多肽類藥物的研發(fā)

氨基酸是氨基酸和化合物的組成和連接方式與蛋白質(zhì)相同的，但在某些性質(zhì)上不同于蛋白質(zhì)。例如，空間結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性高，免疫原性低或無(wú)免疫原性。所有生物細(xì)胞都能合成多肽,同時(shí),也受各種多肽的調(diào)節(jié)。我國(guó)很早就通過(guò)分離純化將很多存在于人體和動(dòng)物體內(nèi)的活性多肽類物質(zhì)開(kāi)發(fā)為藥物,并加以應(yīng)用。多肽作為藥物和健康產(chǎn)品開(kāi)發(fā)較多,在我國(guó)已經(jīng)形成了一定的產(chǎn)業(yè)化規(guī)模,并且隨著對(duì)多肽研究與認(rèn)識(shí)的深入,今后我國(guó)的多肽類藥物必將有新的發(fā)展。1世界反恐藥物研究1.1多酚研究傳統(tǒng)的多肽類藥物主要是多肽類激素,近年來(lái)對(duì)多肽類藥物的開(kāi)發(fā)已經(jīng)發(fā)展到疾病防治的各個(gè)領(lǐng)域,特別是在以下各領(lǐng)域發(fā)展較快。1.1.1生長(zhǎng)抑素聯(lián)合抗氧化藥物腫瘤的發(fā)生是多種因素作用的結(jié)果,但最終都要涉及癌基因的表達(dá)調(diào)控。現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)很多與腫瘤相關(guān)的基因以及對(duì)腫瘤產(chǎn)生作用的調(diào)控因子,篩選與這些基因及與調(diào)控因子特異結(jié)合的多肽,已成為尋找抗癌藥物的新熱點(diǎn)。如生長(zhǎng)抑素已用于治療消化系統(tǒng)內(nèi)分泌腫瘤;美國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn)了一個(gè)能在體內(nèi)顯著抑制腺癌的六肽;瑞士科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一個(gè)能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的八肽。1.1.2hr2多肽的致病性病毒通過(guò)與宿主細(xì)胞上的特異受體結(jié)合吸附細(xì)胞,依賴其自身的特異蛋白酶進(jìn)行蛋白加工及核酸復(fù)制。因此可從肽庫(kù)內(nèi)篩選與宿主細(xì)胞受體結(jié)合的多肽,或能與病毒蛋白酶等活性位點(diǎn)結(jié)合的多肽,用于抗病毒的治療。目前,加拿大、意大利等國(guó)家已從肽庫(kù)內(nèi)篩選到很多具有抗病毒性的小肽,有些小肽已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。2004年6月中國(guó)科學(xué)院微生物研究所傳出消息,該所承擔(dān)的中科院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目“SARS冠狀病毒細(xì)胞融合機(jī)制和融合抑制物研究",由中科院微生物研究所和武漢大學(xué)生命科學(xué)院現(xiàn)代病毒學(xué)研究中心合作取得重大進(jìn)展。實(shí)驗(yàn)證明,所設(shè)計(jì)的HR2多肽能夠高效抑制SARS病毒對(duì)培養(yǎng)細(xì)胞的感染,有效抑制濃度在幾個(gè)納摩爾(nmole)濃度水平,合成和表達(dá)的HR1多肽的病毒感染抑制實(shí)驗(yàn)以及HR1與HR2的體外結(jié)合實(shí)驗(yàn)也取得了重要進(jìn)展,所研制的阻止SARS病毒融合的多肽藥物可以預(yù)防病毒的感染,對(duì)于已感染病毒的患者,則可阻止病毒在體內(nèi)的進(jìn)一步擴(kuò)展。該多肽藥物具有預(yù)防和治療雙重功能。第四軍醫(yī)大學(xué)細(xì)胞工程研究中心的科研人員已合成出能有效阻止和抑制SARS病毒侵入細(xì)胞的9個(gè)多肽。1.1.3國(guó)外研究現(xiàn)狀多肽疫苗與核酸疫苗是目前疫苗研究領(lǐng)域內(nèi)較受重視的研究方面之一,目前世界上對(duì)病毒多肽疫苗進(jìn)行了大量的研究和開(kāi)發(fā)。如1999年美國(guó)NIH公布了兩種HIV-I病毒多肽疫苗對(duì)人體進(jìn)行的臨床試驗(yàn)結(jié)果;國(guó)外學(xué)者從丙肝病毒(HCV)外膜蛋白E2內(nèi)篩選出一種多肽,它可刺激機(jī)體產(chǎn)生保護(hù)性抗體;美國(guó)正在開(kāi)發(fā)瘧疾多價(jià)抗原多肽疫苗;宮頸癌人乳頭瘤病毒多肽疫苗已進(jìn)入II期臨床試驗(yàn)。我國(guó)在多種多肽疫苗研究方面也已做了大量的工作。1.1.4模擬肽的氨基酸序列及分子活性利用已知細(xì)胞因子的受體從肽庫(kù)內(nèi)篩選細(xì)胞因子模擬肽,近年成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。國(guó)外已篩選到了人促紅細(xì)胞生成素、人促血小板生成素、人生長(zhǎng)激素、人神經(jīng)生長(zhǎng)因子及白介素-1等多種生長(zhǎng)因子的模擬肽,這些模擬肽的氨基酸序列與其相應(yīng)的細(xì)胞因子的氨基酸序列不同,但具有細(xì)胞因子的活性,并且具有相對(duì)分子質(zhì)量小等優(yōu)點(diǎn)。目前這些細(xì)胞因子模擬肽正處于臨床前或臨床研究階段。1.1.5陽(yáng)離子多肽抗菌肽當(dāng)昆蟲(chóng)受到外界環(huán)境刺激時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量具有抗菌活性的陽(yáng)離子多肽,目前已從中篩選出百余種抗菌肽。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)證實(shí),很多抗菌肽不僅有很強(qiáng)的抗菌、殺菌能力,而且還能殺死腫瘤細(xì)胞。1.1.6食品制作的食品很多植物中含有具有降血壓、調(diào)血脂、溶血栓等作用的物質(zhì),這些物質(zhì)不僅可用作藥物,亦可用作保健食品。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)其中很多有效成分是小分子肽,因此從植物中發(fā)現(xiàn)新的活性肽并進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)已成為多肽類藥物研究的熱點(diǎn)途徑。1.1.7生蟲(chóng)蛋白抗原檢測(cè)多肽在診斷試劑中最主要的用途是用作抗原,檢測(cè)相應(yīng)病原生物的抗體。多肽抗原的特點(diǎn)是比天然微生物或寄生蟲(chóng)蛋白抗原的特異性強(qiáng),且易于制備。現(xiàn)在用多肽抗原裝配的抗體檢測(cè)試劑包括:甲、乙、丙、庚型肝病病毒、艾滋病病毒、人巨細(xì)胞病毒、單純皰疹病毒、風(fēng)疹病毒、梅毒螺旋體、囊蟲(chóng)、錐蟲(chóng)、萊姆病及類風(fēng)濕等檢測(cè)試劑。使用的多肽抗原大部分是從相應(yīng)致病體的天然蛋白質(zhì)內(nèi)分析篩選獲得,有些是從肽庫(kù)內(nèi)篩選獲得的全新肽。1.2近年來(lái)，國(guó)外開(kāi)發(fā)和上市的一些多媒體藥物見(jiàn)表1。2我國(guó)廣泛的反恐藥物和保健品研究2.1多肽類藥物的開(kāi)發(fā)近年來(lái),隨著藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)免疫學(xué)以及分子生物學(xué)理論及技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)多肽類物質(zhì)的生物活性有了更深刻的認(rèn)識(shí),對(duì)該類物質(zhì)的研究也涉及到很多新的領(lǐng)域。我國(guó)在多肽類藥物的研究和開(kāi)發(fā)方面也呈現(xiàn)出前所未有的繁榮,新的藥物不斷開(kāi)發(fā)、被批準(zhǔn)生產(chǎn)。表2、表3、表4、表5分別列舉了中國(guó)藥典2000年版二部、國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局2002年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、近幾年已獲生產(chǎn)批準(zhǔn)文號(hào)以及近年批準(zhǔn)進(jìn)行臨床試驗(yàn)的多肽類藥物。由表1至表5可見(jiàn),我國(guó)多肽類藥物創(chuàng)新性不夠,很多種新藥是以改變劑型和給藥途徑的方式出現(xiàn),與國(guó)外相比仍有差距。2.2多種多肽類飲品,將其作為包裝還是使用近年來(lái),我國(guó)的多肽類保健品市場(chǎng)日趨繁榮。目前我國(guó)有多個(gè)企業(yè)將一些來(lái)源于動(dòng)植物的小分子活性肽開(kāi)發(fā)為保健品。這些保健品具有很好的生物活性和較高的吸收率,在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上逐漸占據(jù)了一席之地。例如,上海榮神生物化學(xué)有限公司研制成功的一種護(hù)肝產(chǎn)品“安泰膠囊”就是一種功能性生物多肽保健品,它能有效修復(fù)受損傷的肝細(xì)胞,分解肝臟脂肪。三九企業(yè)集團(tuán)武漢九生堂生物工程有限公司近年來(lái)在多肽類保健品的研究和開(kāi)發(fā)上投入較多,先后有“三九牌大豆多肽”口服液、“谷胱甘肽”口服液、“多福牌蛋白肽”口服液等產(chǎn)品投入市場(chǎng)。采用酶法以不同的動(dòng)物、植物、藻類等來(lái)源的蛋白質(zhì)為原料,先后生產(chǎn)出100多種肽類產(chǎn)品。預(yù)計(jì)在今后幾年內(nèi),這類產(chǎn)品將成為多肽類產(chǎn)業(yè)的主要產(chǎn)品。2.3生產(chǎn)多肽類制劑據(jù)不完整的統(tǒng)計(jì),全國(guó)目前從事生化與生物技術(shù)藥物生產(chǎn)的制藥企業(yè)有400多家,其中約80%的企業(yè)均生產(chǎn)不同類型和不同規(guī)模的多肽類藥物,這些企業(yè)主要分布在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的省和市,如北京、上海、廣東、吉林、浙江、江蘇、山東等。在這些廠家中,約80%采用現(xiàn)代生物技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn),有的還采用傳統(tǒng)的提取分離法、酶解法以及固相合成等方法進(jìn)行生產(chǎn)。有些企業(yè)與國(guó)外相關(guān)企業(yè)合作,正在建立規(guī)模化的多肽類藥物生產(chǎn)基地,如海南中和藥業(yè)股份有限公司與全球最大的多肽類制藥公司ACT(美國(guó)高等化學(xué)技術(shù)公司)合作正在建設(shè)歐亞地區(qū)最大的肽類制藥基地,該項(xiàng)目計(jì)劃投資約20億元人民幣。項(xiàng)目建成后將按照美國(guó)FDA的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)由中和藥業(yè)研發(fā)的4種新藥和ACT研發(fā)的2種新藥。3中國(guó)電子商務(wù)行業(yè)存在的主要問(wèn)題3.1產(chǎn)業(yè)投資過(guò)度,造成企業(yè)嚴(yán)重?fù)p害在資這是我國(guó)生化制藥行業(yè)存在的突出問(wèn)題。國(guó)內(nèi)一些制藥企業(yè)在項(xiàng)目選擇上往往缺乏對(duì)市場(chǎng)的充分調(diào)查研究和由熟悉制藥行業(yè)的專家論證,對(duì)生物藥物利潤(rùn)的期望使得國(guó)內(nèi)有關(guān)產(chǎn)業(yè)投資過(guò)熱,從而造成了生物藥物品種少而生產(chǎn)企業(yè)多的現(xiàn)象。中國(guó)已批準(zhǔn)上市的基因工程多肽類藥物絕大多數(shù)是由多家企業(yè)從事生產(chǎn)。動(dòng)物來(lái)源的藥物也是這樣,如僅胸腺肽一種產(chǎn)品就有88家企業(yè)生產(chǎn)。這些制藥企業(yè)水平相差懸殊,產(chǎn)品投入市場(chǎng)勢(shì)必會(huì)造成過(guò)度競(jìng)爭(zhēng),使生產(chǎn)企業(yè)的利潤(rùn)下降,同時(shí)會(huì)導(dǎo)致企業(yè)開(kāi)工不足、成本增加,使企業(yè)不能獲得合理利潤(rùn),無(wú)法步入良性發(fā)展的軌道,甚至迫使一些企業(yè)嚴(yán)重虧損和破產(chǎn)。形成這種局面勢(shì)必給我國(guó)財(cái)力、物力造成不必要的浪費(fèi)。3.2原始性創(chuàng)新藥物目前進(jìn)入臨床試驗(yàn)的多肽類藥物,大多數(shù)是跟蹤仿制的,真正意義上的原始性創(chuàng)新藥物很少。造成這種局面主要原因是基礎(chǔ)研究差,人才隊(duì)伍不穩(wěn)定,研究經(jīng)費(fèi)不足。3.3缺乏支撐和支柱產(chǎn)品目前我國(guó)多肽類藥物產(chǎn)業(yè)化規(guī)模小,難以參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。同時(shí)生產(chǎn)的品種少,與發(fā)達(dá)國(guó)家相差甚遠(yuǎn),支柱產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)品少,銷售額低。同時(shí)由于體制、人才、資金投入、市場(chǎng)觀念等原因,多肽類藥物的生產(chǎn)還沒(méi)有全面形成現(xiàn)代化、規(guī)模化的生產(chǎn)格局,在開(kāi)拓國(guó)際和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。4中國(guó)電子商務(wù)的發(fā)展方向和前景4.1物種來(lái)源的不同目前我國(guó)獲取活性多肽仍然是以人和動(dòng)物來(lái)源為主,然而多肽類物質(zhì)廣泛存在于各種生物體內(nèi),對(duì)其來(lái)源有待進(jìn)一步拓寬。新的多肽類藥物資源的尋找可從以下幾方面考慮。4.1.1多肽類的開(kāi)發(fā)和利用在動(dòng)物的臟器、組織內(nèi)含有難以計(jì)數(shù)的不同類別的活性肽類物質(zhì),每種物質(zhì)都具有特定的生理功能或活性。因此,目前已用于提制某種肽類藥物的原料,仍有進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)的價(jià)值。如提制胸腺素或胸腺肽的胸腺組織,還可從中提取淋巴細(xì)胞抑素等物質(zhì)。對(duì)一些以前開(kāi)發(fā)較少的臟器也可以進(jìn)行新的開(kāi)發(fā),以發(fā)現(xiàn)新的多肽類來(lái)源。另外,還可利用不同生物同一類型組織獲得同種生物活性多肽,也可以擴(kuò)大原料來(lái)源。4.1.2活性肽的制備由植物來(lái)源的活性多肽目前已引起人們的關(guān)注。我國(guó)已經(jīng)從植物中通過(guò)酶解、分離、純化獲得了很多活性肽并開(kāi)發(fā)為新藥和保健品,如從某些蔬菜、豆類、薯類、谷物等中制備了多種有發(fā)展?jié)摿Φ幕钚噪摹膫鹘y(tǒng)中藥材中制備活性肽也將是肽類藥物研究開(kāi)發(fā)的方向。4.1.3抗菌肽的發(fā)現(xiàn)昆蟲(chóng)是世界上最大的生物種群,除海洋之外,幾乎所有的生態(tài)環(huán)境都有昆蟲(chóng)存在。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)昆蟲(chóng)受到外來(lái)病菌的侵襲時(shí),體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的抗菌肽,這些抗菌肽可以迅速殺滅病菌。到目前為止,在昆蟲(chóng)中已發(fā)現(xiàn)大量的抗細(xì)菌肽、抗真菌肽以及既抗細(xì)菌又抗真菌的抗菌肽。這些抗菌肽對(duì)病毒、原蟲(chóng)及癌細(xì)胞也有作用,并且對(duì)高等動(dòng)物的正常細(xì)胞無(wú)毒害作用。4.1.4海洋多肽類藥物海洋是一個(gè)蘊(yùn)藏著許多生物活性物質(zhì)的寶庫(kù)。地球上的生物資源有約80%存在于海洋,其中約有50萬(wàn)種動(dòng)物,13000余種植物,因此開(kāi)發(fā)海洋多肽類藥物大有可為。4.1.5微生物活性肽微生物種類難以計(jì)數(shù),不同種類的微生物代謝各異,因此微生物是產(chǎn)生生物活性物質(zhì)的源泉,包括活性肽,如在臨床上廣泛使用的免疫抑制劑環(huán)孢素就是微生物產(chǎn)生的多肽。微生物是取之不盡的多肽源泉,特別是氨基酸殘基經(jīng)過(guò)修飾的多肽。4.2中國(guó)生物技術(shù)藥物的發(fā)展方向通過(guò)10多年的跟蹤研究與創(chuàng)仿相結(jié)合的開(kāi)發(fā)階段,目前我國(guó)的生物技術(shù)藥物研究已開(kāi)始步入自主創(chuàng)新時(shí)期,尤其是利用現(xiàn)代生物技術(shù)生產(chǎn)多肽類藥物將成為我國(guó)今后多肽類藥物生產(chǎn)和改進(jìn)的主要途徑,具體有以下幾個(gè)方面。4.2.1突變體的改造為了改變天然活性肽的某些性質(zhì),通過(guò)基因定位突變的手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,已經(jīng)獲得的突變體有人降鈣素突變體、重組水蛭素突變體等。通過(guò)定位突變可以達(dá)到增強(qiáng)藥物的穩(wěn)定性與生物活性,降低不良反應(yīng)等目的。4.2.2肽hiv-tat49/ctl表位融合多肽疫苗目前研究制備的融合多肽有:水蛭素12肽/尿激酶融合蛋白,具有溶栓和抗栓的雙重功能;穿膜肽HIV-Tat49-57/CTL表位融合多肽疫苗,穿膜肽HIV-Tat49-57可將人黑色素瘤分化抗原MART-1的HLA-A2限制性CTL表位多肽攜帶進(jìn)入活細(xì)胞;作用于HIV包膜蛋白亞基gp41的多肽類融合抑制劑,具有抑制HIV與靶細(xì)胞融合的活性等。4.2.3其他常用的肽內(nèi)肽已表達(dá)獲得人胰島素、南瓜胰蛋白酶抑制劑I、人紐表位肽12、人心鈉肽等。克隆天然活性肽基因、重組表達(dá)新的多肽類藥物仍將是多肽類藥物產(chǎn)業(yè)化的主要方向之一。4.2.4表面展示庫(kù)的設(shè)計(jì)表面展示技術(shù)是一種新的基因操作技術(shù),它使表達(dá)的外源肽以融合蛋白的形式展現(xiàn)在噬菌體或細(xì)胞表面,其總體稱為表面展示庫(kù)。在展示庫(kù)中每一個(gè)噬菌體粒子或細(xì)胞只展示一種序列的外源肽,表面展示術(shù)將被展示的多肽與其基因聯(lián)系在一起,構(gòu)成龐大的構(gòu)象庫(kù),從中可以選擇出具有特定功能的多肽。這些多肽可能根本不存在于自然界,或是野生型多肽經(jīng)改進(jìn)性能后的突變體。針對(duì)藥物作用靶目標(biāo)的特點(diǎn)在這一構(gòu)象庫(kù)中進(jìn)行有效篩選,從而選出優(yōu)良的多肽進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)。4.2.5化學(xué)化工技術(shù)特點(diǎn)酶工程是利用酶的催化作用進(jìn)行的物質(zhì)轉(zhuǎn)換技術(shù),是將酶學(xué)理論與化工技術(shù)結(jié)合而成的新技術(shù)。采用酶工程生產(chǎn)的多肽類藥物需通過(guò)固定化動(dòng)物細(xì)胞來(lái)降低生產(chǎn)成本,這對(duì)于通過(guò)酶解蛋白質(zhì)以生產(chǎn)活性肽的產(chǎn)業(yè)降低生產(chǎn)成本非常重要。4.2.6活性肽的生產(chǎn),可減少細(xì)胞毒性,并將其作為植物細(xì)胞的應(yīng)用,其一般植物細(xì)胞活性肽第一近年來(lái)從植物中獲得天然活性多肽成為多肽類藥物的一個(gè)新的重要來(lái)源,隨著植物基因工程的發(fā)展,以植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)生產(chǎn)天然的多肽類藥物,特別是稀有植物產(chǎn)生的活性肽大有可為。4.2.7生產(chǎn)紅細(xì)胞生成素及干擾利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物生產(chǎn)多肽類藥物已經(jīng)引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度重視,目前已經(jīng)利用轉(zhuǎn)基因煙草生產(chǎn)了紅細(xì)胞生成素,并利用轉(zhuǎn)基因蘿卜生產(chǎn)了干擾素。利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物生產(chǎn)多肽類藥物生產(chǎn)多肽類藥物產(chǎn)量高,成本低,利用無(wú)土培養(yǎng)植物的根分泌表達(dá)活性多肽值得重視。4.2.8生物活性化合物的篩選組合化學(xué)技術(shù)使一次合成成千上萬(wàn)的多肽成為可能,藥物高通量篩選又可從成千上萬(wàn)的化合物中快速篩選出具有特殊生物活性的化合物。將組合化學(xué)技術(shù)與藥物高通量篩選技術(shù)相結(jié)合,仍將是多肽類藥物開(kāi)發(fā)的重要途徑。4.3非注射液治療組的研發(fā)多肽類藥物相對(duì)分子質(zhì)量較大,脂溶性差,難以透過(guò)生物膜,一般只能注射給藥。但注射給藥,尤其是需要頻繁給藥的藥物,對(duì)患者來(lái)說(shuō)是很不方便的。因此,在解決普通多肽類藥物注射劑的穩(wěn)定性問(wèn)題的同時(shí),其非注射劑型的研制也是我國(guó)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)尋求創(chuàng)新的一條出路。多肽類藥物非注射途徑可以分為肺部途徑、黏膜途徑(鼻腔黏膜、口腔黏膜等)、