《蛋白多肽类药物》

1、第五章第五章 多肽、蛋白质类药物多肽、蛋白质类药物 2 自自1953年人工合成了第一个有生物活性的年人工合成了第一个有生物活性的 多肽多肽 催产素以后，催产素以后，20世纪世纪50年代都集中于年代都集中于 脑垂体所分泌的各种多肽激素的研究。脑垂体所分泌的各种多肽激素的研究。 60年代，研究的重点转移到控制脑垂体激素年代，研究的重点转移到控制脑垂体激素 分泌的各种多肽激素的研究。分泌的各种多肽激素的研究。 70年代，神经肽的研究进入高潮。生物胚层年代，神经肽的研究进入高潮。生物胚层 的发育渊源关系表明，很多脑活性肽也存在于肠的发育渊源关系表明，很多脑活性肽也存在于肠 胃组织中，从而推动了肠胃激素

2、研究的进展。胃组织中，从而推动了肠胃激素研究的进展。 3 1 1 多肽及蛋白质类药物的性质与作用多肽及蛋白质类药物的性质与作用 多肽、蛋白质类药物分类多肽、蛋白质类药物分类 按来源分按来源分 生化药物生化药物 来源于动植物有机体来源于动植物有机体 基因工程药物基因工程药物 来源于基因工程菌表达生产来源于基因工程菌表达生产 的药物的药物 习惯分法习惯分法 多肽生化药物、细胞生长因子、抗体药物、抗菌多肽生化药物、细胞生长因子、抗体药物、抗菌 肽、酶类药物肽、酶类药物 4 多肽类激素、多肽抗生素多肽类激素、多肽抗生素：消化道多肽、下丘：消化道多肽、下丘 脑多肽、脑多肽、激肽等；动、植物蛋白。脑多肽、

3、脑多肽、激肽等；动、植物蛋白。 酶类与辅酶类药物酶类与辅酶类药物：蛋白水解酶类、凝血酶及：蛋白水解酶类、凝血酶及 抗栓酶，辅酶抗栓酶，辅酶Q10等。等。 生化药物生化药物 5 激素类及神经递质类药物激素类及神经递质类药物：人生长激素释放抑制因：人生长激素释放抑制因 子，人胰岛素，人生长激素子，人胰岛素，人生长激素 细胞因子类药物细胞因子类药物：人干扰素，人白细胞介素，集落：人干扰素，人白细胞介素，集落 刺激因子，促红细胞生成素刺激因子，促红细胞生成素 酶类及凝血因子类药物：酶类及凝血因子类药物：单克隆抗体、疫苗、基因单克隆抗体、疫苗、基因 治疗药物、白介素、生长因子、内啡肽、反义药物、治疗药物

4、、白介素、生长因子、内啡肽、反义药物、 人生长激素、促红细胞生成素、肿瘤坏死因子等。人生长激素、促红细胞生成素、肿瘤坏死因子等。 基因工程药物基因工程药物 6 一一 多肽类生化药物多肽类生化药物 多肽类药物（多肽类激素）是机体的特定腺体多肽类药物（多肽类激素）是机体的特定腺体 合成并释放的一种物质，通过与远程敏感细胞内或合成并释放的一种物质，通过与远程敏感细胞内或 细胞表面的受体相互作用而使靶细胞发生变化。细胞表面的受体相互作用而使靶细胞发生变化。 主要包括垂体多肽激素、下丘脑多肽激素、甲主要包括垂体多肽激素、下丘脑多肽激素、甲 状腺多肽激素、胰岛多肽激素、肠胃道多肽激素和状腺多肽激素、胰岛多

5、肽激素、肠胃道多肽激素和 胸腺多肽激素等。胸腺多肽激素等。 7 多肽类生化药物功能特性多肽类生化药物功能特性 r调节各种各样的生理活动和生化反应；调节各种各样的生理活动和生化反应； r生物活性高；生物活性高； r分子小，结构易于改造；分子小，结构易于改造； r许多活性多肽都是由无活性的蛋白质前体经许多活性多肽都是由无活性的蛋白质前体经 酶加工剪切转化而来。酶加工剪切转化而来。 8 二二 细胞生长因子细胞生长因子 细胞因子是多种细胞所分泌的能调细胞因子是多种细胞所分泌的能调 节细胞生长分化、调节免疫功能、参与节细胞生长分化、调节免疫功能、参与 炎症发生和创伤愈合等小分子多肽的统炎症发生和创伤愈合

6、等小分子多肽的统 称。称。 9 构成调节分子中细胞因子组群的主要蛋白构成调节分子中细胞因子组群的主要蛋白 白介素（白介素（IL115）红细胞生成素红细胞生成素(EPO) 干扰素干扰素(IFN-, IFN-, IFN-, IFN-, IFN-) 成纤维生长因子成纤维生长因子(FGF) 集落刺激因子集落刺激因子(G-CSF,M- CSF,GM-CSF) 白血病抑制因子白血病抑制因子(LIF) 肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子(TNF-, TNF-)巨噬细胞炎性蛋白巨噬细胞炎性蛋白(MIP-1, MIP-1,MIP-2) 神经营养因子神经营养因子(NGF,BDNF,NT- 3,NT-4/5) 血小板源性生长

7、因子血小板源性生长因子(PDGF) 睫状神经营养因子睫状神经营养因子(CNTF)转化生长因子转化生长因子(TGF-, TGF-) 神经胶质细胞源性神经营养因神经胶质细胞源性神经营养因 子子(GDNF) 血小板生成素血小板生成素(TPO) 表皮生长因子表皮生长因子(EGF) 10 大多数细胞因子作用于或产生于构成免大多数细胞因子作用于或产生于构成免 疫与炎症系统的白细胞。疫与炎症系统的白细胞。 白细胞包括所有的有核血细胞，是免疫白细胞包括所有的有核血细胞，是免疫 细胞的基本构成。通过灭活或者破坏异源物细胞的基本构成。通过灭活或者破坏异源物 质而发挥保护机体的功能。某些白细胞也具质而发挥保护机体的

8、功能。某些白细胞也具 有识别和破坏自身变异细胞的能力。有识别和破坏自身变异细胞的能力。 11 白细胞白细胞 单个核细胞吞噬细胞单个核细胞吞噬细胞 单核细胞单核细胞/巨噬细胞巨噬细胞 淋巴淋巴 细胞细胞 粒细胞粒细胞 B淋巴细胞淋巴细胞 嗜碱性嗜碱性 粒细胞粒细胞 嗜酸性粒细胞嗜酸性粒细胞 嗜中性粒细胞嗜中性粒细胞 （PMN白细胞）白细胞） NK细胞细胞T淋巴细胞淋巴细胞 辅助辅助T淋淋 巴细胞巴细胞 细胞毒细胞毒T淋淋 巴细胞巴细胞 抑制性抑制性T淋淋 巴细胞巴细胞 12 作用特点作用特点 p绝大多数细胞因子是低分子量（绝大多数细胞因子是低分子量（151530kDa30kDa）的蛋白）的蛋白

9、或糖蛋白。或糖蛋白。 p高效能作用。高效能作用。 p细胞因子可以自分泌、旁分泌、或内分泌的方式发细胞因子可以自分泌、旁分泌、或内分泌的方式发 挥作用。挥作用。 p一种细胞可产生多种细胞因子，不同类型的细胞也一种细胞可产生多种细胞因子，不同类型的细胞也 可产生一种或几种相同的细胞因子。可产生一种或几种相同的细胞因子。 13 p多重调节作用（多效性多重调节作用（多效性/ /重叠性）。重叠性）。 p主要与调节机体的免疫应答、造血功能和炎症反应主要与调节机体的免疫应答、造血功能和炎症反应 有关，还具有其他调节功能。有关，还具有其他调节功能。 p与激素、神经肽、神经递质共同组成细胞间信号分与激素、神经肽

10、、神经递质共同组成细胞间信号分 子系统。子系统。 作用特点作用特点 14 白介素（白介素（IL）最初是指 由白细胞产生又在白细胞间白细胞间 发挥作用的细胞因子，后来 发现白细胞介素可由其他细其他细 胞产生，也可作用于其他细胞产生，也可作用于其他细 胞胞。 主要调节正常细胞和恶 性细胞的生长，免疫应答涉 及的所有方面，炎症的调节。 白介素以重组DNA的方 法制备。 15 干扰素（干扰素（IFN）是最先发现的细胞因子最先发现的细胞因子，因 其具有干扰病毒感染和复制感染和复制的能力故称干扰素故称干扰素。 根据来源和理化性质，可将干扰素分为、和和 三种类型三种类型。IFN-/主要由白细胞、成纤维细白细

11、胞、成纤维细 胞和病毒感染的组织细胞产生胞和病毒感染的组织细胞产生，也称为型干型干 扰素扰素/酸稳定干扰素酸稳定干扰素。IFN-主要由活化主要由活化T细胞细胞 和和NK细胞产生细胞产生，也称为型干扰素型干扰素。 16 干扰素具有广谱的生物效应：干扰素具有广谱的生物效应： 诱导细胞对病毒攻击的抗性；诱导细胞对病毒攻击的抗性； 调节多种免疫功能；调节多种免疫功能； 调节许多细胞类型的生长和分化；调节许多细胞类型的生长和分化； 在某些动物种属中支持早期妊娠。在某些动物种属中支持早期妊娠。 干扰素以基因工程的方法制备。干扰素以基因工程的方法制备。 17 肿瘤坏死因子（肿瘤坏死因子（TNF）是一种能使是

12、一种能使 肿瘤发生出血坏死的物质。肿瘤发生出血坏死的物质。肿瘤坏死因 子分为TNF-和和TNF-两种两种，前者主要由 活化的单核活化的单核-巨噬细胞巨噬细胞产生，又称恶液毒 素。TNF-主要由活化的主要由活化的T细胞细胞产生，又 称淋巴毒素淋巴毒素。 18 TNF-的生物学效应：的生物学效应： 激活非特异性和特异的免疫的某些元件，尤激活非特异性和特异的免疫的某些元件，尤 其是在对革兰阴性菌的应答中；其是在对革兰阴性菌的应答中； 炎症诱导和调节；炎症诱导和调节； 对一系列肿瘤细胞选择性的细胞毒活性；对一系列肿瘤细胞选择性的细胞毒活性； 介导各种病理情况，包括败血症休克，恶液介导各种病理情况，包括

13、败血症休克，恶液 质和厌食。质和厌食。 19 TNF：治疗方面：治疗方面 利用利用TNF作为一般抗肿瘤药的兴趣已消失。作为一般抗肿瘤药的兴趣已消失。 许多肿瘤对于许多肿瘤对于TNF介导的破坏作用不易感；介导的破坏作用不易感； 肿瘤细胞坏死并不是肿瘤细胞坏死并不是TNF的主要生物活性；的主要生物活性； 治疗相关剂量下全身给药经常伴随严重副作治疗相关剂量下全身给药经常伴随严重副作 用。用。 20 集落刺激因子（集落刺激因子（CSF）是指能够刺激造血是指能够刺激造血 干细胞和不同发育分化阶段的造血干细胞进干细胞和不同发育分化阶段的造血干细胞进 行增殖分化行增殖分化，并在半固体培养基半固体培养基中形成

14、相应 细胞集落细胞集落的细胞因子。 21 生长因子（生长因子（GF）是具有刺激细胞生长作用刺激细胞生长作用的细 胞因子。多种未以生长因子命名的细胞因子也具有 刺激细胞生长的作用，从这个意义上讲，它们也是 生长因子，如如IL-2是是T细胞的生长因子细胞的生长因子，TNF是成纤 维细胞的生长因子。有些生长因子在一定条件下也 可表现对免疫应答的抑制活性抑制活性，如TGF-可抑制细 胞毒性T淋巴细胞（淋巴细胞（CTL）的成熟）的成熟及巨噬细胞的激巨噬细胞的激 活活。 22 趋化性细胞因子趋化性细胞因子是一个蛋白质家族，由十余 种结构有较大同源性、分子量多为810kDa的蛋 白组成。 趋化性细胞因子主要

15、由白细胞与造血微环境白细胞与造血微环境 中的基质细胞分泌中的基质细胞分泌，可结合在内皮细胞在内皮细胞的表面， 具有对中性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞、嗜酸 性粒细胞和嗜碱性粒细胞的趋化和激活趋化和激活活性。 淋巴细胞趋化蛋白淋巴细胞趋化蛋白，对淋巴细胞有趋化作用。 23 三三 抗体药物抗体药物 抗体是机体在抗原性物质的刺激下所产生的一种免 疫球蛋白，能与细菌、病毒或毒素等异源性物质结合而 发挥预防、治疗疾病作用。 第一代抗体药物 动物多价抗血清 第二代抗体药物 利用杂交瘤技术制备的 单克隆抗体及其衍生物 第三代抗体药物 基因工程抗体 24 25 基因工程抗体特点基因工程抗体特点 y可降低甚至消除

16、人体对抗体的排斥反应；可降低甚至消除人体对抗体的排斥反应； y分子量较小，可部分降低抗体的鼠源性，更有利于分子量较小，可部分降低抗体的鼠源性，更有利于 穿透血管壁，进入病灶核心部位；穿透血管壁，进入病灶核心部位； y可制备新型抗体；可制备新型抗体； y可采用多种表达形式，大量表达抗体分子，从而降可采用多种表达形式，大量表达抗体分子，从而降 低生产成本。低生产成本。 26 目前抗体药物研究方向目前抗体药物研究方向 器官移植排斥反应的逆转；器官移植排斥反应的逆转； 肿瘤免疫诊断、免疫显像和导向治疗；肿瘤免疫诊断、免疫显像和导向治疗； 哮喘、牛皮癣、红斑狼疮及其他自身免疫性疾病；哮喘、牛皮癣、红斑狼

17、疮及其他自身免疫性疾病； 抗独特型抗体作为分子瘤苗治疗肿瘤；抗独特型抗体作为分子瘤苗治疗肿瘤； 多功能抗体。多功能抗体。 27 四四 多肽抗生素多肽抗生素 多肽抗生素是指分子量在多肽抗生素是指分子量在10kDa10kDa以下，具有某以下，具有某 种抗菌活性的多肽类物质。特点：种抗菌活性的多肽类物质。特点： v以物理的方式作用于细菌细胞膜，使细胞膜穿孔，以物理的方式作用于细菌细胞膜，使细胞膜穿孔， 细胞质外溢而达到杀菌的目的。膜通道的形成能力细胞质外溢而达到杀菌的目的。膜通道的形成能力 对抗菌肽的活性起决定性作用。对抗菌肽的活性起决定性作用。 只对原核生物细胞产生特异性的溶菌活性，对最低只对原核

18、生物细胞产生特异性的溶菌活性，对最低 等的真核生物及某些植物的原生质体、某些肿瘤细等的真核生物及某些植物的原生质体、某些肿瘤细 胞等也有一定的杀伤力，而对人体正常的细胞无损胞等也有一定的杀伤力，而对人体正常的细胞无损 伤作用。伤作用。 28 多肽抗生素的作用机制多肽抗生素的作用机制 抗菌活性抗菌活性 免疫活性免疫活性 抗氧化作用抗氧化作用 结合矿物质结合矿物质 杀虫、抗病毒作用杀虫、抗病毒作用 29 2 2 多肽、蛋白类药物的制备多肽、蛋白类药物的制备 目前多肽及蛋白质类药物的生产方法有两种：目前多肽及蛋白质类药物的生产方法有两种： 一是用传统的生化方法和微生物发酵法生产；二是一是用传统的生化

19、方法和微生物发酵法生产；二是 利用基因工程技术构建的工程菌（细胞）进行生产。利用基因工程技术构建的工程菌（细胞）进行生产。 制备过程：制备过程： 生物材料的选取与破碎生物材料的选取与破碎 有效成分的提取有效成分的提取 有效成分的分离纯化有效成分的分离纯化 30 生物材料的选择与前处理生物材料的选择与前处理 选择原则选择原则 p材料来源丰富易得；材料来源丰富易得； p有效成分含量高；有效成分含量高； p制备工艺简单，难于分离的杂质少；制备工艺简单，难于分离的杂质少； p成本低经济效益好的生物材料或微生物材料为原料。成本低经济效益好的生物材料或微生物材料为原料。 材料选定后，必须尽量保持新鲜，尽快

20、加工处理，材料选定后，必须尽量保持新鲜，尽快加工处理， 否则冷冻保存。否则冷冻保存。 31 组织或细胞的破碎组织或细胞的破碎 机械法机械法 工业上常用的有工业上常用的有绞肉机，刨胰机，球磨绞肉机，刨胰机，球磨 机、磨粉机机、磨粉机。实验室常用的有实验室常用的有匀浆机，研钵，高速匀浆机，研钵，高速 组织捣碎组织捣碎机。机。 物理法物理法 压榨法、高压法和减压法，渗透压压榨法、高压法和减压法，渗透压法；法； 超声波法；反复冻融法。超声波法；反复冻融法。 化学法化学法 用稀酸、稀碱、浓盐、有机溶剂或表面用稀酸、稀碱、浓盐、有机溶剂或表面 活性剂处理细胞，可破坏细胞结构释放出内容物。活性剂处理细胞，可破坏细胞结构释放出内容物。 酶解法酶解法 用外来酶处理生物材料。用外来酶处理生物材料。 32 利用制备目的物的溶解特性，将目的物与利用制备目的物的溶解特性，将目的物与 细胞的固形物成分或其它结合成分分离，使其细胞的固形物成分或其它结合成分分离，使其 由固相转入液相或从细胞生理状态转入特定