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2015-蛋白及多肽药物干粉吸入剂研究新进展_周洁雨

2015-蛋白及多肽药物干粉吸入剂研究新进展_周洁雨
2015-蛋白及多肽药物干粉吸入剂研究新进展_周洁雨

DOI:10.16438/j.0513-4870.2015.07.016

·814·药学学报Acta Pharmaceutica Sinica 2015, 50 (7): 814?823

蛋白及多肽药物干粉吸入剂研究新进展

周洁雨, 张兰, 毛世瑞*

(沈阳药科大学药学院, 辽宁沈阳 110016)

摘要: 为成功设计蛋白及多肽类药物物理混合型干粉吸入剂提供理论和实践依据, 本文综述和阐明了干粉吸入剂常用载体, 药物微粉化制备技术, 影响干粉吸入剂肺部沉积的处方工艺因素, 包括载体性质、药物载体比

例、混合顺序、混合方法和混合时间、药物载体相互作用, 以及粉体学性质包括粒径大小和形态、密度、粉体

流动性、带电性、分散性、吸湿性对肺部沉积率的影响。依据上述讨论和粉末分散的机制, 提出了增加干粉吸

入剂肺部沉积率的策略, 包括加入载体细粉、加入黏附力控制物质和对药物微粉再加工等。因此, 设计肺部沉积

率高的蛋白及多肽药物的物理混合型干粉吸入剂需系统地研究药物与载体相互作用, 阐明处方工艺及粉体学性

质的影响。

关键词: 蛋白质及多肽类药物; 干粉吸入剂; 载体; 肺部沉积率

中图分类号: R943 文献标识码:A 文章编号: 0513-4870 (2015) 07-0814-10

Recent progress of dry powder inhalation of proteins and peptides

ZHOU Jie-yu, ZHANG Lan, MAO Shi-rui*

(School of Pharmacy, Shenyang Pharmaceutical University, Shenyang 110016, China)

Abstract: To provide theoretical and practical basis for the successful formulation design of physically-mixed inhalation dry powder of proteins and peptides, related references were collected, analyzed and summarized. In

this review drug micronization technology and commonly used carriers for inhalation dry powder preparation

were introduced. For proteins and peptides, supercritical fluid technology and spray-drying are more suitable

because of their capabilities of keeping drug activity. Being approved by U. S. Food and Drug Administration,

lactose has been extensively used as carriers in many inhalation products. Formulation and process factors

influencing drug deposition in the lung, including carrier properties, drug-carrier ratio, blending order, mixing

methods, mixing time and the interaction between drug and carrier, were elucidated. The size, shape and

surface properties of carries all influence the interaction between drug and carrier. Besides, influence of

micromeritic properties of the dry powder, such as particle size, shape, density, flowability, charge, dispersibility

and hygroscopicity, on drug deposition in the lung was elaborated. Among these particle size plays the most

crucial role in particle deposition in the lung. Moreover, based on the mechanisms of powder dispersity, some

strategies to improve drug lung deposition were put forward, such as adding carrier fines, adding adhesive-

controlling materials and reprocessing micronized drug. In order to design physically-mixed inhalation dry

powder for proteins and peptides with high lung deposition, it is essential to study drug-carriers interactions

systematically and illustrate the potential influence of formulation, process parameters and micromeritic

properties of the powder.

Key words: protein and peptide; dry powder inhalation; carrier; lung deposition

收稿日期: 2015-03-13; 修回日期: 2015-04-23.

*通讯作者 Tel / Fax: 86-24-23986358, E-mail: maoshirui@https://www.doczj.com/doc/876446220.html,

周洁雨等: 蛋白及多肽药物干粉吸入剂研究新进展·815·

因蛋白及多肽类大分子药物膜通透性差且对酶敏感, 所以一直以来这类药物在临床上以注射给药为主。但注射途径使用不便、费用高、长期用药增加患者的精神负担。因此药学工作者一直致力于寻找患者更易于接受的新的蛋白及多肽类药物的非注射给药途径, 包括口服、鼻腔、口腔、眼内、透皮、直肠和肺部给药等。肺部给药作为一种无创给药方式, 既可发挥局部治疗作用, 亦可产生全身治疗作用, 所以越来越受到人们的关注。与其他给药途径相比, 蛋白及多肽类药物肺部给药具有以下优势: ① 肺部具有较大的吸收面积, 总面积可达80~140 m2; ② 肺泡上皮细胞层很薄, 只有0.1~0.2 μm, 肺泡壁或肺泡隔内有丰富的毛细血管, 肺泡与周围的毛细血管衔接紧密(仅0.5~1 μm)[1], 因此药物可通过肺泡快速吸收而直接进入血液循环, 避免了肝脏的首过效应, 提高药物的生物利用度; ③肺部的化学降解和酶降解反应较低, 药物被破坏的程度小[2]; ④药物可直接到达肺部病灶部位, 降低给药剂量及毒副反应, 这对于需局部长期治疗的疾病如哮喘、慢性肺阻塞极其重要[3]。

除传统的溶液型、乳剂和混悬型气雾剂外, 干粉吸入剂是目前研究较多的肺部给药剂型。目前上市产品主要为用于治疗哮喘的抗组织胺药、支气管解痉剂和甾体激素等。研究表明干粉吸入方式可有效增加蛋白多肽类药物的稳定性, 提高其生物利用度[4]。胰岛素肺部吸入粉雾剂于2006年上市、2008年退市、2014年重新上市更进一步说明了蛋白及多肽等大分子药物的肺部给药具有诱人的发展前景。已开展或进入制剂研制阶段的蛋白质和多肽类药物包括: 胰高血糖素、重组人粒细胞?集落细胞刺激因子、重组人脱氧核糖核酸酶、降钙素、白介素-1受体、白介素-2、α-1蛋白酶抑制剂[5]、胰岛素[6?8]、小牛血清白蛋白[9]、多黏菌素E甲磺酸钠[10]。但肺部给药系统的治疗效果易受药物理化性质、剂型因素及给药装置的影响。无论是蛋白多肽类药物还是其他化学药物, 如何提高肺部有效沉积量、提高药物肺部吸收是其肺部给药所需解决的关键问题。本文重点综述了影响各种药物物理混合型干粉吸入剂肺部吸收的制剂工艺学及粉体学因素, 提出了增加药物肺部沉积的有效策略, 旨为成功制备蛋白及多肽类药物物理混合型干粉吸入剂提供依据。

1 干粉吸入剂的特点

干粉吸入剂 (dry powder inhalation, DPI) 又称吸入粉雾剂(aerosol of micropowders for inspiration), 是在定量吸入气雾剂 (pressurized metered—dose inhaler, pMDI) 的基础上, 综合粉体学的知识发展起来的新剂型, 系指固体微粉化药物单独或与合适载体混合后, 以胶囊、泡囊或多剂量贮库形式, 采用特制的干粉吸入装置, 由患者吸入雾化药物至肺部的制剂[11]。由于不使用抛射剂, 在禁用氟利昂后获得了较大发展。相比于pMDI, 将蛋白及多肽类药物设计成干粉吸入剂具有优势如下: 固态比液态稳定性好、无抛射剂、吸入效率高和不易被微生物污染[12]。

吸入粉雾剂主要包括载体型和无载体型两大类[13]。载体型粉雾剂主要由粒径为50~100 μm的载体与药物微粉混合而成, 小剂量药物微粉通过吸附于载体表面以提高其流动性, 减少在口腔、咽喉及上呼吸道中的沉降, 使药物更多地到达肺部产生药效。无载体粉雾剂则由一定剂量的药物微粉单独组成, 由于呼吸道独特的生理结构, 一般要求药物微粉粒径为0.5~5 μm, 此粒径的药物受药物自身理化性质如静电引力的影响作用, 流动性较差。

理想的吸入制剂应该具备以下特性: 较窄的空气动力学粒径分布、较低的表面能和电位、非光滑球面表面、较低的密度及较高的物理和化学稳定性。

2 药物微粉化制备技术

制备干粉吸入剂首先需要制备药物的微粉。理想的肺部吸入药物的空气动力学粒径为0.5~5 μm, 大于此范围的粒子发生惯性碰撞易沉积在上呼吸道, 不能进入细支气管内; 而更小的粒子, 通过布朗扩散可分布到肺泡内, 但易随气流呼出[14]。因此, 对颗粒较大的蛋白及多肽类药物必须通过粉碎满足肺部给药要求。

由于蛋白及多肽药物对生产过程较敏感, 其制备工艺比较局限, 目前冷冻干燥后磨粉碎[4]、喷雾干燥技术[12,15]、喷雾冷冻干燥技术和超临界流体技术[16]已研究用于制备可吸入的蛋白质/多肽粉末。

2.1 磨粉碎法 蛋白质粗粉能在喷射磨(流能磨)、球磨、胶体磨和锤击磨上粉碎成可吸入的粉末, 多数吸入性粉末是用喷射磨制成的。使用高纯度气体喷射磨能避免其他碾磨方法可能带来的污染问题。但采用磨粉碎法, 其微粉化过程容易使微粒表面产生静电荷和不定型区域而具有较高的表面能, 导致微粒间发生晶体增长、黏附和聚合等物理不稳定现象; 同时由于研磨过程中放热, 使热不稳定的药物(如蛋白质和多肽等) 容易发生变性或降解。多肽和蛋白质类如降钙素等可通过冷冻干燥制备粗粉, 再经喷射研磨, 生产出可吸入粒子, 药效学实验表明此方法制备

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的干粉仍具有降钙活性[4]。

2.2 喷雾干燥法 含有活性药物分子的溶液, 经喷雾干燥一步操作即可得到干燥的细粉, 由于干燥过程中蒸发冷却, 材料温度明显低于干燥空气温度。故喷雾干燥能用于对热不稳定粉末的制备, 对于多肽和蛋白质类药物制备DPI较适宜。使用喷雾干燥方法得到的颗粒并不总是球形的, 颗粒形状取决于干燥度、表面张力和液体黏度等因素。一些药物喷雾干燥后形成无定型粉末, 容易出现吸湿、黏附等不稳定现象[17]。

2.3 喷雾冷冻干燥法 喷雾冷冻干燥技术 (spray freeze drying, SFD) 是将药物水溶液通过双流喷头或超声喷头雾化到充满低温液体(液氮) 或卤烃制冷剂(如氟氯烷烃或碳氟化合物) 的喷雾室中。雾化液滴接触到低温媒介的瞬间即迅速固化, 由于较高的传热率, 固化过程只需数毫秒。为防止新生粒子发生聚合, 需要对低温液体进行搅拌。当喷雾过程结束后, 立即对粒子冷冻干燥。制备的粒子粒径可被控制在可吸入的粒径范围内。与喷雾干燥相比, 大多数热不稳定性的药物(如蛋白质、多肽和DNA等) 经喷雾冷冻干燥法制备得到的粒子具有更好的稳定性和分散性。

2.4 超临界流体技术 近年来, 超临界流体 (super-critical fluid, SCF) 技术在制备微粒方面应用广泛。其基本原理是, 在流体的临界点以上, 溶质的溶解度随着压力的较小变化而产生较大变化, 含有溶质的SCF 迅速减压会引起高度的超饱和状态而生成大量细微结晶。二氧化碳是SCF方法中较常用的溶剂。其生产过程温和, 适用于热敏性、生物活性药物如蛋白质和多肽类药物的微粉化, 如将溶菌酶的水溶液加压加热后进入水化空力混合器与超临界CO2混合后经不锈钢进样器进入结晶器结晶, 形成溶菌酶微粉且粒径适宜雾化吸入, 并仍然保持生物活性[18]。

2.5 控制结晶法 疏水性药物可通过控制结晶法制备可吸入微粒, 即向含有稳定剂的药物溶液中加入抗溶剂, 疏水性药物立即结晶析出。研究显示, 结晶法制备的微粒比流能磨微粉化的粒子具有更好的物理稳定性[19]。但是, 该法制备的大多数小粒径微粒都倾向于形成大的结晶。为了得到合适粒径的粒子, 常需添加晶体增长抑制剂或稳定剂等辅料, 如羟丙甲基纤维素[20]、羟丙基纤维素[21]或其他表面活性剂。此种方法利用药物在不同溶剂中溶解度不同因而生成药物结晶, 如在布地奈德的乙醇或丙酮溶液中加入其抗溶剂水或含稳定剂的水即可[21]。

3 干粉吸入剂常用载体

大多数蛋白和多肽类药物发挥作用所需剂量小, 同时药物微粉化后, 具有较高的表面自由能, 粉粒易聚集成团, 因此常需加入载体物质作为填充剂制备吸入粉雾剂以改善其流动性[22]。载体的加入具有以下优点: ① 改善粉末流动性, 提高药物的肺沉积性能;

② 增加单剂量的给药体积, 实现小剂量药物的准确分装, 提高吸入药物转运剂量的重现性。

使用干粉吸入装置时, 药物与载体借助吸气气流进入上呼吸道, 随着气流速度加快, 药物与载体分离, 而后药物继续在高速气流作用下进入人体肺部[23, 24]。一般适宜药物与载体分离的吸入速率为30~120 L·min?1。理想的干粉吸入剂在低流速和低压力时药物载体应该能够迅速解聚, 药物随呼吸气流进入肺内。所选择载体的种类、粒径分布及形状均会影响药物的肺部沉积。作为DPI载体的辅料需具备以下特征: 无毒、有一定晶型但无多晶型、具有适宜的大小、较好的流动性、适当的内聚力和表面粗糙度、制备过程中稳定和来源丰富[24]。目前所用的载体多为无毒、惰性、具有生物相容性的可溶性物质, 如乳糖、甘露醇、赤藓糖醇、木糖醇和阿拉伯胶等。

3.1 乳糖 已被美国FDA批准用于干粉吸入剂的载体。目前上市的干粉吸入剂中基本都是使用乳糖一水合物作为载体, 如Pulmicort Flexhaler和Pulmicort Turbuhaler (布地奈德)、Spiriva (噻托溴铵)、Arnuity Ellipta (糠酸氟替卡松) 等干粉吸入剂。乳糖一水合物具有很多优点: 原料易得、价格低廉、无药理毒性、晶体表面性质可通过重结晶及其他加工技术加以改造。粗乳糖(粒径约30~100 μm) 已成功用作上市干粉吸入剂的载体。粗乳糖的加入可提高干粉的流动性和分散性[25, 26]。

但乳糖作为载体稀释药物的主要缺点是一部分药物被牢固地束缚在乳糖微粒表面, 不能在吸气循环中释放。加入一定比例的微细乳糖或增加乳糖表面的粗糙度可在一定程度上提高药物的分散度和可吸入粒子百分率。此外, 乳糖为非还原糖, 与蛋白质或多肽的功能基团反应, 而且乳糖从牛乳中加工提炼而得, 有携带疯牛病病毒的危险。因此有必要寻找适宜蛋白质或多肽吸入的其他载体[27]。如2014年由赛诺菲—安万特和MannKind研发上市的人胰岛素干粉吸入剂使用的是富马酰基二酮哌嗪和Tween 80组成的载体颗粒。

3.2 甘露醇 首先它为非还原糖, 其次与乳糖相比不易吸湿。加之甘露醇还具有稳定蛋白质的作用, 所以被应用到多种市售蛋白质制剂中, 如治疗Ⅰ型、Ⅱ型糖尿病患者通过吸入发挥全身治疗作用的胰岛素

周洁雨等: 蛋白及多肽药物干粉吸入剂研究新进展·817·

(Exubera?)。这种干粉制剂是由60%重组人胰岛素及甘露醇、甘氨酸、枸橼酸钠和氢氧化钠等组成[22]。近年来越来越多的研究用其替代乳糖作为DPI的载体。

3.3 赤藓糖醇 赤藓糖醇的吸湿性、理化性质与乳糖相似, 且不会引起血糖水平变化, 可用于糖尿病的治疗[25]。Trainia等[27]采用原子力显微技术比较了粒径、表面形貌、吸水性均相似的赤藓糖醇、一水合乳糖与微粉化硫酸沙丁胺醇之间的黏附力 (adhesion), 预测两种DPI的空气动力学性质。与体外分析结果一致, 赤藓糖醇与药物的黏附力较大, 因而细粉组分量(fine particle dose, FPD) 值较小。Endo等[28]制备了以体积中位径为36 μm的赤藓糖醇作为载体的胰高血糖素DPI用于肺部给药, 其可吸入组分 (respirable fraction, RF) 值为33.9%, 而以乳糖为载体时, RF值仅为 6.4%。扫描电镜结果显示其表面较乳糖光滑因而分散性好。

蛋白质及多肽的肺部给药尚存在以下问题: 上皮细胞屏障、蛋白酶、肺泡巨噬细胞导致其生物利用度低[29]。因此, 除上述用于增加药物分散度和粉体流动性的载体外, 还可以根据需要在吸入粉雾剂中加入吸收促进剂、酶抑制剂、润滑剂及抗静电剂等附加剂。另外, 蛋白稳定剂如海藻糖、蔗糖、山梨醇和葡萄糖等, 肺部内源性物质如白蛋白等, β-环糊精和二甲基β-环糊精均具有良好的粉末特性和较低的毒性, 也可作为DPI载体。

4 影响干粉吸入剂肺部沉积的处方工艺因素

理想的干粉处方及制备工艺都应使药物微粉在吸入前具有良好的流动性, 吸入后能迅速解聚释放出药物粒子发挥治疗作用。但吸入粉雾剂中载体的加入所带来的最主要问题是, 含药细粉与载体的表面吸附太强, 以致药物吸入后不能脱离载体, 一起沉积于口咽部, 导致进入呼吸道的有效药量降低、肺沉积性能下降, 有时甚至会进入消化道引起全身性不良反应。

影响药物从载体表面解吸附的制剂因素很多, 除含药细粉本身性质外, 载体性质、药物载体比例、混合顺序、混合方法和混合时间、药物载体相互作用等, 对DPI的含量均匀度、排空率和肺沉积性能都有重要影响。通常体外肺部的沉积效率可以用细粉分布比例(fine particle fraction, FPF) 或可呼吸比例 (respirable fraction) 表示。

4.1 载体的性质 载体种类、形态、表面粗糙度和粒径等可对吸入粉雾剂的肺部沉积产生影响。不同载体具备不同的形态、表面粗糙程度等均影响与药物的接触面积, 因而与药物的相互作用力不同。Momin 等[30]研究比较了甘露醇、山梨醇、右旋糖苷、木糖醇与布地奈德混合后的流动性、表面形态及体外空气动力学行为, 尽管布地奈德?甘露醇混合物流动性最差, 但其FPF最高, 可达5

5.75%。考虑辅料的安全性, 木糖醇和山梨醇的吸湿性影响混合物的分散性能, 且甘露醇是细长形的, 而其他载体形状不规则。因此甘露醇最为适宜作为布地奈德DPI的载体。Kaialy[31]将市售甘露醇在一定比例的乙醇溶液中重结晶得到不同伸长率的针状晶体, 将其作为硫酸沙丁胺醇DPI的载体后FPF由15.42%增加了2~3倍。在另一研究中得到一致的结论。Shadbad等[32]通过乙醇等溶液处理乳糖和甘露醇, 降低其粗糙度来提高硫酸沙丁胺醇干粉吸入剂的FPF。Kaialy等[33]尝试将市售的乳糖与甘露醇采用反溶剂沉淀法共重结晶得到形态规则、细粉含量高、内表面积大的DPI载体, 保证了制剂中药物的均一性和良好的空气动力学性质。调节乳糖与甘露醇比例可制备具有不同表面粗糙度的载体, 其FPF较单一乳糖或甘露醇均有所提高。Singh等[34]采用表面修饰的乳糖 (surface modified lactose, SML) 作为氟替卡松丙酸酯干粉吸入剂载体时, 其体外FPF值较未处理乳糖增大, 说明SML具有提高DPI吸入性能的性质。Du等[35]将粒径为850~1000 μm颗粒状乳糖作为硫酸沙丁胺醇DPI的载体时, 其FPF较含粒径为200~250至600~850 μm乳糖的处方增大, 表明这种载体与药物的黏附力较小。

对于细粉、粗粉和含药细粉组成的三元混合系统来说, 细粉的种类、粒径和用量同样影响干粉吸入剂的肺部沉积。Tee等[36]考察了以粗乳糖为载体加入不同量的细乳糖、甘露醇和山梨醇后FPF的变化, 结果表明, 加入不同于载体的糖类即甘露醇和山梨醇细粉后显著增加了FPF; 但继续增加用量时, 几种细粉的效果无显著差异[20]。Kaialy等[37]比较了将喷干甘露醇细粉、市售甘露醇细粉、冷结晶甘露醇细粉、丙酮结晶甘露醇和乙醇结晶甘露醇细粉分别加入到含乳糖?硫酸沙丁胺醇的DPI后其空气动力学性质的变化。结果发现, 处方中含细长形甘露醇的DPI具有更好的空气动力学性质。据报道, 用于DPI的最合适细粉粒径为5~8 μm[35]。Grasmeijer等[38]研究了与药物粒子具有相似粒径、形状的细乳糖细粉 (fine lactose fines,FLF,X50=1.95 μm)和粗乳糖细粉(coarse lactose fines, CLF, X50=3.94 μm) 对布地奈德干粉吸入剂的分散性能的影响, 结果表明粒径较小的乳糖细粉因在载体表面形成网状结构而降低分散性能, 粒径较

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大乳糖细粉可阻止上述作用。Zeng等[39]研究不同粒径的细乳糖用于硫酸沙丁胺醇DPI时, 与体积平均直径为15.9 μm的处方相比, 含体积平均直径为5.0 μm 细粉的处方FPD明显增大[40]。Cordts等[41]研究了布地奈德、乳糖SV003 (D50=60 μm, D90=100 μm) 及细乳糖LH300 (D50<5 μm, D90<10 μm) 三元组分中, 加入不同量的LH300对FPF的影响。随着LH300用量由0增加至7.5%, FPF由14%增加至31%。继续增加LH300的量, FPF持续下降。作者认为随着细粉加入, 使得与乳糖结合的布地奈德被置换而自身聚集或与乳糖细粉聚集, 导致较多的布地奈德包在聚集物中导致FPF下降。Young课题组[42]及Louey课题组[43]也得到相同结论, 更加印证了上述假说。

4.2 药物与载体比例 药物载体比例亦可影响吸入粉雾剂的肺部沉积率。研究认为载体表面存在活性位点, 一旦未饱和的活性位点被药物粒子占据, 势必影响可吸入药物的量, 尤其在低剂量药物递送中会造成与目标递送剂量偏差较大。因此研究不同药物载体比例对体外肺部沉积的影响十分必要。Young等[44]研究了10~450 μg硫酸沙丁胺醇加入到50 mg乳糖载体 (2%, <5 μm) 时各处方干粉的空气动力学行为。结果显示, 10~135 μg时, FPD无显著差异, FPF呈线性下降; 135~450 μg时, FPD和FPF均有显著增加。这表明原料药的浓度介于0.02%和0.27% (W/W)之间时得到相同的FPD。结果说明, 只有活性位点饱和后, FPD才会出现线性增加。与此结果一致, 当硫酸沙丁胺醇质量浓度为0.5%~4.5%, 远远高于活性位点饱和浓度时, FPD随着浓度增加而增加[45]。

4.3 混合顺序 两种混合顺序: 粗载体与细载体混合后再与药物混合、粗载体与药物预先混合, 是否对DPI空气动力学行为产生影响一直备受关注。Lucas 等[46]研究了混合顺序对牛血清白蛋白的干粉吸入剂肺部沉积的影响。结果表明, 细乳糖的加入顺序对FPF无明显影响, 推测可能是因为在混合过程中蛋白质重分布。Jone等[45]研究表明, 当硫酸沙丁胺醇为原料药时, 混合顺序是否影响FPF与沙丁胺醇浓度有关: 在相同混合时间条件下, 药物浓度低时细粉与载体先混合, FPF较大; 药物浓度较大时, FPF与混合顺序无关。

4.4 混合方法和混合时间 混合方法会影响混合均匀性从而影响干粉吸入剂的肺部沉积。Alway等[47]在混合物料时将微粉化药物放于两层载体中间, 然后将此混合物放于玻璃小瓶中, 晃动 5 min, 即所谓的“三明治法”。这种方法相比于其他机械翻滚方式能够生产更均匀的混合物。Louey等[48]和Handoko 等[49]将上述混合方法进行了改进, 即将物料放于含3个陶瓷球的玻璃管中, 晃动5 min。这几种方法得到的混合物均匀度符合要求, 标准偏差较小。

混合时间影响微粉化药物自身解聚是否充分, 药物是否与载体充分作用等, 这些均会影响肺部沉积率。但Jone等[45]报道使用Turbula混合器混合制备布地奈德与粗乳糖、细乳糖的三元系统时, 无论是细乳糖与粗乳糖先混合, 还是药物与粗乳糖先混合, FPF均随着混合时间发生变化。短时间(如15 min) 混合, 药物自身形成的聚集体解聚不充分, 从而造成FPF较低; 30 min时, 药物与细粉形成聚集体, 此特殊的结构使FPF值较高; 60 min时, 时间过长又会造成药物?细粉聚集体解聚, FPF较低。

4.5 药物与载体相互作用用于肺吸入的药物微粒通常小于10 μm, 流动性能差, 在干粉吸入剂设计时常将药物微粒黏附在载体表面制成载体型干粉吸入剂。在吸入的过程中, 部分药物微粒借助吸入气流作用从载体表面分离, 进入肺部发挥药效, 而未能分离的药物大部分随同载体沉积在口咽部, 所以药物与载体的分离程度显著影响制剂的临床表现。除干粉吸入器的解聚效果和患者吸气的强度等因素影响外, 药物与载体相互作用对其吸入后的分离产生重要影响。

在干粉吸入剂中药物与载体主要存在3种基本力: 范德华力、静电和毛细管作用。这些力的大小、雾化效果与药物及载体的表面性质有关[50]。直接测量药物载体之间的相互作用可为干粉吸入剂设计提供重要参考。利用原子力显微镜 (AFM) 技术进行CAB (cohesive-adhesive balance) 分析直接测量分离药物与载体所需能量[51], 定量研究药物与载体的相互作用。Hooton等[52]利用此方法研究了硫酸沙丁胺醇与β-环糊精、乳糖、棉子糖、海藻糖和木糖醇间黏附力大小, 且FPF值与AFM测量值线性相关。β-环糊精与药物黏附性最小, 其对应处方FPF最大。另一种测量方法为抗张强度实验 (tensile strength method), 用于测量同种物质粒子间的结合力。Lohrmann等[53]使用改进的表面张力计测定不同物质间黏附力的大小, 过程大致为将一种粉体放在上圆盘上, 另一种粉体放在与装置平行的下圆盘上, 下圆盘上移与上圆盘接触, 接触一段时间后, 使下圆盘下移的力即为黏附力。离心技术也用于测量混合物粒子间的相互作用, 具体方法为将混合物粒子黏附于特殊装置的圆盘中再进行离心。分离的粒子量由离心速度决定[54]。另

周洁雨等: 蛋白及多肽药物干粉吸入剂研究新进展·819·

外考虑到整体混合物性质, 可基于呼气原理将混合物通过空气筛分, 一定时间后测量残余药物量[33]。

5 影响干粉吸入剂肺部沉积的粉体学性质

载体的种类、大小、表面性质、密度、吸湿性及流动性等对药物的肺部沉积量有很大影响。

5.1 粒径大小和形态 干粉吸入递药系统中一般用空气动力学直径 (aerodynamic diameter, d a) 对药物粒子大小进行表征。d a是指在静息状态下与该粒子具有相同沉降速度的单位密度(ρ0, 1 g·cm?3) 球体的直径, 计算方程为[55]:

d a= d v·(ρ/ρ0χ)1/2

其中, ρ是粒子的密度, χ是粒子的动态形态因子(球形时, χ=1); d v是粒子的几何学粒径。该公式将粒子的大小、密度和形态联合考虑, 并由一个值表示。当粒径符合对数正态分布时, 可用几何标准偏差(geometric standard deviation, GSD) 表征粒径分布情况。

空气动力学直径和吸入气流情况共同决定了颗粒沉积的机制。d a大于5 μm的粒子主要受惯性碰撞机制影响而沉积在口咽部和大的传导性气道处, d a在0.5~5 μm之间的粒子主要受重力影响沉降在呼吸性细支气管和肺泡处; 而小于或等于0.5 μm的粒子主要受布朗运动的影响而扩散, 因其惯性小易被呼出。因此, 一般认为供肺部给药合适的粒子d a值为0.5~5 μm[56]。

粒子的形态千变万化, 有球形、针形、多角形、枝状、纤维状和片状等。如果粒子形态不规则或偏离球体较远, 会显著影响气流动力学行为。一般认为, 球形的气雾粒子较好。因此, 粒子形态也是粒径表述中的一个方面。通常采用形态因子分析其形态不规则度[57]。

5.2 密度 颗粒密度也是影响干粉吸入剂肺部沉积性能的重要因素。低密度多孔性大颗粒因其较低的密度和多孔结构而具有较好的气流顺应性和体内沉积性能。其几何粒径通常为5~20 μm, 但由于密度低, 其空气动力学粒径仅为1~3 μm, 其几何学粒径的增大带来以下优点: ①降低粉末聚集、提高雾化和沉积性能, 所需吸入速度慢, 更易进入下呼吸道, 从而大幅提高肺部生物利用度和药物疗效; ②几何粒径在1~2 μm的颗粒最易被巨噬细胞吞噬, 粒径增大可使巨噬细胞对其吞噬作用降低[58]; ③由于其大大提高了粉末的分散性和沉积性, 因此能提高吸入药物转运剂量的重现性, 降低不同吸入器和呼吸模式引发的个体差异; ④不必借助载体即可获得较好的流动性和分散性, 有利于大剂量药物的递送。

5.3 带电性 干粉吸入剂在生产过程中由于颗粒间摩擦产生的静电会使粉末发生聚集、黏附, 影响其流动性、分散性和黏附性等粉体学性质, 从而影响其组方、生产和使用。通过适当提高环境湿度、加入少量表面活性剂或采用不同性质粉末混合, 往往可以消除静电荷的影响。不同物质在生产和使用过程中电荷的消失和增长情况差异较大。

5.4 分散性 为改善粉末的流动性, 有人将极细粉末吸附于粗粉末上, 以减少其黏附力。然而, 这样又会使粉末分散性变差, 使其无法在患者吸气时迅速雾化而形成可吸入的药物粒子。对药物颗粒进行表面修饰, 可有效降低药物颗粒之间的范德华力和静电力, 从而减小药物颗粒间的相互黏附作用, 使分散性得以改善。此外, 通过不断改进吸入装置, 使粉末能更好地雾化, 从而提高其有效部位沉积量。

5.5 吸湿性 由于粒子的引湿性, 其表面吸附水分后会产生表面张力及毛细管引力, 影响粒子的大小、结晶形态, 使粉末聚集, 破坏其分散性。此外, 在蛋白质类药物的吸入剂中, 湿度增加还会破坏蛋白质的化学稳定性。因此, 研究粉末的吸湿性是很有必要的。有研究表明, 甘露醇经喷干后, 仍为100%结晶型, 未体现吸湿导致的晶型变化, 而喷雾干燥后的乳糖、海藻糖和蔗糖呈无定形, 在RH为23%放置30天, 表现出一定的吸湿性, 但无重结晶发生。当RH≥52%时, 则发生重结晶, 形成黏结团块[59]。如果粉末存在吸湿性, 在生产和贮存过程中, 要严格控制环境的湿度。

5.6 粉体流动性 流动性是粉末的重要性质之一。粉末流动性好坏除取决于物质本身的特性(如粒子大小、孔隙率、密度和形态等) 外, 还受很多因素的影响。包括① 形态不规则粒子间的剪切力; ② 粒子间作相对运动时产生的摩擦力; ③ 粒子间因摩擦而产生的静电荷, 不同电荷粒子间的吸引力; ④ 粒子表面吸附着一层水, 因此有表面张力及毛细管引力; ⑤ 粒子间的分子间引力(范德华力)[5]。当粒子的粒径小于90 μm时, 其流动性就会很差。将极细粉末与粗粉末混合, 可改善粉末流动性, 减少药物的黏附作用。粒径大致相等但形状不同的粉末也具有不同的流速, 球形粒子因其相互间的接触面最小而具有最好的流动性, 片状或枝状的粒子具有大量的平面接触点, 故流动性差。此外, 粉末干燥状态时, 流动性一般较好, 吸收水分后流动性变差。因此, 要严格控制湿度条件。

表征粉末流动性的方法很多, 常用的有休止角

·820·药学学报Acta Pharmaceutica Sinica 2015, 50 (7): 814?823

和流速等。休止角可提示颗粒间的黏附性, 休止角小则流动性好, 粉末的分散性好, 有利于粉末的“雾化”, 使吸入剂量准确。

6 提高蛋白多肽药物干粉吸入剂肺部沉积率的策略

成功开发DPI产品关键在于: 制剂中粉末的性质、吸入装置的设计和患者的吸入能力[32]。药物和载体混合后, 在雾化过程中存在一个普遍性的问题, 即药物与载体结合力太强, 从载体上分离效率低, 到达肺部仅有10%~20%[60]。改变载体的粒径分布、形状、结构和密度等均能改变药物与载体的结合力[61]。

从理论方面出发, 考虑增加蛋白质及多肽DPI 的FPF。FPF=F×G×H×P×J×K×L(F代表凝聚力; G代表细粉因素; H代表载体因素; P代表制备过程因素; J代表装置因素; K代表流速; L代表相对湿度)[62]。

6.1 加入载体细粉 通过加入载体细粉改善FPF的理论依据如下: 一是“活性”位点[63]假说, 认为载体表面存在黏性强的位点, 加入的细粉比药物颗粒优先结合到黏性强的位点, 药物颗粒则黏附于结合力弱的位点, 因而吸入时更易于与载体分离, 增加了吸入药物的有效量; 二是聚集假说, 细粉的加入有效增大药物粉末间的距离, 降低分子间的范德华引力从而降低了粉末的黏着性, 改善粉体的流动性, 形成更利于雾化及分散的结构[45]。对于硫酸沙丁胺醇、倍氯米松和牛血清白蛋白药物, 三元混合物比二元混合物均表现出更高的FPF。然而, 有时细粉的加入并不能明显改善粉末的流动性, 如前所述, 载药量、混合方法、混合时间、药物粉末和细粉的类型、粒径大小形态和表面粗糙度等都会对最终药物在肺部沉积率产生影响。Zhu等[64]指出细粉的密度和粒径大小要分别小于吸入剂干粉的1/2和1/7, 才能明显降低颗粒间的相互作用。

6.2 加入黏附力控制物质 为增加肺部沉积率, 首先需要改善粉末的流动性及分散性。微米级的吸入粉雾剂具有很大的比表面积, 使其在潮湿的空气中很容易吸收水分, 从而影响粉体的流动性和分散性。可通过对颗粒表面进行化学修饰来降低粉体间的黏着性, 有报道称可加入“黏附力控制物质”如硬脂酸镁和L-亮氨酸。考虑到肺部给药的安全性, 优先选择使用亮氨酸。亮氨酸可以促进粉末分散, 使其具备良好的空气动力学性质[65]。研究发现, 在喷雾干燥过程中, 亮氨酸会迁移到颗粒表面, 改变其表面化学性质, 从而大大提高粉体的流动性和肺沉积性能。也有研究证明亮氨酸本身就是抗黏附的物质[31]。

6.3 对药物微粉再加工 另一种增加药物肺部沉积的策略是对药粉进行再加工, 使其在吸入前以一定大小的聚集体存在。如可用流化床使药物微粉在一定湿度环境中聚集成松散的小球, 具有很好的流动性, 在吸入气流作用下通过呼吸道时, 随着气流的加速, 松散的药物小球解聚为粒子, 达到增强肺沉积的目的。

此外, 利用喷雾干燥可以从药物溶液、混悬液或乳液中一步制得大粒径的药物粒子, 而不需载体吸附; 但喷雾干燥制得的粒子往往比较致密, 在吸入时不易分散雾化。Rabbani等[66]在药物乙醇溶液中加入亮氨酸作为分散强化剂, 在喷雾干燥后得到了疏松易解聚的大粒径药物粒子。这些不使用载体而制成的干粉吸入剂非常适用于乳糖酶缺乏患者, 目前已有Pulmicort Turbuhaler (主药为布地奈德)、Bricanyl? (主药为特布他林)、Bricanyl-Turbuhaler (主药为特布他林) 和Intal?Spincaps?(主药为微粉化色甘酸钠) 无载体干粉吸入剂上市。

此外, 采用亲水性粒子修饰疏水性药物亦可有效增加肺部沉积[67,68]。有研究者利用硅酸的高度亲水性, 将其与色甘酸钠预先混合后再与载体混合, 从而提高了FPF[69]。还可加入纳米粒添加剂作为第3组分, 如将纳米大小Aerosil?加入至木糖醇、山梨醇作为载体的DPI中, 一方面可以降低药物与载体的接触面积; 另一方面降低药物间的凝聚力从而改善分散性能, 提高FPF[31]。设计新型吸入装置亦是增加肺部沉积的有效策略。

7 结语

综上所述, 成功设计蛋白及多肽类药物的干粉吸入剂需要系统筛选吸入载体, 研究药物与载体相互作用, 系统考察影响干粉吸入剂肺部沉积的处方工艺因素, 以及粉体学性质对肺部沉积率的影响。同时, 需关注蛋白及多肽类药物制备和贮存过程中的稳定性及肺部的吸收行为。

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多肽类抗肿瘤药物研究进展

多肽类抗肿瘤药物研究进展 【摘要】目前,恶性肿瘤已严重威胁人类的健康,传统的手术、化疗、放疗等治疗手段不仅选择性低,毒副作用大,且易产生耐药性。而多肽具有良好的靶向性,且分子量小、来源广泛,具有低毒性、易于穿透肿瘤细胞且不产生耐药性的优点。抗肿瘤活性肽可特异性结合并作用于肿瘤组织,与肿瘤生长转移相关的信号转导分子相互作用,从而抑制肿瘤生长或促进肿瘤细胞发生凋亡。本文将从抗肿瘤多肽药物的来源、作用机制及发展现状进行概述。【关键词】多肽来源抗肿瘤作用机制 恶性肿瘤是一类严重威胁人类健康和生命的疾病,仅次于心血管疾病,每年死于癌症的患者约占总死亡人数的1/4,且中国占相当庞大的病例数。药物治疗是当今治疗肿瘤的主要手段之一,但目前的抗肿瘤药物不良反应较大。对此,寻找新型高效低毒的抗肿瘤药物一直是国内外医药研发的热点。随着免疫和分子生物学的发展,以及生物技术与多肽合成技术的成熟,人们发现多肽类药物不仅毒性低、活性高、易于吸收,还可以通过提高机体免疫功能抑制肿瘤的生长和转移,增强抗肿瘤作用,而且其广泛存在于动物、植物、微生物体内,因此,越来越多的多肽药物被开发并应用于临床。 抗肿瘤多肽的来源 天然来源的抗肿瘤活性肽 天然活性多肽是存在于动物、植物和微生物等生物体内的一类生物活性肽,可经过特殊提取分离工艺直接得到。近年来,对某些多肽经修饰加工后发现其具有显著的抗肿瘤作用,它们可针对肿瘤细胞发生、发展的不同环节,特异性杀伤、抑制肿瘤细胞,显示出极好的应用前景。 1.1微生物源抗肿瘤多肽 微生物源抗肿瘤多肽主要是指广泛存在于生物体内的一种小分子多肤,它们是非核糖体合成的抗菌肽,如多黏菌素(polymyxin)、杆菌肽(bacitracin)、短杆菌肽(gramicidin)等,主要是由细菌产生,并经结构修饰而获得,这类微生物产生的抗菌多肽的研究近年来取得了较大的进展。 细菌抗菌肽又称细菌素,是最常见的一类抗菌肽,革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均可分泌。细菌中已发现杆菌肽、短杆菌肽S、多黏菌素E和乳链菌肽(Nisin) 4种类型抗菌肽,能特异性杀死竞争菌,而对宿主自身无害。例如[1],枯草芽孢杆菌可以产生多种抗微生物物质,如表面活性素(surfactin),该物质具有抗病毒、抗肿瘤、抗支原体、抗真菌活性和一定程度的抗细菌活性。除此之外,人们还发现某些抗菌肽对部分病毒、真菌和癌细胞等有杀灭作用,甚至能提高免疫力、加速伤口愈合。 1.2动物源抗肿瘤多肽 动物源多肽主要是指从哺乳动物、两栖动物、昆虫中分离提取出来的抗肿瘤多肽。如,有些哺乳动物来源的抗肿瘤多肽对淋巴瘤细胞有较强的抗肿瘤活性且免疫原性低;此外,还有Berge [2]等通过体内实验验证来源于牛科动物乳铁蛋白Lfcin B的9肽LTX-302 ( WKKWDipKKWK )的抗肿瘤效果,结果表明其对淋巴瘤细胞A20具有抗肿瘤活性,IC50为16 μmol·L ̄1 。 多数研究表明,从天蚕中分离出的天蚕素Cecropins具有较强的抗肿瘤活性。Cecropin A和Cecropin B对膀胱癌细胞有选择性细胞毒作用,以剂量依赖的方式抑制膀胱癌细胞增殖,对所有膀胱癌细胞系的IC50为73.29~220.05 μmol·L ̄1,它们的作用机制可能是破坏靶细胞膜导致不可逆的细胞溶解和细胞破坏[3]。 1.3植物源抗肿瘤多肽

氨基酸、多肽及蛋白质类药物

氨基酸、多肽及蛋白质类药物 山东药品食品职业学院张慧婧 第一部分氨基酸、多肽及蛋白质基本知识 一、蛋白质基本知识 蛋白质是一切生命的物质基础,是生物体的重要组成成分之一。无论是病毒、细菌、寄生虫等简单的低等生物,还是植物、动物等复杂的高等生物,均含有蛋白质。蛋白质占人体重量的16%~20%,约达人体固体总量的45%,肌肉、血液、毛发、韧带和内脏等都以蛋白质为主要成分的形式存在;植物体内蛋白质含量较动物偏低,但在植物细胞的原生质和种子中蛋白质含量较高,如大豆中蛋白含量约为38%,而黄豆中高达40%;微生物中蛋白质含量也很高,细菌中的蛋白质含量一般为50%~80%,干酵母中蛋白质含量也高达46.6%,病毒除少量核酸外几乎都由蛋白质组成,疯牛病的病原体——朊病毒仅由蛋白质组成。 这些不同种类的蛋白质,具有独特的生物学功能,几乎参与了所有的生命现象和生理过程,可以说一切生命现象都是蛋白质功能的体现。 1.生物催化作用 作为生命体新陈代谢的催化剂——酶,是被认识最早和研究最多的一大类蛋白质,它的特点是催化生物体内的几乎所有的化学反应。生物催化作用是蛋白质最重要的生物功能之一。正是这些酶类决定了生物的代谢类型,从而才有可能表现出不同的各种生命现象。 2.结构功能 第二大类蛋白质是结构蛋白,它们构成动、植物机体的组织和细胞。在高等动物中,纤维状胶原蛋白是结缔组织及骨骼的结构蛋白,α-角蛋白是组成毛发、羽毛、角质、皮肤的结构蛋白。丝心蛋白是蚕丝纤维和蜘蛛网的主要组成成分。膜蛋白是细胞各种生物膜的重要成分,它与带极性的脂类组成膜结构。 3.运动收缩功能 另一类蛋白质在生物的运动和收缩系统中执行重要功能。肌动蛋白和肌球蛋白是肌肉收缩系统的两种主要成分。细菌的鞭毛或纤毛蛋白同样可以驱动细胞作相应的运动。 4.运输功能 有些蛋白质具有运输功能,属于运载蛋白,它们能够结合并且运输特殊的分子。如脊椎动物红细胞中的血红蛋白和无脊椎动物的血蓝蛋白起运输氧的功能,血液中的血清蛋白运输脂肪酸,β-脂蛋白运输脂类。许多营养物质(如葡萄糖、氨基酸等)的跨膜输送需要载体蛋白的协助,细胞色素类蛋白在线粒体和叶绿体中担负传递电子的功能。 5.代谢调节功能 执行该功能的主要是激素类蛋白质,如胰岛素可以调节糖代谢。细胞对许多激素信号的响应通常由GTP结合蛋白(G蛋白)介导。 6.保护防御功能 细胞因子、补体和抗体等是参与机体免疫防御和免疫保护最为直接和最为有效的功能分子,其化学本质大都为蛋白质,免疫细胞因子、补体和抗体等目前也已用于免疫性疾病和一些非免疫性疾病的预防和治疗。

蛋白质药物的研究现状

蛋白质药物的研究现状 郭世江20123762 制药二班 摘要:蛋白质药物可分为多肽和基因工程药物、单克隆抗体和基因工程抗体、重组疫苗;本文主要着重讲解多肽和基因工程药物。与以往的小分子药物相比,蛋白质药物具有高活性、特异性强、低毒性、生物功能明确、有利于临床应用的特点。由于其成本低、成功率高、安全可靠,已成为医药产品中的重要组成部分。1982年美国Likky公司首先将重组胰岛素投放市场,标志着第一个重组蛋白质药物的诞生。一种新型生物技术候选药物,它具有高效抗肿瘤、抗病毒功能。经中国药品生物制品标准化研究中心检测证实,其抗肿瘤活性较同类产品高246.7倍,抗病毒活性高10倍以上,可用于治疗多种恶性肿瘤和病毒感染性疾病。 关键词:多肽,基因工程药物,单克隆抗体,基因工程抗体,重组疫苗,高活性,低毒性,抗肿瘤,抗病毒。 Abstract:Polypeptide and protein drugs can be divided into genetic engineering drugs, monoclonal antibodies and genetically engineered antibodies, recombinant vaccine; paper mainly focuses on explaining polypeptides and genetic engineering drugs. Compared with conventional small molecule drugs, protein drugs with high activity and specificity, low toxicity, biological features a clear, beneficial characteristics of clinical applications. Because of its low cost, high success rate, safe and reliable pharmaceutical products has become an important part. 1982 United States Likky company first recombinant insulin market, marking the birth of the first recombinant protein drugs. A new biotech drug candidates, it is an efficient anti-tumor, anti-viral function. By the China Research Center of Pharmaceutical and Biological Products Standardization tests confirmed that the anti-tumor activity of 246.7 times higher than similar products, high antiviral activity more than 10 times, can be used to treat a variety of malignancies and viral infections. Keywords:Peptides, genetic engineering drugs, monoclonal antibodies, genetically engineered antibodies, recombinant vaccine, high activity and low toxicity, anti-tumor, anti-viral 一、前言 生物技术的发展促进了大分子生物活性物质的发现,用于治疗或诊断的多肽、蛋白质、酶、激素、疫苗、细胞生长因子及单克隆抗体等药物不断出现,国外已批准上市的生物技术药物产品约90 多种,进入临床实验的生物技术药品有369种,占美国临床实验药品的1/3,正在研究发展的大分子活性物质或药物达千种以上,生物技术药物的销售增长率在1998 年到2004 年每年增长12%~15%,生物技术药物已涉足于200多种疾病,其研究多数是针对癌症治疗,以及传染性疾病、神经性疾病、心血管疾病、呼吸系统疾病、艾滋病、自体免疫性疾病、皮肤病等。早在上世纪90年代,美国FDA即已批准可以进行临床研究的基因疗法达72种,年初国家食品药品监督管理局也批准了重组人p53腺病毒注射液的生产。由于半衰期短,生物技术药物的基本剂型是冻干注射剂或注射液,需要长期频繁注射给药,面对生物大分子在稳定性及吸收等方面的困难,在研究和生产高质量的冻干粉针及溶液型注射剂的同时,发展多种途径给药的新剂型是制剂工业和研究的重要任务[1]。

多肽类药物研究及应用进展

多肽类药物研究及应用进展 内容摘要:多肽是一类在氨基酸构成及其连接方式上与蛋白质相同,但在某些性质方面又有别于蛋白质的物 质,如其空间结构较简单、免疫原性较低或无免疫原性、生理活性强等。但多肽类物质自身固有的特点,如口服利用率较低、酶 降解性高以及半衰期极短等,使其作为药物开发应用受到诸多的局限。而导致多肽类药物不稳定的一个重要原因就是多肽特殊的分子结构。 本文重点从分子结构改造方面对多肽类药物的研究进展做一综述。 关键词:多肽药物结构改造化学修饰基因工程环肽 多肽作为药物,具有生理活性强、免疫原性低、疗效高等诸多优点,随着生物技术的不断发展,其在人类疾病治疗中的地位也日趋重要,目前已成为国际药学界研究的热点之一。但多肽类物质自身固有的特点,如口服利用率较低、酶降解性高以及半衰期极短等,使其作为药物开发应用受到诸多的局限。而导致多肽类药物不稳定的一个重要原因就是多肽特殊的分子结构,其中多肽主链氨基酸的降解和侧链氨基酸残基的结构变化是多肽结构不稳定的主要原因,因此从多肽类药物本身的分子结构进行改造,是改变其理化性质和药代动力学性质的根本。本文拟重点从分子结构改造方面对多肽类药物的研究进展做一综述。 1 化学修饰 化学修饰不仅是多肽类药物定向改造、提高稳定性的有力工具,也是研究多肽结构与功能的一种重要手段。对多肽的主链基团和侧链基团都可以进行化学修饰。主链基团修饰包括氨基酸肽链的延长、切除及氨基酸定位突变等;侧链基团修饰主要集中于氨基、巯基和羧基上。修饰剂主要有葡聚糖、多聚唾液酸、聚乙二醇、四硝基乙烷等。根据修饰剂与 多肽之间反应的性质,修饰反应可分为糖基化反应、酯化反应、酰化反应、取代反应、磷酸化反应、烷基化反应、氧化还原反应等。由于烷基化反应和氧化还原反应对多肽的活性影响较大,实际应用较少,而磷酸化反应对多肽稳定性的影响意义不大。现主要对前 4 种修饰反应进行重点介绍。 1.1 糖基化反应 糖基化是指多肽的氨基和单糖还原端的羰基在温和的条件下经过一系列变化成为较稳定的糖肽的过程,是一种较为理想的稳定多肽类药物的方式,糖链的存在及其结构的可变性、复杂性和多样性直接影响着糖肽在组织中的降解和在体内的寿命[1],也使得糖肽成为药学研究的新热点。脑内的亮氨酸脑啡肽可特异性地与阿片受体结合,在机体内起着调控痛觉感受并调节心血管与胃肠功能的作用,但半衰期短。 1.2 酯化反应 酯化是指多肽的羧基和醇羟基形成较稳定的酯类化合物的反应。聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)是常用的酯化反应试剂,是一种线性、亲水、灵活而不带电的高分子聚合物。通常选择相对分子质量大于10 000 的PEG 在温和的条件下对多肽进行修饰,选择合适的修饰类型、修饰程度以及修饰位点有利于改善多肽类药物的活性并提高其稳定性。目前已有不少经PEG 修饰的多肽类药物如PEG-IL-2[2]、PEG-水蛭素[3]等已进入临床试验阶段。 1.3 酰化反应

重组蛋白药物项目规划设计方案

重组蛋白药物项目规划设计方案 规划设计/投资分析/产业运营

重组蛋白药物项目规划设计方案 重组蛋白药物是指应用基因重组技术,获得连接有可以翻译成目的蛋 白的基因片段的重组载体,之后将其转入可以表达目的蛋白的宿主细胞从 而表达特定的重组蛋白分子,用于弥补机体由于先天基因缺陷或后天疾病 等造成的体内相应功能蛋白的缺失。 该重组蛋白药物项目计划总投资20320.87万元,其中:固定资产投资14356.61万元,占项目总投资的70.65%;流动资金5964.26万元,占项目 总投资的29.35%。 达产年营业收入50080.00万元,总成本费用39907.27万元,税金及 附加404.31万元,利润总额10172.73万元,利税总额11980.18万元,税 后净利润7629.55万元,达产年纳税总额4350.63万元;达产年投资利润 率50.06%,投资利税率58.96%,投资回报率37.55%,全部投资回收期 4.16年,提供就业职位761个。 报告依据国家产业发展政策和有关部门的行业发展规划以及项目承办 单位的实际情况,按照项目的建设要求,对项目的实施在技术、经济、社 会和环境保护、安全生产等领域的科学性、合理性和可行性进行研究论证;本报告通过对项目进行技术化和经济化比较和分析,阐述投资项目的市场 必要性、技术可行性与经济合理性。

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重组蛋白药物项目规划设计方案目录 第一章申报单位及项目概况 一、项目申报单位概况 二、项目概况 第二章发展规划、产业政策和行业准入分析 一、发展规划分析 二、产业政策分析 三、行业准入分析 第三章资源开发及综合利用分析 一、资源开发方案。 二、资源利用方案 三、资源节约措施 第四章节能方案分析 一、用能标准和节能规范。 二、能耗状况和能耗指标分析 三、节能措施和节能效果分析 第五章建设用地、征地拆迁及移民安置分析 一、项目选址及用地方案

长效重组蛋白药物的研究进展

中国生物工程杂志 China B i otechnol ogy,2006,26(2):79~82 综 述 长效重组蛋白药物的研究进展 戚 楠3  马清钧 (军事医学科学院生物工程所 北京 100850) 摘要 重组蛋白药物经静脉和皮下注射后通常半衰期较短,目前延长蛋白药物半衰期的方法主要基于三种原理:1、增大蛋白药物分子量;2、利用血浆药物平衡;3、减少免疫原性。针对构建突变体、PEG 化修饰和与血清白蛋白融合三种延长重组蛋白药物半衰期的方法,及其已上市的和正在研发中的长效重组蛋白药物的特征、半衰期和免疫原性问题进行了综述。 关键词 长效重组蛋白药物 半衰期 分子量 药物平衡 免疫原性 突变体 PEG 化 血清 白蛋白 中图分类号 Q819 收稿日期:2005212223 修回日期:20052122263电子信箱:qinan_8@hot m ail .com 重组蛋白药物是生物技术药物中很重要的一类,临床上一般通过静脉和皮下注射给药。经静脉和皮下注射后常伴有蛋白质降解,导致活性降低,生物利用度低,要达到需要的血药浓度和治疗效果需要反复给药,不仅给患者带来不便,且易产生耐受性,耐药性及免疫原性等不良反应,因此临床上需要研制长效的重组蛋白药物。 目前延长蛋白药物半衰期的方法主要基于三种原理:1、增大蛋白药物的分子量,减少肾小球滤过率;2、利用游离型药物和结合型药物在血浆内形成平衡的特点,缓慢释放游离型蛋白药物,使结合型药物和游离型药物的平衡向游离型药物方向移动;3、减少异源蛋白的免疫原性,从而减少其体内清除率。现将常用延长半衰期技术应用于重组蛋白药物的进展作一介绍。 1 构建突变体 通过构建突变体延长蛋白药物半衰期,常用方法有1、增加蛋白药物的糖基化程度,通过糖基化一方面在蛋白药物表面增加了侧链,增加蛋白质稳定性,阻碍了蛋白酶对蛋白药物的降解作用,另一方面使蛋白药 物分子量增大,减少了肾小球滤过;2、通过形成缓释的微沉淀物,使释放游离型药物的时间延长。其已经研制成功并上市的药物如重组人EPO 突变体(Amgen 公司的A ranes p )和重组人胰岛素的突变体(Aventis 公司的Lantus )。 重组人EP O 有3个N 糖基化位点(as p24,as p38, as p83),1个O 糖基化位点(Ser126)。重组人EP O 的O 糖基化与否与体内外活性及体内清除速率无关,而N 糖基化不完全的重组人EPO 体外活性正常,体内活性则降低到体外活性的1/500,且其体内清除率也明显加快。N 糖基化EPO 对热和pH 变化稳定,等电点P I 为 4.2~4.6,而未经糖基化EP O 等电点P I 为9.2 [1,2] 。由 此可以看出,N 糖基化对维持重组人EP O 活性和减少体内清除率有重要作用,在此基础上构建了重组人 EPO 突变体A ranesp 。A ranes p 有165个氨基酸,采用定 点突变技术,将其中5个氨基酸位点进行了改变,而与重组人EPO 不同,即A la30A sn,H is32Thr,Pro87Val, Trp88A sn 和Pro90Thr,N 连接的寡糖链从原来的3条增 加到5条 [3] ,除as p24,asp38,as p83位点外,在30和 88两个位点多了两个N 连接寡糖链,从而使分子量从 原来的30kDa 增加到50kDa,在慢性肾衰病人中半衰期 由原来的4~13h 延长到平均49h [4] (27~89h )。 Lantus 是从大肠杆菌K12株表达的重组人胰岛素

生物制药报告之重组蛋白篇

生物制药报告之重组蛋白篇 2007-03-28 19:09:12来源: 长江证券进入生物制药贴吧共0 条黑马推荐 报告要点 重组蛋白质是指利用DNA重组技术生产的蛋白质。最早的一批生物制药公司主要就是利用基因工程的技术来获得蛋白质。我们称为“采用基因工程的加工技术来生产蛋白质”。 重组蛋白药物安全性显著高于小分子药物。虽然生产条件苛刻,服用程序复杂且价格昂贵,但对某些疾病具有不可替代的治疗作用,因而具有较高的批准率。同时,重组蛋白药物的临床试验期要短于小分子药物,专利保护相对延长,给了制药公司更长的独家盈利时间。这些特点成为重组蛋白药物研发的重要动力。 基因工程重组蛋白药物是新药开发的重要发展方向之一。如今,重组蛋白药物虽然仅占全球处方药市场的7-8%,但发展非常迅速,其中排名前10位的“重磅炸弹”药占总销售额60%以上。 未来5-10年中国生物制药领域仍将以重组蛋白为主流,这与世界生物制药领域的发展趋势吻合。中国重组蛋白药物仍将以跟踪型研发、改进型研发为主,在研发品种选择上,“重磅炸弹”产品仍将是主要的研究起点,这并不完全归因于国内生物制药企业“一哄而上”,从世界范围来看,对现有“重磅炸弹”蛋白药品进行改造是一大发展趋势。 另一个值得注意的方面是生产能力的提高。不仅在中国,世界范围内生物制药行业生产能力不足已经成为重组药物发展的瓶颈。生产能力不足导致生产成本提高,在一定程度上限制了产业化,换个角度说,在生产能力方面具有优势就是壁垒。 重点公司方面,我们看好双鹭药业(行情论坛)的上下游垂直一体化的研发优势和通化东宝(行情论坛)胰岛素的市场前景,分别维持“推荐”评级。 基因重组蛋白药物——原理、市场、发展方向 一、重组蛋白药物生产原理 1

重组蛋白药物研究进展解析

转自<丁香园> 重组蛋白药物也称rDNA药物,不包括重组疫苗、单克隆抗体药物(抗体药物的市场和研发趋势另有文章详述[1]、检测用重组蛋白和生化提取的天然蛋白,也不包括仿制药物。重组蛋白药物虽然仅占全球处方药市场的7-8%左右,但是发展非常迅速,尤其到了21世纪其发展更是进入黄金时节,1989年的销售额为47亿美元,2001年为285亿美元,2004年达到347亿美元[2],2005年约410亿美元,是1989年的9倍。 相对小分子药物,重组蛋白药物生产条件苛刻、服用复杂和价格昂贵,但对于有些疾病的治疗是不可替代的。绝大部分重组蛋白药物是人体蛋白或其突变体,以弥补某些体内功能蛋白的缺陷或增加人体内蛋白功能为主要作用机理,其安全性显著大于小分子药物,因而具有较高的批准率,同时,重组蛋白药物的临床试验期要短于小 分子药物,专利保护相对延长,给制药公司更长的独家销售时间[3]。这些特点成为重组蛋白药物研发的重要动力。从重组蛋白药物市场的地理分布角度,美国和欧洲占有全球市场的81% [4]。重组蛋白药物研发公司6强(Amgen, Biogen IDEC, Johnson & Johnson,Eli Lily,Novo Nordisk和Roche全部来自美国或欧洲,占有75%市场份额[2]。从新药上市的数量和速度看,美国居首位,这与美国拥有较自由的药物价格环境 以及医生接受新药的需求和高速度有明显关系。欧洲近几年发展也较快,率先批准上市了转基因动物(羊生产的重组人抗凝血酶(美国GTC生物治疗公司[5],以及第一个重组蛋白药物的仿制药物(Biosimilar,通用名生物药,下通称重组药物仿制药[6,7],后者结束了多年来重组蛋白药物是否能有仿制药的争论。鉴于美国和欧洲实际上主 导着全球市场,分析其市场和研发趋势,也就能准确把握重组蛋白药物整体发展的脉搏。专家们对“新”重组蛋白药物的定义不尽相同,所以,不同文献中的新重组蛋白药 物统计数量可能存在较大的差别。 本文以在美国和/或欧洲新上市的重组蛋白药物注册品名为准(以下通称重组药 后者2005年销售额即达278亿美元,占销售总物,计有82个,包括15个“重磅炸弹”, 额的66%。目前的研发重点在于解决生产能力不足、更加合理的改变重组药物结 构和给药途径多样化。尽管重组药物发展面临着种种挑战,但是我们认为该市场会

合成多肽药物药学研究技术指导原则

附件三 合成多肽药物药学研究技术指导原则

合成多肽药物药学研究技术指导原则 一、前言 多肽类化合物是一类重要的生物活性分子。20世纪70年代生物技术在生命科学领域的应用,使多肽等生物技术药物的研究进展迅速;与此同时,随着多肽固相合成技术及高效液相色谱(HPLC)纯化、分析技术等的发展,合成多肽药物的开发也成为药物研究中的一个活跃领域。 采用化学合成方法制备多肽,可以对天然多肽的结构进行修饰,从而增加多肽与受体的亲和力、选择性,增强对酶降解的抵抗力或改善药代动力学特性,甚至由受体的激动剂变为拮抗剂;此外,新技术的发展,例如以多肽固相合成和组合化学为基础的组合肽库合成技术,使得在短时间内获得大量的多肽化合物成为可能,药物筛选的效率不断提高。因此,将会有越来越多的采用化学合成方法制备的多肽类化合物成为治疗用药物。 合成多肽药物是指采用化学合成方法制备的多肽类药物。这类药物的药学研究同样遵循国家食品药品监督管理局已经发布的相关技术指导原则的一般性要求。但是,由于多肽主要由氨基酸(包括天然氨基酸和非天然氨基酸)构成,这使得多肽类药物在制备方法、结构确证、质量研究等方面又有与一般药物不同的独特问题。本指导原则就是在已有的相关指导原则基础上,对合成多肽药物药学研究方面所涉及的特殊问题进行分析,结合国内对多肽药物研究和评价的实践经验,提出多肽药物药学各项研究的一般性要求。当然,具体品种研究的内容与深度还要取决于品种本身的特性。 本指导原则适用于采用液相或固相合成方法制备的多肽药物。

二、合成多肽药物药学研究的基本考虑 合成多肽药物药学研究的主要内容、研究思路、研究方法及一般性的技术要求与其他类型的化学药物基本一致。但是,由于多肽药物的特点,在进行药学研究时还应注意考虑以下问题。 1、关于多肽(原料药)合成工艺选择的考虑 多肽的化学合成是有机合成的一个非常特殊的分支,目前主要有液相合成和固相合成两种方法。 液相合成是经典的多肽合成方法,一般采用逐步合成或片段缩合方法。逐步合成法通常从链的C'末端氨基酸开始,向不断增加的氨基酸组分中反复添加单个α-氨基保护的氨基酸。片段缩合一般先将目标序列合理分割为片段,再逐步合成各个片段,最后按序列要求将各个片段进行缩合。液相合成的优点是每步中间产物都可以纯化、可以获得中间产物的理化常数、可以随意进行非氨基酸修饰、可以避免氨基酸缺失,缺点是较为费时、费力等。 固相合成是将目标肽的第一个氨基酸的羧基以共价键的形式与固相载体(树脂)相连,再以这一氨基酸的氨基为合成起点,使其与相邻氨基酸(氨基保护)的羧基发生酰化反应,形成肽键。然后让包含有这两个氨基酸的树脂肽的氨基脱保护后与下一个氨基酸的羧基反应,不断重复这一过程,直至目标肽形成为止。其优点是简化了每步反应的后处理操作,避免因手工操作和物料转移而产生的损失,产率较高且能够实现自动化等;其缺点是每步中间产物不可以纯化,必须采用较大的氨基酸过量投料,粗品纯度不如液相合成物,必需通过可靠的分离手段进行纯化等。 液相合成和固相合成各有优缺点,应根据合成的实际需要选择适合的工艺。一般而言,液相合成法较适于合成短肽;固相合成法

多肽、蛋白质类药物给药系统

多肽、蛋白质类药物给药系统 摘要随着重组DNA技术的发展.基因工程肽和蛋白质药物的大规模生产已成现实,这类药物应用于临床的数量越来越多。与传统的化学合成约物相比,其优点受到了广泛的关注,即与体内正常生理物质十分接近,更易为机体吸收,其药理活性高、针对性强、毒性低。但由丁多肽、蛋门质类约物(1)分子质量大、稳定性高、易被胃肠道中的的蛋白水解酶降解;(2)生物半衰期短、生物膜渗透性差、生物利用度不高、不易通过生物屏障等,故其给药系统的研究一直足约剂学领域的一个热点。许多学者曾尝试对肽类、蛋白质类约物进衍化学修饰、制成前体药物、应用吸收促进剂、使用酶抑制刺、采用离子电渗法皮肤给药以及设计各种给药系统解决上述问题.此炎药物一般注射给药,基本剂型足注射剂和冻粉针剂,常需频繁注射,患者顺从性差,且加重了患者的身体、心理和经济负担。近年来,脂质体、微球、纳米粒等制剂新技术发展迅述歼逐渐完善,国内外学者将其广泛应用于多肽、蛋白质炎约物给约系统(drug deiivery system,DDS)的研究中,为此炎药物的临床应用铺平了道路。 本文就多肽、蛋白质类约物的给药系统及新技术进行综述。主要介绍注射给药系统和非注射给约系统,及其下属几个分支。重点介绍非注射给药系统。 关键字给药系统注射非注射 l 新型注射给药系统 1.1 控释微球制剂 为了达到多肽、蛋白质类药物控制释放,可将其制成生物可降解的微球制剂。目前已经实际应用的生物可降解材料主要有淀粉、明胶、葡糖糖、清蛋白、聚乳酸(PLA)、聚乳酸乙醇酸共聚物(PIGA)、聚邻酯、聚内酯和聚酐等;其中PLGA最为常用,改变乳酸乙醇酸的比例或相对分子质量,可得到不同降解时间的微球。 PLGA 微球相对于常规注射剂具有如下优点:(1)释药周期长,避免频繁给药; (2)使用安全;(3)药理作用增强;(4)避免发生明显的不良反应;(5)生物利用度显著提高。 1.2 脉冲式给药系统 普通注射剂(疫苗、类毒素)一般至少接种3次,才能确保免疫效果,血药浓度波动大,且不能保证在疾病发作时相应的血药浓度。而脉冲给药制剂具有普通制剂不可比拟的优点,它可以根据忠者发病的节律性提前给药,使给药时间与释药时间有一个与生理周期相匹配的时间差,从而预防发病,降低药物的不良反应,且不易产生耐受性,提高患者的顺应性,是现代药剂学研究的新模式。 2 非注射给药系统 2.1 口服给药系统 多肽、蛋白质类药物口服给药主要存在4个问题:(1)在胃内酸催化降解;(2)在胃肠道内的酶水解;(3)对胃肠道黏膜的透过性差;(4)存在肝的首过效应。因此研制新的剂型,提高多肽、蛋白质类药物的生物利用度是人们关注的 热点。 2.1.1 纳米粒 Kawashima等以降钙素为模型药物制备壳聚糖包衣PLGA纳米粒来评价黏膜黏附纳米粒对肽类药物吸收的影响。体外实验表明,壳聚糖包衣PI GA纳米粒对十二指肠、空肠和回肠的黏膜黏附效应无部位特异性,且壳聚糖的黏附特性要强于聚乙烯醇和海藻酸钠。药物的释放特性与未包衣纳米粒相比没有变化。

氨基酸、多肽及蛋白质类药物

氨基酸、多肽及蛋白质类药物 氨基酸、多肽及蛋白质类药物 山东药品食品职业学院张慧婧 第一部分氨基酸、多肽及蛋白质基本知识 一、蛋白质基本知识 蛋白质是一切生命的物质基础,是生物体的重要组成成分之一。无论是病毒、细菌、寄生虫等简单的低等生物,还是植物、动物等复杂的高等生物,均含有蛋白质。蛋白质占人体重量的16%-20%约达人体固体总量的45%肌肉、血液、毛发、韧带和内脏等都以蛋白质为主要成分的形式存在;植物体内蛋白质含量较动物偏低,但在植物细胞的原生质和种子中蛋白质含量较咼,如大豆中蛋白含量约为38%而黄豆中咼达40%微生物中蛋白质含量也很高,细菌中的蛋白质含量一般为50%-80%干酵母中蛋白质含量也高达46. 6%病毒除少量核酸外几乎都由蛋白质组成,疯牛病的病原体——朊病毒仅由蛋白质组成。 这些不同种类的蛋白质,具有独特的生物学功能,几乎参与了所有的生命现象和生理过程,可以说一切生命现象都是蛋白质功能的体现。 1?生物催化作用 作为生命体新陈代谢的催化剂一一酶,是被认识最早和研究最多的一大类蛋白质,它的特点是催化生物体内的几乎所有的化学反应。生物催化作用是蛋白质最重要的生物功能之一。正是这些酶类决定了生物的代谢类型,从而才有可能表现出不同的各种生命现象。 2?结构功能 第二大类蛋白质是结构蛋白,它们构成动、植物机体的组织和细胞。在高等动物中,纤维状胶原蛋白是结缔组织及骨骼的结构蛋白, a -角蛋白是组成毛发、羽毛、角质、皮肤的结 构蛋白。丝心蛋白是蚕丝纤维和蜘蛛网的主要组成成分。膜蛋白是细胞各种生物膜的重要成分,它与带极性的脂类组成膜结构。 3.运动收缩功能 另一类蛋白质在生物的运动和收缩系统中执行重要功能。肌动蛋白和肌球蛋白是肌肉收缩系统的

蛋白质药物的研究进展

蛋白质药物的研究进展 生命科学系07级生物科学(3)班魏海涛 摘要:蛋白质药物是生物技术药物中重要组成部分之一。由于其成本低、成功率高、安全可靠,已成为医药产品中重要组成部分。现就蛋白质药物研究的现状做一个综述。 关键词:蛋白质合成给药系统 近年随着化学合成和生物工程技术的迅速发展,大量的多肤和蛋白质药物不断涌现[1],目前国内外此药物已批准上市的约50多种,处于早期或临床研究的也多达700多种[2]。所谓蛋白质经物,就是采用DNA重组技术或其他新生物技术生产的,在蛋白质水平对疾病进行诊断、预防和治疗的药物。 1蛋白药物的合成 1.1化学法合成蛋白质类药物 用化学法合成多肽主要依赖于固相肽自动合成仪,它是将氨基端被保护的第1个氨基酸的羧基结合到一个不溶性载体上,使之固定,然后脱掉该氨基酸的氨基端保护基,再将第2个氨基端被保护的氨基酸的羧基与固定的第1个氨基酸的游离氨基缩合形成不溶性二肽,如此反复进行,最后经化学降解和脱保护基后,从载体上脱落目的多肽。由于产率随每个氨基酸的缩合而递降,合成多肽的长度受到一定限制,一般在30~50氨基酸残基水平。目前,硫酯键介导的化学连接法已被成功地应用于较小蛋白质和蛋白质结构域的合成,其主要缺点是在连接位点需要特定的亲核性氨基酸残基。随着方法学的改进与发展,现在已经能够进行连续几个肽片断的连接,促红细胞生成素(EPO)变异体的合成就是一个成功的例子[3]。下面是用化学法合成的多肽与蛋白质。 表1化学法合成的多肽与蛋白质[4,5]

1.2化学—生物法合成蛋白质类药物 化学—生物法合成蛋白质主要是利用分子克隆与生物工程技术将化学合成的小片断经特定的介导途径连接于大片断上,例如蛋白质内含子介导法,该法既解决了生物法合成的蛋白质局限于编码氨基酸又能避免化学合成法受到片断大小限制。近年来,已成功地合成了一些多肽与蛋白质。 表2化学-生物法合成的多肽与蛋白质[6] 1.3利用(His)6标识辅助的蛋白类药物合成 最近有报道用(His)6标识辅助蛋白质合成的方法[(His)6tag-assistedprotein synthesis][5]。该方法既利用硫酯键介导又根据固相肽合成原理将2个或多个大片断缩合成多肽或蛋白质,并利用(His)6tag与Ni2+-NTA-树脂的亲和性快速纯化合成蛋白质。Bang和Kent利用该法合成了Crambin和Tetrat-rico peptide repeat(TPR)[7]。然而,利用亲和纯化柱,不可逆吸附是不可避免的,因而导致产率不够理想。 1.4蛋白质内含子介导法合成蛋白质类药物 蛋白质自剪接(protein self-splicing)是细胞内蛋白质生物合成中后转译水平上的一种加工过程,其主要元件是蛋白质内含子(intein)。自20世纪90年代蛋白质自剪接机理被阐明后[8],为利用蛋白质内含子介导蛋白质的连接(intein-mediated pro-tein ligation,IPL)奠定了基础[9]。IPL不但可以连接化学合成的肽段,也可连接2个表达的大肽片断或蛋白质,大大拓宽了蛋白类药物制备的方法学。Arnold等[10]首次成功地探索了IPL法半合成含有124个氨基酸残基的RNase A。蛋白质内含子介导的蛋白质连接法在蛋白质的合成中具有重要意义:(1)它可以直接缩合大片段肽,而且产率高,从而使合成蛋白的大小远远超过蛋白子介导的蛋白质连接[9]了化学合成法;(2)通过该方法可以对蛋白质进行模拟转录后修饰,如糖基化、磷酸化等;(3)通过该法可在蛋白质中引入非天然序列,如非天然氨基酸残基、非天然辅助因子等;(4)对大分子蛋白进行分段连接与标记如荧光、同位素、生物素等,制备高分子质量标记蛋白质,可为N M R分析蛋白质构象提供样品。 2给药系统 2.1注射类给药

多肽、蛋白质类药物缓释剂型的研究进展天烽

多肽、蛋白质类药物缓释剂型的研究进展 作者:文章来源:点击数:3201 更新时间:2004-7-13 随着生物技术的高速发展,多肽、蛋白质类药物不断涌现。目前已有35种重要治疗药物上市,生物技术与生物制药企业的发展也日益全球化。生物技术药物研究的重点是应用重组技术开发可应用于临床的多肽、蛋白、酶、激素、疫苗、细胞生长因子及单克隆抗体等。据's 报道,目前已有723种生物技术药物正在接受审评(包括Ⅰ~Ⅲ期临床及评估),700种药物处于早期研究阶段(研究与临床前),还有200种以上药物已进入最后批准阶段(Ⅲ期临床与评估)[1]。 生物技术药物的基本剂型是冻干剂。常规制剂尽管其疗效早为临床所证实,但由于半衰期短,需要长期频繁注射给药,从患者的心理与经济负担角度看,这些都是难以接受的问题。为此,各国学者主要从两方面着手研究开发方便合理的给药途径和新制剂:①埋植剂和缓释注射剂。 ②非注射剂型,如呼吸道吸入、直肠给药、鼻腔、口服和透皮给药等[2]。缓释生物技术药物的注射制剂,是很有应用前景的新剂型,有一些品种如能缓释1至3个月的黄体生成素释放激素()类似物微球注射剂已经上市[3],本文着重介绍这类制剂。 1多肽、蛋白质药物缓释制剂的主要类型 多肽、蛋白质药物缓释制剂的研究与开发,从发展过程及剂型看,主要分埋植剂和微球注射剂两类。 1.1埋植剂() 1.1.1细棒型埋植剂[4]埋植剂外形为一空心微型细棒,一头封闭,另一头开口,棒材为聚四氟乙烯等非生物降解聚合物。腔内灌入药物与硅胶(,聚二甲基硅氧烷)混合物。埋植剂埋入人体皮下,药物通过硅胶基质开口处缓慢释放。美国内科医生手册()上收载了商品名为?的埋植剂,药物为左旋-18乙基炔诺酮,用于计划生育。该制剂每根直径 2.4 ,长34 ,医生通过手术将6根细棒状物埋植在患者上臂内侧,药物可在体内按零级模式释药达5年,药物释完后再经手术取出。 1.1.2微型渗透泵埋植剂美国公司20世纪70年代开发了外形像胶囊的埋植剂,该制剂埋植于皮下或其它部分,体液可渗透过外壳,溶解夹层电解层,使体积膨胀的夹层压向塑性内腔,促使药物溶液从开口定速释放。有不少生物大分子药物,如胰岛素、肝素、神经生长因子等作为模型药物的动物体内外研究报道[5]。埋植剂对需要长期用药的慢性患者的治疗具有积极的意义,但它存在以下缺陷:①必须经手术途径植入。②制剂骨架材料为非生物降解聚合物,释药结束后还需经手术取出。③制剂在局部组织有刺激与不适感。 1.1.3可注射的埋植剂可生物降解聚合物作为埋植型或注射型缓释制剂骨架是近20年来国内外学者大力研究的方向,这类聚合物包括两大类:①天然聚合物,如明胶、葡聚糖、白蛋白、甲壳素等。②合成聚合物,如聚乳酸、聚丙交酯、聚乳酸-羟乙酸()、聚丙交酯乙交酯()、聚己内酯、聚羟丁酸等。 近年合成聚合物尤为人们重视,于20世纪70年代起即用作外科缝线及体内埋植材料,如人工关节、护板、螺栓等。聚合物在体内可逐渐

2019年中国重组蛋白药物市场现状及需求趋势分析报告

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目录 1. 生物制药:持续高景气的朝阳产业 (6) 1.1 结构复杂、壁垒更高的大分子药 (6) 1.2 长期持续高景气的制药细分领域 (7) 1.2.1 产品优化疗效致胜,全球市场高速发展 (7) 1.2.2 政策利好渗透加强,国内迎来庞大机遇 (9) 1.2.3 生物新药研发投入加大,拉动相关产业发展 (10) 2. 抗体药物:政策支持国产上市,迎来高速发展黄金期 (11) 2.1 生物药物领域的璀璨明珠 (11) 2.1.1 技术升级打造出的重磅炸弹 (11) 2.1.2 主要应用于肿瘤和免疫疾病领域 (12) 2.2 国内市场尚未充分打开,迎来高速发展黄金期 (12) 2.2.1 全球市场持续领跑,国内市场尚未充分打开 (13) 2.2.2 政策支持叠加国产上市,迎来高速发展黄金期 (13) 2.3 先发优势形成领先梯队,质量与速度构成制胜要素 (14) 2.3.1 早期布局初见曙光,领先梯队逐步形成 (14) 2.3.2 临床价值制胜关键,重点跟踪研发进度 (14) 3. 重组蛋白药物:潜在市场巨大,关注国产替代与产品升级 (16) 3.1 生物药物领域的专科王牌 (16) 3.1.1 重组蛋白药物,细分领域各具特色 (16) 3.1.2 重组人生长激素,增高领域的王牌 (17) 3.2 潜在市场巨大,关注国产替代与产品升级 (18) 3.2.1 国内市场增长放缓,水针粉针增速均有下滑 (18) 3.2.2 国产品种优势明显,金赛药业龙头地位稳固 (19) 3.2.3 治疗渗透率相对较低,潜在市场空间巨大 (20) 3.2.4 长效、水针更具优势,产品迭代升级大势所趋 (20) 4. 血液制品:行业平稳发展,渠道恢复强者恒强 (21) 4.1 生物药物领域的资源稀缺品 (21) 4.1.1 单采血浆,国内血制品企业唯一采浆途径 (21) 4.1.2 血液制品,长期供不应求的资源稀缺品 (22) 4.2 渠道恢复平稳发展,血制品持续高景气 (23) 4.2.1 全球市场稳定增长,行业集中度较高 (23) 4.2.2 历经整顿到规范,国内市场恢复平稳 (24) 4.2.3 两票制带来一过性的高库存逐渐恢复 (26) 4.3 浆站资源为王,龙头强者恒强 (27) 4.3.1 受制于严格的政策监管,国内采浆量增长空间巨大 (27) 4.3.2 千吨级别采浆量领先梯队,有望实现强者恒强 (28)

国际重组蛋白药物的市场与研发趋势(

国际重组蛋白药物的市场和研发趋势分析(ZT) 作者: 吴卫星1 张毓2 王小宁3 詹启敏1 1、分子肿瘤学国家重点实验室北京100730 2、北京大学医学部免疫系北京100083 3、华南理工大学生物科学与工程学院广州510640 摘要从1982年美国批准第一个重组蛋白药物(重组人胰岛素Humulin)上市,至今已经整整四分之一个世纪了。重组蛋白药物虽仅占全球处方药市场的7-8%左右,但却是增长最快的一类。目前,共有82个重组蛋白药物用于临床,其中"重磅炸弹"15个,占总数的18%。2005年重组蛋白药物销售总额约410亿美元,"重磅炸弹"销售额合计约270亿美元,占总额的66%。2006年,美国和欧洲批准了第一个肺吸入型胰岛素上市;欧洲批准了第一个由转基因羊生产的重组人抗凝血酶用于临床,并批准了第一个重组蛋白仿制药物上市。重组蛋白药物市场已经从蛹发育为美丽的蝴蝶,但是,这只蝴蝶能够美丽多久,还受到多种因素的制约。本文以美国和欧洲重组蛋白药物市场为主,采用市场细分的方法,从重组蛋白药物种类的销售额入手,分析了市场及研发趋势,将对我们判断市场走向、提供创新思维和制定创新战略有着实际的参考价值。

关键词:重组药物市场研发趋势 作者简介:吴卫星,男,博士,合作研究教授wuweixing@https://www.doczj.com/doc/876446220.html, Market Analysis and the R&D Trend for Recombinant Protein Therapeutics WU Wei-xing1, ZHANG Yu2, WANG Xiao-ning3 ZHAN Qi-min1 1、State Key Laboratory of Molecular Oncology Beijing 100730, China 2、Department of Immunology, Peking University Health Science Center Beijing 100083 3、School of Bioscience and Bioengineering, South China University of Technology Guangzhou 510640 The first of its kind drug, recombinant human insulin (Humulin) received administrative approval in America in 1982. A quarter of a century later, recombinant protein drug represents a sector undergoing the fastest growth, accounting for 7-8% of today's market of prescription drugs. Among the 82 recombinant proteins therapeutics licensed so far, 18 are block-busters with the annual sale of 27 billion dollars in 2005, which is 66% of the total sale of 41 billion for the whole sector. Year 2006 observed several landmark events in this field, including the approval of the first inhalational insulin by US and EU, and the marketing of the first recombinant drug produced in transgenic animals and the first generic recombinant drug in EU. While it is blooming, how long will the blossom last? In this article, we dissected the market of the recombinant protein therapeutics launched in US and EU by their group sale. In addition, we reviewed the ongoing research and development efforts in

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