长效蛋白多肽类药物技术研究进展

李守巧 丁明玲

摘 要：蛋白多肽类药物具有以下特点：其一，毒性小;其二，特异性强。蛋白多肽类药物针对某些疾病的药理活性比较高，在开发药物过程中被认为是具有广泛应用前景的生物大分子。由于蛋白多肽类药物半衰期比较短，所以显著影响到患者的用药依从性。蛋白多肽类药物的稳定性比较低，极易被机体内的各种酶所降解，继而限制其广泛使用。目前来看，越来越多学者和专家认为蛋白多肽类药物在治疗疾病过程中具有显著优势，因此受到广大医患人员的高度关注。

关键词：蛋白多肽类药物;特异性;研究进展

中图分类号：R499 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）09-0208-02

1蛋白多肽类药物的药动学特点分析

1.1分布

蛋白多肽类药物在体内的分布体积通常不会大于细胞外体液体积，除此之外，蛋白多肽类药物在体内的分布具有靶向性特点。因此，可根据蛋白多肽类药物的上述特点来开发靶向给药方式，使得蛋白多肽类药物能够迅速到达病灶处。有学者利用通过研究NLC（纳米结构脂质载体）的靶向性，结果显示AEYLR所修饰的NLC有希望用于癌症化疗方法中的靶向传递关节，不仅仅能够提高癌症患者的临床疗效，而且能够显著减轻不良反应[1]。也有学者通过切割人血清白蛋白所得到的白蛋白片段，再研究光学成像，结果显示白蛋白片段能够作为肾靶向载体。

1.2吸收

大分子蛋白多肽的吸收方式主要有：其一，细胞间隙扩散;其二，膜脂扩散。文献研究显示，胃肠道蛋白降解酶对蛋白多肽类药物具有降解作用，所以如果口服蛋白多肽类药物将降低其生物利用度，因此多数学者建议以注射给蛋白多肽类药物方式，虽然注射给药方式相比起口服给药方式的生物利用度更高，但是仍然会降低患者的服药依从性。有关人员致力于开发一种适合蛋白多肽类药物的非注射方式，目前有望通过纳米技术来解决上述难题。目前除了对蛋白多肽类药物进行改造以及联合多种给药方式之外，还开展了多种技术模型来研究蛋白多肽类药物在体内的生物利用度。皮下注射蛋白多肽类药物是目前最为常用的给药方式，此种给药方式被人体所吸收的过程较慢，但是能够维持药物在机体内的稳定性，同时能够减少蛋白多肽类药物的给药剂量。

1.3代谢、消除

理论研究显示[2]，对蛋白类治疗剂肾脏能够有效调节其功效，与此同时不断发挥出分解代谢作用，继而提高临床治疗总有效率。肝脏代谢对一些小肽物质的代谢和消除起到具体作用，如二肽硼替佐米会经历氧化性肝代谢，如果机体肝功能受损，将显著降低清除率。

2长效蛋白多肽类药物技术研究进展

2.1聚乙二醇修饰

聚乙二醇修饰剂具有以下优势而被广泛应用：其一，无抗原性;其二，水溶性高;其三，亲水性高;其四，能够与多种有机物组分相容;其五，可在体内降解;其六，无毒。聚乙二醇修饰剂能够取得较为显著的效果继而克服长效蛋白多肽类药物的应用缺陷（如抵抗蛋白酶降解、降低肾清除率以及延长半衰期），现阶段来看，已有多种聚乙二醇修饰的蛋白药物上市并且被有效应用在临床中。如生长因子VIII（用于治疗血友病）、重组尿酸酶（用于治疗痛风）、阿片受体激动剂（用于治疗便秘）、聚乙二醇-红细胞生成刺激剂（用于治疗慢性肾病所致的贫血）、聚乙二醇-猪尿酸酶（用于治疗痛风）、聚乙二醇-TNFa抗体Fab段（用于治疗类风湿性关节炎和克罗恩病）、聚乙二醇-EPO（用于治疗慢性肾病所致贫血）、血管内皮生长因子受体激动剂（用于治疗老年性黄斑）、聚乙二醇-核酸配体（用于治疗老年性黄斑）、聚乙二醇-生长激素拮抗剂（用于治疗肢端肥大）、聚乙二醇-干擾素2a（与利巴韦林联合用药治疗丙型肝炎）、聚乙二醇修饰脂质体阿霉素（用于治疗肿瘤）等。聚乙二醇定点修饰技术主要针对特定基团的特定位点加以修饰，从而有效控制修饰度，与此同时得到单一产物，不断节约成本，便于有效控制生物制药的产品质量，进行工业化生产。因此，聚乙二醇修饰趋势朝着定点修饰方向发展。

2.2内源性大分子修饰

由于聚乙二醇修饰存在缺陷，所以有学者提出采用其他聚合物（如透明质酸、脂肪酸以及聚氨基酸等内源性大分子）来代替聚乙二醇。

脂肪酸相比起其他修饰剂而言直接参与细胞膜的组成，因此脂肪酸修饰能够有效提高药物的脂溶性和吸收率。脂肪酸能够有效提高药物的疏水性，掩盖蛋白水解酶结合位点，延长半衰期。有关资料显示[3]，脂肪酸能够与人血清白蛋白可逆性结合，结合之后的复合体由于分子过大而受到相应限制，因此延长药物在体内滞留时间。现阶段来看，对于脂肪酸的主要研究方向是通过合理选择修饰剂以及优化修饰条件等，使得脂肪酸的修饰反应可达到单一修饰位点产物。

透明质酸又被称为玻璃酸，透明质酸的分子表现为线性结构，主要由以下部分组合而成：其一，N-已酰氨基葡糖;其二，D-葡糖醛酸单糖。透明质酸广泛分布在细胞外基质和眼部玻璃体以及骨髓之中，透明质酸修饰具有以下优势：其一，延长体内作用时间;其二，提高临床治疗效果的同时降低不良反应发生;其三，提高药物水溶性;其四，具有独特的肿瘤靶向性;其五，具有良好的生物相容性。由透明质酸修饰的紫杉醇已经进入到临床治疗中。但是，透明质酸也存在相关问题，如透明质酸修饰的药物种类比较少、大多数均为抗肿瘤药物。

聚氨基酸的生物属性高度接近聚乙二醇，通过技术将聚氨基酸融合再蛋白多肽药物中，从而延长血浆半衰期。

2.3 Fc融合蛋白

Fc融合蛋白技术是一种蛋白融合技术，目前已经成为一种可靠的技术。Fc片段主要由以下几个部分组成：（1）CH2;（2）CH3;（3）Hinge。有药厂尝试改造抗体来提高Fc片段的亲和力，以期达到长效化目的。有学者在相关资料中指出[4]，通过Fc氨基酸突变序列能够达到长效目的。还有学者通过Xencor技术平台结合双特异性抗体技术平台，开发长效肿瘤免疫抗体。也有学者认为，为了获得更接近天然状态的蛋白分子，可利用哺乳动物细胞表达Fc融合蛋白。人类疫球蛋白G总共有4个亚型，不同免疫球蛋白的亚型生物学活性表现不一，如IgG1血浆中含量为60%～70%、血浆半衰期为21d、铰链区灵活性强、FcRn亲和力强，IgG2血浆中含量为20%～30%、血浆半衰期为21d、铰链区灵活性最弱、FcRn亲和力强，IgG3血浆中含量为5%～8%、血浆半衰期为9d、铰链区灵活性最强、FcRn亲和力弱，IgG4血浆中含量为1%～4%、血浆半衰期为21d、铰链区灵活性弱、FcRn亲和力强。基于不同免疫球蛋白的特点，开发基于IgG2/4-Fc的融合蛋白药物逐渐受到有关人员的高度重视。

2.4糖基化修饰

糖基化往往发生在大分子中（如蛋白质和核酸等），糖基化在免疫反应和炎症反应中起着重要作用。糖基化蛋白多肽类药物后，其药动学可显著改善。有学者认为，在保持活性基础条件下，糖基化修饰后能够显著降低肽类化合物的水解作用。

2.5开发新剂型

调查研究显示，对蛋白多肽药物的二次研究与开发的主要手段有：选择合适的剂型。脂质体剂型有以下几种：（1）米伐木肽;（2）谷胱甘肽脂质。现阶段来看，临床已经研究出脂质体流感疫苗，因此也说明多肽类的药物脂质体的有效开发可被有效实现。效果比较好的缓释注射剂载体有PLGA微球，目前已经上市了多个有关产品，主要有：（1）奥曲肽微球;（2）亮丙瑞林微球;（3）曲普瑞林微球等。上述产品的市场效应比较大，对相关研究人员所产生的效果较为深远。国外学者利用先进技术研发出利培酮和纳曲酮，该技术能够根据包载载体的不同来选择合适的工艺技术。PLGA微球包载技术能够对现有的制剂产品进行有效创新，与此同时也是我国蛋白多肽类药物开发的主要研究方向。也有学者认为，植入剂相比起PLGA微球能够更长时间的释放，但是植入剂也有一定劣势（如果材料降解性不高，将极易发生炎症反应）。

2.6人血清白蛋白融合蛋白

人血清白蛋白是一种人体中较为丰富的蛋白质分子，人血清白蛋白融合技术的主要对象有：（1）生长因子;（2）多肽;（3）激素等。人血清白蛋白融合技术不仅仅能够提高目标蛋白的半衰期，而且能够实现单体融合。人血清白蛋白在酵母中表现出高水平，与此同时降低成本。人血清白蛋白能够融合目的蛋白分子的末端，避免降低蛋白活性成分。美国在2014年批准人血清白蛋白融合蛋白药物上市，如二肽基肽酶药物和阿必鲁肽药物。二肽基肽酶药物的半衰期比较长，相比起GLP-1（胰高血糖素样肽-1）具有显著优势（如显著控制食欲和控制血糖水平），被广泛用于2型糖尿病患者的治疗中。掌握人血清白蛋白融合技术的公司有：GSL公司和Teva公司。2016年，GSL公司开发的人血清白蛋白融合产品上市，与此同时能够在血友病患者中维持比较长的时间。还有一些人血清白蛋白融合药物处于临床研究阶段之中，如FLX-FP药物。也有研究资料显示，人血清白蛋白融合蛋白药物在表达时存在一定共性，如：（1）表达产物易降解;（2）表达水平过低;（3）体外生物学活性降低。

2.7环化

线性肽在治疗过程中可能受到以下因素影响：（1）代谢性差;（2）构象稳定性不高。线性肽可能会损害到生物活性，继而降低线性肽的半衰期，而环肽能够克服上述缺陷之处，因为环肽能够被设计成合适的构象。通过环化能够使得蛋白多肽类药物获得稳定的结构，与此同时也是延长半衰期的一种高效率方式。环化法能够有效消除蛋白多肽类药物中的带电荷末端，防止氨基酸酶解，最终机会改善药物的代谢稳定性，与此同时提高蛋白多肽类药物的生物利用度。例如，奥曲肽能够有效保留生长抑素，作用时间长，与此同时能够延长在体内的半衰期。普卡那肽富含多个环状多肽，主要给药方式为口服，用于治疗特发性便秘患者。环化法的优势被广泛用于制作口服肠道蛋白多肽类药物，与此同时能够显著提高蛋白多肽类药物的生物利用度。

3结语

综上所述，越来越多的专家和学者开发蛋白多肽类药物，蛋白多肽链药物所占的市场份额也日益增大。长效蛋白多肽类药物技术的改造策略有以下几种：其一，聚乙二醇修饰;其二，内源性物质修饰;其三，融合蛋白修饰;其四，糖基化修饰。

参考文献

[1] 刘梦，于彭城，徐寒梅.蛋白多肽类药物长效化技术研究进展[J].药学进展，2019，43（3）：209-216.

[2] 王静，赵文静，胡春梅，等.蛋白/多肽类药物脂质体的研究进展[J].化工技术与开发，2017，46（8）：32-36.

[3] 周浩澤，沈子龙，徐寒梅.蛋白多肽类药物药代动力学分析方法研究进展[J].药学进展，2017（8）：36-43.

[4] 杨旭，潘佳佳，夏菲，等.蛋白多肽类药物体内药代动力学特征及分析方法研究进展[J].药物生物技术，2014，21（4）：363-366.