zhì)結(jié)合，使整個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)更加緊密、結(jié)實(shí)、穩(wěn)定。第42頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五43三、固體狀態(tài)蛋白質(zhì)藥物的穩(wěn)定性與工藝在一些蛋白質(zhì)藥物不能采用溶液型制劑時(shí)，往往用冷凍干燥與噴霧干燥的工藝形成固體以提高穩(wěn)定性。第43頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五44（一）冷凍干燥蛋白質(zhì)藥物制劑這類(lèi)藥物制劑主要考慮兩個(gè)問(wèn)題：一是選擇適宜的輔料，優(yōu)化蛋白質(zhì)藥物在干燥狀態(tài)下的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。二是考慮輔料對(duì)冷凍干燥過(guò)程一些參數(shù)的影響，如最高與最低干燥溫度，干燥時(shí)間，冷凍干燥產(chǎn)品的外觀等。第44頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五45雖然凍干可以使蛋白質(zhì)藥物穩(wěn)定，但不應(yīng)忽略有些蛋白質(zhì)藥物在凍干過(guò)程中反而失去活性,其主要原因是：液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)，蛋白質(zhì)因周?chē)肿颖蝗コЩ?。高濃度的鹽、緩沖組分的結(jié)晶或緩沖液pKa對(duì)溫度敏感而導(dǎo)致pH變化，濃縮時(shí)蛋白質(zhì)有限的溶解度等均能導(dǎo)致蛋白質(zhì)藥物失活。因此，在選擇凍干制劑的緩沖體系時(shí)，要考慮到溫度對(duì)pH和溶解度的影響。第45頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五46蛋白質(zhì)類(lèi)藥物凍干過(guò)程中常加入凍干保護(hù)劑來(lái)改善產(chǎn)品的外觀和穩(wěn)定性，如甘露醇、山梨醇、蔗糖、葡萄糖、右旋糖酐等。在冷凍干燥過(guò)程中隨著周?chē)乃怀サ鞍踪|(zhì)容易發(fā)生變性,而糖類(lèi)和多元醇等多羥基化合物可代替水分子,使蛋白質(zhì)與之產(chǎn)生氫鍵（水置換假說(shuō)）。這對(duì)蛋白質(zhì)藥物的穩(wěn)定是十分有利的。第46頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五47溶液中的成分也可以影響冷凍干燥過(guò)程中與熱有關(guān)的工藝參數(shù)。凍干過(guò)程中與熱有關(guān)的性質(zhì)有：制劑的冷凍溫度，有可能使餅狀物熔化或坍塌的溫度，有可能使產(chǎn)品發(fā)生降解的溫度。第47頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五48(二)噴霧干燥蛋白質(zhì)藥物制劑噴霧干燥的特點(diǎn)是所得產(chǎn)品可以控制顆粒大小與形狀，生產(chǎn)出流動(dòng)性很好的球狀顆粒。此項(xiàng)工藝對(duì)制備蛋白質(zhì)類(lèi)藥物的控釋制劑特別是發(fā)展新的給藥系統(tǒng)是很有用的。在噴霧干燥過(guò)程中也可加入穩(wěn)定劑。

噴霧干燥的缺點(diǎn)是操作過(guò)程中損失大，特別是小規(guī)模生產(chǎn)，水分含量高。第48頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五49第三節(jié)蛋白質(zhì)類(lèi)藥物新型給藥系統(tǒng)新型注射（植入）給藥系統(tǒng)非注射給藥系統(tǒng)第49頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五50一、新型注射（植入）給藥系統(tǒng)要延長(zhǎng)蛋白質(zhì)藥物在體內(nèi)血漿半衰期就需要改變蛋白質(zhì)的體內(nèi)藥物動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，可以對(duì)蛋白質(zhì)的分子進(jìn)行化學(xué)修飾以抑制其藥理清除達(dá)到延長(zhǎng)蛋白質(zhì)類(lèi)藥物血漿半衰期的目的。PEG化除了化學(xué)修飾外，用控制藥物釋放來(lái)延長(zhǎng)藥物在體內(nèi)的作用時(shí)間，達(dá)到提高療效的目的。這方面的研究有控釋微球制劑與脈沖式給藥系統(tǒng)。第50頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五51（一）控釋微球制劑為達(dá)到蛋白質(zhì)類(lèi)藥物控制釋放，可將其制成生物可降解的微球制劑。實(shí)際應(yīng)用的生物可降解材料有聚乳酸（PLA）或聚丙交酯-乙交酯（簡(jiǎn)稱(chēng)PLGA），改變丙交酯與乙交酯的比例或分子量，可得到不同時(shí)間生物可降解性質(zhì)的材料。此類(lèi)制劑盡管有發(fā)展前景，但仍存在許多問(wèn)題，主要是由于體內(nèi)多聚物降解而產(chǎn)生酸性環(huán)境使蛋白分子不穩(wěn)定。第51頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五52首次經(jīng)FDA批準(zhǔn)的蛋白質(zhì)類(lèi)藥物微球制劑就是醋酸亮丙瑞林PLGA微球。PLA微球光鏡照片（×160）第52頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五研究中的其它多肽、蛋白質(zhì)藥物微球注射劑

藥物適應(yīng)證劑型骨架研究進(jìn)展

材料

促紅細(xì)胞生成腎功能不全微球PLGA體外緩釋素(EPO)貧血

50∶502周γ-干擾素肉芽瘤微球PLGA體外緩釋(rhIFN-γ)

50∶507d白介素(IL-α)腫瘤免疫微球PLGA動(dòng)物體內(nèi)治療

50∶50緩釋7d

75∶25

人粒細(xì)胞巨噬細(xì)骨髓移植微球PLGA動(dòng)物體內(nèi)胞集落刺激因子

50∶50緩釋9d(GM-CSF)

人生長(zhǎng)激素生長(zhǎng)不良微球PLGA動(dòng)物體內(nèi)(rhGH)腎功能不全

50∶50緩釋30d生長(zhǎng)抑素生長(zhǎng)激素分注射埋PLGA動(dòng)物體內(nèi)(somatostatin)泌亢進(jìn)植劑50∶50緩釋250d第53頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五54常用于制備多肽、蛋白質(zhì)等生物大分子藥物微球的方法：1、復(fù)乳液中干燥法2、低溫噴霧提取法3、噴霧干燥法4、超臨界萃取法第54頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五551、復(fù)乳液中干燥法將藥物與保護(hù)劑（多為水溶性高分子聚合物）溶于水作為水相，將聚酯（如PLA、PLGA等）類(lèi)高分子材料溶于二氯甲烷作為油相，兩者在一定溫度下（低于40℃）高速攪拌得W/O型初乳，冰浴冷卻至10℃以下，倒至一定濃度的聚乙烯醇（PVA）水溶液中，經(jīng)高速攪拌得W/O/W型復(fù)乳，一定溫度下攪拌蒸去有機(jī)溶劑固化微球（或減壓去有機(jī)溶劑），離心水洗，真空干燥即得。是制備多肽、蛋白質(zhì)等生物大分子藥物微球常用方法，特點(diǎn):藥物包封率較高，藥物活性損失小，設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單，但首日突釋明顯，較難放大生產(chǎn)，目前用此法研究制備的藥物有γ干擾素、白細(xì)胞介素、亮丙瑞林等。第55頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五56第56頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五57實(shí)例：亮丙瑞林微球的制備將亮丙瑞林明膠溶液（內(nèi)水相）加入PLGA/二氯甲烷溶液（油相）中，在勻漿器攪拌下形成W/O一級(jí)乳。然后在5000r/min攪拌速率下，將之緩緩注人0.5%聚乙烯醇溶液中，接著在30℃下?lián)]發(fā)二氯甲烷溶劑2h。過(guò)濾收集固化的微球，室溫下真空干燥48h即得。第57頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五582、低溫噴霧提取法將生物大分子藥物與保護(hù)劑的均勻粉末加至生物可降解性聚合物的有機(jī)溶劑（如二氯甲烷）中混合形成混懸液，將此混懸液經(jīng)噴頭霧化后噴入冰凍的乙醇溶液（該溶液可與上述溶液混溶，但聚合物不溶于此溶液），在低溫（-70℃）狀態(tài)下，聚合物載體中的有機(jī)溶劑在乙醇中不斷擴(kuò)散完全，分離微球，低溫干燥除去乙醇得粉末狀微球。該方法的特點(diǎn)：包封率高，微球粒徑集中，工藝穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，但其活性損失較復(fù)乳液中干燥法大。第58頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五593、噴霧干燥法將生物大分子藥物及其穩(wěn)定劑的混合粉末（或水溶液）與溶有高分子聚合物的有機(jī)溶液混合形成混懸液（或乳濁液），將此混懸液（或乳濁液）經(jīng)噴嘴霧化干燥制得微球。采用雙噴嘴噴霧干燥裝置進(jìn)行生物大分子藥物微球的制備，可明顯增加微球的收率，減少多肽、蛋白質(zhì)類(lèi)藥物的活性損失。該裝置具有兩個(gè)平行噴嘴，其中一個(gè)噴嘴噴出藥物和聚合物的混懸液（或乳濁液），另一噴嘴同時(shí)噴出5%的甘露醇溶液，將微球包層，這樣可避免普通噴霧干燥裝置制備微球過(guò)程中易粘附器壁的缺陷。第59頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五604、超臨界萃取法超臨界流體既具有對(duì)溶質(zhì)有較大溶解度的特點(diǎn)，又具有氣體易于擴(kuò)散和運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。在制備微粒中根據(jù)聚合物及藥物的溶解特性又分為超臨界溶液快速膨脹（rapidexpansionofsupercriticalsolution，RESS）技術(shù)和氣體反溶劑（gasantisolution,GAS）技術(shù)。第60頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五61RESS技術(shù)RESS技術(shù)是將固體物質(zhì)在一定的溫度和壓力下溶解在超臨界流體中形成溶液，然后將此高壓溶液從一個(gè)細(xì)小的噴嘴(內(nèi)徑為幾十微米，長(zhǎng)約幾個(gè)毫米)噴射到常壓的空間中，由于超臨界流體在減壓的過(guò)程中變成了氣體，溶解在其中的溶質(zhì)就沉淀析出，產(chǎn)生直徑從幾百納米到幾個(gè)微米左右的顆粒。第61頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五62GAS技術(shù)GAS技術(shù)是將溶質(zhì)先溶解在某種有機(jī)溶劑中，然后將此溶液與超臨界流體混合。由于有機(jī)溶劑可溶于超臨界流體而溶質(zhì)不溶，于是溶質(zhì)析出形成微粒。第62頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五63控釋微球制劑設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)由于微球的注射劑量有限,在制備多肽、蛋白質(zhì)藥物緩釋微球時(shí),應(yīng)選擇日劑量小的藥物；微球的釋藥模式與藥物的臨床需求應(yīng)基本吻合；微球中藥物的包封率要高,釋藥時(shí)突釋作用應(yīng)較小(這是一個(gè)難題),釋藥模式要恒定,釋藥時(shí)間要達(dá)到要求。第63頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五64(二)脈沖式給藥系統(tǒng)肝炎、破傷風(fēng)、白喉等疾病所用預(yù)防藥物即疫苗或類(lèi)毒素均為抗原蛋白，其中乙肝疫苗已能用生物技術(shù)制造。使用這些疫苗全程免疫至少進(jìn)行三次接種，才能確證免疫效果，由于種種原因，全世界不能完成全程免疫接種而發(fā)生輟種率達(dá)70%。因此為了提高免疫接種的覆蓋率，減少一些重大疾病的死亡率，世界衛(wèi)生組織疫苗發(fā)展規(guī)化主要目標(biāo)之一，就是將多劑疫苗發(fā)展為單劑疫苗，其中之一就是研制成脈沖式給藥系統(tǒng)。第64頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五65脈沖式給藥系統(tǒng)示意圖第65頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五研究中的一次性注射疫苗微球

抗原微球骨架材料粒徑/μm體內(nèi)釋藥模式動(dòng)物及用藥途徑BSA乙烯醋酸乙0.3初始突釋?zhuān)院笮∈笃は侣裰蝉?EVAC)

連續(xù)釋藥

γ-核糖核EVAC0.3初始突釋?zhuān)院笸闷は侣裰菜崦窤

連續(xù)釋藥

BSAEVAC

初始突釋?zhuān)院笸闷は侣裰?/p>

連續(xù)釋藥

BSA聚TTH-亞氨0.5克微球(內(nèi)連續(xù)釋藥后期小鼠皮下埋植基碳酸鹽含BSA50mg)減慢

卵清蛋白PLGA50∶505.34

小鼠腹腔注射34kDa

SEBPLGA1～10

小鼠腹腔注射50∶5020～50

第66頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五白喉類(lèi)毒素PLA30～100初始突釋?zhuān)孕∈髿夤艿巫⒅?9kDa

后連續(xù)釋藥肺、皮下注入MN-rgp120PLGA20～100脈沖釋藥豚鼠皮下注入HSD白喉PLGA65∶355～90連續(xù)釋藥大鼠、猴肌注類(lèi)毒素PLA

MN-rgp120PLGA50∶500.37～0.50

小鼠皮下、肌注34kDa

及鼻腔用藥各種多肽PLGA0.45～0.60

小鼠腹腔、肌內(nèi)抗原50∶501.21～3.20

注射

6.24～32.1

注：BSA：牛血清白蛋白；SEB：葡萄球菌腸毒素β類(lèi)毒素；MN-rgp120：人免疫缺陷病毒(HIV-1)預(yù)防疫苗的蛋白亞單位第67頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五68二、非注射給藥系統(tǒng)蛋白質(zhì)和多肽類(lèi)藥物非注射途徑包括鼻腔、口服、直腸、口腔、透皮、眼內(nèi)和肺部給藥，其中鼻腔似乎最有前景，然而口服給藥是目前最受歡迎的給藥途經(jīng)。蛋白質(zhì)類(lèi)藥物非注射途經(jīng)系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題是

藥物穿透粘膜能力差，易受酶的降解，以至生物利用度很低。第68頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五69藥物口服吸收和黏膜吸收示意圖第69頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五70

為了提高這類(lèi)藥物制劑的生物利用度，一般采用以下方法：(1)對(duì)藥物進(jìn)行化學(xué)修飾或制成前體藥物；(2)應(yīng)用吸收促進(jìn)劑；(3)使用酶抑制劑；(4)采用離子電滲法皮膚給藥。第70頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五71吸收促進(jìn)劑作用機(jī)制(1)增強(qiáng)藥物的熱力學(xué)運(yùn)動(dòng)，使藥物不易聚集，溶解性增加，易于吸收；(2)改變上皮細(xì)胞的體積，使細(xì)胞間轉(zhuǎn)運(yùn)更易進(jìn)行；(3)抑制藥物的水解。第71頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五72(一)鼻腔給藥系統(tǒng)

鼻腔給藥對(duì)多肽蛋白質(zhì)藥物在非注射劑型中是一個(gè)較有希望的給藥途經(jīng)。由于鼻腔粘膜中動(dòng)靜脈和毛細(xì)淋巴管分布十分豐富，鼻腔呼吸區(qū)細(xì)胞表面具有大量微小絨毛，鼻腔粘膜的穿透性較高而酶相對(duì)較少，對(duì)蛋白質(zhì)類(lèi)藥物的分解作用比胃腸道粘膜為低，因而有利于藥物的吸收并直接進(jìn)入體內(nèi)血液循環(huán)。為了提高蛋白質(zhì)類(lèi)藥物鼻腔給藥的生物利用度，可采用吸收促進(jìn)劑。第72頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五73鼻腔給藥常用吸收促進(jìn)劑(1)膽酸鹽類(lèi)：甘膽酸鹽、膽酸鹽、去氧膽酸鹽、牛磺膽酸鹽、葡萄糖膽酸鹽、鵝去氧膽酸鹽、烏索去氧膽酸鹽等。(2)脂肪酸及其酯類(lèi)：癸酸酯、辛酸酯、月桂酸酯等。(3)其它：十二烷基硫酸鈉、檸檬烯、牛磺雙氫褐霉素鈉、殼聚糖等。第73頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五74胰島素給藥系統(tǒng)已進(jìn)行廣泛研究，不用吸收促進(jìn)劑，生物利用度<1%；用葡萄糖膽酸脂做促進(jìn)劑可達(dá)10％～30％。鼻腔給藥系統(tǒng)缺點(diǎn)：分子量大的藥物透過(guò)性差，生物利用度低；藥物吸收不規(guī)則，局部刺激性、對(duì)纖毛運(yùn)動(dòng)的障礙及長(zhǎng)期給藥的毒性。第74頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五75(二)口服給藥系統(tǒng)蛋白質(zhì)類(lèi)口服給藥主要存在的問(wèn)題：(1)受胃酸的催化降解；(2)受胃腸道內(nèi)酶的降解；(3)對(duì)胃腸道粘膜的透過(guò)性差；(4)肝的首過(guò)效應(yīng)。第75頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五76藥物吸收（％）分子量動(dòng)物模型干擾素<125000大鼠胰島素<25700大鼠環(huán)孢素341203人促甲狀腺釋放因子12400狗氨芐西林25～50349人卡托普利>50217人抑肽素甘氨酸<2740大鼠牛IgG2150000大鼠肽類(lèi)與蛋白質(zhì)類(lèi)藥物及部分小分子藥物口服吸收情況第76頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五77胰島素目前研究的口服給藥主要?jiǎng)┬停?1)微乳制劑；(2)納米囊和納米粒；(3)腸溶膠囊；(4)生物黏附材料與腸溶材料的聯(lián)合應(yīng)用技術(shù)；(5)脂質(zhì)體;(6)新型吸收促進(jìn)劑的應(yīng)用。第77頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五78(三)直腸給藥系統(tǒng)直腸內(nèi)水解酶活性比胃腸道低，pH接近中性，且藥物吸收后可基本上避免肝的首過(guò)效應(yīng)。直腸給藥常用吸收促進(jìn)劑有：

水楊酸、5-甲氧基水楊酸、去氧膽酸鈉、DL-苯基苯胺乙醚乙酸乙酯(DL-phenylalanineethylacetoacetate)、聚氧乙烯(PEO-9-月桂基醚)、烯胺類(lèi)(enamine)衍生物如D-甘氨酸鈉、D-亮氨酸鈉、D-苯丙氨酸鈉等。第78頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五79肽和蛋白質(zhì)藥物直腸給藥的生物利用度藥物生物利用度加促進(jìn)劑后相對(duì)吸收％氨基酸數(shù)目四肽胃泌素5～16－4五肽胃泌素2～1018（5－甲氧基水楊酸）5胃泌素10～1533（5－甲氧基水楊酸）17降鈣素0.826(PEO-9-月桂基醚）32胰島素<127.5(烯胺衍生物）51表皮生長(zhǎng)因子068.2(CMCNa)55生長(zhǎng)激素0.27～9.5(水楊酸）191第79頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五80(四)口腔粘膜給藥系統(tǒng)口腔粘膜較鼻腔粘膜厚，但無(wú)角質(zhì)層，面頰部血管豐富，藥物吸收后可經(jīng)頸靜脈、上腔靜脈直接進(jìn)入全身，可避免胃腸消化液降解和肝的首過(guò)效應(yīng)。口腔粘膜吸收主要改進(jìn)藥物的膜穿透性和抑制藥物的代謝。第80頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五81口腔粘膜給藥常用吸收促進(jìn)劑有：甘膽酸鈉、去氧膽酸鈉、梭鏈孢酸鈉、聚氧乙烯(9)月桂基醚、聚氧乙烯(9)辛基醚、十二烷基硫酸鈉、磷脂酰肌醇等。第81頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五82（五）經(jīng)皮給藥系統(tǒng)皮膚的穿透性低是多肽和蛋白質(zhì)藥物經(jīng)皮吸收的主要障礙，但皮膚的水解酶活性相當(dāng)?shù)停瑸槎嚯暮偷鞍踪|(zhì)藥物經(jīng)皮吸收創(chuàng)造了有利條件。第82頁(yè)，共93頁(yè)，2023年，2月20日，星期五83(六)肺部給藥系統(tǒng)肺部具有巨大的可供吸收的表面積和十分豐富的毛細(xì)血管,從肺泡表面到毛細(xì)血管的轉(zhuǎn)運(yùn)距離極短,而且肺