生长激素基础知识,上海课件

生长激素基础知识2010-6医学部主要内容生长激素的概述生长激素的生物学特性生长激素结构生长激素分泌调节生长激素的分泌特点生长激素分泌的影响因素生长激素分泌的调节生长激素的生理作用、作用机制一、生长激素概述生长激素的生物学特性生长激素结构GH生物学特性垂体和循环中hGH的分子是非均一的，包括单体、单体聚合体、分子片段和单体与其它蛋白的复合物。hGH的分子量20KD：约占垂体和循环中hGH的5～10％，对糖代谢影响较小，对促生长、IGF生成和生乳作用于22KD的单体相似，但与hGH受体亲和力较弱。22KD：是主要的hGH单体的分子形式，约占垂体内hGH的70～75％，也是循环中主要的hGH（约占43％左右）。25KD：hGH-2基因的翻译产物，可发生糖基化，故分子量增加。GH的一级结构二硫键GH的天然构象第一张hGH晶体衍射照片SCIENCE，1992；255：306-312GH的分泌特点脉冲式分泌GH以脉冲形式分泌，昼夜波动大，在分泌低峰时,血循环中难测到。一般GH分泌频率夜间比白天多，青春期前和青春期24h内约有6~8次脉冲数,约每3～4小时1次。青春发育中期分泌脉冲幅度最大，分泌量最多。24h内脉冲数和振幅与年龄相关。昼夜节律正常人入睡后1小时（45~90min）左右分泌达高峰，分泌量是1天总量的一半以上。如睡眠时间变化，GH峰值出现时间也相应变化。重点间隔3~4小时*，约6~8个脉冲/日，夜间最高生理情况下GH的分泌模式

各年龄阶段垂体GH的分泌青春前期青春期成人早中后年龄（岁）9.0±0.311.5±0.214.4±0.216.4±0.423.0±0.624hGH浓度(ug/L)6.7±1.04.7±0.713.8±2.44.4±0.93.9±0.5GH脉冲强度(ug/L)14.4±1.312.8±1.322.4±2.814.7±3.910.3±1.3GH脉冲数(24h)8.8±0.77.0±0.57.8±0.66.6±0.66.1±0.5GH分泌(ug•kg-1•24h-1)2920601917调节GH分泌的体内外因素及药物兴奋抑制生理睡眠、运动、物理应激心理应激血氨基酸升高、低血糖血糖升高、脂肪酸升高药理胰岛素（诱导低血糖）糖皮质激素ACTH、MSH、E2血管紧张素5-羟色胺拮抗剂胃肠及下丘脑激素多巴胺拮抗剂（吩噻嗪）r-氨基丁酸拮抗剂β-肾上腺素能促效剂（异丙肾）5-羟色胺、多巴胺促效剂α-肾上腺素能拮抗剂（酚妥拉明）β-肾上腺素能拮抗剂胆碱能拮抗剂（丙咪嗪）α-肾上腺素能促效剂（可乐宁）病理饥饿、蛋白质营养缺乏甲状腺功能减退肥胖GH分泌的调节下丘脑激素调节生长激素释放激素（GHRH）：是腺垂体分泌和合成GH的最主要的生理刺激物，呈脉冲式释放。GH对GHRH合成有反馈性抑制作用。生长激素释放抑制激素（SS）：除了抑制GH的基础分泌，还抑制GH对生理性和药理性刺激，也抑制病理情况下的GH异常升高。神经递质的调节来源于体内外环境的各种刺激通过神经递质网络，作用于中枢神经系统，通过多巴胺，5-羟色胺和去甲肾上腺素等神经递质调节GH的分泌。高级神经中枢下丘脑垂体前叶GHGHRH(+)SRIF(-)IGFs(亦称生长介素)直接作用三、GH的生理作用、作用机制生理作用：促进生长，调节骨代谢调节物质代谢其他作用作用机制生长激素受体（GHR）和生长激素结合蛋白（GHBP）胰岛素样生长因子（IGFs）GH生理作用（二）调节物质代谢促进蛋白质合成，纠正负氮平衡。调节脂代谢，降低机体脂肪储备，增加血清脂肪酸含量，降低血清胆固醇和低密度脂蛋白水平。可降低细胞对胰岛素的敏感性，减少外周组织对葡萄糖利用，使血糖升高。对水、矿物质代谢有重要作用。可使细胞内钾盐、磷酸盐潴留，还可促进肾小管钠回吸收，引起水、钠潴留。重点GH生理作用（三）其他作用增加机体免疫力，刺激免疫球蛋白合成，促进巨噬细胞和淋巴细胞增殖。加速伤口愈合，刺激烧伤创面及手术切口成纤维细胞合成胶原。促进心肌蛋白合成，增加心肌收缩力，降低心肌耗氧量。GH具有抗衰老,促进脑功能效应;促进精子形成、排卵等重点GH的作用机制（一）生长激素受体（GHR）和生长激素结合蛋白（GHBP）GHR是由620个AA组成的跨膜糖蛋白，包括胞外域、跨膜域和胞内域。2个GHR形成同源二聚体，分别与1个GH分子上的2个不同位点结合，结合后受体的胞内部分与细胞质中JAK酪氨酸家族结合，使受体羧基端酪氨酸磷酸化，从而传递信号，发挥生物效应。GHBP是膜受体的片段，可与GHR竞争与GH结合，所以GHBP可抑制过高的GH结合到组织受体上。重点GH的作用机制（二）胰岛素样生长因子（IGFs）GH对靶组织发挥效应，除了直接作用外，还通过IGFs的介导，尤其是对长骨的促生长作用。现知有生物作用的IGF分为两类IGF-1：碱性多肽，有强的促生长作用；IGF-2：中性肽，有强的胰岛素样活性，是胚胎生长、发育的调节因子。合成IGF的部位极为广泛，几乎遍布体内所有组织，其主要合成部位在肝脏，其次是肾脏、骨骼肌等组织。其他许多组织局部也可合成，它们均接受GH的刺激，多数组织产生的IGF并不释放入血液，常通过旁分泌和自分泌的方式发挥作用。垂体肝脏局部直接作用，不依赖IGF-I线性生长

细胞内信号传导通路三聚体（循环）重点总结生长激素的分泌特点生长激素分泌的影响因素生长激素分泌的调节生长激素的生理作用、作用机制人垂体源性hGH(somatotropin)1958年，Raben首次从人垂体中成功提取hGH，Kabi公司进行商业性销售缺点:﹡因来源受限，产量稀少﹡因含人类多种分子量的GH（主要是22kDa，20kDa，也有少量5KD），22kDa占垂体hGH的70~75%，20kDa占5~10%（其与受体亲和力较弱），所以产品中22kDa的GH含量并非100%，相对纯度较低1*易受hGH供体病毒污染因不断报道因使用hGH罹患Creutzfeldt-Jakobdisease，于1985年被禁止使用颜纯、王慕逖小儿内分泌学.2006,92.192个氨基酸rhGH（somatrem）

上世纪70年代出现的重组DNA技术的发展给生长激素的量化供应提供了发展的契机1981年，Genentech公司利用E.Coli包涵体技术研制出含192氨基酸的基因重组人生长激素——Met-rhGH。与天然hGH相比，在N-末端多了一个蛋氨酸残基，又称为somatrem(Protropin®)缺点提取和复性工艺复杂与天然hGH不完全一致，抗体产生率高，达12~95.5%1、2、3KaplanSL,etal.TheLancet.1986:697-700TakanoK,etal.ActaPaediatrScandSuppl,1986,325:19-24.GuyMassa,etal.ClinicalEndocrinology(1993)38,137-1421995年开始问世目前国际上共有3种水针剂产品优点：避免了冷冻、干燥、再溶解过程，保持了蛋白质的天然空间构象直接使用，勿需再溶解，而且避免污染生长激素水针剂（Somatropin水剂）产品名上市时间制药公司NutropinAQ12/29/1995GenentechNorditropinNordiflex06/20/2000NovoNordisk赛增水剂2005*金赛*SFDA批准时间，余均为美国FDA批准上时间长效缓释粉剂（NutropinDepot）1999年，PLGA微球包裹技术(类似于长效达菲林的微球包裹技术）的长效生长激素——NutropinDepot，在美国上市用于治疗儿童和成人GHDNutropinDepot是由疏水性的PLGA微球包裹的rhGH缓释剂型，实现1个月或2周注射1次；人类第一个也是最后一个把PLGA微球技术应用于蛋白质的产品NutropinDepot制备过程中需将rhGH制成极高浓度的冻干粉，并需短暂高温，导致其中rhGH高分子蛋白及相关蛋白产生，从而使NutropinDepot活性较低，抗原性较强比活<2.57IU/mg抗体产生率：57%由于疗效不佳，抗体高及价格高等问题，于2004年退市SilvermanBL,etal.JPediatrEndocrinolMetab2002,15Suppl2:715-722.长效生长激素水剂：金赛增（2010年上市）国际领先（诺和公司PEG-GH尚在一期临床）通过化学偶联方法使聚乙二醇分子与蛋白质分子偶联，通过分子量的加大使半衰期延长PEG化学修饰能够保护被修饰蛋白的生物学活性，降低免疫原性1不易聚合产生高分子蛋白保护rhGH分子免于被脱氨、氧化产生相关蛋白PEG-rhGH活性更高：约7IU/mg2PEG-rhGH抗体产生率更低：0%**来自金赛药业PEG-rhGHII期和III期临床试验数据1WebsterR,etal.DrugMetabDispos2007,35:9-162李湛军.中国临床药理学和治疗学2005,10:1270-1274.众多生物制剂显示：

粉剂向水剂的发展是国际趋势干扰素：1996年全球上市重组干扰素