蛋白质药物口服机制及方法研究

目 录 摘要 1 1 引文 2 2 蛋白质药物口服吸收的机制及途径 2 2 1 载体转运 2 2 2 胞饮作用和M 细胞途径 2 3 蛋白质药物吸收的主要屏障 3 3 1酸屏障 3 3 2酶屏障 3 3 3膜屏障 3 4 保护口服蛋白质药物活性的方法 4 参考文献 5 蛋白质药物口服机制及方法研究蛋白质药物口服机制及方法研究 摘要 摘要 由于蛋白质药物的无损伤性传输系统以及作用位点专一等特点 已成为临床治 疗疾病的重要药物 但受到酸屏障 酶屏障和膜屏障的影响 限制了这类药物的口服吸收 但蛋白质药物口服给药方便 可提高患者依从性 所以目前世界上对蛋白质口服药物研究 很多 本文对蛋白质药物口服的吸收机制以及影响因素 通过查阅中外文资料 寻找一种 保护口服蛋白质药物活性的方法 关键词 关键词 蛋白质类药物 纳米脂质体 口服 1 引言引言 生物技术药物在人类疾病的治疗中正发挥着越来越重要的作用 而生物技术药物大多 数为蛋白质类药物 该类药物在胃肠道中不稳定 易被胃肠道苛刻的 pH 环境和丰富的酶 系统破坏 同时由于其具有分子量大 对胃肠道黏膜的渗透性低的特点 导致该类药物的 胃肠道用药生物利用度极低 为了避免蛋白质在胃肠道中的降解及吸收困难的问题 蛋白 质类药物主要采用注射的方式给药 给患者带来了极大不便 因而开发该类药物的无损伤 性传输系统已成为药剂领域的研究热点 以往人们已投入大量的精力开发蛋白质类药物的 非注射给药剂型 其中口服剂型以其良好的患者依从性吸引了大批研究者的关注 但酶和 pH 环境对蛋白质的降解 破坏以及蛋白质在胃肠道的低渗透性 使得蛋白质类药物的吸 收障碍亦成为蛋白质类药物胃肠道给药研究的瓶颈 为此 本文在查阅近年国内 外研究 论文基础上 寻找一种不破坏蛋白质活性的药物剂型 2 蛋白质药物口服吸收的机制及途径蛋白质药物口服吸收的机制及途径 2 1 载体转运载体转运 小分子药物的转运以简单扩散为主 而大分子蛋白质口服给药经过胃肠道主要依靠载体 转运介导通过细胞旁路转运至小肠黏膜内 如图 1 所示 随后由淋巴回流进入血液循环系 统 未被消化酶降解的多肽与肠表面膜基底外侧的 H 依赖型多肽载体结合 以 H 梯度 和膜电位差为动力 经多肽载体转运进入基底膜内侧 由于 H 与多肽是共同通过上皮细 胞膜的 这一系统又称为 H 依赖型肠多肽转运系统 图 1 治疗用多肽与蛋白质药物分布机制 载体转运的作用超过简单扩散 2 2 胞饮作用和胞饮作用和 M 细胞途径细胞途径 当蛋白质药物 与小肠黏膜刷状缘膜的受体结合后 结合部位膜内陷并形成吞噬体而进 入小肠壁 图 2 可将 40 kDa 大小的完整蛋白质转运至细胞内 但有很少一部分药物通 过胞饮作用从血管外转运到小肠上皮细胞内 图 2 多肽和蛋白质药物分子通过胞饮从血管外进入小肠细胞 蛋白质药物通过胞饮作用进入小肠上皮细胞 最典型的例子就是通过 M 细胞途径 图 3 M 细胞是一种位于肠集合淋巴结上的微皱褶细胞 含有 M 细胞小囊和派伊尔淋巴 集结 10 M 细胞表面能吸附颗粒 它可将完整的抗原蛋白或病毒分子经胞吞 胞吐途 径吸收并呈递给黏膜下免疫细胞 图 3 肠淋巴微皱褶细胞 M 细胞 吞噬颗粒的原理图 相互间隔的 M 细胞与柱细胞 A 都含有细胞核 N 位于 M 细胞表面的颗粒 P M 细胞的囊泡 派伊尔淋巴集结 D 3 蛋白质药物吸收的主要屏障蛋白质药物吸收的主要屏障 3 1 酸屏障酸屏障 由于大多数蛋白质不耐酸 胃酸的 pH 值为 1 3 当通过胃时 一部分药物被水解 失去生物活性 而且整个肠道 pH 环境复杂多变 一些多肽还容易发生 pH 依赖性水解 这成为蛋白质药物口服吸收的第一道屏障难以逾越 3 2 胃肠道含有多种消化酶 主要包括 腔道分泌的酶 如胃蛋白酶 胰蛋白酶和糜蛋白 酶等 刷状缘分泌的酶 如羧肽酶 氨肽酶 肽链内切酶和外切酶等 酶消化作用是导 致蛋白质降解的主要原因 这是药物口服吸收的第二道屏障 3 3 膜屏障膜屏障 首先小肠的上皮细胞附着一层水合凝胶 称为不流动水层 其下方是磷脂表面活性层 疏水性强 阻碍了亲水性分子向上皮细胞的扩散 其次 小肠上皮细胞膜的磷脂双分子层 具有半透膜性质 允许脂溶性药物被动转运 而蛋白质等大分子以及亲水性药物需要通过 主动转运才能跨膜进入细胞内 总之 小肠黏膜特殊的组成和结构是蛋白质药物口服吸收 的第三道屏障 此外 还有蛋白质的相对分子质量 空间结构以及它们的理化性质也是重要的影响因 素 4 保护口服蛋白质药物活性的方法保护口服蛋白质药物活性的方法 通过查阅资料 我觉得使用纳米技术来对蛋白质药物进行包装是可行的 纳米技术是 指用单个原子 分子制造或将大分子物质加工成粒径在 1 100 nm 范围内的物质的技术 由于其应用于药物制剂领域具有诸多优点 如增强药物的靶向性 提高药物生物利用度 改善药物稳定性等 因此在药物制剂领域 尤其在药物递送系统的研究中被广泛应用 纳米脂质体递送系统脂质体的概念是在 1965 年由英国科学家 Bangham 首次提出的 他将磷脂分散到大量水中后在电镜下观察发现磷脂在水中自发形成闭合囊泡 并且每一层 均为脂质双分子层 因其具有制备简单 高载药量 高靶向性 无免疫原性 无毒 可修 饰等诸多优点被更为广泛地研究 目前 脂质体作为 DDS 应用十分广泛 而新型的纳米脂 质体是人们设计的较为理想的蛋白质药物递送系统 DDS 纳米脂质体药物递送系统是粒径 小于 100 nm 的一类单室脂质体 纳米脂质体所具有的优点包括 由磷脂双分子层包覆水 相囊泡构成 生物相容性好 对所载药物有广泛的适应性 水溶性药物载入内水相 脂溶 性药物溶于脂膜内 两亲性药物可插于脂膜上 而且同一个脂质体中可以同时包载亲水和 疏水性药物 磷脂本身是细胞膜成分 纳米脂质体注入体内无毒 生物利用度高 不引起 免疫反应 保护所载药物 防止体液对药物的稀释和被体内酶的分解破坏 使药物在人 体内的传输更为方便 对脂质体表面进行修饰 如将对特定细胞具有选择性或亲和性的各 种配体组装于脂质体表面 可达到寻靶目的 国内外已将多种蛋白质药物制成纳米脂质体 如胰岛素 IL 2 IFN 天冬酰胺酶 葡糖氧化酶 超氧化物歧化酶等 因此 使用纳米 脂质体对蛋白质药物进行包裹 能够定向的到达靶位点发生作用 且能保护其通过蛋白质 药物吸收的各类屏障 保证其活性 参考文献参考文献 1 Zhang WP Phase clinical trial of BmrhGM CSF and absorption mechanism of BmrhGM CSF by oral administration BmrhGM CSF 的 期临床试验及其口服吸收机 制 D Hangzhou Zhejiang University 2010 2 Shaji J Patole V Protein and peptide drug delivery oral approaches J Indian J Pharm Sci 2008 70 3 269 277 3 Maher S Brayden DJ Feighery L McClean S Cracking the junction update on the progress of gastrointestinal absorption enhancement in the delivery of poorly absorbed drugs J Crit ev Ther Drug Carrier Syst 2008 25 2 117 168 4 张文平杨久春 吕正兵 陶雷 陈洁 多肽和蛋白质药物口服吸收机制及策略的研究进展 J 中国药理学与毒理学杂志 2013 10 27 5 刘昂 吴梧桐 制剂新技术在多肽 蛋白质类药物给药系统研究中的应用 J 中国现 代应用药学 2003 0