蛋白质多肽类药物
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多肽与蛋白质类药物
A. 许多活性蛋白质、多肽都是由无活性的蛋白质前体，经 过酶的加工剪切转化而来的有共同的来源，相似的结构 ，保留着若干彼此所特有的生物活性。研究活性多肽结 构与功能的关系及活性多肽之间结构的异同与其活性的 关系，将有助于设计和研制新的活性多肽药物。
B. 对蛋白质类药物进行结构修饰
多肽、蛋白质类药物分类
3.3.1 反相高效液相色谱
3.3.1 反相高效液相色谱
分离机理：
①用C4～C8烷基作配基，将配基键合在固定基质上作为固定相 ，以水溶性有机溶剂（如甲醇、乙腈、异丙醇）加强酸作流 动相（流动相极性大于固定相）。
②蛋白质分子中既有亲水性基团（-OH，-NH、-COOH、SH 等），也有疏水性基团（如苯环、-CH3、-CH2和-CH等）。
理论上，每公顷红花田可生产出1公斤人胰岛素原料药。
3.2 多肽和蛋白质药物的生产方法
加拿大渥太华大学生物技术研究中心的科研人员也利 用另两种高产作物——烟草和水稻植株生产出了一种 名为“胰岛素样生长因子”(ILGF)的新型降血糖药物 。
据称，ILGF的降糖效果甚至优于常规口服降糖药。 如果ILGF能通过临床试验并成功上市，或将成为前景
3.2 多肽和蛋白质药物的生产方法
加拿大SembioSys生物工程公司利用北美洲普遍栽培的高 产油料作物——红花作为转基因植物“平台”，成功生 产出“红花子来源人胰岛素”，
该胰岛素顺利通过动物实验与Ⅰ～Ⅱ期临床试验，其药 代动力学与药效学试验结果与美国礼来利用大肠杆菌表 述胰岛素基因生产的重组DNA人胰岛素基本一样。
多肽和蛋白质的物化性质
4. 变性 ➢ 天然蛋白质的严密结构在某些物理或化学因素作用下，
其特定的空间结构被破坏，从而导致理化性质改变和生 物学活性的丧失，如酶失去催化活力，激素丧失活性， 称之为蛋白质的变性作用(denaturation)。 ➢ 变性蛋白质和天然蛋白质最明显的区别是溶解度降低
B. 对蛋白质类药物进行结构修饰
多肽、蛋白质类药物分类
3.3.1 反相高效液相色谱
3.3.1 反相高效液相色谱
分离机理：
①用C4～C8烷基作配基，将配基键合在固定基质上作为固定相 ，以水溶性有机溶剂（如甲醇、乙腈、异丙醇）加强酸作流 动相（流动相极性大于固定相）。
②蛋白质分子中既有亲水性基团（-OH，-NH、-COOH、SH 等），也有疏水性基团（如苯环、-CH3、-CH2和-CH等）。
理论上，每公顷红花田可生产出1公斤人胰岛素原料药。
3.2 多肽和蛋白质药物的生产方法
加拿大渥太华大学生物技术研究中心的科研人员也利 用另两种高产作物——烟草和水稻植株生产出了一种 名为“胰岛素样生长因子”(ILGF)的新型降血糖药物 。
据称，ILGF的降糖效果甚至优于常规口服降糖药。 如果ILGF能通过临床试验并成功上市，或将成为前景
3.2 多肽和蛋白质药物的生产方法
加拿大SembioSys生物工程公司利用北美洲普遍栽培的高 产油料作物——红花作为转基因植物“平台”，成功生 产出“红花子来源人胰岛素”，
该胰岛素顺利通过动物实验与Ⅰ～Ⅱ期临床试验，其药 代动力学与药效学试验结果与美国礼来利用大肠杆菌表 述胰岛素基因生产的重组DNA人胰岛素基本一样。
多肽和蛋白质的物化性质
4. 变性 ➢ 天然蛋白质的严密结构在某些物理或化学因素作用下，
其特定的空间结构被破坏，从而导致理化性质改变和生 物学活性的丧失，如酶失去催化活力，激素丧失活性， 称之为蛋白质的变性作用(denaturation)。 ➢ 变性蛋白质和天然蛋白质最明显的区别是溶解度降低
2.3蛋白质和多肽药物的生产
目录
胃膜素
目录
胸腺素（Thymus hormones） ）
功能：诱导T细胞分化增生，维持机体的 免疫平衡状态。 F5是一种混合多肽（50余种，pI3.5~9.5) 对热较稳定，加温80℃生物活性不降低。 ℃ 对热较稳定
目录
原料：动物胸腺 制备方法：生化提取
目录
（2）工艺路线 ）
丙酮脱脂
目录
凝胶层析
目录
1、根据蛋白质等电点的不同来纯化蛋白质 、 2、根据蛋白质分子形状和大小的不同来纯化蛋白质 、 3、根据蛋白质溶解度的不同来纯化蛋自质 、 4、根据蛋白质电离性质的不同来纯化蛋白质 、 5、根据蛋白质专一性结合特性的不同来纯化蛋白质 、 6、根据蛋白质疏水基团与相应的载体基团结合来纯化 、 蛋白质 7、根据蛋白质在溶剂系统中分配的不同来纯化蛋白质 、 8．根据蛋白质受物理、化学等作用因素的影响来纯化 ．根据蛋白质受物理、 蛋白质 9、根据蛋白质的选择性吸附性质来纯化蛋白质 、 10、根据酶对蛋白质的作用来纯化蛋白质 、
目录
凯 氏 定
目录
2、紫外吸收法 、
蛋白质分子中酪氨酸、色氨酸在 蛋白质分子中酪氨酸、色氨酸在280nm左右具有最大 左右具有最大 吸收，由于在各种蛋白质中这几种氨基酸含量差别不大， 吸收，由于在各种蛋白质中这几种氨基酸含量差别不大， 所以280nm的吸收值与浓度具正相关，可用于蛋白质 的吸收值与浓度具正相关， 所以 的吸收值与浓度具正相关 含量的测定。 含量的测定。 但260nm处核酸的吸收峰会造成误差 处核酸的吸收峰会造成误差 按下列经验公式计算蛋白质的含量： 按下列经验公式计算蛋白质的含量： 蛋白质浓度（ 蛋白质浓度（mg/ml ) =1.45×A280一0.74×A260 × ×
蛋白质多肽类药物
▪ 20世纪80年代 研究者克隆了人干扰素基因，实现了基因工程
rhuIFN的大规模生产。
▪ 到了20世纪90年代 以提高rhuIFN的生物利用度和药代动力学
为主要开发方向，进行了干扰素聚乙二醇（PEG）修饰，研制了长效 干扰素，减少了给药次数，提高了疗效。
▪ 1986年 第一个重组人α干扰素Roferon(Huffman-La Roche)上市,现
复杂的化学降解和物理变化而失活。
实用文档
蛋白多肽类药物的关键问题
提高稳定性的方法： （1）温和的生产条件如对温度、机械搅拌强度和有 机溶剂的选择，对无菌条件的控制，容器的吸附效 应，水分控制，低温冷藏等。 （2）设计正确的处方如PH、缓冲对、电解质；加 入适宜稳定剂、冻干保护剂、阻聚剂如非离子表面 活性剂、糖、甘露醇、山梨醇、PEG、人血清白蛋 白等以及制备包合物等。
实用文档
蛋白多肽类药物的关键问题 蛋白多肽类药物关键问题
▪1）结构特征：蛋白质分子的化学结构决定其活性；药物的空间结
构即二维、三维结构也同样影响生物活性；另外，多肽及蛋白质的分子 量常为数千至几十万，颗粒大小在l～100nm之间，不能透过半透膜。
▪2）体内外不稳定性：蛋白质药物在体内外环境可能经受多种
实用文档
▪粒细胞/单核细胞集落刺激因子GM-CSF（1985年Wong和克隆出人GM-CSF的cDNA，并实现了表 达，1993年张智清等人在国内首次克隆了人GM-CSFcDNA，并在大肠杆菌里获得表达）
▪其他造血相关因子
实用文档
人细胞因子
▪刺激网织红细胞的早期向血液中释放 EPO 的功效在一
定剂量范围内呈剂量依赖性，但剂量超过太大后并不增加药效。
实用文档
rHuEPO的应用
rhuIFN的大规模生产。
▪ 到了20世纪90年代 以提高rhuIFN的生物利用度和药代动力学
为主要开发方向，进行了干扰素聚乙二醇（PEG）修饰，研制了长效 干扰素，减少了给药次数，提高了疗效。
▪ 1986年 第一个重组人α干扰素Roferon(Huffman-La Roche)上市,现
复杂的化学降解和物理变化而失活。
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蛋白多肽类药物的关键问题
提高稳定性的方法： （1）温和的生产条件如对温度、机械搅拌强度和有 机溶剂的选择，对无菌条件的控制，容器的吸附效 应，水分控制，低温冷藏等。 （2）设计正确的处方如PH、缓冲对、电解质；加 入适宜稳定剂、冻干保护剂、阻聚剂如非离子表面 活性剂、糖、甘露醇、山梨醇、PEG、人血清白蛋 白等以及制备包合物等。
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蛋白多肽类药物的关键问题 蛋白多肽类药物关键问题
▪1）结构特征：蛋白质分子的化学结构决定其活性；药物的空间结
构即二维、三维结构也同样影响生物活性；另外，多肽及蛋白质的分子 量常为数千至几十万，颗粒大小在l～100nm之间，不能透过半透膜。
▪2）体内外不稳定性：蛋白质药物在体内外环境可能经受多种
实用文档
▪粒细胞/单核细胞集落刺激因子GM-CSF（1985年Wong和克隆出人GM-CSF的cDNA，并实现了表 达，1993年张智清等人在国内首次克隆了人GM-CSFcDNA，并在大肠杆菌里获得表达）
▪其他造血相关因子
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人细胞因子
▪刺激网织红细胞的早期向血液中释放 EPO 的功效在一
定剂量范围内呈剂量依赖性，但剂量超过太大后并不增加药效。
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rHuEPO的应用
13-2多肽与蛋白质类药物
下丘脑激素
甲状腺激素 胰岛激素 胃肠道激素
胸腺激素
表皮生长因子（EGF），转移因子（TF）， ），转移因子 （2）多肽类细胞生 表皮生长因子（EGF），转移因子（TF）， 心钠素（ANP）等。 长调节因子 心钠素（ANP） 骨宁、眼生素、血活素、氨肽素、妇血宁、 （3）含有多肽成分 骨宁、眼生素、血活素、氨肽素、妇血宁、 的其它生化药物 脑氨肽、蜂毒、蛇毒、胚胎素 胚胎素、 助应素、 脑氨肽、蜂毒、蛇毒 胚胎素、 助应素、 神经营养素、胎盘提取物、 提取物、 神经营养素、胎盘提取物、花粉 提取物、 脾水解物、肝水解物、心脏激素等。 脾水解物、肝水解物、心脏激素等。
二、多肽与蛋白质类药物的制造方法
蛋白质与多肽类药物的提取分离与纯化法 多肽与蛋白质的化学合成法 基因工程法
（ 一） 蛋白质药物
原料选择
发 酵 沉 淀
变性 复性
生物 组织 破碎 提取
上清液
蛋白质纯化 纯度 活性鉴定
合格 不合格
精品
1、原料选择
2、提取
3、分离纯化
纯化 根据目的蛋白与杂质之间的差异进行纯化。 根据目的蛋白与杂质之间的差异进行纯化。
1963年 固相合成（1963年R.B.Merrifield 创立，并因此获1984年获诺贝尔化学奖） 创立，并因此获1984年获诺贝尔化学奖） 1984年获诺贝尔化学奖
→将氨基酸的C-末端固定在不溶性树脂上，然后将此树脂 将氨基酸的C 末端固定在不溶性树脂上， 上几次缩合氨基酸，延长肽链，合成蛋白质。 上几次缩合氨基酸，延长肽链，合成蛋白质。
例如：人胰岛素（Insulin） 例如：人胰岛素
B30 A8 ;A10 ;B30 B28 ;B29 B28 A21 ;B31 ;B32 B30去除；B29修饰
蛋白多肽类药物
临床应用与价值
临床应用
蛋白多肽类药物广泛应用于肿瘤、心血管、神经、内分泌等领域，对一些难治性 疾病的治疗取得了显著效果。
价值
蛋白多肽类药物作为现代生物技术的产物，为临床治疗提供了新的手段和方法， 对提高患者生存率和生活质量具有重要意义。
02
蛋白多肽类药物的发展历程
早期探索阶段
蛋白多肽类药物的早期探索阶 段主要集中在20世纪初至中期。
分类
根据来源和制备方法，蛋白多肽类药 物可分为重组蛋白药物、细胞因子、 生长因子、激素、免疫调节剂等。
作用机制与特点
作用机制
蛋白多肽类药物通过与靶细胞表面的受体结合，激活或抑制信号转导途径，从 而发挥特定的生理或药理作用。
特点
蛋白多肽类药物具有高活性、低毒性、低免疫原性等优点，在临床治疗中具有 重要作用。
基因工程技术可以生产出具有生物活性的蛋白多肽药物，如胰岛素、生长激素等。
细胞培养技术
细胞培养技术是通过培养细胞来 生产蛋白多肽药物的一种方法。
细胞培养技术可以模拟生物体内 的生理环境，使细胞在体外生长 繁殖并产生所需的蛋白多肽药物。
细胞培养技术具有生产周期短、 产量高、产品质量稳定等优点， 广泛应用于蛋白多肽药物的生产。
03
同时，随着免疫疗法和细胞疗法 等新型治疗手段的出现，多肽药
物的应用领域也在不断扩展。
04
03
蛋白多肽类药物的生产与制备
基因工程技术
基因工程技术是利用重组DNA技术，将外源基因导入细胞内，在细胞内表达产生所 需的蛋白多肽药物。
基因工程技术具有高表达、高纯度、大规模生产的优势，已成为蛋白多肽药物制备 的主要手段之一。
化学合成技术
化学合成技术是通过化学反应合成蛋 白多肽药物的一种方法。
蛋白质多肽类药物
段的融合蛋白，含934个氨基酸，适应症为风湿性关节炎
3）1999年上市的免疫毒素Ontak（Ligand）：适应症
是皮肤T细胞淋巴瘤（CTCL），是缺失细胞结合域的白喉毒素与IL-2的 N端133个氨基酸的融合蛋白。
4）2003年上市的Amevive（Biogen Idec）：是LEF-3
的CD2与IgG的Fc
精品课件
rHuEPO原理
•rHuEPO是一种酸性糖蛋白 •分子量:29.8士0．3kDa •1985年问世并成为注册药物。 •启动子构建成表达载体→不同的细胞株[有中国仓鼠卵细胞(CH0)、幼仓鼠肾细胞(BHK)及C127
小鼠纤维细3]作为受体进行表达→获取rHuEPO。
• rHuEPO与EPO： 1）氨基酸序列完全相同，仅糖基部分有微小差别； 2）在结构上的不同是N-端唾液酸含量的差异； 3）作用极为相似，可以明显提高人体的红细胞数量及血红蛋白含量，从
▪ 20世纪80年代 研究者克隆了人干扰素基因，实现了基因工程
rhuIFN的大规模生产。
▪ 到了20世纪90年代 以提高rhuIFN的生物利用度和药代动力学
为主要开发方向，进行了干扰素聚乙二醇（PEG）修饰，研制了长效干 扰素，减少了给药次数，提高了疗效。
▪ 1986年 第一个重组人α干扰素Roferon(Huffman-La Roche)上市,
在此仅计为1个）
▪3个"重磅炸弹": Humulin（野生型胰岛素）、Humalog (Eli
Lilly，胰岛素突变体)、Lantus (Anvents，胰岛素突变体)
▪人生长激素（1985年第一个重组人生长激素Protropin(Genetech)
上市）
▪卵泡刺激激素 ▪其他激素
3）1999年上市的免疫毒素Ontak（Ligand）：适应症
是皮肤T细胞淋巴瘤（CTCL），是缺失细胞结合域的白喉毒素与IL-2的 N端133个氨基酸的融合蛋白。
4）2003年上市的Amevive（Biogen Idec）：是LEF-3
的CD2与IgG的Fc
精品课件
rHuEPO原理
•rHuEPO是一种酸性糖蛋白 •分子量:29.8士0．3kDa •1985年问世并成为注册药物。 •启动子构建成表达载体→不同的细胞株[有中国仓鼠卵细胞(CH0)、幼仓鼠肾细胞(BHK)及C127
小鼠纤维细3]作为受体进行表达→获取rHuEPO。
• rHuEPO与EPO： 1）氨基酸序列完全相同，仅糖基部分有微小差别； 2）在结构上的不同是N-端唾液酸含量的差异； 3）作用极为相似，可以明显提高人体的红细胞数量及血红蛋白含量，从
▪ 20世纪80年代 研究者克隆了人干扰素基因，实现了基因工程
rhuIFN的大规模生产。
▪ 到了20世纪90年代 以提高rhuIFN的生物利用度和药代动力学
为主要开发方向，进行了干扰素聚乙二醇（PEG）修饰，研制了长效干 扰素，减少了给药次数，提高了疗效。
▪ 1986年 第一个重组人α干扰素Roferon(Huffman-La Roche)上市,
在此仅计为1个）
▪3个"重磅炸弹": Humulin（野生型胰岛素）、Humalog (Eli
Lilly，胰岛素突变体)、Lantus (Anvents，胰岛素突变体)
▪人生长激素（1985年第一个重组人生长激素Protropin(Genetech)
上市）
▪卵泡刺激激素 ▪其他激素
多肽与蛋白质类药物-氨基酸多肽蛋白质
二.多肽与蛋白质类药物的制造方法
3.分离纯化
多肽及蛋白质的分离纯化是将提取液中的目的蛋 白质与其他非蛋白质杂质及各种不同蛋白质分离 开来的过程. 常用的分离纯化方法有: (1) 根据蛋白质等电点的不同来纯化蛋白质 在等电点时蛋白质性质比较稳定,其物理性质如 导电性,溶解度,黏度,渗透压等皆最小,因此可利用 蛋白质等电点时溶解度最小的性质来制备蛋白质.
不十分清楚，从活性肽或细胞生长调节因子的角度去研究 它们的物质基础和作用机制，预计可获得成效
主要多肽类药物
1．多肽激素 ① 垂体多肽激素： 促皮质素(ACTH),促黑激素(MSH),催产素(OT) ② 下丘脑激素： 促甲状腺激素释放激素（TRH），生长素抑制激素（GRIF） ③ 甲状腺激素： 甲状旁腺激素（PTH），降钙素（CT）。 ④ 胰岛激素： 胰高血糖素γ，胰解痉多肽γ。 ⑤胃肠胃道激素： 胃泌素，胆囊收缩素一促胰激素（CCK-PZ）,缓激肽 ⑥ 胸腺激素： 胸腺素、胸腺肽, 胸腺血清因子
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（一）蛋白类药物的分类
6．碱性蛋白质
硫酸鱼精蛋白，存在于鱼类成熟的精子中，强碱
性。
7．蛋白酶抑制剂 胰蛋白酶抑制剂，亦称抑肽酶。
8．植物凝集素 PHA、ConA。
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（二）蛋白类药物作用方式
已从生化药物对机体各系统和细胞生长的调节 扩展到被动免疫、替代疗法、抗凝血剂以及蛋 白酶的抑制物等多种领域
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（三）应用基因工程技术制备重要的 蛋白类药物
已实现产品工业化的有几十种，并正从微生物 和动物细胞的表达转向基因动植物的表达。
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（四）蛋白质工程技术的应用
多肽及蛋白质类药物
结业论文多肽及蛋白质类药物学院环境工程学院专业生物工程班级生物11001班目录摘要一、前言二、多肽类药物和蛋白质类药物（一）多肽类药物（二）蛋白质类药物（三）多肽和蛋白类药物的主要生产方法三、重要多肽类药物（一）胸腺激素（二）促皮质素（三）降钙素四、重要蛋白类药物（一）白蛋白（二）干扰素（三）胰岛素（四）生长素（五）免疫球蛋白多肽及蛋白质类药物摘要随着蛋白组学计划的逐步深入，蛋白质结构与功能关系逐渐被破解，近年来越来越多的多肽及蛋白质类物质在诊断、治疗或作为疫苗预防各种疾病方面发挥着重要作用。
多肽和蛋白质类药物主要以20种天然氨基酸为基本结构单元依序连接而得,代谢物氨基酸为人体生长的基本营养成分,可通过农产品发酵而制备，药效高、副作用小、不积累中毒，作为人体内源性物质参与人体新陈代谢的调控，与人体高度契合。
多肽和蛋白类药物是目前医药研发领域中最有前景、进展最快的部分。
关键字：氨基酸多肽蛋白质一、前言多肽和蛋白质类药物指用于预防、治疗和诊断的多肽和蛋白质类物质生物药物。
多肽是α-氨基酸以肽链连接在一起而形成的化合物，它也是蛋白质水解的中间产物。
N条多肽链按一定的空间结构缠绕纠结就构成了蛋白质。
大分子蛋白质水解会生成多肽。
多肽和蛋白质类生物药物按药物的结构分类可分为：氨基酸及其衍生物类药物、多肽和蛋白质类药物、酶和辅酶类药物、核酸及其降解物和衍生物类药物、糖类药物、脂类药物、细胞生长因子和生物制品类药物。
随着生物工程技术的迅速发展，生物技术活性物质不断面世，已有不少生物技术药物应用于临床，国内外已批准上市的约40多种，1995年开发数为234种，目前正在研究的则成倍增加，在这些品种中，大量的均为多肽和蛋白质类药物。
由于多肽和蛋白质药物的体内外不稳定性，临床主要剂型是溶液型注射剂和冻干粉针。
为解决长期用药的问题，克服注射剂的不便和缺点，发展适宜给药途径的非注射传输系统是药剂学面对的挑战。
二、多肽类药物和蛋白质类药物（一）多肽类药物多肽类药物主要包括多肽疫苗、抗肿瘤多肽、多肽导向药物、细胞因子模拟肽、抗菌性活性肽、诊断用多肽及其它药用小肽等7大类。
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Lilly，胰岛素突变体)、Lantus (Anvents，胰岛素突变体)
▪ 人生长激素（1985年第一个重组人生长激素Protropin(Genetech)
上市）
▪ 卵泡刺激激素 ▪ 其他激素
人造血因子
包括： ▪ 重组人促红细胞生成素: 1985年成功表达了重组人促红细胞生成素(rhEPO，1989
▪ 粒细胞/单核细胞集落刺激因子GM-CSF（1985年Wong和克隆出人GM-CSF的cDNA，并实 现了表达，1993年张智清等人在国内首次克隆了人GM-CSFcDNA，并在大肠杆菌里获 得表达）
▪ 其他问题
蛋白多肽类药物关键问题
▪ 1）结构特征：蛋白质分子的化学结构决定其活性；药物的空间
结构即二维、三维结构也同样影响生物活性；另外，多肽及蛋白质的 分子量常为数千至几十万，颗粒大小在l～100nm之间，不能透过半透 膜。
▪ 2）体内外不稳定性：蛋白质药物在体内外环境可能经受多种
rHuEPO原理
•rHuEPO是一种酸性糖蛋白 •分子量:29.8士0．3kDa •1985年问世并成为注册药物。 •启动子构建成表达载体→不同的细胞株[有中国仓鼠卵细胞(CH0)、幼仓鼠肾细胞(BHK)及C127
小鼠纤维细3]作为受体进行表达→获取rHuEPO。
Fc片段的融合蛋白，含934个氨基酸，适应症为风湿性关节炎
3）1999年上市的免疫毒素Ontak（Ligand）：适应症
是皮肤T细胞淋巴瘤（CTCL），是缺失细胞结合域的白喉毒素与IL-2 的N端133个氨基酸的融合蛋白。
4）2003年上市的Amevive（Biogen Idec）：是
LEF-3的CD2与IgG的Fc
运动员长期滥用rHuEPO 将可能导致上述症状的出现，严重者甚至导 致死亡。
rHuEPO的应用 rHuEPO 的作用
▪ 促使红系祖细胞的增殖和分化，骨髓内红细胞池 扩大
▪ 促使红细胞的成熟和Hb 的合成
▪ 刺激网织红细胞的早期向血液中释放 EPO 的功效在
一定剂量范围内呈剂量依赖性，但剂量超过太大后并不增加药效。
年上市第一个重组人促红细胞生成素。
▪ 新红细胞生成刺激蛋白(NESP)：美国 Amgen 公司研制的长效 EPO 制剂 ,于
2001 年 6 月底获得欧洲药物评审委员会批准 ,用于慢性肾衰引起的贫血。NESP 是一种 高糖基化 rhEPO 类似物,也是第一个被批准用于临床的新型促红细胞生成素 ,具rhEPO 相似的作用机制即刺激红系造血。法国学者Dalle等 ,于2001 年利用基因重组技术合成 了一种二聚体 EPO ,由两个 EPO 及一个 9 肽连接而成的融合蛋白。
重组人抗凝血酶（ATryn）是2006年批准的、第一个由 转基因动物（羊）生产的重组药物。
人骨形成蛋白 是最年轻的一组 第一个产品2001年批准上市
融合蛋白
1）是为数很少的以抑制为作用机理的重组药物,仅有3个 2）1998年批准的Enbrel(Amgen)：是TNF受体和IgG的
LOGO
基因工程蛋白质或多肽类药物
简介
分类
rHuEPO
蛋白多肽类药物
蛋白重组药物：8类
原理、方法、应用
重组蛋白药物分类
目前目前上市的蛋白重组药物大致可以分为以下几 类:
●多肽类激素药 ●人造血因子 ●人细胞因子 ● 人血浆蛋白因子 ● 人骨形成蛋白 ● 重组酶 ● 融合蛋白 ● 外源重组蛋白
蛋白多肽类药物的关键问题
▪ 3）吸收特征：蛋白质药物半衰期短、清除率高、分子
量大透股能力差、易受体内酶和细菌以及体液的破坏、非 注射给药生物利用度低，一般都仅为百分之几，提高蛋白 质药物吸收的方法一般有化学修饰或制备成前体药物，使 用酶抑制剂，吸收促进剂，选择适宜剂型保护等。
维持外周血红细胞的水平, 临床上主要用于治疗肾衰后引起的贫血。
rHuEPO的不良反应 常见不良反应：
▪ 高血压：大多发生于慢性肾衰病人，可能是Het快速增加、血液粘
稠度增高、周围血管阻力增加等所致。
▪ 癫痫发作：原因不明，偶见于慢性肾衰病人；
▪ 其它： 头痛、心动过速、恶心、呕吐、呼吸加快、透析管栓塞等。
1998年 重组水蛭素药物在德国正式上市 1999年 英国批准上市.复旦大学成功研制国家一类新药RGD-
Hirudin
2005年 获准正式进入一期临床试验。 2006年 两种水蛭素和一种水蛭素类似物已被美国FDA批准生产，
分别是lepirudin,desirudin,angianmax.)
重组酶 1993年 第一个重组酶Pulmozyme(Genetech)上市
外源重组蛋白
重组水蛭素(hirudin) 1986年 水蛭素的cDNA被克隆出来，获得了建立在多种载体上的重
组水蛭素，包括在大肠杆菌，枯草杆菌，酵母菌及真核细胞等的成功 表达。
多肽类激素药
包括: ▪ 人胰岛素（1982年第一个重组人胰岛素Humulin (Eli Lilly)上市 ▪ 12种制剂（Novo Nordisk的8个速效、中效和长效重组胰岛素突变
体在此仅计为1个）
▪ 3个"重磅炸弹": Humulin（野生型胰岛素）、Humalog (Eli
简介
1)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
2)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。
有5个同类产品，其中2个（组）为"重磅炸弹"，一是Pegasys（Roche， PEG化的重组人α干扰素-2a）,另一组是Schering Plough的PEGIntron A/Intron A
人血浆蛋白因子
▪ 重组人凝血因子Ø ▪ 重组人凝血因子× ▪ 重组人凝血因子Ù ▪ 组织血浆酶原激活物tPA ▪ C反应蛋白 ▪ 重组人抗凝血酶
rHuEPO的应用
rHuEPO 适用于： ▪ 慢性肾衰贫血的治疗：此类贫血的一个主要原因是EPO 生成
缺乏。EPO 可谓替代治疗方法，其疗效达95％以上
▪ 艾滋病(AIDS)病人伴贫血 ▪ 肿瘤病人化疗所致贫血 ▪ 慢性病贫血 ▪ 造血干细胞疾病的贫血 ▪ 自体供血输注。
简介
•概念
多肽和蛋白质类药物:指用于预防、治疗和诊断的多肽和蛋白质类物质
生物药物。
•特点
▪ 基本原料简单易得：主要以20种天然氨基酸为基本结构单元 ▪ 药效高，副作用低, 不蓄积中毒 ▪ 用途广泛，品种繁多，新型药物层出不穷 ▪ 研发过程目标明确,针对性强
基因工程蛋白质或多肽类药物
简介
分类
rHuEPO
蛋白多肽类药物
蛋白重组药物：8类
原理、方法、应用
重组EPO（rHuEPO）
▲
背景
原理
应用 。
不良反应
rHuEPO背景
在运动竞赛中兴奋剂的使用日益受到人们的重视。尽管 现在对兴奋剂的检测力度不断加大，但兴奋剂的使用并未销 声匿迹，不断有新的兴奋剂在悄悄使用。随着生物技术的进 步，运用基因重组技术开发出了许多重组激素类药物。如重 组人促红细胞生成素（ rHuEPO ），近些年来被滥用于一些 耐力性运动项目中，例如长距离跑、游泳、自行车等项目。 早期的一项来自德国的报告表明，有18名自行车运动员的死 亡与rHuEPO 的滥用有关。
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基因工程---蛋白质多肽类药物
基因工程蛋白质或多肽类药物
简介
分类
rHuEPO
蛋白多肽类药物
蛋白重组药物-8类
原理、方法、应用
简介
基因工程被认为是21世纪最具主导地位的高新技术之 一，基因工程药物基本都是蛋白多肽类药物，对肿瘤遗传 性和非遗传性疾病有着特殊的疗效，随着科学与技术的不 断发展以及人民对生活质量的要求在不断提高蛋白类药物 的制备将发展为21世纪我国最具吸引力的新技术产业之一。 蛋白质和多肽类作为药物，具有生理活性强、免疫原性低、 疗效高等诸多优点，随着基因工程的不断发展，在人类治 疗疾病中的地位也日趋重要，目前成为国际药学界的研究 重点之一 。
人细胞因子
▪ 20世纪80年代 研究者克隆了人干扰素基因，实现了基因工程
rhuIFN的大规模生产。
▪ 到了20世纪90年代 以提高rhuIFN的生物利用度和药代动力学
为主要开发方向，进行了干扰素聚乙二醇（PEG）修饰，研制了长效 干扰素，减少了给药次数，提高了疗效。
▪ 1986年 第一个重组人α干扰素Roferon(Huffman-La Roche)上市,现
• rHuEPO与EPO： 1）氨基酸序列完全相同，仅糖基部分有微小差别； 2）在结构上的不同是N-端唾液酸含量的差异； 3）作用极为相似，可以明显提高人体的红细胞数量及血红蛋白含量，从
而提高人体运输氧的能力，提高人体最大摄氧量； 4）rHuEPO主要生理作用是调节红系前体细胞分化为成熟的红细胞,进而
复杂的化学降解和物理变化而失活。
蛋白多肽类药物的关键问题
提高稳定性的方法： （1）温和的生产条件如对温度、机械搅拌强度和有 机溶剂的选择，对无菌条件的控制，容器的吸附效 应，水分控制，低温冷藏等。 （2）设计正确的处方如PH、缓冲对、电解质；加 入适宜稳定剂、冻干保护剂、阻聚剂如非离子表面 活性剂、糖、甘露醇、山梨醇、PEG、人血清白蛋 白等以及制备包合物等。
▪ 人生长激素（1985年第一个重组人生长激素Protropin(Genetech)
上市）
▪ 卵泡刺激激素 ▪ 其他激素
人造血因子
包括： ▪ 重组人促红细胞生成素: 1985年成功表达了重组人促红细胞生成素(rhEPO，1989
▪ 粒细胞/单核细胞集落刺激因子GM-CSF（1985年Wong和克隆出人GM-CSF的cDNA，并实 现了表达，1993年张智清等人在国内首次克隆了人GM-CSFcDNA，并在大肠杆菌里获 得表达）
▪ 其他问题
蛋白多肽类药物关键问题
▪ 1）结构特征：蛋白质分子的化学结构决定其活性；药物的空间
结构即二维、三维结构也同样影响生物活性；另外，多肽及蛋白质的 分子量常为数千至几十万，颗粒大小在l～100nm之间，不能透过半透 膜。
▪ 2）体内外不稳定性：蛋白质药物在体内外环境可能经受多种
rHuEPO原理
•rHuEPO是一种酸性糖蛋白 •分子量:29.8士0．3kDa •1985年问世并成为注册药物。 •启动子构建成表达载体→不同的细胞株[有中国仓鼠卵细胞(CH0)、幼仓鼠肾细胞(BHK)及C127
小鼠纤维细3]作为受体进行表达→获取rHuEPO。
Fc片段的融合蛋白，含934个氨基酸，适应症为风湿性关节炎
3）1999年上市的免疫毒素Ontak（Ligand）：适应症
是皮肤T细胞淋巴瘤（CTCL），是缺失细胞结合域的白喉毒素与IL-2 的N端133个氨基酸的融合蛋白。
4）2003年上市的Amevive（Biogen Idec）：是
LEF-3的CD2与IgG的Fc
运动员长期滥用rHuEPO 将可能导致上述症状的出现，严重者甚至导 致死亡。
rHuEPO的应用 rHuEPO 的作用
▪ 促使红系祖细胞的增殖和分化，骨髓内红细胞池 扩大
▪ 促使红细胞的成熟和Hb 的合成
▪ 刺激网织红细胞的早期向血液中释放 EPO 的功效在
一定剂量范围内呈剂量依赖性，但剂量超过太大后并不增加药效。
年上市第一个重组人促红细胞生成素。
▪ 新红细胞生成刺激蛋白(NESP)：美国 Amgen 公司研制的长效 EPO 制剂 ,于
2001 年 6 月底获得欧洲药物评审委员会批准 ,用于慢性肾衰引起的贫血。NESP 是一种 高糖基化 rhEPO 类似物,也是第一个被批准用于临床的新型促红细胞生成素 ,具rhEPO 相似的作用机制即刺激红系造血。法国学者Dalle等 ,于2001 年利用基因重组技术合成 了一种二聚体 EPO ,由两个 EPO 及一个 9 肽连接而成的融合蛋白。
重组人抗凝血酶（ATryn）是2006年批准的、第一个由 转基因动物（羊）生产的重组药物。
人骨形成蛋白 是最年轻的一组 第一个产品2001年批准上市
融合蛋白
1）是为数很少的以抑制为作用机理的重组药物,仅有3个 2）1998年批准的Enbrel(Amgen)：是TNF受体和IgG的
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基因工程蛋白质或多肽类药物
简介
分类
rHuEPO
蛋白多肽类药物
蛋白重组药物：8类
原理、方法、应用
重组蛋白药物分类
目前目前上市的蛋白重组药物大致可以分为以下几 类:
●多肽类激素药 ●人造血因子 ●人细胞因子 ● 人血浆蛋白因子 ● 人骨形成蛋白 ● 重组酶 ● 融合蛋白 ● 外源重组蛋白
蛋白多肽类药物的关键问题
▪ 3）吸收特征：蛋白质药物半衰期短、清除率高、分子
量大透股能力差、易受体内酶和细菌以及体液的破坏、非 注射给药生物利用度低，一般都仅为百分之几，提高蛋白 质药物吸收的方法一般有化学修饰或制备成前体药物，使 用酶抑制剂，吸收促进剂，选择适宜剂型保护等。
维持外周血红细胞的水平, 临床上主要用于治疗肾衰后引起的贫血。
rHuEPO的不良反应 常见不良反应：
▪ 高血压：大多发生于慢性肾衰病人，可能是Het快速增加、血液粘
稠度增高、周围血管阻力增加等所致。
▪ 癫痫发作：原因不明，偶见于慢性肾衰病人；
▪ 其它： 头痛、心动过速、恶心、呕吐、呼吸加快、透析管栓塞等。
1998年 重组水蛭素药物在德国正式上市 1999年 英国批准上市.复旦大学成功研制国家一类新药RGD-
Hirudin
2005年 获准正式进入一期临床试验。 2006年 两种水蛭素和一种水蛭素类似物已被美国FDA批准生产，
分别是lepirudin,desirudin,angianmax.)
重组酶 1993年 第一个重组酶Pulmozyme(Genetech)上市
外源重组蛋白
重组水蛭素(hirudin) 1986年 水蛭素的cDNA被克隆出来，获得了建立在多种载体上的重
组水蛭素，包括在大肠杆菌，枯草杆菌，酵母菌及真核细胞等的成功 表达。
多肽类激素药
包括: ▪ 人胰岛素（1982年第一个重组人胰岛素Humulin (Eli Lilly)上市 ▪ 12种制剂（Novo Nordisk的8个速效、中效和长效重组胰岛素突变
体在此仅计为1个）
▪ 3个"重磅炸弹": Humulin（野生型胰岛素）、Humalog (Eli
简介
1)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
2)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。
有5个同类产品，其中2个（组）为"重磅炸弹"，一是Pegasys（Roche， PEG化的重组人α干扰素-2a）,另一组是Schering Plough的PEGIntron A/Intron A
人血浆蛋白因子
▪ 重组人凝血因子Ø ▪ 重组人凝血因子× ▪ 重组人凝血因子Ù ▪ 组织血浆酶原激活物tPA ▪ C反应蛋白 ▪ 重组人抗凝血酶
rHuEPO的应用
rHuEPO 适用于： ▪ 慢性肾衰贫血的治疗：此类贫血的一个主要原因是EPO 生成
缺乏。EPO 可谓替代治疗方法，其疗效达95％以上
▪ 艾滋病(AIDS)病人伴贫血 ▪ 肿瘤病人化疗所致贫血 ▪ 慢性病贫血 ▪ 造血干细胞疾病的贫血 ▪ 自体供血输注。
简介
•概念
多肽和蛋白质类药物:指用于预防、治疗和诊断的多肽和蛋白质类物质
生物药物。
•特点
▪ 基本原料简单易得：主要以20种天然氨基酸为基本结构单元 ▪ 药效高，副作用低, 不蓄积中毒 ▪ 用途广泛，品种繁多，新型药物层出不穷 ▪ 研发过程目标明确,针对性强
基因工程蛋白质或多肽类药物
简介
分类
rHuEPO
蛋白多肽类药物
蛋白重组药物：8类
原理、方法、应用
重组EPO（rHuEPO）
▲
背景
原理
应用 。
不良反应
rHuEPO背景
在运动竞赛中兴奋剂的使用日益受到人们的重视。尽管 现在对兴奋剂的检测力度不断加大，但兴奋剂的使用并未销 声匿迹，不断有新的兴奋剂在悄悄使用。随着生物技术的进 步，运用基因重组技术开发出了许多重组激素类药物。如重 组人促红细胞生成素（ rHuEPO ），近些年来被滥用于一些 耐力性运动项目中，例如长距离跑、游泳、自行车等项目。 早期的一项来自德国的报告表明，有18名自行车运动员的死 亡与rHuEPO 的滥用有关。
LOGO
基因工程---蛋白质多肽类药物
基因工程蛋白质或多肽类药物
简介
分类
rHuEPO
蛋白多肽类药物
蛋白重组药物-8类
原理、方法、应用
简介
基因工程被认为是21世纪最具主导地位的高新技术之 一，基因工程药物基本都是蛋白多肽类药物，对肿瘤遗传 性和非遗传性疾病有着特殊的疗效，随着科学与技术的不 断发展以及人民对生活质量的要求在不断提高蛋白类药物 的制备将发展为21世纪我国最具吸引力的新技术产业之一。 蛋白质和多肽类作为药物，具有生理活性强、免疫原性低、 疗效高等诸多优点，随着基因工程的不断发展，在人类治 疗疾病中的地位也日趋重要，目前成为国际药学界的研究 重点之一 。
人细胞因子
▪ 20世纪80年代 研究者克隆了人干扰素基因，实现了基因工程
rhuIFN的大规模生产。
▪ 到了20世纪90年代 以提高rhuIFN的生物利用度和药代动力学
为主要开发方向，进行了干扰素聚乙二醇（PEG）修饰，研制了长效 干扰素，减少了给药次数，提高了疗效。
▪ 1986年 第一个重组人α干扰素Roferon(Huffman-La Roche)上市,现
• rHuEPO与EPO： 1）氨基酸序列完全相同，仅糖基部分有微小差别； 2）在结构上的不同是N-端唾液酸含量的差异； 3）作用极为相似，可以明显提高人体的红细胞数量及血红蛋白含量，从
而提高人体运输氧的能力，提高人体最大摄氧量； 4）rHuEPO主要生理作用是调节红系前体细胞分化为成熟的红细胞,进而
复杂的化学降解和物理变化而失活。
蛋白多肽类药物的关键问题
提高稳定性的方法： （1）温和的生产条件如对温度、机械搅拌强度和有 机溶剂的选择，对无菌条件的控制，容器的吸附效 应，水分控制，低温冷藏等。 （2）设计正确的处方如PH、缓冲对、电解质；加 入适宜稳定剂、冻干保护剂、阻聚剂如非离子表面 活性剂、糖、甘露醇、山梨醇、PEG、人血清白蛋 白等以及制备包合物等。