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肽类药物研究: 无限风光在险峰
作者:多肽药动…    文章来源:www.yaodongxue.cn    点击数:    更新时间:2013-7-12          ★★★【字体:

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肽类药物研究: 无限风光在险峰

随着人类基因组计划的完成,科学技术的突飞猛进,蛋白质组学以及其他组学研究的广泛开展,人类对自身的认识越来越深入,对于体内多肽、蛋白质功能的了解越来越透彻。存在于体内的信号分子有相当数量是肽和蛋白质,许多疾病的发生、发展均与这些物质的失衡有关。因此,源于生物体本身的蛋白质、多肽类药物日益受到重视,它们被称为内源性活性肽或蛋白质。由于生物活性肽在体内含量极少而效应极强,分布广泛,因而为多种药物研发提供了天然先导化合物。 生物活性肽的另一重要来源是外源性肽,尤其是源于动物的肽类毒素和抗生素,如、蛇毒、蛙毒、芋螺毒素等。其生理效应强,作用广泛,在药物研发中已经引起极大关注,特别是在镇痛、抗炎、抗肿瘤、治疗神经系统疾病领域,不乏已经开发为药物的先例。 内源性和外源性生物活性肽为肽类药物研发提供了巨大的天然活性肽库,尽管它们可直接开发为药物,由于其固有的特性,往往需要经过化学修饰,赋予其适合药物开发的特性,才能开发为有价值的药物。以内源性或外源性生物活性肽为先导是新药研发的捷径之一,给药学研究人员提供了广阔的用武之地。 Datamonitor公司研究报告显示:2002年全球蛋白质、多肽类药物的销量已超过600亿美元,是2001年的两倍以上。近几年蛋白质、多肽类药物市场的发展迅速,年增长率达19%,远远高于增长率仅为9%的总体医药市场,成为不容忽视的亮点。 ■运用多种手段进行化学修饰 从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(易酶解、半衰期短、口服生物利用度低)的根本,而化学修饰释是多肽药物的重要研究内容。 化学修饰的目的首先是为了增加生物利用度、减少消除、改善生物降解、增加受体-配基作用时间、增加药物与受体的选择性和/或亲和力等等。 化学修饰的方法有多种,如D型或非天然氨基酸替换,可阻止蛋白酶识别肽键而达到防止快速降解的目的。然而,必须注意的是,并非所有的肽都易于水解,在某些情况下,12肽的刚性结构一定程度上可阻止降解。另一方面,由于分子相对较小,短肽可通过肾脏而从循环中迅速清除,而这较短的清除半衰期并不全都会限制其临床应用,在细胞毒剂治疗肿瘤的病例中,适当剂量下的快速清除是有益的。 再如肽链分子的末端修饰N-端或C-端降解,这也是为什么小肽较大肽更易于在体内降解的原因之一。 再如引入非肽键结构,超过三个氨基酸残基的肽类化合物口服生物利用度大多较低,然而通过化学修饰提高二肽或三肽的口服生物利用度具有一定的可行性。 再如进行大分子修饰,聚乙二醇(PEG)修饰、多聚唾液酸修饰等:PEG是一类水溶性高分子化合物,可生物降解为无毒代谢产物。PEG修饰多肽蛋白后能提高理化稳定性,抵抗蛋白酶的降解,降低抗原性,延长体内半衰期,选择合适的修饰方法和控制修饰程度可保持或提高原化合物的生物活性。有关此类研究的方法学开展越来越广泛,迄今已有几个产品上市。 最近国外研究报道,多聚唾液酸化多肽或蛋白是最近发展的一项技术,其效果不差于PEG化。在保持活性的前提下,修饰后可显著降低肽类化合物的水解,延长半衰期,降低免疫原性,有望成为新一代的药物构建体而显著提高多肽蛋白的药学性能。 ■缓控释系统研究急剧增多 蛋白和多肽可用于治疗多种疾病,然而,其中许多用途因体内生物利用度低和给药途径而受阻。随着缓释、长效瑞林类药物的上市,给蛋白质、多肽类药物的发展带来了革命性的变化,展现出广阔的应用前景。除此之外,近年来针对蛋白质、多肽类药物传递释放体系的各种研究急剧增多。 国外有科研人员报道了采用脂质体和微球系统以提高肽类药物的治疗效率;报道了采用重组流感病毒颗粒(IRIV)来转运肽以提高靶向性;报道了采用胺化的明胶微球作为肽类药物鼻腔释放体系,并评价了胰岛素在小鼠体内的吸收效应,结果表明,胺化的明胶能显著增加胰岛素的鼻腔吸收,同时并未观察到低血糖副作用。这些结果预示胺化的明胶可作为一种肽类药物鼻腔给药的新释放体系。此外,研究人员对一些聚合物进行巯基化得到巯基化聚合物,因巯基能与黏膜的糖蛋白巯基形成二硫键而具较强的黏膜吸附性质。依据现有研究结果,巯基化聚合物可能作为一种有力的运输工具进行肽类药物的无创释放。 近年来,研究人员对壳聚糖及其衍生物提高药物吸收进行了广泛深入的研究,结果表明,该聚合物是一类强力吸收促进剂。由于壳聚糖只溶于酸性环境,因此不能作为小肠吸收促进剂;而三甲基化壳聚糖(TMC)能溶于中性和碱性溶液。目前,采用TMC作为肽类药物释药体系的研究尚在深入进行中。还有研究人员以胰岛素为模型肽,研究了巯基化壳聚糖在鼻腔释药体系中的应用。结果发现,与未巯基化壳聚糖制得的含肽微粒相比较,巯基化壳聚糖释药体系显著提高了生物利用度,证实了巯基化壳聚糖在肽类药物传递中的强大潜力。 科研人员认为,药理活性多肽和蛋白由于难以穿透生物膜而很难直接到达细胞内,传统方法依赖化学修饰后,偶然发现易于进入细胞的化合物。数十年间,基因传递和蛋白表达使得人们对胞内过程有了足够的认识,但是在处理基因紊乱方面的进展还有差距。基因导入真核细胞的主要方法有,非病毒转运包括显微注射、电穿孔、化学转染等。这些导入方法均不能令人完全满意。近年来,一组能够促进透膜能力的肽得到鉴定,称为透膜肽,这项技术可有效帮助一些由于透膜能力差而不能进入临床试验的药物获得新生。透膜肽技术可能代表了调节细胞功能乃至疾病治疗的一种新方式。 此外,国外科研人员有的研究证明了聚乳酸-聚羟乙酸(PLGA)微球可作为肽类药物万古霉素眼科局部用药的载体;有的则对基于超多孔水凝胶和超多孔水凝胶复合物的肽类药物口服释药体系进行研究,结果表明,肽类药物布舍瑞林、奥曲肽、胰岛素均能完全释放,给药后30~45分钟内突释超过80%,进一步的体内评价还在进行中。 ■分析检测技术日益完善 药物的代谢研究主要考察药物的吸收、分布、代谢、排泄过程。在新药评价中,通过药物的代谢研究,可实现测定生物利用度、获得各种给药途径的半衰期、依据剂量与效应关系测得有效浓度、制订给药方案、对候选化合物作出早期评价的目的。 蛋白质、多肽类药物一般活性高,剂量低,因此在生物体内的浓度较低。如何有效检测生物样品的浓度,是新药评价的重要环节。蛋白质、多肽类药物浓度测定的经典方法有酶联免疫法、放射免疫法。随着分析仪器的现代化、定量与定性技术不断的进步,液质(LC-MS)联用技术在药物的代谢研究得到广泛应用。该方法灵敏度高,所需样品量少,同时具有直观性,尤其可快速测定代谢产物。2005年,国外研究人员等报道了用LC-MS技术测定艾滋病病毒(HIV)融合抑制剂T-20及其血浆代谢产物的研究,为蛋白质、多肽类药物的代谢研究提供了参考。 随着科学技术的飞速发展,内源性多肽、蛋白结构与功能将不断得到阐明,会有更多的活性肽直接或经结构改造被赋予了更优良的药学特性而开发为新药。与此同时,多学科(如化学、生物、高分子材料、制剂技术等)之间的交融将产生更多、更先进的新思路、新技术、新方法,为肽类药物的发展提供广阔的前景。 ■链接 肽类药物的特点 肽类药物有其自身的优点和缺点。其优点在于,因此,其结构清楚,作用机制明确;与多数一般有机小分子药物相比,肽类药物具有活性高、用药剂量小、毒副作用低、代谢终产物为氨基酸等突出特点;与蛋白类相比,较小的肽几乎没有免疫原性;可化学合成,产品纯度高,质量可控。 其缺点在于、半衰期较短;生物利用度差;大多不能口服,一般为注射剂,需要研发适当的给药方式;大规模合成、分离纯化难度大;大肽具有免疫原性。 科研人员可以根据肽类药物的这些特点,进行结构设计和化学修饰,充分发挥其优点,克服或避免其缺点,针对相应的适应证,达到研发的预期目标。


(转载自《中国医药报》)


 

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