多肽药物

多肽药物综述

随着生物技术与多肽合成技术的日臻成熟，越来越多的多肽药物被开发并应用于临床。因适应证广、安全性高且疗效显著，多肽药物目前已广泛应用于肿瘤、肝炎、糖尿病、艾滋病等疾病的预防、诊断和治疗，具有广阔的开发前景。

1.相关概述

多肽是由多个氨基酸通过肽键连接而形成的一类化合物，通常由10~100个氨基酸分子组成，其连接方式与蛋白质相同，相对分子质量低于10000。多肽普遍存在于生物体内，迄今在生物体内发现的多肽已达数万种，其广泛参与和调节机体内各系统、器官、组织和细胞的功能活动，在生命活动中发挥重要作用。

2.多肽药物来源

多肽药物主要来源于内源性多肽或其他外源性多肽。

内源性多肽：

即人体固有的内生性多肽，如脑啡肽、胸腺肽、胰脏多肽等。

外源性多肽：

如蛇毒、唾液酸、蜂毒、蛙毒、蝎毒、水蛭素、竽螺毒素衍生物和苍蝇分泌的杀菌肽等。

随着现代生物技术与多肽合成技术的发展，某些活性多肽可通过计算机进行分子设计与筛选、并经人工合成而获得。

3.多肽药物品种

较早上市的多肽类药物主要是一些多肽类激素，如鲑鱼降钙素、生长抑素、人高血糖素、缩宫素等 。随着新药研发的不断深入，多肽药物的开发已经发展到疾病防治的各个领域如抗肿瘤多肽、抗病毒多肽、多肽疫苗、细胞因子模拟肽、抗菌活性肽、诊断用多肽、减肥用多肽等肽。

4.多肽药物的特点

多肽易于合成改造和优化组合，能很快确定其药用价值

由于本身的特性，多肽从临床试验到FDA批准所需时间也比小分子药物时间短很多，大约平均为10年。而多肽通过临床试验的机率比小分子化合物要高两倍。多肽的特定优点使其在药物开发中表现出特定的优势和拥有临床应用价值。

多肽半衰期一般很短，不稳定

多肽药物在体内容易被快速降解，多肽制剂需要低温保存，但是，通过改造修饰或者与其他材料组成稳定的复合物，可提高稳定性。相对大分子蛋白或抗体类，多肽在常温下却更稳定，用量更少，单位活性也更高。

与大分子蛋白相比，多肽化学合成技术成熟

多肽容易与杂质或副产品分离，纯度高。而重组蛋白的质量、纯度和产量都难以保证。重组蛋白也不能引入非天然氨基酸，不能在末端酰胺化，同时生产周期长，成本高。多肽一般比蛋白抗体类药物成本低，但比很多小分子药物的合成成本高。长链多肽的合成成本会更高，但是随着科技进步，设备更新和工艺改善，小分子多肽的合成成本和商业成本已经大幅度下降，更加适合于临床应用和市场开拓。

多肽药物大问题是不能口服

主要是因为易被降解和难穿越肠黏膜。但是，有各种可替代的其他给药途经如皮下注射，鼻腔喷射。

有些多肽药物和小分子药物相比，用药量更少、选择性更强、特异性更好、作用效果更好、副作用更小。

许多小分子化合物在人体特定器官聚集，大分子蛋白或抗体会被网状内皮系统和肝脏非特异性吸收，不可避免地导致不同程度的副作用，有的会很严重。多肽一般没有副作用或者副作用很小，主要是小分子多肽降解后的产物为氨基酸，一般不会在特定器官组织中累积，容易通过肝和肾从体内很快被清除掉，因而，几乎没有异物代谢引起的毒理学问题。但是有些会因用量过大等原因而产生副作用或者因注射导致注射部位的炎症或其他反应。

多肽缺乏细胞膜渗透力，影响细胞吸收

多肽的分子大小、极性、亲水性和带电性等问题使之一般难以如小分子那样穿越细胞膜，通过屏障，也不能穿过血脑屏障。但是有一类细胞渗透肽却具有很强的细胞膜穿透力，因而被用作药物载体来辅助这些药物穿过细胞膜。同时，一些多肽可以用作非靶向特异性的小分子药物的靶向载体，通过细胞表面的特定受体将药物传递到受体特异性的特定靶点细胞如肿瘤细胞内。

5.多肽药物的制备

提取法

有相当部分的多肽药物是从动植物体内提取的，例如从猪胰腺中提取的胰岛素。提取法获得的多肽纯度较低，且在生物体内多肽类物质含量甚微，提取过程中易引入动物致病菌或病毒，从而限制了其应用。所以，生物提取多肽技术已逐渐被化学合成法或基因重组技术所替代。

化学合成法

（1）多肽药物的液相合成

多肽的液相合成主要在溶液中进行，有逐步合成和片段组合两种策略。这两种策略往往联合使用。先用逐步合成法合成一些短的多肽片段。再用片段组合的方法将上一步所得的多肽片段连接成目标多肽。采用液相合成法方便快速，纯度高，适用于目标多肽较短且需要大量合成的情况。

（2）多肽药物的固相合成

固相合成法是将氨基酸的N末端固定在不溶性树脂上，然后在此树脂上依次缩合氨基酸。固相法已成为多肽和蛋白质合成中的一个常用技术。尤其是在合成长链多肽或蛋白质时，固相合成法表现出了经典液相合成法*的优点。

基因重组技术

自然界很多生物都能产生活性多肽，如哺乳动物的胰岛素。但从动植物体内提取活性多肽需要大量原料，成本昂贵，不够绿色环保。利用基因技术生产天然活性多肽解决了这一问题。重组技术是通过将多肽的基因序列构建到载体上，形成重组DNA表达载体，并在原核或真核细胞中进行多肽分子表达、提取、纯化。此方法适合制备大于50个氨基酸组成的目的多肽，且较易获得。随着基因工程生产多肽的技术趋于完善，加快了基因工程类多肽药物的研制及临床应用的步伐。

酶降解法制备多肽药物

生物体含有大量蛋白质，某些活性多肽可能是蛋白质中的某段序列，如果能将较为易得的蛋白质降解为所需多肽分子(可能为多种)，也能起到节约成本的效果。近年来，一些学者运用酶解法合成多肽。酶降解法往往需要寻找在特定结构处催化分解反应的酶，它可以高效地在蛋白质中所有相同结构处发挥作用。但此法往往得到一系列多肽，分离纯化难度较大，因此不适于合成单一的多肽。此外，由于酶往往具有很强的特异性，有时需要切断多种结构单元，则需要寻找多种酶，增加了该方法的应用难度和范围。

三种多肽药物主要合成方法的比较

6.多肽药物的检测方法

反相高效液相色谱法

高效液相色谱法已成为药物质量分析中常用的方法，具有灵敏、准确、快速的特点，多肽类物质是由多个氨基酸通过肽键连接而成，有一定的疏水性，在反相色谱柱上有一定的保留，在反相高效液相色谱中能有效分离，现在多肽类药物的有关物质分析大多采用高效液相色谱法。

毛细管电泳

除采用传统的高效液相色谱法进行有关物质分析外，毛细管电泳用于多肽类药物的分析也具有较大的优势，毛细管电泳兼具有高压电泳及液相色谱法的优点，与反相高效液相色谱法的疏水性的分离机制不同，存在多种分离模式，具有分析速度快，分辨率高，样品用量少，操作简便，消耗少等特点。

高效液相色谱质谱联用

液质联用技术目前已经成为分离鉴定各种化合物的重要手段，MS是强有力的结构解析工具，能为结构定性提供较多的信息，作为理想的色谱检测器，不仅特异性强，而且具有*的检测灵敏度。采用液质联用进行有多肽类药物有关物质分析时，可以在不得到纯杂质的情况下，给出杂质的一级甚至多级质谱信息，从而获得该杂肽的分子量及序列信息，为相关肽定性和结构解析提供依据。

高效分子排阻色谱法

高效分子色谱法是根据分子大小进行分离的一种液相色谱技术，常用于蛋白质多肽的分子量测定、生物大分子聚合物与分子量分布的测定和药品中高分子杂质的测定。

7.多肽药物的给药系统

口服给药系统

口服给药途径方便、简单、易于被患者所接受，但多肽类药物的口服给药存在以下限制：

① 胃肠道降解；

② 相对分子量大，胃肠粘膜的穿透性差；

③ 形成多聚体；

④ 肝脏的首过代谢作用。

一般多肽药物的口服吸收率都小于2%，生物利用度极低，使得口服给药成为生物技术药物难度大的给药途径。目前，蛋白多肽类药物口服制剂研究的重点主要集中在寻找促进吸收、提高生物利用度方面。常采用的促进吸收、提高生物利用度的方法如下：

① 提高吸收屏障的通透性：加入促进吸收剂。

② 降低吸收途径和吸收部位肽酶的活性：加入抑肽酶、杆菌酶等等。

③ 分子结构修饰：防止降解。

④ 延长作用时间：如采用生物粘附技术延长给药制剂在吸收部位的滞留。

注射给药系统

PEG化修饰

PEG化修饰是指聚乙二醇与多肽分子的非必需基团的共价结合而修饰药物。增加药物在水中的溶解度和稳定性，改变体内生物分配行为，增大相对分子质量，产生空间屏障，减少药物的酶解，避免在肾脏的代谢和消除，并使药物不被免疫体系细胞识别，从而延长药物体循环时间。

注射用微球

发展注射用微球的主要目的是为了达到缓释效果。1986年法国Ipsen生物技术公司上市肌注曲普瑞林一聚丙交酯一乙交酯微球，此后又陆续生产了醋酸亮丙瑞林、布会瑞林和meterelin肌注微球，临床上用于治疗一些激素依赖性疾病，如前列腺癌、子宫肌瘤、癌、子宫内膜异位等。人体每月注射1次亮丙瑞林（75mg）微球治疗前列腺癌时相当于每天注射1mg溶液剂。改变共聚物比例或分子量可得到不同持续时间的作用。

静脉注射用脂质体

有报道将各种细胞因子如GM-CSF、IFN-r、IL-1、IL-2、IL-6等包埋于脂质体中，可经r-射线照射灭菌，低温贮存3个月以上，静脉注射达缓释效果，并改变如IL－2等在体内的分布和蓄积特性，更易进入细胞发挥作用，提高受体敏感性。类似的用脂质体包理TNF-a也明显提高其细胞毒活性，对非敏感的抗性细胞也有活性，表明脂质体对靶细胞有敏化作用。免疫脂质体的制备方法也同样应用于生物技术药物。

疫苗控释制剂

一次接种疫苗以达到*免疫、提高接种类、减低接种费用是世界卫生组织疫苗发展规划的主要目标之一。进行的研究的疫苗控释制剂主要是微球或其它微粒制剂，通过材料的选择和包理程度，可控制疫苗释放速度，如速释及恒释，脉冲释放等。研究的疫苗包括类毒素疫苗如白喉、破伤风、气性坏疽、霍乱等，病毒疫苗如乙肝疫苗等、核酸疫苗及人工合成疫苗等。

其他给药系统

多肽药物的其他给药途径包括鼻粘膜、肺部、直肠、口腔黏膜、皮肤给药途径等。

8.多肽药物的发展现状

多肽药物主要用于治疗癌症、代谢紊乱相关的重大疾病，这些疾病相关的药物拥有非常重要的市场。目前药物市场上有大约60～70种多肽药物，有200~300种多肽药物在临床试验中，有500~600种正在临床前试验中，更多的多肽药物在实验室研究阶段。

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