多肽藥物

多肽藥物綜述

隨著生物技術與多肽合成技術的日臻成熟，越來越多的多肽藥物被開發并應用于臨床。因適應證廣、安全性高且療效顯著，多肽藥物目前已廣泛應用于腫瘤、肝炎、糖尿病、艾滋病等疾病的預防、診斷和治療，具有廣闊的開發前景。

1.相關概述

多肽是由多個氨基酸通過肽鍵連接而形成的一類化合物，通常由10~100個氨基酸分子組成，其連接方式與蛋白質相同，相對分子質量低于10000。多肽普遍存在于生物體內，迄今在生物體內發現的多肽已達數萬種，其廣泛參與和調節機體內各系統、器官、組織和細胞的功能活動，在生命活動中發揮重要作用。

2.多肽藥物來源

多肽藥物主要來源于內源性多肽或其他外源性多肽。

內源性多肽：

即人體固有的內生性多肽，如腦啡肽、胸腺肽、胰臟多肽等。

外源性多肽：

如蛇毒、唾液酸、蜂毒、蛙毒、蝎毒、水蛭素、竽螺毒素衍生物和蒼蠅分泌的殺菌肽等。

隨著現代生物技術與多肽合成技術的發展，某些活性多肽可通過計算機進行分子設計與篩選、并經人工合成而獲得。

3.多肽藥物品種

較早上市的多肽類藥物主要是一些多肽類激素，如鮭魚降鈣素、生長抑素、人高血糖素、縮宮素等 。隨著新藥研發的不斷深入，多肽藥物的開發已經發展到疾病防治的各個領域如抗腫瘤多肽、抗病毒多肽、多肽疫苗、細胞因子模擬肽、抗菌活性肽、診斷用多肽、減肥用多肽等肽。

4.多肽藥物的特點

多肽易于合成改造和優化組合，能很快確定其藥用價值

由于本身的特性，多肽從臨床試驗到FDA批準所需時間也比小分子藥物時間短很多，大約平均為10年。而多肽通過臨床試驗的機率比小分子化合物要高兩倍。多肽的特定優點使其在藥物開發中表現出特定的優勢和擁有臨床應用價值。

多肽半衰期一般很短，不穩定

多肽藥物在體內容易被快速降解，多肽制劑需要低溫保存，但是，通過改造修飾或者與其他材料組成穩定的復合物，可提高穩定性。相對大分子蛋白或抗體類，多肽在常溫下卻更穩定，用量更少，單位活性也更高。

與大分子蛋白相比，多肽化學合成技術成熟

多肽容易與雜質或副產品分離，純度高。而重組蛋白的質量、純度和產量都難以保證。重組蛋白也不能引入非天然氨基酸，不能在末端酰胺化，同時生產周期長，成本高。多肽一般比蛋白抗體類藥物成本低，但比很多小分子藥物的合成成本高。長鏈多肽的合成成本會更高，但是隨著科技進步，設備更新和工藝改善，小分子多肽的合成成本和商業成本已經大幅度下降，更加適合于臨床應用和市場開拓。

多肽藥物大問題是不能口服

主要是因為易被降解和難穿越腸黏膜。但是，有各種可替代的其他給藥途經如皮下注射，鼻腔噴射。

有些多肽藥物和小分子藥物相比，用藥量更少、選擇性更強、特異性更好、作用效果更好、副作用更小。

許多小分子化合物在人體特定器官聚集，大分子蛋白或抗體會被網狀內皮系統和肝臟非特異性吸收，不可避免地導致不同程度的副作用，有的會很嚴重。多肽一般沒有副作用或者副作用很小，主要是小分子多肽降解后的產物為氨基酸，一般不會在特定器官組織中累積，容易通過肝和腎從體內很快被清除掉，因而，幾乎沒有異物代謝引起的毒理學問題。但是有些會因用量過大等原因而產生副作用或者因注射導致注射部位的炎癥或其他反應。

多肽缺乏細胞膜滲透力，影響細胞吸收

多肽的分子大小、極性、親水性和帶電性等問題使之一般難以如小分子那樣穿越細胞膜，通過屏障，也不能穿過血腦屏障。但是有一類細胞滲透肽卻具有很強的細胞膜穿透力，因而被用作藥物載體來輔助這些藥物穿過細胞膜。同時，一些多肽可以用作非靶向特異性的小分子藥物的靶向載體，通過細胞表面的特定受體將藥物傳遞到受體特異性的特定靶點細胞如腫瘤細胞內。

5.多肽藥物的制備

提取法

有相當部分的多肽藥物是從動植物體內提取的，例如從豬胰腺中提取的胰島素。提取法獲得的多肽純度較低，且在生物體內多肽類物質含量甚微，提取過程中易引入動物致病菌或病毒，從而限制了其應用。所以，生物提取多肽技術已逐漸被化學合成法或基因重組技術所替代。

化學合成法

（1）多肽藥物的液相合成

多肽的液相合成主要在溶液中進行，有逐步合成和片段組合兩種策略。這兩種策略往往聯合使用。先用逐步合成法合成一些短的多肽片段。再用片段組合的方法將上一步所得的多肽片段連接成目標多肽。采用液相合成法方便快速，純度高，適用于目標多肽較短且需要大量合成的情況。

（2）多肽藥物的固相合成

固相合成法是將氨基酸的N末端固定在不溶性樹脂上，然后在此樹脂上依次縮合氨基酸。固相法已成為多肽和蛋白質合成中的一個常用技術。尤其是在合成長鏈多肽或蛋白質時，固相合成法表現出了經典液相合成法*的優點。

基因重組技術

自然界很多生物都能產生活性多肽，如哺乳動物的胰島素。但從動植物體內提取活性多肽需要大量原料，成本昂貴，不夠綠色環保。利用基因技術生產天然活性多肽解決了這一問題。重組技術是通過將多肽的基因序列構建到載體上，形成重組DNA表達載體，并在原核或真核細胞中進行多肽分子表達、提取、純化。此方法適合制備大于50個氨基酸組成的目的多肽，且較易獲得。隨著基因工程生產多肽的技術趨于*，加快了基因工程類多肽藥物的研制及臨床應用的步伐。

酶降解法制備多肽藥物

生物體含有大量蛋白質，某些活性多肽可能是蛋白質中的某段序列，如果能將較為易得的蛋白質降解為所需多肽分子(可能為多種)，也能起到節約成本的效果。近年來，一些學者運用酶解法合成多肽。酶降解法往往需要尋找在特定結構處催化分解反應的酶，它可以高效地在蛋白質中所有相同結構處發揮作用。但此法往往得到一系列多肽，分離純化難度較大，因此不適于合成單一的多肽。此外，由于酶往往具有很強的特異性，有時需要切斷多種結構單元，則需要尋找多種酶，增加了該方法的應用難度和范圍。

三種多肽藥物主要合成方法的比較

6.多肽藥物的檢測方法

反相高效液相色譜法

高效液相色譜法已成為藥物質量分析中常用的方法，具有靈敏、準確、快速的特點，多肽類物質是由多個氨基酸通過肽鍵連接而成，有一定的疏水性，在反相色譜柱上有一定的保留，在反相高效液相色譜中能有效分離，現在多肽類藥物的有關物質分析大多采用高效液相色譜法。

毛細管電泳

除采用傳統的高效液相色譜法進行有關物質分析外，毛細管電泳用于多肽類藥物的分析也具有較大的優勢，毛細管電泳兼具有高壓電泳及液相色譜法的優點，與反相高效液相色譜法的疏水性的分離機制不同，存在多種分離模式，具有分析速度快，分辨率高，樣品用量少，操作簡便，消耗少等特點。

高效液相色譜質譜聯用

液質聯用技術目前已經成為分離鑒定各種化合物的重要手段，MS是強有力的結構解析工具，能為結構定性提供較多的信息，作為理想的色譜檢測器，不僅特異性強，而且具有*的檢測靈敏度。采用液質聯用進行有多肽類藥物有關物質分析時，可以在不得到純雜質的情況下，給出雜質的一級甚至多級質譜信息，從而獲得該雜肽的分子量及序列信息，為相關肽定性和結構解析提供依據。

高效分子排阻色譜法

高效分子色譜法是根據分子大小進行分離的一種液相色譜技術，常用于蛋白質多肽的分子量測定、生物大分子聚合物與分子量分布的測定和藥品中高分子雜質的測定。

7.多肽藥物的給藥系統

口服給藥系統

口服給藥途徑方便、簡單、易于被患者所接受，但多肽類藥物的口服給藥存在以下限制：

① 胃腸道降解；

② 相對分子量大，胃腸粘膜的穿透性差；

③ 形成多聚體；

④ 肝臟的首過代謝作用。

一般多肽藥物的口服吸收率都小于2%，生物利用度極低，使得口服給藥成為生物技術藥物難度大的給藥途徑。目前，蛋白多肽類藥物口服制劑研究的重點主要集中在尋找促進吸收、提高生物利用度方面。常采用的促進吸收、提高生物利用度的方法如下：

① 提高吸收屏障的通透性：加入促進吸收劑。

② 降低吸收途徑和吸收部位肽酶的活性：加入抑肽酶、桿菌酶等等。

③ 分子結構修飾：防止降解。

④ 延長作用時間：如采用生物粘附技術延長給藥制劑在吸收部位的滯留。

注射給藥系統

PEG化修飾

PEG化修飾是指聚乙二醇與多肽分子的非必需基團的共價結合而修飾藥物。增加藥物在水中的溶解度和穩定性，改變體內生物分配行為，增大相對分子質量，產生空間屏障，減少藥物的酶解，避免在腎臟的代謝和消除，并使藥物不被免疫體系細胞識別，從而延長藥物體循環時間。

注射用微球

發展注射用微球的主要目的是為了達到緩釋效果。1986年法國Ipsen生物技術公司上市肌注曲普瑞林一聚丙交酯一乙交酯微球，此后又陸續生產了醋酸亮丙瑞林、布會瑞林和meterelin肌注微球，臨床上用于治療一些激素依賴性疾病，如前列腺癌、子宮肌瘤、癌、子宮內膜異位等。人體每月注射1次亮丙瑞林（75mg）微球治療前列腺癌時相當于每天注射1mg溶液劑。改變共聚物比例或分子量可得到不同持續時間的作用。

靜脈注射用脂質體

有報道將各種細胞因子如GM-CSF、IFN-r、IL-1、IL-2、IL-6等包埋于脂質體中，可經r-射線照射滅菌，低溫貯存3個月以上，靜脈注射達緩釋效果，并改變如IL－2等在體內的分布和蓄積特性，更易進入細胞發揮作用，提高受體敏感性。類似的用脂質體包理TNF-a也明顯提高其細胞毒活性，對非敏感的抗性細胞也有活性，表明脂質體對靶細胞有敏化作用。免疫脂質體的制備方法也同樣應用于生物技術藥物。

疫苗控釋制劑

一次接種疫苗以達到*免疫、提高接種類、減低接種費用是世界衛生組織疫苗發展規劃的主要目標之一。進行的研究的疫苗控釋制劑主要是微球或其它微粒制劑，通過材料的選擇和包理程度，可控制疫苗釋放速度，如速釋及恒釋，脈沖釋放等。研究的疫苗包括類毒素疫苗如白喉、破傷風、氣性壞疽、霍亂等，病毒疫苗如乙肝疫苗等、核酸疫苗及人工合成疫苗等。

其他給藥系統

多肽藥物的其他給藥途徑包括鼻粘膜、肺部、直腸、口腔黏膜、皮膚給藥途徑等。

8.多肽藥物的發展現狀

多肽藥物主要用于治療癌癥、代謝紊亂相關的重大疾病，這些疾病相關的藥物擁有非常重要的市場。目前藥物市場上有大約60～70種多肽藥物，有200~300種多肽藥物在臨床試驗中，有500~600種正在臨床前試驗中，更多的多肽藥物在實驗室研究階段。

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