长效多肽药物的研究
多肽类药物的发展与研究
多肽类药物的发展与研究随着现代医学的快速发展，越来越多的疾病需要生物药物治疗。
与化学药物不同，生物药物通常是蛋白质或多肽。
多肽作为一种药物载体，由于其结构相对简单而且特异性高，已经成为许多生物技术和治疗的重要组成部分。
多肽的基本结构由一至多个氨基酸残基按特定顺序组成。
不同的氨基酸序列可以导致不同的功能，如调节生长、抵抗细菌和病毒等。
由于氨基酸序列的差异和药物开发的挑战性，多肽类药物的研究和发展一度被认为是生物药物领域的瓶颈。
但随着生物技术的进步，多肽类药物的研究和开发正在快速提高。
目前已经有数百个多肽类药物获得批准，并有数千个正在研究开发中。
下面将从多个方面中介绍该领域的发展。
先进的技术和方法随着生物技术的不断创新，多肽类药物的研究和开发技术也在不断提高。
现代技术在多肽类药物的制备、分离、纯化、分析和表征等方面都得到广泛的应用。
其中一项突破性的技术是合成多肽类药物的方法。
传统上多肽类药物的制备是通过从天然来源提取和纯化多肽药物，但受到许多因素的限制。
目前合成多肽类药物的方法已经得到了较大的发展，可用于生成特定氨基酸序列的多肽药物。
此外，不断进步的质谱技术、结构化学和催化技术也逐渐得到应用。
通过研究多肽类药物的精细结构和重要的活性位点，科学家们可以提高药物的药效和生物活性。
丰富多样的应用领域多肽类药物的研究和开发主要集中在癌症、心血管疾病、自身免疫性疾病和神经系统疾病等领域。
其中，多肽抗体是一种主要类型的多肽类药物，具有广泛应用的潜力。
抗体可以识别生物体内的特定分子，在肿瘤细胞表面、病毒和细菌感染中起到重要作用。
多肽抗体的研究和开发正在迅速发展，许多抗体已经成功地用于癌症的治疗和预防。
此外，神经肽因子作为一种形式的多肽类药物也引起了广泛关注。
神经肽因子可以通过对神经元的调节来改善神经系统疾病，如帕金森病和阿尔茨海默病等。
这些多肽类药物在治疗癌症、心血管和神经系统疾病等方面发挥越来越重要的作用。
风险和挑战尽管多肽类药物有许多优点，但它们也面临一些挑战和风险。
多肽药物的研究现状与应用前景
多肽药物的研究现状与应用前景多肽药物就是指由氨基酸序列组成、分子量小于10 kDa、具有生物学活性的化合物。
相比较其他的药物，多肽药物具有独特的优点，比如更精准的效果、更快的作用、更少的副作用等。
由于这些优点，多肽药物在医药领域展现出了广阔的应用前景。
一、多肽药物的研究现状多肽药物的研究始于20世纪50年代，起初主要应用于生殖激素和甲状腺激素。
近年来，随着技术的不断发展，多肽药物研究得到了迅速发展。
其中最重要的发现是利用化学合成技术合成多肽。
化学合成技术使得多肽的产量大幅提高，分子结构稳定，药物活性更易确定。
同时，研究人员还开发了多种新的研究手段，例如基于DNA的方法、鉴定切割点的方法等。
目前，多肽药物研究领域有很多激动人心的进展。
比如，多肽药物的组合使用已经成为研究热点之一。
此外，研究人员还成功制备了一些高效的转化酶蛋白，用于清除多肽药物中的切割产物，提高其活性。
二、多肽药物的应用前景尽管多肽药物的研究历史并不长，但其应用前景却不容小觑。
多肽药物具有很多其他药物所没有的优点，比如极短的半衰期、高度特异性等。
这使得多肽药物在各种疾病治疗方面具有很大的潜力。
目前，多肽药物已经被应用在以下几个领域：1. 肿瘤学多肽药物在肿瘤学领域的应用有着很大的前景。
研究人员已经成功地利用多肽技术开发出一些可靶向诊断、治疗肿瘤的药物。
比如，莲座菌多肽、Tyr3-octreotide（Tyr3-OC）等药物，通过与肿瘤细胞表面的靶区结合，实现对癌细胞的治疗。
2. 神经学多肽药物在神经学领域应用较为广泛。
比如，利用人血管内皮生长因子（VEGF）结合肝素的多肽，可通过神经干细胞使用，用于创伤性神经退化症的治疗。
3. 消化学多肽药物在消化学领域的应用主要集中于胰岛素的应用。
研究人员已经开发出了一些新型的胰岛素和糖皮质激素合成蛋白，用于糖尿病的治疗。
4. 心血管学多肽药物在心血管学领域的应用也很广泛。
目前已经成功开发出了一些可用于心脏病的药物。
中药中多肽类药物研究新技术
中药中多肽类药物的研究新技术包括：基因工程技术：通过基因工程技术，可以生产出具有特定功能的重组多肽药物。
蛋白质工程技术：利用蛋白质工程技术，可以设计和优化多肽药物的结构和功能，提高其稳定性和药效。
噬菌体展示技术：噬菌体展示技术可以用于筛选和优化多肽药物，提高其亲和力和特异性。
合成多肽技术：通过合成多肽技术，可以生产出具有特定序列和功能的合成多肽药物。
纳米技术：纳米技术可以用于改善多肽药物的稳定性和药效，提高其靶向性和穿透性。
微流控技术：微流控技术可以用于研究多肽药物在细胞和组织中的运输和分布，提高其药效和安全性。
生物信息学技术：生物信息学技术可以用于研究多肽药物的基因组学、蛋白质组学、代谢组学等生物信息学特征，为多肽药物的设计和优化提供支持。
这些新技术在中药中多肽类药物的研究中具有重要的应用价值，可以帮助我们更好地了解多肽药物的性质和作用机制，提高其药效和安全性，为中药的现代化和国际化提供支持。
多肽药物的研究及应用
多肽药物的研究及应用多肽药物是目前生物医学领域中备受瞩目的一种疗法。
它们拥有许多优点，例如较高的特异性和生物活性、较好的药代动力学、较小的潜在毒性等。
因此，在过去的几十年中，多肽药物已经成为研究的热点。
本文将从多肽药物的定义、研究进展和应用的角度探讨它们在医学领域中的作用。
一、多肽药物的定义多肽药物是由2到50个氨基酸残基组成的天然或合成的生物分子，它们可以通过肽键连接在一起。
它们可以通过带电、亲水或亲疏水的特性与靶标蛋白相互作用，从而具有药物活性。
多肽药物通过特定的受体或酶的识别，达到治疗的效果。
二、多肽药物的研究进展1. 多肽药物合成技术的进步多肽药物的研究进展和应用，无法离开多肽的合成技术。
近年来，针对多肽药物的合成技术不断发展，合成成本得到了降低，合成效率也得到了提升。
目前，多肽合成技术的常用方法有化学合成、生物合成、分子印迹法、固相合成等。
2. 多肽药物的设计与筛选多肽药物的接受性受到许多因素影响，例如口服可及性、生物稳定性和免疫原型。
因此，多肽药物的设计和优化显得尤为重要。
利用计算机辅助设计和评估技术，可以调整多肽药物的特征，例如亲水性和电性等，在一定程度上预测和改善其生物利用度。
筛选优化后的多肽药物，可以使用现代的技术和设备进行验证活性和特异性，例如生物传感器、生物成像、活细胞学等。
三、多肽药物的应用多肽药物在疾病治疗等方面有着广泛的应用。
下面分别介绍几种常见的多肽药物应用。
1. 降糖药现代医学中，许多人将胰岛素视为降糖药。
实际上，由于胰岛素本身并不能长时间稳定的存在于人体里，因此，现在最常用的降糖药物是胰岛素释放激素类多肽。
2. 肿瘤诊断与治疗许多肿瘤生长与表面标记物相关。
这就是为什么多肽药物可以作为肿瘤诊断和治疗的一种好方法。
例如，有一个名为Somatostatin受体的标记可以适用于神经内分泌和小细胞肺癌，同时充当治疗剂。
3. 肌无力症的治疗肌无力症是由于神经肌肉接口中可溶性蛋白质骨架上乙酰氯酶活性不足而导致的自体免疫疾病。
多肽药物的合成和研究进展
多肽药物的合成和研究进展多肽药物是指由两个或者两个以上的氨基酸通过肽键结合形成的化合物。
这种药物具有良好的稳定性和高效性，可以针对性地调节体内的生理活动，因此在药物研发领域具有广泛的应用前景。
然而，多肽药物存在着易被酶降解、生物利用度低等问题，这些限制了它们的临床应用。
针对这些问题，学者们不断地探索新的合成方法，研究新的载体和修饰方法，以提高多肽药物的疗效和安全性。
一、多肽药物的合成方法多肽药物的合成方法主要有两种：化学合成和生物合成。
其中，化学合成是指利用化学反应方法，在实验室内将氨基酸分子通过肽键连接成为一条链的过程。
这种合成方法可以得到高纯度的产品，但其产量较低，合成过程中需要耗费大量的时间和人力物力成本。
而生物合成则是通过生物技术手段，利用生物体内的自然合成过程，由生物体内的纤维蛋白聚合酶（PPS）引导氨基酸聚合成为肽链的过程。
这种方法生产效率高，但产品的纯度有待进一步提高。
二、多肽药物的载体和修饰为了克服多肽药物易被酶降解、生物利用度低等问题，学者们开展了大量的载体和修饰研究。
载体是指将多肽药物和一种或者多种物质结合，以提高药物在体内的生物利用度和靶向效果。
目前常用的载体有脂质体、微球体和聚合物等。
此外，还有一种叫做水溶性载体的新型载体，能够有效地控制多肽药物的释放。
修饰是指在多肽药物的分子结构中引入一定程度的化学改变，以提高其疗效和生物利用度。
目前，很多学者都在研究一些小分子修饰剂，但是这些剂量往往很难控制，有些还会引起不良的副作用。
因此，目前研究的技术主要集中在底物依赖性修饰、外部范围限制修饰和蛋白质融合等方面。
这些技术能够降低药品出现副作用的风险，并提高了其生物利用度和靶向效果。
三、多肽药物的研究进展自20世纪以来，多肽药物在医学领域中得到了广泛的应用，特别是在肿瘤治疗、免疫调节和新型降糖药物等方面。
目前，多肽药物的研究主要包括三个方面：第一，对多肽药物的合成、载体和修饰进行持续性的优化和改进，以提高药物的安全性和疗效。
研究多肽在药物研发中的应用
研究多肽在药物研发中的应用多肽是指由数个氨基酸组成的一种生物大分子，具有生物活性。
在药物研发中，多肽已经成为一种备受关注的药物类型。
本文将从多肽的基础知识、多肽在药物研发中的应用、多肽药物的发展前景三个方面来探讨多肽在药物研发中的应用。
一、多肽的基础知识多肽是生物体内的一种重要的分子，由多个氨基酸通过肽键连接而成。
多肽长度一般在10-100个氨基酸之间，分子量一般在1000-10000之间。
多肽可以具有多种生物活性，因为它可以通过特定的结构与生物体内的受体相互作用，从而产生生物效应。
比如，常见的蛋白激酶、激素、生长因子等都是多肽类分子。
二、多肽在药物研发中的应用多肽类药物在药物研发中有着广泛的应用。
一方面，多肽类药物本身就可以作为药物来使用，比如一些临床上已经应用的多肽类药物，如生长激素、降钙素等。
另一方面，多肽类分子可以通过特定的方法进行修饰，增强其稳定性、活性并改善其生物利用度。
具体而言，多肽类药物可以通过以下几种途径进行改良。
1. 载体修饰多肽类分子通过合成一些特殊的载体分子，可以提高多肽类分子的稳定性、药效和药代动力学特性。
比如，可以通过PEG合成聚乙二醇（PEG）修饰多肽，增加其稳定性，缩短药代时间，改善药效。
2. 替代修饰通过将多肽中某些氨基酸替换为其他小分子，可以使得多肽更具有生物活性。
比如，替代修饰可以增加多肽的稳定性，使其在体内更加容易稳定，增加其抗蛋白酶的能力。
3. 空间构造修饰通过将多肽类分子进行空间构造的改变，来增加多肽类分子的稳定性、活性和药代动力学特性。
比如，将多肽类分子进行环化，可以使多肽具有更好的抗氧化性和稳定性，从而增强药效。
三、多肽药物的发展前景多肽类药物是一种备受关注的药物类型。
相对于传统的小分子化合物药物，多肽类药物在药物研发中具有一系列独特的优点。
首先，多肽类药物具有更好的特异性和亲和性，可以更容易地与受体结合，从而达到预期的药物效果。
其次，多肽类药物在体内往往具有更好的耐受性和生物利用度。
多肽药物的设计与合成方法研究
多肽药物的设计与合成方法研究多肽药物是指由两个或两个以上氨基酸分子组成的生物大分子，也称为肽类药物。
与传统的小分子化学药物相比，多肽药物具有分子量较大、结构复杂、活性高、选择性强、生物利用度低等特点。
多肽药物的研究与合成是当今生物医学领域的重要研究方向之一。
一、多肽药物的设计方法多肽药物的设计是药物研发的重要环节，其本质是选择适当的氨基酸序列，通过合成手段组装成目标多肽。
按照多肽药物设计的目的不同，可以分为以下几类。
1、仿生学设计法仿生学设计法是通过模拟天然蛋白质的结构和序列，设计具有特定生物活性的多肽药物。
例如，通过对视网膜硫辛酸蛋白的结构解析，设计出类视网膜素类似物的多肽药物，用于治疗眼疾。
2、基于配体受体相互作用设计法配体受体相互作用是多种生物分子间相互作用的重要方式。
基于配体受体相互作用设计法是以已知的受体蛋白为目标，设计出能够与其高效结合的多肽药物。
例如，针对人类表皮生长因子受体的多肽药物已成功应用于肿瘤治疗。
3、全面遍历筛选法全面遍历筛选法是以目标蛋白为靶，设计出大量的多肽药物，通过体外筛选法选择具有生物活性的化合物。
这种方法能够针对更多的生物靶点研发出多肽药物，但需要进行大量的试验。
二、多肽药物的合成方法多肽药物的合成是多肽药物研究的基础。
由于多肽药物的分子量较大、结构较复杂，因此需要特定的合成方法。
常见的多肽药物合成方法包括以下几种。
1、固相合成法固相合成法是利用针对氨基酸侧链的保护基和活化剂，在小固相支架上逐步加入氨基酸，在不断去除保护基的同时进行脱保护、活化、偶联等反应，最终合成出目标多肽。
这种方法可以分段合成，合成的多肽纯度高，可进行规模化合成。
2、液相合成法液相合成法是将合成每个氨基酸的反应液分别加入反应系统，逐一进行活化和偶联反应。
这种方法适用于较短的多肽，但合成效率较低。
3、化学合成法化学合成法是指通过合成前体反应物和进一步和氨基酸靶向偶联得到多肽的方法。
这种方法适用于多肽中含有非天然氨基酸，且选择性强，但反应条件较为严苛，容易产生废物和副产物。
多肽类药物的设计与研究
多肽类药物的设计与研究随着医学科技的不断进步和发展，多肽类药物被越来越多地用于临床治疗。
多肽类药物以其高度的特异性、较小的毒副作用和高效性备受关注。
要设计和研究出高质量的多肽类药物，需要考虑一系列的因素。
1.多肽类药物的作用机制首先，在设计多肽类药物之前必须了解药物的作用机制。
多肽类药物与生物大分子相互作用并调节生物体内的信号传递。
例如，针对人类生长激素释放激素受体（GHRH），多肽类药物剂量预测经验模型可以有不同的作用机制。
因此，在设计多肽类药物时需确保其适用的靶点和相应的作用机制。
2.多肽类药物的药代动力学其次，在开发新药物时，需要考虑药代动力学因素。
多肽类药物的药代动力学与代谢速度等因素有关。
药代动力学因素对药物的吸收、分布、代谢和排泄产生影响，这些因素直接影响药物对疾病的治疗效果和副作用。
因此，通过实验提取相关数据来优化多肽类药物的药代动力学也是药物设计的重要环节。
3.选择载体和制剂技术除了药代动力学，载体和制剂也是多肽类药物设计中的重要环节。
多肽类药物是高分子化合物，不易通过生物膜进入体内。
为了增加多肽类药物的生物利用度，需要设计具有良好生物相容性的载体和制剂。
此外，为了延长药物在体内的半衰期和减少药物副作用，在制剂方面需要使用药物缓释技术、抗体介导靶向药物递送技术和纳米技术。
4.多肽类药物的剂量的确定在多肽类药物设计过程中，需要优化药物的剂量。
药物的剂量应张小到充分利用药物的生物学效应，但又不能过大，以防止毒副作用的发生。
此外，还需要考虑药物的生物可利用度和药代动力学特征，以最大限度地提高药物的疗效。
5.多肽类药物的毒副作用毒副作用是导致药物临床应用受限或被收回的重要原因之一。
在多肽类药物设计时，需要对药物的毒副作用进行评估和防止。
例如，可以通过分子模拟和基因修饰的方法优化药物结构和减少药物对人体的有害作用。
总之，多肽类药物的设计和研究需要了解药物的作用机制、药代动力学、制剂技术、剂量和毒副作用等方面的因素。
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长效多肽药物研究进展王秀贞1,2 吴 军13 孟宪军2(1军事医学科学院生物工程研究所 北京 100071 2沈阳农业大学食品科学院 沈阳 110161)摘要 重组蛋白药物在体内存留时间的长短,极大地影响到药物的使用剂量和治疗效果。
防止多肽在体内迅速降解、延长半衰期成为蛋白质工程药物改造的重要课题之一。
经过许多学者多年来的不懈研究,不少长效多肽药物已经上市,还有一些正在进行临床研究。
综述了几种多肽药物常用的长效改造方法如化学修饰、基因融合、点突变以及药物制剂释放系统的改造。
关键词 多肽药物 半衰期收稿日期:2003203221 修回日期:20032082223通讯作者,电子信箱:wqmxjr @s 生物技术的发展极大地促进了多肽、蛋白药物的研制开发,目前已有40种以上重要的治疗药物上市,720多种生物技术药物正进行Ⅰ～Ⅲ期临床试验或接受FDA 审评,其中200种以上的药物进入最后的批准阶段(Ⅲ期临床与FDA 评估)。
多肽因子、蛋白药物主要通过降解、排泄、以及受体介导的内吞等作用在体内被清除。
其中分子量小于20kDa 的多肽因子在代谢过程中易由肾小球滤过;通过肾小管时多肽因子又被其中的蛋白酶部分降解并从尿中排出,因而半衰期短。
为维持一定的疗效需要大剂量反复用药,长期的频繁注射不仅增加了病人的痛苦而且易引发一系列副反应。
近几年各国学者主要从化学修饰、基因融合、点突变以及制剂改造等方面着手进行长效多肽药物的研究。
1 化学修饰化学修饰是延长蛋白药物半衰期的一个有效途径,其中应用最为广泛的修饰剂是单甲氧基聚乙烯二醇(methoxypoly ethylene glycol ,mPEG ),其次是多糖类如葡聚糖、聚蔗糖、淀粉等;同源蛋白质、人工合成多肽类如白蛋白、聚丙氨酸等;长链脂肪酸类以及聚烯属烃基化合物、聚酸酐等[1]。
PEG 是惰性、两亲、不带电荷的柔性聚合物,分子量随聚合程度而变化(1～50kDa ),有线性和支链两种构型,其中线性单甲氧基聚乙烯醇(mPEG )已经FDA 批准作为许多药物的安全载体。
mPEG 通过共价键与蛋白质连接,对蛋白表面氨基进行修饰以有效地改变多肽、蛋白药物在体内的分布和药物学特性。
目前mPEG 修饰已应用于40多种不同蛋白的修饰如猪血清白蛋白(BS A )、粒细胞集落刺激因子(G 2CSF )、白介素22(I L 22)等。
PEG 修饰后血浆半衰期一般可延长几倍至几十倍甚至是上百倍(表1),但大部分蛋白的免疫原性也有所降低,而蛋白的生物活性也有不同程度降低。
这可能是由于PEG 大分子在蛋白分子周围形成一层外壳阻碍了免疫细胞与蛋白的接触保护了蛋白,掩盖了蛋白酶识别位点避免蛋白酶降解的发生,但同时也使蛋白的活性位点受到影响。
中国药科大学田泓等[2]用聚乙二醇修饰干扰素α2的研究表明活性损失与修饰率有关,修饰率保持在30%以内时生物活性保持较好M otooY amasaki 等[3]在PEG 修饰重组人粒细胞集落刺激因子(rhG 2CSF )中发现修饰位点的多少(即1分子rhG 2CSF 与几分子PEG 结合)对半衰期的延长方面并无多大影响,但修饰位点少活性损失就相对少一些;为保持蛋白的生物活性,采取位点特异性修饰即将蛋白功能结构域中易与PEG 结合的氨基酸残基换成功能相似不干扰蛋白与PEG 结合的氨基酸残基如赖氨酸替换成精氨酸[4]。
PEG 修饰应用十分广泛,它对酶、多肽、受体、抗体片断等均能实现偶联以延长半衰期,抗体药物是继疫苗之后的第二大生物技术药物产业,但是异体抗体容易产生免疫识别而被清除,经PEG 修饰后就可得到明显改善[5],从而为抗体更广泛地应用于疾病的治疗提供了基础。
随着研究的不断深入,不少PEG 修饰蛋白药物已经上市或者进入临床(表2)。
第23卷第10期中 国 生 物 工 程 杂 志CHI NA BI OTECH NO LOGY2003年10月表1 蛋白药物经PEG修饰后半衰期的变化 蛋白药物半衰期(PEG修饰前)半衰期(PEG修饰后)超氧化物歧化酶5m in412h尿激酶原5128m in6918h粒细胞集落刺激因子115h12h精氨酸酶110h12h干扰素2a3～8h65h白介素26211m in206m in白介素2244m in256m in链激酶4m in20m in 多糖和白蛋白作为化学修饰剂也有成功范例,用于治疗血栓的葡聚糖—链激酶已在俄罗斯面市;白蛋白已作为多种蛋白药物的载体[6],白蛋白2S OD 半衰期由5min提高到6h;白蛋白2G H半衰期由5min提高2～3h,Aimme G uider Paige等将rhG2CSF 通过异双功能试剂聚乙二醇与白蛋白共价偶联,使G2CSF的体内清除速度降低约6倍。
也有将蛋白药物与抗体偶联来延长药物半衰期的报道[7]。
但是化学修饰是完全随机的,带来的产物不均一性及药物活性的降低似乎是不可避免的,为此有人提出采用酶法进行位点特异性修饰。
对于修饰剂的活化方法、修饰位点、修饰率、修饰反应时间等都需要深入研究。
表2 部分PEG修饰药物研究进展状况蛋白药物研究进展所属公司商标Π商品名粒细胞集落刺激因子上市Amgen S DΠ01α干扰素2b上市Schering Plough PEG2Intron α干扰素2a上市H offman2La R oche Pegasys 超氧化物歧化酶临床Pharmacia尿酸酶临床Pharmacia蜂毒临床Pharmacia人生长激素拮抗剂临床Pharmacia白介素22Ⅲ期临床Pharmacia重组链激酶Ⅱ期临床Diosynth RTP Inc天冬酰胺酶美国和俄罗斯上市Enz on ONCASPAR 腺苷脱胺酶上市Enz on ADAGE N2 基因融合通过基因融合技术增加多肽和蛋白药物分子量或改变与受体的亲和性等原理延长药物半衰期。
人血清白蛋白(HS A)是现有天然载体蛋白之一,并且是血液中含量最高的单一蛋白(达40gΠL),是人体血浆的主要成分,在体内有维持血液渗透压,运输营养和其它重要生物物质的作用,具有无免疫原性,人体相容性好,分子量大(约为66kDa),半衰期长(达两周)等稳定剂和多肽运载蛋白的必需性质,它已成功地在哺乳动物细胞和酵母中实现高效表达。
日本G reen Cross公司酵母表达的HS A已完成Ⅲ期临床实验和规模化生产的准备,临床实验证明酵母表达的HS A与天然的HS A在效果和安全性方面完全一致[8]。
1990年英国delta公司首先将白蛋白用于基因融合提高多肽、蛋白药物的半衰期, 1997年申请了HS A与人生长激素(HG S)的融合蛋白的专利。
美国Y eh等将C D4与HS A融合表达, HS A2C D4融合蛋白在小鼠体,内半衰期较C D4延长140倍,使其半衰期与HS A相似[9]。
2001年美国HG S公司研制的HS A与α2干扰素、人生长激素、I L2 2的融合蛋白分别进入临床试验,其中人生长激素临床前数据表明其体内清除速率较融合前降低了50倍[10]。
用于治疗血小板凝集的73个氨基酸的毒液肽Barbourin与白蛋白融合后清除率较Barbourin明显降低且活性保持较好[11],水蛭素融合白蛋白后不仅延长了药效,且增强了其生物学活性[12]。
利用抗体Fc段所特有的生物学功能与某些多肽或蛋白融合可增加该蛋白的血浆半衰期,一般采用引入重链稳定区(Cγ2或Cγ4)构建融合蛋白,例如I L210是一种抗炎症因子,制备重组I L210ΠIgG2Fc融合蛋白能明显延长I L210的半衰期[13]。
Cham ow等[14]制备了C D4ΠIgG,包括C D4的V1,V2结构域,人Ig重链铰链区及Fc段,已进入Ⅰ期临床试验。
酵母表达的抗体单链Fv段(scFv)与抗体Fc (人IgG1片断)融合蛋白以二聚体形式在培养上清中,scFv段分子量由原来的25kDa增至106kDa,小42中 国 生 物 工 程 杂 志第23卷鼠体内试验表明血浆半衰期由315h延长至93h[15]。
据报道scFv片断具有抗蛋白酶降解的作用,与L2天冬酰胺酶融合后L2天冬酰胺酶半衰期由2h延长至9h[16]。
I L22,G M2CSF,T NF,C D4, T NFR等与抗体片断融合后半衰期都有不同程度的增加,其中T NFR与IgG1(Cγ1)融合蛋白已经美国和欧洲批准上市。
除了利用蛋白载体基因融合外有些细胞因子之间融合也可以实现药效的延长,促血小板生成素(T po)富糖基化的C端在体内可能有稳定分子、延长半衰期以提高分子效率的作用,汪治清等[17]构建了红细胞生成素(E po)2T po融合蛋白,初步试验结果显示E po半衰期由8h增至12h。
中国专利01104265用基因工程方法生产增强其生物活性的红细胞生长因子二联体Π三联体融合蛋白,不仅延长了蛋白体内半衰期而且增强了生物功效,减少用药次数,有望提高红细胞刺激因子的临床实用价值。
融合蛋白基因稳定性高,可调控表达且制备简单,产物均一,对蛋白、多肽药物活性影响小等,是目前研究长效多肽、蛋白药物的良好途径。
3 点突变技术利用寡核苷酸引物、PCR介导的定点突变及盒式突变等方法使蛋白药物中影响活性或稳定性的氨基酸发生突变可以有效提高蛋白稳定性,增加药物半衰期。
例如白介素22是一条133个氨基酸组成的多肽链,其中呈游离状态的Cys2125易形成错误的二硫键配对或形成分子之间的二聚体影响活性和稳定性,将Cys2125用Ser或Ala取代后生物活性比正常高1倍,体内半衰期由数分钟提高到112h[18]。
重组组织型纤溶酶源激活剂(rtPA)能高效特异地溶解血栓,目前两种新型tPA(K22tPA、T NK2tPA)已被欧洲和美国批准上市。
K22tPA保留了tPA123及176～527位氨基酸的肽段,缺失K1区、E区和F区使之成为单链多肽,无糖基侧链,半衰期延长4～5倍;T NK2tPA突变体是将tPA103位Thr变成Asn;117位Asn变成G ln;Lys2962His2972 Arg2982Arg299替换成4个Ala,该突变体血清清除速率降低4倍左右,已获得美国FDA批准进入市场。
自然界中亦存在天然突变体,使其具有更高的生物学活性和更长的血浆半衰期,如载脂蛋白AI (apoAI)的米兰突变体(AI M),即apoAI的Arg173突变为Cys173,两个AI M单体通过Cys173之间的二硫键形成同源二聚体,血浆半衰期得到进一步延长。
4 长效制剂对于半衰期短的多肽、蛋白药物也可以采取改变剂型或包埋的形式延缓其在体内的释放来延长药物作用时间。
许多学者在这方面进行了深入的研究和开发,并取得了一定的成果。