蛋白多肽類藥物口服給藥研究進(jìn)展

蛋白多肽類藥物口服給藥研究進(jìn)展

隨著生物技術(shù)的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)了越來越多具有生理活性的多酚類和蛋白分子。同時(shí),利用轉(zhuǎn)基因植物動(dòng)物大批量生產(chǎn)藥用蛋白、多肽已成為可能,多肽或蛋白類藥物在現(xiàn)代疾病預(yù)防和治療中作用日益突出。但是,由于蛋白多肽類藥物本身的性質(zhì)以及人體對(duì)其產(chǎn)生的各個(gè)屏障,其常規(guī)給藥途徑一直以注射為主。為了進(jìn)一步發(fā)揮蛋白多肽類藥物的臨床應(yīng)用,近年來,國內(nèi)外對(duì)其口服制劑的研究開發(fā)異?；钴S。本文概述了近年來蛋白多肽類藥物口服給藥的研究進(jìn)展。1蛋白多肽類藥物的生物利用度相對(duì)于注射給藥,口服是一種方便并且病人依從性比較高的給藥方式,對(duì)于需要長期給藥的病人尤其方便。蛋白多肽類藥物目前已有個(gè)別品種實(shí)現(xiàn)了口服給藥,如口服干擾素、胸腺肽、腦蛋白水解物等。但是,由于藥物本身的結(jié)構(gòu)以及人體的吸收問題,蛋白多肽類藥物口服生物利用度很低。通常情況下,蛋白多肽類藥物分子量大,難以通過消化系統(tǒng)的生物膜屏障,如肝臟的首過效應(yīng)強(qiáng);胃酸、消化道酶等對(duì)蛋白多肽類藥物有破壞、降解或聚合作用,嚴(yán)重影響其穩(wěn)定性,如胰島素在胃腸道中容易聚集成六聚體甚至更高形式的聚合體,形成聚合體以后就不易通過腸道擴(kuò)散吸收。因此,提高口服生物利用度是蛋白多肽類藥物口服給藥的關(guān)鍵。近年來,蛋白多肽類藥物的口服給藥技術(shù)研究不斷取得新進(jìn)展,為進(jìn)一步發(fā)揮其醫(yī)療和經(jīng)濟(jì)提供了新的技術(shù)支撐。2關(guān)于蛋白質(zhì)和多酚類藥物的科學(xué)研究2.1trh的提供藥物及相關(guān)研究蛋白多肽類藥物分子大,極性強(qiáng),吸收難,同時(shí)胃腸道的酶類對(duì)其也有降解作用。通過對(duì)蛋白多肽類藥物適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)修飾,可增加藥物的親脂性,減少酶解,從而提高生物利用度。對(duì)藥物的結(jié)構(gòu)修飾可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行:親脂性、、電荷數(shù)、等電點(diǎn)、分子大小、化學(xué)穩(wěn)定性以及對(duì)載體的親和力等。對(duì)不同的藥物采取不同的修飾策略:如增加藥物的親脂性:藥物與親脂性基團(tuán)結(jié)合后,產(chǎn)生親脂性更強(qiáng)的前體藥物,這方面研究得較多的有促甲狀腺素釋放激素(TRH),TRH親水性大,難通過生物膜,同時(shí)在體內(nèi)被焦谷氨酰氨基肽酶迅速代謝,口服給藥治療效果不佳。Bundgaard和MΦss等將TRH組氨酸末端的咪唑基團(tuán)用氯甲酸酯?；笊蒚RH前體藥物,體外試驗(yàn)表明:前體藥物的膜透過性較好。YamadaK等用月桂酸修飾促甲狀腺釋放激素(TRH),并用125I標(biāo)記法測定其穩(wěn)定性和腸吸收能力,結(jié)果表明,月桂酸修飾的TRH不僅親脂性增加,抗酶降解能力也有所提高。也有增加藥物親水性而利于吸收例子:環(huán)孢素油水分配系數(shù)很大,口服后吸收不規(guī)則,Bundgaard等發(fā)現(xiàn)環(huán)孢素在酸性條件下能生成異環(huán)孢素A,該生成物能轉(zhuǎn)化成環(huán)孢素,同時(shí)具有親水親脂性,具有更好的膜透過性。MarschutzMK等研究含有細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞抗原決定簇的13個(gè)氨基酸的肽鏈,發(fā)現(xiàn)簡單的對(duì)肽鏈N端和C端進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾就能顯著提高肽鏈對(duì)于腸肽酶攻擊的穩(wěn)定性。同時(shí)如果將經(jīng)結(jié)構(gòu)修飾的肽鏈用于帶有抑制酶分泌的粘膜粘附載藥系統(tǒng),則能夠顯著提高其抗原生物活性。KahnsAH等將去氨加壓素的酪氨酸酚羥基衍生化,分別生成脂肪鏈的羧酸酯和碳酸酯,發(fā)現(xiàn)三甲基乙酸酯衍生物膜透過性明顯增高,同時(shí),對(duì)于蛋白水解酶的穩(wěn)定性也有所提高。2.2維生素b與糖質(zhì)蛋白共價(jià)形成循環(huán)吸收促進(jìn)劑能夠促進(jìn)蛋白多肽類藥物的吸收。水楊酸類、膽酸鹽類、表面活性劑、脂肪酸類、氨基酸類衍生物、金屬鏊合劑等均有吸收促進(jìn)作用。但吸收促進(jìn)劑的作用機(jī)理和長期應(yīng)用毒性并不十分明確。吸收促進(jìn)劑通過改變粘液流變學(xué)性質(zhì),提高膜流動(dòng)性、溶解膜成分、與膜蛋白相互作用,形成離子對(duì),使上皮細(xì)胞ATP消耗、磷脂酶C緊密連接物的調(diào)節(jié)、肌動(dòng)蛋白肌球蛋白環(huán)的收縮、胞外Ca2+的螯合等可能的機(jī)理促進(jìn)吸收。吸收促進(jìn)劑能短暫地?cái)_亂上皮細(xì)胞膜,許多內(nèi)源性分子可能因此而進(jìn)入血液循環(huán),毒性反應(yīng)一般只能通過長期毒性來評(píng)價(jià)。KastCE等發(fā)現(xiàn),PCP-半胱氨酸—谷胱肝肽體系具有強(qiáng)烈而持久的促滲透作用,能夠顯著增強(qiáng)低分子量肝素的生物利用度。維生素B12是通過膜蛋白受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)入循環(huán)。AlsenzJ等將維生素B12與肽制成共價(jià)結(jié)合物,使維生素B12結(jié)合的八肽攝取率高達(dá)40%～45%,提示可以將蛋白多肽類藥物與維生素B12做成代謝穩(wěn)定的共價(jià)結(jié)合物,可以使藥物利用維生素B12的機(jī)體攝取途徑從而提高蛋白多肽類藥物的吸收。Russel-Jones等發(fā)現(xiàn)將G-SCF(粒細(xì)胞集落刺激因子)和EPO(人紅細(xì)胞生成素)與維生素B12共價(jià)結(jié)合能夠提高二者的口服吸收。進(jìn)一步的試驗(yàn)表明,維生素B12連接的納米粒也能夠從腸進(jìn)入循環(huán),如果將納米粒中結(jié)合蛋白多肽類藥物藥物,則能夠保護(hù)藥物在腸道免受降解。同時(shí),藥物也能夠進(jìn)入循環(huán)。2.3生物兼容酶抑制劑處方中含有藥物及其代謝酶抑制劑可以減少藥物代謝而增加藥物吸收。蛋白多肽類藥物的抑制劑報(bào)道有多種,并且方法可行。在多肽與蛋白類藥物的腸道吸收中,多種酶類如氨基肽酶、內(nèi)肽酶、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶、金屬肽酶等均參與該過程。同時(shí)使用多種酶抑制劑能使藥物在酶分布較少的區(qū)域內(nèi)顯著地提高吸收度。如YamamatoA等發(fā)現(xiàn)膽酸鹽、卡莫司他、桿菌肽作為酶抑制劑與胰島素同時(shí)應(yīng)用,能明顯地增強(qiáng)大鼠對(duì)胰島素的吸收。此外,FuijiS等發(fā)現(xiàn)應(yīng)用糜蛋白酶抑制劑FK-448也能增加大鼠和狗腸內(nèi)胰島素的吸收。ForadoriA等亦發(fā)現(xiàn)CYP3A4抑制劑能夠顯著增加環(huán)孢菌素口服生物利用度。在采用酶抑制劑的同時(shí)采用控釋技術(shù)使藥物在酶分布較少的部位吸收則更能夠增加大分子肽類和蛋白類藥物的吸收。Bowman-Birkinhibitor(BBI)是大豆提取物的提純物質(zhì),是胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的抑制劑,作為一種生物兼容的酶抑制劑被廣泛研究。GuggiD等將BBI和彈性蛋白酶抑制劑分別結(jié)合在殼聚糖中,用含蛋白酶的人工腸液試驗(yàn),結(jié)果表明,含有酶抑制劑的殼聚糖聚合物能夠保護(hù)降鈣素,使其降解速度減慢。但是,酶抑制劑只有在一定時(shí)間和一定位點(diǎn)上才會(huì)發(fā)揮作用,所以,關(guān)鍵是要使藥物和抑制劑同時(shí)通過代謝部位。通過用聚合物膜、脂質(zhì)體、微囊微球等技術(shù)將藥物與酶抑制劑包封起來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。近年來,天然聚合物如殼聚糖、纖維素和海藻等及其經(jīng)過化學(xué)修飾的衍生物,作為蛋白多肽類藥物載體被廣泛研究。未經(jīng)化學(xué)修飾的殼聚糖具有一定的促滲透作用,將酶抑制劑固定在聚合物內(nèi)部對(duì)酶的降解起保護(hù)作用,同時(shí),殼聚糖及其衍生物還有一定的粘膜粘附性。Bernkop-SchnurchA等認(rèn)為殼聚糖的主要作用粘膜粘附、促滲透和藥物控制釋放。對(duì)殼聚糖2位進(jìn)行改造可以使殼聚糖具有抑酶作用,使得殼聚糖成為蛋白多肽類藥物口服制劑的潛在的優(yōu)良載體。Bernkop-Schnurch等還發(fā)現(xiàn)殼聚糖及其衍生物能顯著提高蛋白多肽類藥物如胰島素、降鈣素、布舍瑞林的口服生物利用度。2.4腸道黏膜生物黏合劑蛋白多肽類藥物被粘附或結(jié)合在腸道粘膜上皮,應(yīng)用粘膜粘附劑能夠直接改變粘膜上皮的通透性,增強(qiáng)非特異性受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)吞作用對(duì)藥物的攝取和吸收,其主要原理如下:(1)口服給藥后粘附在消化道粘膜表面,能延長藥物胃腸道停留時(shí)間。(2)生物粘附劑與胃腸道粘膜緊密接觸,既能增加藥物吸收總量,也可增加藥物吸收速率。(3)對(duì)于在胃腸道易被破壞且吸收具有部位特異性的藥物如蛋白多肽類,使用粘膜粘附劑可使其在結(jié)腸定位釋藥免遭破壞。但口服生物粘附劑的影響因素頗多,飲食、胃腸道蠕動(dòng)、個(gè)體差異、消化道粘膜更新、消化液的pH值等,目前仍處于臨床前階段。SakumaS等的研究表明,將具有親水聚合鏈的粘膜粘附納米粒與降鈣素共同使用,粘膜粘附納米粒能夠增強(qiáng)降鈣素從粘膜層到絨毛膜層的滲透,其滲透強(qiáng)度與降鈣素的劑量相關(guān),異丙烯酰胺和乙烯胺的納米粒并未引起腸粘膜損傷。2.5蛋白多肽類藥物的釋放蛋白多肽類藥物在胃中可能被胃液的低pH值造成水解,而胃腸道中的各種酶類也是影響其口服吸收的主要因素。尋找合適的吸收位點(diǎn),避免被胃腸道中的酶降解,避免肝臟對(duì)藥物的首過效應(yīng),將是解決蛋白多肽類藥物口服吸收的首要問題。胃腸道中不同的位置酶的種類和數(shù)量是不同的:(1)大腸:可能是蛋白多肽類藥物吸收的最佳部位,因?yàn)樗幬镌诖送Ａ?0～24h,消化酶的活性較低,使用腸溶衣和適當(dāng)?shù)目蒯尲夹g(shù)使藥物在此釋放,可能增加蛋白多肽類藥物的吸收。(2)結(jié)腸:藥物在結(jié)腸停留時(shí)間長,結(jié)腸面積大,可部分改善藥物粘膜吸收差的缺點(diǎn)。吸收促進(jìn)劑在結(jié)腸中停留時(shí)間長,可更有效促進(jìn)藥物結(jié)腸吸收。人體回盲腸及其以下部位蛋白水解酶含量低,可有效降低此類藥物的酶解,故可以考慮蛋白多肽類藥物結(jié)腸定位釋藥。結(jié)腸的肽酶由結(jié)腸中的細(xì)菌產(chǎn)生,而不是由細(xì)胞分泌產(chǎn)生,結(jié)腸肽酶活性與小腸肽酶活性有質(zhì)與量的差別。某些聚合物可以抵抗胃和小腸中酶的降解,但在結(jié)腸中卻被結(jié)腸細(xì)菌分泌的酶水解,根據(jù)這一特性,采用合適的聚合物,可設(shè)計(jì)研制出結(jié)腸定位釋放的蛋白多肽類藥物藥物。(3)小腸:人和動(dòng)物小腸的某些區(qū)域存在著與免疫有關(guān)的特定的組織區(qū)域,如派伊爾氏結(jié)(peyer’spatch)的特點(diǎn)是能夠使淋巴因子和一定粒徑的顆粒進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。OnalS等將胰島素裝在殼聚糖包衣的藻酸鈣膠囊中,研究表明,在人工腸液中比人工胃液中,藥物釋放要好,并且經(jīng)過6h溫浴,其中未降解的胰島素仍然有足夠濃度,表明此系統(tǒng)可作為胰島素口服的載藥體系。(4)淋巴轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng):胃腸道淋巴系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)藥物可以繞開肝臟,避免肝臟的首過效應(yīng)對(duì)藥物的降解。采用胃腸道淋巴系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白多肽類藥物,能促進(jìn)藥物進(jìn)入肝臟處理系統(tǒng),延長藥物在體內(nèi)分布和保留時(shí)間,從而提高蛋白多肽類藥物類藥物的吸收。2.6亞硝酸根藥物系統(tǒng)的開發(fā)(1)制作胰島素硬脂酸納米粒納米微?？奢d帶蛋白多肽類藥物使其免遭胃酸破壞,同時(shí)納米微粒作為超微小球或囊型藥物載體,可透過生物屏障,被組織和細(xì)胞吸收。載藥納米微粒可被胃腸道派伊爾氏結(jié)大量吸收,微粒粒徑越小越易被吸收。選用對(duì)pH值變化敏感和疏水性材料制作納米微粒,可使納米微粒在吸收前被免于降解。吳瓊珠等采用乳化—溶劑揮發(fā)法制備了胰島素硬脂酸納米粒,對(duì)糖尿病大鼠口服胰島素硬脂酸納米粒(10、20u·kg-1),并與胰島素口服溶液(20u·kg-1)對(duì)照,發(fā)現(xiàn)胰島素硬脂酸納米粒降血糖效果明顯優(yōu)于有顯著性胰島素溶液。Panyi等將胰島素制成粒徑范圍為250～400nm的殼聚糖納米粒,能夠顯著增強(qiáng)胰島素的腸吸收。(2)延長藥物釋放時(shí)間脂質(zhì)體的雙層脂膜結(jié)構(gòu)和特性與細(xì)胞相似,進(jìn)入體內(nèi)后易與腸粘膜細(xì)胞發(fā)生融合、吸附、脂質(zhì)交換等作用,從而使藥物進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。此外,脂質(zhì)體還可保護(hù)藥物免受腸道酶的降解作用,使藥物在體內(nèi)緩慢釋放,延長作用時(shí)間。近年來,對(duì)抗原—脂質(zhì)體的口服給藥系統(tǒng)進(jìn)行了大量研究,脂質(zhì)體包裹水溶性較大的抗原或合成抗原(肽片斷),增強(qiáng)了派伊爾氏結(jié)對(duì)抗原的攝取,引起較強(qiáng)的免疫應(yīng)答。提示脂質(zhì)體有可能作為免疫增效劑應(yīng)用。全東琴等將蝎毒提取液直接制成脂質(zhì)體前體,有效地保護(hù)了其中具有抗癲癇活性的多肽,蝎毒脂質(zhì)體前體藥物口服有效。(3)嬰兒用品乳劑中的油相可能增加膜通透性。也可能是乳劑能夠增加此類藥物的淋巴轉(zhuǎn)運(yùn),從而提高生物利用度。國外已有環(huán)孢菌素的微乳制劑上市。3蛋白多肽類藥物的應(yīng)用展望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)為蛋白多肽類藥物在消化道中難吸收且易被破壞,難以制成口服劑型。自從發(fā)現(xiàn)酶可以穿過小腸壁以后,人們開始研究蛋白多肽類藥物口服的可能性,其中疫苗和小分子肽類藥物的口服給藥已經(jīng)取得很大進(jìn)展。但是,蛋白多