長效蛋白多肽類藥物技術(shù)研究進(jìn)展

李守巧 丁明玲

摘 要：蛋白多肽類藥物具有以下特點(diǎn)：其一，毒性小;其二，特異性強(qiáng)。蛋白多肽類藥物針對某些疾病的藥理活性比較高，在開發(fā)藥物過程中被認(rèn)為是具有廣泛應(yīng)用前景的生物大分子。由于蛋白多肽類藥物半衰期比較短，所以顯著影響到患者的用藥依從性。蛋白多肽類藥物的穩(wěn)定性比較低，極易被機(jī)體內(nèi)的各種酶所降解，繼而限制其廣泛使用。目前來看，越來越多學(xué)者和專家認(rèn)為蛋白多肽類藥物在治療疾病過程中具有顯著優(yōu)勢，因此受到廣大醫(yī)患人員的高度關(guān)注。

關(guān)鍵詞：蛋白多肽類藥物;特異性;研究進(jìn)展

中圖分類號：R499 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）09-0208-02

1蛋白多肽類藥物的藥動(dòng)學(xué)特點(diǎn)分析

1.1分布

蛋白多肽類藥物在體內(nèi)的分布體積通常不會大于細(xì)胞外體液體積，除此之外，蛋白多肽類藥物在體內(nèi)的分布具有靶向性特點(diǎn)。因此，可根據(jù)蛋白多肽類藥物的上述特點(diǎn)來開發(fā)靶向給藥方式，使得蛋白多肽類藥物能夠迅速到達(dá)病灶處。有學(xué)者利用通過研究NLC（納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體）的靶向性，結(jié)果顯示AEYLR所修飾的NLC有希望用于癌癥化療方法中的靶向傳遞關(guān)節(jié)，不僅僅能夠提高癌癥患者的臨床療效，而且能夠顯著減輕不良反應(yīng)[1]。也有學(xué)者通過切割人血清白蛋白所得到的白蛋白片段，再研究光學(xué)成像，結(jié)果顯示白蛋白片段能夠作為腎靶向載體。

1.2吸收

大分子蛋白多肽的吸收方式主要有：其一，細(xì)胞間隙擴(kuò)散;其二，膜脂擴(kuò)散。文獻(xiàn)研究顯示，胃腸道蛋白降解酶對蛋白多肽類藥物具有降解作用，所以如果口服蛋白多肽類藥物將降低其生物利用度，因此多數(shù)學(xué)者建議以注射給蛋白多肽類藥物方式，雖然注射給藥方式相比起口服給藥方式的生物利用度更高，但是仍然會降低患者的服藥依從性。有關(guān)人員致力于開發(fā)一種適合蛋白多肽類藥物的非注射方式，目前有望通過納米技術(shù)來解決上述難題。目前除了對蛋白多肽類藥物進(jìn)行改造以及聯(lián)合多種給藥方式之外，還開展了多種技術(shù)模型來研究蛋白多肽類藥物在體內(nèi)的生物利用度。皮下注射蛋白多肽類藥物是目前最為常用的給藥方式，此種給藥方式被人體所吸收的過程較慢，但是能夠維持藥物在機(jī)體內(nèi)的穩(wěn)定性，同時(shí)能夠減少蛋白多肽類藥物的給藥劑量。

1.3代謝、消除

理論研究顯示[2]，對蛋白類治療劑腎臟能夠有效調(diào)節(jié)其功效，與此同時(shí)不斷發(fā)揮出分解代謝作用，繼而提高臨床治療總有效率。肝臟代謝對一些小肽物質(zhì)的代謝和消除起到具體作用，如二肽硼替佐米會經(jīng)歷氧化性肝代謝，如果機(jī)體肝功能受損，將顯著降低清除率。

2長效蛋白多肽類藥物技術(shù)研究進(jìn)展

2.1聚乙二醇修飾

聚乙二醇修飾劑具有以下優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用：其一，無抗原性;其二，水溶性高;其三，親水性高;其四，能夠與多種有機(jī)物組分相容;其五，可在體內(nèi)降解;其六，無毒。聚乙二醇修飾劑能夠取得較為顯著的效果繼而克服長效蛋白多肽類藥物的應(yīng)用缺陷（如抵抗蛋白酶降解、降低腎清除率以及延長半衰期），現(xiàn)階段來看，已有多種聚乙二醇修飾的蛋白藥物上市并且被有效應(yīng)用在臨床中。如生長因子VIII（用于治療血友?。⒅亟M尿酸酶（用于治療痛風(fēng)）、阿片受體激動(dòng)劑（用于治療便秘）、聚乙二醇-紅細(xì)胞生成刺激劑（用于治療慢性腎病所致的貧血）、聚乙二醇-豬尿酸酶（用于治療痛風(fēng)）、聚乙二醇-TNFa抗體Fab段（用于治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和克羅恩?。?、聚乙二醇-EPO（用于治療慢性腎病所致貧血）、血管內(nèi)皮生長因子受體激動(dòng)劑（用于治療老年性黃斑）、聚乙二醇-核酸配體（用于治療老年性黃斑）、聚乙二醇-生長激素拮抗劑（用于治療肢端肥大）、聚乙二醇-干擾素2a（與利巴韋林聯(lián)合用藥治療丙型肝炎）、聚乙二醇修飾脂質(zhì)體阿霉素（用于治療腫瘤）等。聚乙二醇定點(diǎn)修飾技術(shù)主要針對特定基團(tuán)的特定位點(diǎn)加以修飾，從而有效控制修飾度，與此同時(shí)得到單一產(chǎn)物，不斷節(jié)約成本，便于有效控制生物制藥的產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。因此，聚乙二醇修飾趨勢朝著定點(diǎn)修飾方向發(fā)展。

2.2內(nèi)源性大分子修飾

由于聚乙二醇修飾存在缺陷，所以有學(xué)者提出采用其他聚合物（如透明質(zhì)酸、脂肪酸以及聚氨基酸等內(nèi)源性大分子）來代替聚乙二醇。

脂肪酸相比起其他修飾劑而言直接參與細(xì)胞膜的組成，因此脂肪酸修飾能夠有效提高藥物的脂溶性和吸收率。脂肪酸能夠有效提高藥物的疏水性，掩蓋蛋白水解酶結(jié)合位點(diǎn)，延長半衰期。有關(guān)資料顯示[3]，脂肪酸能夠與人血清白蛋白可逆性結(jié)合，結(jié)合之后的復(fù)合體由于分子過大而受到相應(yīng)限制，因此延長藥物在體內(nèi)滯留時(shí)間?，F(xiàn)階段來看，對于脂肪酸的主要研究方向是通過合理選擇修飾劑以及優(yōu)化修飾條件等，使得脂肪酸的修飾反應(yīng)可達(dá)到單一修飾位點(diǎn)產(chǎn)物。

透明質(zhì)酸又被稱為玻璃酸，透明質(zhì)酸的分子表現(xiàn)為線性結(jié)構(gòu)，主要由以下部分組合而成：其一，N-已酰氨基葡糖;其二，D-葡糖醛酸單糖。透明質(zhì)酸廣泛分布在細(xì)胞外基質(zhì)和眼部玻璃體以及骨髓之中，透明質(zhì)酸修飾具有以下優(yōu)勢：其一，延長體內(nèi)作用時(shí)間;其二，提高臨床治療效果的同時(shí)降低不良反應(yīng)發(fā)生;其三，提高藥物水溶性;其四，具有獨(dú)特的腫瘤靶向性;其五，具有良好的生物相容性。由透明質(zhì)酸修飾的紫杉醇已經(jīng)進(jìn)入到臨床治療中。但是，透明質(zhì)酸也存在相關(guān)問題，如透明質(zhì)酸修飾的藥物種類比較少、大多數(shù)均為抗腫瘤藥物。

聚氨基酸的生物屬性高度接近聚乙二醇，通過技術(shù)將聚氨基酸融合再蛋白多肽藥物中，從而延長血漿半衰期。

2.3 Fc融合蛋白

Fc融合蛋白技術(shù)是一種蛋白融合技術(shù)，目前已經(jīng)成為一種可靠的技術(shù)。Fc片段主要由以下幾個(gè)部分組成：（1）CH2;（2）CH3;（3）Hinge。有藥廠嘗試改造抗體來提高Fc片段的親和力，以期達(dá)到長效化目的。有學(xué)者在相關(guān)資料中指出[4]，通過Fc氨基酸突變序列能夠達(dá)到長效目的。還有學(xué)者通過Xencor技術(shù)平臺結(jié)合雙特異性抗體技術(shù)平臺，開發(fā)長效腫瘤免疫抗體。也有學(xué)者認(rèn)為，為了獲得更接近天然狀態(tài)的蛋白分子，可利用哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)Fc融合蛋白。人類疫球蛋白G總共有4個(gè)亞型，不同免疫球蛋白的亞型生物學(xué)活性表現(xiàn)不一，如IgG1血漿中含量為60%～70%、血漿半衰期為21d、鉸鏈區(qū)靈活性強(qiáng)、FcRn親和力強(qiáng)，IgG2血漿中含量為20%～30%、血漿半衰期為21d、鉸鏈區(qū)靈活性最弱、FcRn親和力強(qiáng)，IgG3血漿中含量為5%～8%、血漿半衰期為9d、鉸鏈區(qū)靈活性最強(qiáng)、FcRn親和力弱，IgG4血漿中含量為1%～4%、血漿半衰期為21d、鉸鏈區(qū)靈活性弱、FcRn親和力強(qiáng)。基于不同免疫球蛋白的特點(diǎn)，開發(fā)基于IgG2/4-Fc的融合蛋白藥物逐漸受到有關(guān)人員的高度重視。

2.4糖基化修飾

糖基化往往發(fā)生在大分子中（如蛋白質(zhì)和核酸等），糖基化在免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)中起著重要作用。糖基化蛋白多肽類藥物后，其藥動(dòng)學(xué)可顯著改善。有學(xué)者認(rèn)為，在保持活性基礎(chǔ)條件下，糖基化修飾后能夠顯著降低肽類化合物的水解作用。

2.5開發(fā)新劑型

調(diào)查研究顯示，對蛋白多肽藥物的二次研究與開發(fā)的主要手段有：選擇合適的劑型。脂質(zhì)體劑型有以下幾種：（1）米伐木肽;（2）谷胱甘肽脂質(zhì)?，F(xiàn)階段來看，臨床已經(jīng)研究出脂質(zhì)體流感疫苗，因此也說明多肽類的藥物脂質(zhì)體的有效開發(fā)可被有效實(shí)現(xiàn)。效果比較好的緩釋注射劑載體有PLGA微球，目前已經(jīng)上市了多個(gè)有關(guān)產(chǎn)品，主要有：（1）奧曲肽微球;（2）亮丙瑞林微球;（3）曲普瑞林微球等。上述產(chǎn)品的市場效應(yīng)比較大，對相關(guān)研究人員所產(chǎn)生的效果較為深遠(yuǎn)。國外學(xué)者利用先進(jìn)技術(shù)研發(fā)出利培酮和納曲酮，該技術(shù)能夠根據(jù)包載載體的不同來選擇合適的工藝技術(shù)。PLGA微球包載技術(shù)能夠?qū)ΜF(xiàn)有的制劑產(chǎn)品進(jìn)行有效創(chuàng)新，與此同時(shí)也是我國蛋白多肽類藥物開發(fā)的主要研究方向。也有學(xué)者認(rèn)為，植入劑相比起PLGA微球能夠更長時(shí)間的釋放，但是植入劑也有一定劣勢（如果材料降解性不高，將極易發(fā)生炎癥反應(yīng)）。

2.6人血清白蛋白融合蛋白

人血清白蛋白是一種人體中較為豐富的蛋白質(zhì)分子，人血清白蛋白融合技術(shù)的主要對象有：（1）生長因子;（2）多肽;（3）激素等。人血清白蛋白融合技術(shù)不僅僅能夠提高目標(biāo)蛋白的半衰期，而且能夠?qū)崿F(xiàn)單體融合。人血清白蛋白在酵母中表現(xiàn)出高水平，與此同時(shí)降低成本。人血清白蛋白能夠融合目的蛋白分子的末端，避免降低蛋白活性成分。美國在2014年批準(zhǔn)人血清白蛋白融合蛋白藥物上市，如二肽基肽酶藥物和阿必魯肽藥物。二肽基肽酶藥物的半衰期比較長，相比起GLP-1（胰高血糖素樣肽-1）具有顯著優(yōu)勢（如顯著控制食欲和控制血糖水平），被廣泛用于2型糖尿病患者的治療中。掌握人血清白蛋白融合技術(shù)的公司有：GSL公司和Teva公司。2016年，GSL公司開發(fā)的人血清白蛋白融合產(chǎn)品上市，與此同時(shí)能夠在血友病患者中維持比較長的時(shí)間。還有一些人血清白蛋白融合藥物處于臨床研究階段之中，如FLX-FP藥物。也有研究資料顯示，人血清白蛋白融合蛋白藥物在表達(dá)時(shí)存在一定共性，如：（1）表達(dá)產(chǎn)物易降解;（2）表達(dá)水平過低;（3）體外生物學(xué)活性降低。

2.7環(huán)化

線性肽在治療過程中可能受到以下因素影響：（1）代謝性差;（2）構(gòu)象穩(wěn)定性不高。線性肽可能會損害到生物活性，繼而降低線性肽的半衰期，而環(huán)肽能夠克服上述缺陷之處，因?yàn)榄h(huán)肽能夠被設(shè)計(jì)成合適的構(gòu)象。通過環(huán)化能夠使得蛋白多肽類藥物獲得穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，與此同時(shí)也是延長半衰期的一種高效率方式。環(huán)化法能夠有效消除蛋白多肽類藥物中的帶電荷末端，防止氨基酸酶解，最終機(jī)會改善藥物的代謝穩(wěn)定性，與此同時(shí)提高蛋白多肽類藥物的生物利用度。例如，奧曲肽能夠有效保留生長抑素，作用時(shí)間長，與此同時(shí)能夠延長在體內(nèi)的半衰期。普卡那肽富含多個(gè)環(huán)狀多肽，主要給藥方式為口服，用于治療特發(fā)性便秘患者。環(huán)化法的優(yōu)勢被廣泛用于制作口服腸道蛋白多肽類藥物，與此同時(shí)能夠顯著提高蛋白多肽類藥物的生物利用度。

3結(jié)語

綜上所述，越來越多的專家和學(xué)者開發(fā)蛋白多肽類藥物，蛋白多肽鏈藥物所占的市場份額也日益增大。長效蛋白多肽類藥物技術(shù)的改造策略有以下幾種：其一，聚乙二醇修飾;其二，內(nèi)源性物質(zhì)修飾;其三，融合蛋白修飾;其四，糖基化修飾。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉夢，于彭城，徐寒梅.蛋白多肽類藥物長效化技術(shù)研究進(jìn)展[J].藥學(xué)進(jìn)展，2019，43（3）：209-216.

[2] 王靜，趙文靜，胡春梅，等.蛋白/多肽類藥物脂質(zhì)體的研究進(jìn)展[J].化工技術(shù)與開發(fā)，2017，46（8）：32-36.

[3] 周浩澤，沈子龍，徐寒梅.蛋白多肽類藥物藥代動(dòng)力學(xué)分析方法研究進(jìn)展[J].藥學(xué)進(jìn)展，2017（8）：36-43.

[4] 楊旭，潘佳佳，夏菲，等.蛋白多肽類藥物體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)特征及分析方法研究進(jìn)展[J].藥物生物技術(shù)，2014，21（4）：363-366.