制剂新技术在多肽蛋白质类药物递释系统研究中的应用

1、全国第七届工业生化学术会议（2002,大连）论文集综述论文oh丿/82et+cococn3叩笔丿。82欣ohcc>2 el+ ch3choo80%eeheb 96%eeococh3 丿、cchetnnococh3+ c2h5ohlipas>/il/cob+ 丿、/coiet+ ch3co2c2h580%eew-heb96%ee30%ee煜生焙圖琼觇i戢磴业s訂m厦二拥!程舷龜沁生单一手性的（s） 构型的醇，其光学纯度达到99.2%,理论产率可以达到100% （图8）。在过去的几年里，脂肪酶已在某些手性药物中间体的合成和拆分中得到了应用，但脂肪酶更为普及。的应用潜力还远远没有得到充分

2、的发挥。随着酶工程、基因工程、蛋白质工程和发酵工程的不断 发展，相信在不久的将来，将有更为廉价的、稳定的、适用于多种底物和髙度选择性的脂肪酶出现，会使脂肪酶在手性药物合成中的应用变得更为广阔,丿脂肪翼何 chg%8脂肪酵 拆分生产拟除虫菊画的工艺制剂新技术在多肽、蛋白质类药物递释系统研究中的应用刘昂吴梧桐（中国药科大学生物制药学院，南京210009）摘要：目的：介绍制剂新技求在多氐 妥白质类药物递释系统研究中的应用.方法：综述了多肽、妥白度类药物的性度特点和影响其稳定牲的原因；以及制剂新技术琏多駄、妥白质类药物 递释系统中的运用；并对lhrh及其类似枷和恥岛素两类药物的斷型制剂研究进行了概述.

3、结 果：脂质体、微乳和复乳、ttt球、纳米粒、自控式释药技术等伸1刑新技术广泛应用于多肽、蛋白 质类药物递释系统中，取得了较大进展；lhrh及其类似物和从岛素两类药物的新刑型研究具有 代表性且引人注目.结论：将制剂新技术用于多脸、蛋白质类药物递释系统的研究，有着广阖的综述论文 应用前素.关键词：多肽，蛋白质，递释系统.药物制剂多肽、蛋白质类药物是药用生物活性大分子物质。随着生物技术的飞速发展.此类药物已 成为生物技术新药（new biotech dmg）的主要品种。与传统的化学合成药物相比，其具有以下 特点：（1）与体内正常生理物质十分接近，更易为机体吸收、且药理活性高、针对性强，毒性低。（2

4、）分子量大，稳定性差，易被胃肠道中的蛋白质水解酶降解，（3）生物半衰期短，生物利用 度不高，不易通过生物屛障等。此类药物一般注射给药。基本剂型是注射剂和冻干粉针剂，但常 须频繁注射，加重了患者的身体、心理和经济负担。近年来,脂质体、微球、纳米粒等制剂新技 术发展迅速并逐渐完善，国内外学者将其广泛应用于多肽、蛋白质类药物递释系统（drug delivery system, dds）的研究中，为此类药物的临床应用铺平了道路。1多肽、蛋白质类药物稳定性多肽、蛋白质类药物具有复杂的一级结构和严格的空间结构，并与生物活性密切相关。任 何导致蛋白质折叠结构解体或松散以及损害三维结构的因素都会影响其生物活性

5、，其物理性和化 学性的降解作用可能发生在多种不同的环节，例如制造生产过程纯化操作过程，处方制剂及储 存流通过程等。物理降解作用常使得蛋白质凝聚沉淀，致使蛋白质变性并失去生物活性，改变了 药物性状及制剂稳定性，严重影响了药物疗效并产生副作用。而化学降解作用也会使蛋白质药物 丧失生物活性，并产生严霾的毒副作用.有关多肽、蛋白质类药物的降解途径见图1。z*脱酰胺反应（asn, gin）变性蛋白u天然蛋白表面吸附自身凝聚沉淀氧化反应（met, cys）水解反应（asp消旋反应（asn, asp gln» ser, thr, cys）0消除反应（his, trp» iyr）异构化（a

6、sn, asp» gin）（物理不稳定作用（化学不稳定作用）多肚、蛋白类药您的主要降解途径及不稳定氮基酸残基形成错误二硫键（cys）2制剂新技术多肽、蛋白质类药物结构在理化性质、生物活性、生物半衰期及免疫原性等方面具有特殊 性，因此其剂型设计的难点是如何增加吸收并提高稳定性。制型新技术的应用可明显提高其稳定 性并改善药物吸收.xi脂质体ii脂质体（liposome）是将药物包封于类脂质双分子层而形成的超微型球状载体制剂。按大 小和结构分为多层、小单层、大单层、中等大小单层脂质体。按制备方法分类，有逆相蒸发法制 备的脂质体（rev）,干燥法制得的脂质体（drv以及多室脂质体（mvl）。

7、脂质体作为多肽、蛋白质类药物载体可以保护药物的生物活性提高稳定性，延长半衰期, 延缓释放。因其可与人体细胞发生吸附、融合、内吞、脂质交换等作用，从而促进药物吸收，增 强药物的细胞祀向性。制成脂质体的多肽、蛋白质类药物有腿岛素 il-2, ifn,天门冬酰胺酶,葡萄糖氣化酶.超氧化物歧化酶.阿糖腺昔.各种疫苗等，见表1。«1脂质体在多肽傲白质类药物递释系统中的应用药物 胰岛累载体材料给药途径优点il2ifn天冬酰胺酶超氧化物歧 化酶葡萄糖氧化 酶二棕棋酰磷酯酰胆碱，大豆當醇，胆 固醇，卵磷脂，硬酯酰胺按不同比例 制成脂质体大豆卵磷脂，胆固醇（i： i）制成的 脂质体多层磷酯脂质体（ml

8、v）卵磷脂，胆固醇（2： 1）制成脂质体含脑硫酯的脂质体口服，皮给药口服注射， 皮给药 注射口服口服具有肝细胞耙向功 能，对胃酶，胰蛋白 酶，a縻蛋白酶有显 著抵抗作用生物半衰期延长一 倍，显著改善体内分 布，激活了抗癌活性 延长生物半衰期，延 缓释放，并提高药效。有效增加酶活性，毒 性明显减少延长生物半衰期，减 少过敏反应克服血脑屏障，保护 酶活性，延长半衰期, 提高靶向性2.2微乳和复乳iii微乳（microemulsions）指乳滴直径小于140gm的乳剂。而复乳（multiple emulsions）指分 散相为非单一相.具有两种乳剂类型的复合型乳剂，以w/0/w型最为常用。两者均可达

9、到缓释 和靶相释药的目的。90年代codecs公司开发了以胆固醇、磷脂、脂肪酸为油相，胰岛素和蛋白 酶抑制剂为水相的胰岛素微乳，患者口服后，可明显降低血糖浓度。随后，又研制出脂肪酸甘氨 胆酸钠乳剂，由于甘孰胆酸与硬酯酸口服后的协同作用，从而促进了其包封的膜岛素的吸收。山 道士公司的环也素微乳制剂一新山地明增加了环抱素在消化道的吸收，提高了血药浓度和疗效， 减少了给药剂量，降低了毒副作用，已获fda许可.制成微乳和复乳的多肽、蛋白质类药物见«2多肽、蛋白质微乳和复乳制剂药物制剂类型油相水相乳化剂胰岛素w/o型微乳w/0/w型复乳碘标记w/o/w 型复乳蛋黄磷脂，甘油单油酸脂,胆固醇，油

10、酸液瞬蜡亲脂性表面活 性剂胰岛素.枸掾酸抑肽酶聚氧乙烯硬脂酸溶于乙醇脂胰岛素明胶水溶液（内水相人 pvp水溶液.span 80, tween80混合乳化剂（外水相）胰岛素普朗尼克f127.聚丙稀酸溶液（内tween 80水相），普朗尼克l10n异丙醇溶液（外水相）环抱素o/w型微乳软精制植物油环他素无水乙醇溶液聚氧乙烯（40）胶奏蝮蛇抗栓酶w/o/w型复乳i化萬麻油脂肪酸甘油单 酯，液体石蜡蝮蛇抗栓酶原液，明胶tween 80溶液（内水相），硬酯酸甘油单.酯pvp （外 水相）综述论文2.3微球微球(microspheres)是药物溶解或分散于高分子材料中形成地直径为1250pm的微小球 状实

11、体。生物可降解聚合物作为微球的骨架材料在多肽、蛋白质类药物的微球给药系统中得到广 泛成功的应用，主要有淀粉、明胶、葡聚糖、白蛋白、聚乳酸(pla)聚乳酸-乙醇酸共聚物 (plga)、聚邻酯、聚内酯和聚酊等。微球剂在缓、控释注射给药系统，非注射途径给药系统 都有广泛的应用(图2)。r 多肽微球注射剂：lhrh及其类似物，胰岛素，干扰素(r-ifn),促红细胞生成 素(epo),白介素(ila，生长激素(rhgh),生长抑素(somatostatim),神 经生长因子(ngf),促甲状腺素释放 激素(trh)匚 疫苗微球注射剂：破伤风，白喉，肉毒等类毒素(tetannstoxoid, tt)牛血清

12、白 蛋白(bsa),卵清萤白，r核糖核酸酶a,葡萄球菌肠毒卩类毒素，乙肝疫 苗，人免疫峡陷病毒(h】v1)预防疫苗r 多肽口服微球：胰岛素，降钙素，促肝细胞生长素l 疫苗口服微球：卵清蛋白，卵白蛋白缓、控释 注射给药口服给药鼻腔给药 素，疫苗2.4纳米粒ill生物贴附性微球：胰岛素，生长激素，催产素，去氨加压素或赖氨加压素，干扰图2微球制剂在多肚、蛋白质类药物递料系统中的应用纳米粒(nanoparticles)是指粒径为10looonm的聚合物胶体给药体系。由于人体最小毛 细管的直径大约为4屮n,因此直径小于i屮n的纳米粒很容易通过这些毛细管，从而通过非胃肠 道途径给药可以达到缓释和在特定组织

13、或靶位释药的目的。纳米粒进入体循环后主要披网状内皮 系统(res)中的白细胞、单核细胞以及巨嗜细胞呑噬，从而靶向作用于res系统中的肝、脾、 骨髓等器官。用于制备纳米粒的方法类似于微球，虽然方法多种多样.但适用于多肽、蛋白质类 药物制备的并不多。必须考虑此类药物的特殊性，载体材料的性质，选取合适的溶剂或共溶剂及 与之相适应的仪器，以达到最佳组合。2.5自控式释药技术又称智能型给药系统(idds),其原理是利用释药系统与周围环境的相互作用来调节药物的 释放速度。按速度控制机理分为竞争性脱附和酶底物反应两种。表3纳米粒制剂的应用载体材料余药途径药物ii参考文献胰岛素pibca,pacapacapi

14、bca生长激素释放因子 降钙素pihcapibca寸寸艮艮 寸寸月 6 注注口口 注注2089.1 2112 22432,2 2lhrh类药物paca口服pihca口服硬脂酸口服pecl眼部给药825326竞争结合型胰岛素释药系统是将葡萄糖基胰岛素(g-insulin)与伴刀豆球蛋白a (con a)的结合物包封于一个多孔的半透膜内。膜孔小t 1pm,不允许上述结合物透出膜外，但允许葡萄糖和g-insulin自由进出，当膜外血糖浓度异常升高时，葡萄糖分子大量进入膜内，并与g-insulin 竞争cona上的结合位点，被取代下的g-insulin不断排出膜外，发挥降血糖药效。葡萄糖氧化酶底物反应

15、型脇岛素释药系统是将胰岛素包埋于通透性对ph高度敏感的髙分 子材料(如n,n二甲氨基乙酯等)和葡萄糖氧化酶形成的载体中，形成复合膜，当环境中葡萄糖浓度升高时，氧化酶将其氧化成裁萄糖醛酸.使系统内部ph改变.导致高分子材料通透性增 加，胰岛素释放量增加，而发挥降血糖药效。c6hno6+ glucose oxidaes gluconic acid + h2o23应用实例3.1 lhrh及峻似物黄体激素释放激素(luteinizing hormone-releasing hormone, lhrh)是与生殖功能密切相关 的由10个氨基酸分子组成的多肽。目前人工合成的lhrh及其类似物已有数千种，在活

16、性及稳 定性方面均有提高，临床用于治疗性功能低下和激素亢进依赖型疾病，如卵巢癌、乳房癌、子宫 肌瘤、前列腺癌等。lhrh及其类似物的长效可降解微球是多肽激球中研究最早、最成功的品种(表4)。1986,法国ipsen of biotech公司生产的醋酸曲普瑞林(triptorelin) -plcg缓释微球上市，是世界上第一个多肽微球商品。表4已开发的lhrh及其类似料给药系统曲普瑞林plcg微球pecapeptylipsen biotech of1个月(triptorelin)50:50france / faring亮丙瑞林plga微球prostap srabbot/武田1个月(leuprore

17、lin)75:25enantone/lucrin / lupron / trap-144 srpla微球武田3个月高舍瑞林plcg注射埋植剂zoladexici1个月(goserelin)50:50那法瑞林plcg微球syntex/southemii期临床(nafarelin)50:50research institute缓释时间制剂类型开发公司商品名药物r材料3.2触(岛素胰岛素(insulin)是一种用于治疗糖尿病的多肽类药物，过去主要以注射途径给药，给长期 用药的病人带来诸多不便和痛苦.近年来，国内外学者一直致力于胰岛素新剂型的研究，有口服 或口腔粘膜吸收给药制剂，肺部吸入给药制剂，透皮

18、制剂和新型注射剂等(表5).4结语多肽、蛋白质类药物在人类疾病治疗中的地位日趋霾要.目前有100多种生物技术药物上市，据 parexps phannaceutical r&d statistical source book 报道，有 723 种正接受 fda 审评700 种药物处于早期研究阶段，还有200种以上的药物已进入最后批准阶段.近年来，将制剂新技术 应用于此类药物递释系统的研究正在不断深入，出现了许多很有潜力的制剂形式，但它仍是世界性难题，很多工作还处于实验室研究、动物实验或少傲制备水平，不同文献来源的结果也有羞异, 一些问题也有待于摸索解决。jk岛素及其结枸改造类叔豹的新剂型

19、研究药物制剂类型给药途径开发公司研究进展insulin粉雾剂肺部吸入给药气雾剂 肺部吸入给药 电喷雾剂 肺部吸入给药 喷雾剂 口腔粘膜给药 液体制剂 口服生物可降解口服insulin lispro（hlnsulin 类似物）insulin glaiine （hlnsulin 类似物）insulin aspart （insulin速效类似物）型纳米粒液体制剂皮下注射液体制剂皮下注射液体制剂皮下注射inhale lilly/dura aerogen novo nordisk gnerexcortecselanlillyhoechst marion rousselnovo nordiskm期临床ii期临床 已获fda批准ii期临床ii期临床己上市已上市等待fda批准靈组入胰岛素生