第十八章生物技术药物制剂第一节概述一、基本概念与特点生物技术又称生物工程，是利用生物有机体（动物、植物、微生物）或其组成部分（包括器官、组织、细胞或细胞器）发展各种生物新产品或新工艺的一种技术体系。
生物技术包括基因工程、细胞工程、发酵工程与酶工程。
以基因工程为核心以及具备基因工程和细胞工程内涵的发酵工程和酶工程才被称为现代生物技术。
生物技术药物是指采用现代生物技术，借助某些微生物、植物或动物来生产所需的药品。
运用DNA重组技术和克隆技术生产的蛋白质、多肽、酶、激素、疫苗、单克隆抗体和细胞生长因子等药物。
生物技术药物特点：绝大多数是生物大分子性内源物质，临床使用剂量小，药理活性高，副作用少及很少有过敏反应。
稳定性很差，在酸、碱及体内环境下易失活。
分子量大，且以多聚体存在，口服给药不易吸收。
一般只有注射给药，且在体内半衰期短。
最佳选择题关于生物技术药物特点的错误表述是（）A.生物技术药物绝大多数是蛋白质或多肽类药物B.临床使用剂量小、药理活性高C.在酸碱环境或体内酶存在下极易失活D.易透过胃肠道黏膜吸收，多为口服给药E.体内生物半衰期较短，从血中消除较快[答疑编号501242180101]『正确答案』D关于生物技术的说法不正确的为（）A.生物技术也叫生物工程B.是利用生物有机体或其组成部分发展各种生物新产品新工艺的一种技术体系C.生物技术一般包括基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程D.以基因工程为核心以及具备基因工程和细胞工程内涵的发酵工程和酶工程才被称为现代生物技术E.现代生物技术与传统生物技术无区别[答疑编号501242180102]『正确答案』E多项选择题下面对生物技术药物的叙述正确的为（）A.是采用现代生物技术，借助某些微生物、植物或动物来生产所需的药品B.生物技术药物绝大多数是生物大分子内源性物质，即蛋白质或多肽类物质C.这类药物稳定性好，在酸碱环境或体内酶存在下也不失活D.这类药物分子量大，口服吸收少，半衰期短，消除较快，一般多为注射给药E.运用DNA重组技术和单克隆抗体技术产生的蛋白质、多肽、酶、激素、疫苗、单克隆抗体和细胞生长因子等药物，不属于生物技术药物[答疑编号501242180103]『正确答案』ABD二、生物技术药物的研究概况主要研究方向是研究开发方便合理的给药途径和新剂型：①埋植剂缓释注射剂，如纳米粒给药系统；②非注射剂型，如直肠给药、鼻腔、口服与透皮给药等。
三、生物技术药物的的结构特点与理化性质蛋白多肽药物的结构特点蛋白质的基本结构单元是氨基酸。
构成天然蛋白质的氨基酸有20多种，大多数氨基酸含一个氨基和一个羧基。
根据侧链的结构不同可分为脂肪族、芳香族和杂环氨基酸；根据侧链的亲水性不同分为极性和非极性氨基酸；根据电荷不同分为正电性和负电性氨基酸。
蛋白质结构中化学键包括共价键与非共价键，共价键有肽键和二硫键，非共价键有氢键、疏水键、离子键、范德华力与配位键等。
蛋白质的结构分为四级。
一级结构（初级结构）是指多肽链中氨基酸的排列顺序，其维系键是肽键，蛋白质的一级结构决定其空间结构；二级结构为多肽链的折叠方式，包括螺旋与折叠结构等；三级结构是指螺旋或折叠的肽链的空间排列组合方式；每条多肽链都具备固有的三级结构，称为蛋白质的亚基；四级结构则是指二个以上的亚基通过非共价键连接而形成的空间排列组合方式。
蛋白质的二、三、四级结构统称为高级结构，主要是由非共价键和二硫键来维持。
（二）蛋白多肽类药物的理化性质1.蛋白质大分子是一种两性电解质，在水中表现出胶体的性质。
还具有旋光性和紫外吸收等。
2.蛋白质分子中共价键的破坏包括水解、氧化、消旋化及二硫键的断裂与交换等。
蛋白质的化学降解与温度、pH值、离子强度和氧化剂的存在等密切相关，也与蛋白质的结构与性质有关。
蛋白质分子中非共价键的破坏可导致蛋白质的变性。
蛋白质的变性分为可逆与不可逆两种，影响蛋白质的变性的因素包括温度、pH值、化学试剂、机械应力与超声波、空气氧化、表面吸附和光照等。
蛋白质对界面非常敏感，可引起蛋白质的变性。
多项选择题影响蛋白质变性的因素包括（）A.pHB.温度C.盐类、有机溶剂和表面活性剂D.机械应力和超声波E.氧气、光照、表面吸附[答疑编号501242180104]『正确答案』ABCDE第二节蛋白多肽药物的注射给药一、蛋白多肽药物的普通注射剂目前，蛋白多肽类药物制剂主要有两类：溶液型注射剂和注射用无菌粉末。
选择何种制剂主要取决于药物的稳定性。
（一）处方设计蛋白多肽类药物制剂，可用于im或iv输注等对其要求与一般注射基本相同。
（二）多肽和蛋白质类药物的稳定化1.缓冲液大多数蛋白多肽类药物在pH4～10范围内是比较稳定的，在等电点时最稳定。
常用的缓冲剂包括枸橼酸/盐缓冲对，磷酸缓冲盐等。
2.盐类无机盐类对蛋白质的稳定性和溶剂度有比较复杂的影响。
有些无机离子能够提高蛋白质高级结构的稳定性，但同时使蛋白质的溶解度下降（盐析），而另一些离子却相反，可降低蛋白质高级结构的稳定性，同时使蛋白质的溶解度增加（盐溶）。
在低浓度下可能以盐溶为主，而高浓度下则可能发生盐析。
3.表面活性剂蛋白多肽药物对表面活性是非常敏感的。
含长链脂肪酸的离子型表面活性剂或其中性化合物均可引起蛋白质的变性。
少量非离子型表面活性剂可防止蛋白质的聚集。
4.糖和多元醇糖和多元醇可增加蛋白质药物在水中的稳定性。
常用的糖类有蔗糖、葡萄糖、海藻糖等，多元醇有甘油，甘露醇，山梨醇、PEG和肌醇等5.大分子化合物血清蛋白（HSA）可稳定蛋白多肽类药物。
6.氨基酸一些氨基酸如组氨酸、甘氨酸、天冬氨酸钠、谷氨酸等可以增加蛋白质药物在给定pH下的溶解度，并提高其稳定性。
7.其他在制备蛋白多肽药物的注射用无菌粉末（冷冻干燥制剂更常用）时，一般要考虑加入填充剂、缓冲剂和稳定剂等。
常用的填充剂包括糖类与多元醇，如甘露醇、山梨醇、蔗糖、萄萄糖、乳糖、海藻糖和右旋糖酐等，但以甘露醇最为常用。
糖类和多元醇等还具有冻干保护剂的作用。
配伍选择题A.PLGA和PLAB.构橼酸钠／枸橼酸C.糖、多元醇及大分子化合物血清蛋白D.氨基酸E.氯化钠稳定蛋白多肽类药物组成蛋白质的基本单元作为蛋白多肽药物的缓冲剂[答疑编号501242180108]『正确答案』C D B（三）制备工艺及影响因素蛋白多肽药物注射剂的制备工艺与一般注射剂基本相同。
对多数的蛋白多肽药物而言，冷冻干燥型注射剂比溶液型注射剂具有更长的有效期。
（四）质量控制与稳定性评价蛋白多肽药物与一般药物一样需要进行一些常见质量指标的检测。
原则上生物技术药物的质控应贯穿从原料至最终包装的整个过程。
进行蛋白多肽药物稳定性评价时一般不能用高温加速实验的方法来预测药物在室温下的有效期，因蛋白多肽药物在高温与室温下的变化是不一致的。
二、蛋白多肽药物缓释、控释型注射制剂1.蛋白多肽药物的微球注射制剂将蛋白多肽类药物包封于微球载体中，通过皮下或肌肉给药，使药物缓慢释放，改变其体内转运的过程，延长药物在体内的作用时间（可达1-3个月），大大减少给药次数，明显提高病人用药的顺应性。
目前用于制备缓释微球和骨架材料主要是PLGA和PLA，其中又以PLGA更常用。
制备蛋白多肽药物缓释微球的方法较多，包括相分离法、喷雾干燥法、熔融-挤出法、复乳-液中干燥法和低温喷雾提取等，但后二种方法比较常用，都可得到很高的包封率。
影响释药的因素：骨架材料的种类和比列、制备工艺、微球的形态、结构、粒径及粒径分布、微球中蛋白多肽药物的包封率和载药量、微球中药物的状态与载体之间的相互作用等等。
2.疫苗微球注射制剂疫苗（vaccine）微球注射剂是蛋白质药物微球制剂的一个特列。
一次注射后可在体内长时间连续释放（最多可达数月），以便在体内长时间地维持较高的抗体水平；或者一次注射不同微球的混合物，使其在不同时间分别以脉冲模式释放，产生类似传统接种的效果。
3.缓释、控释植入剂皮下或肌肉注射，药物随骨架材料的降解而释放，可以有很好的长效作用。
最佳选择题下列说法不正确的为（）A.蛋白质大分子是一种两性电解质，在水中表现出亲水胶体的性质，具有旋光性和紫外吸收B.蛋白多肽药物的缓释、控释型注射制剂包括微球、疫苗微球及缓释控释植入剂C.进行蛋白多肽药物的稳定性评价时，一般不能用高温加速实验的方法来预测药物在室温下的有效期D.对多数的蛋白多肽药物而言，冷冻干燥型注射剂比溶液型注射剂具有更长的有效期E.冻干制剂为不定型粉末的饼状物时，含水量偏少，加水时溶解慢而且澄清度不好[答疑编号501242180105]『正确答案』E第三节蛋白多肽药物的非注射制剂一、蛋白多肽药物的黏膜制剂蛋白多肽药物的黏膜给药途径包括口服、口腔、舌下、鼻腔、肺部、结肠、直肠、阴道、子宫和眼部等。
其中结肠、直肠、阴道、子宫和眼部等长期给药不方便；口服给药研究最早最多，也最具有挑战性；鼻腔和肺部给药已展现出较好的应用前景。
（一）鼻腔制剂药物通过嗅上皮细胞从鼻腔进入脑脊液的通路已被发现一段时间，鼻腔给药途径特别是对那些口服无效、只能静脉注射的蛋白多肽类药物来说，是一种方便可靠的全身用药方法。
一些蛋白多肽药物（如降钙素）的鼻腔给药可作为注射给药的替换治疗。
由于蛋白多肽类药物的大分子和疏水性使它们直接鼻腔给药不易吸收，常用吸收促进剂和酶抑制剂，或者制成微球、纳米粒、脂质体、凝胶剂等以延长作用时间或增加吸收。
（二）肺部制剂蛋白多肽药物肺部给药系统应尽量少用或不用吸收促进剂，而主要通过吸入装置的改进来增加药物到达肺深部组织的比率，从而增加吸收。
（三）口服制剂提高蛋白多肽药物胃肠道吸收的方式：药物结构修饰，吸收促进剂的应用，使用酶抑制剂，以及制备蛋白多肽药物的脂质体、微球、纳米粒、微乳或肠溶制剂等。
（四）口腔制剂如果不加吸收促进剂或酶抑制剂时，大分子药物的吸收较少。
（五）直肠制剂选择适当的吸收促进剂，以栓剂形式给药可以明显提高蛋白多肽药物的直肠吸收。
常用的吸收促进剂包括水杨酸类、胆酸盐类、烯胺类、氨基酸钠盐等。
多项选择题蛋白多肽药物的黏膜制剂包括（）A.鼻腔制剂B.肺部制剂C.口服制剂D.口腔制剂E.直肠制剂[答疑编号501242180106]『正确答案』ABCDE二、蛋白多肽药物的经皮制剂虽然在所有非侵入性给药方式中，皮肤是透过性最低的，但通过一些特殊的物理或化学的方法和手段，仍能显著地增加蛋白多肽药物的经皮吸收。
这些方法包括超声波导入技术、离子导入技术、电穿孔技术、微纳米技术、传递体输送技术等。
多项选择题增加蛋白多肽药物的经皮吸收的方法有A.超声波导入技术B.离子导入技术C.电穿孔技术D.微纳米技术和传递体输送技术E.冷冻干燥技术[答疑编号501242180107]『正确答案』ABCD【备考提示】药剂学试题分布：最佳选择题：24题，每题1分，共24分配伍选择题：48题，每题0.5分，共24分多项选择题：12题，每题1分，共12分合计：84题，60分重点章节：片剂、注射剂、液体药剂重点内容：基本概念和术语剂型特点与质量评价各剂型制备方法常用辅料名称及特点新剂型与新技术的特点与应用复习原则：能理解者尽量理解，不能理解者找窍门记忆先记共性，再记个性。
