復旦大學《藥劑學Ⅱ》課件7生物技術藥物制劑

1、生物技術藥物制劑 BiotechnicalPharmaceutics內容2概述蛋白質多肽類藥物注射劑的設計蛋白質多肽類藥物新型的注射給藥系統蛋白質多肽類的非注射劑型基因遞送系統概述3生物技術（biotechnology）應用生物體或其組成部分，在最適條件下，生 產有價值的產物或進行有益過程的技術包括基因工程細胞工程酶工程發(fā)酵工程生化工程蛋白質工程抗體工程生物技術藥物(Biotech drugs)采用現代生物技術人為的創(chuàng)造一些條件，借助 某些微生物、植物或動物來生產所需藥品，一 般來說指用DNA重組技術或其他生物技術研制 的蛋白質和核酸類藥物。包括重組蛋白質藥物重組DNA藥物疫苗4生物技術藥物的

2、發(fā)展1982，重組人胰島素上市1998,65個生物藥物上市2600個進入臨床前700多個進行臨床評價200多種進入期臨床學科的融合加速56單克隆抗體的銷售生物技術藥物的特點藥理學：活性強，劑量小，毒副作用小生產和制備：穩(wěn)定性差，空間構象易變檢驗特性：理化檢驗和生物活性檢驗7蛋白質藥物的結構特點蛋白質（朊）一級結構氨基酸的組成和排列順序二級結構螺旋折疊三級結構螺旋和折疊肽鏈的空間排列四級結構2個以上亞基通過非共價鍵結 合的空間排列方式肽：10個以上氨基酸的為多肽8 蛋白質的理化性質一般性質分子量大在水中易形成親水膠體，不易透過半透膜旋光性（一般為右旋）紫外吸收（230nm）蛋白質的兩性本質與電學

3、性質：等電點PheTyr9Try 不穩(wěn)定性化學不穩(wěn)定蛋白質水解 酸、堿、蛋白酶氧化 甲硫氨酸、半胱氨酸外消旋作用 堿水解 溫度、pH、離子強度、金屬離子 使氨基酸成為非代謝形式二硫鍵的斷裂和交換 二硫鍵穩(wěn)定蛋白質構象 硫醇類催化H-S-RR-S-S-RR-S-S-R+H-S-R10物理不穩(wěn)定性變性：天然分子球狀折疊的改變，如三級結構，通常是 二級結構的破壞 可逆變性 不可逆變性表面吸附 蛋白質容易粘附在粗的表面 表面吸附可導致構象變化聚集 在水溶液中自締合 二聚體、三聚體、六聚體 變性劑可導致蛋白質聚集沉淀 宏觀量的聚集 與變性共軛發(fā)生11蛋白質藥物的評價方法液相色譜法RP-HPLCIECSE

4、C光譜法UV圓二色譜（CD）IR電泳生物活性測定與免疫測定12蛋白與多肽類藥物生物學特點多為內源性物質藥理活性強副作用較少、很少有過敏反應口服吸收差半衰期短、需長期給藥13蛋白質類藥物制劑的處方與工藝一般 劑 型溶液型注射劑凍干粉注射劑14穩(wěn)定化方法15液體劑型中蛋白質類藥物的穩(wěn)定化改造結構加入適宜輔料緩沖液表面活性劑（非離子型）糖和多元醇鹽類聚乙二醇類 低溫保護劑和沉淀結晶劑大分子化合物組氨酸、甘氨酸、谷氨酸和賴氨酸的鹽酸鹽金屬離子2. 固體狀態(tài)蛋白質藥物的穩(wěn)定性與工藝16冷凍干燥蛋白質藥物制劑適宜的輔料凍干的工藝參數溫度時間冷凍干燥過程中可能引起藥物失活從液態(tài)到固態(tài)的相變過程中，包在蛋白質

5、周圍的水分子被 除去而失活高濃度的鹽和緩沖組分的結晶或緩沖液pKa對溫度敏感而 導致pH變化、濃縮時蛋白質有限的溶解度等均能導致蛋白 質藥物失活 噴霧干燥蛋白質藥物制劑加入穩(wěn)定劑 蔗糖能提高血紅蛋白的穩(wěn)定性控制噴霧過程中的工藝參數17蛋白質藥物在高分子材料中的不穩(wěn)定18蛋白質藥物穩(wěn)定的一般性規(guī)律不穩(wěn)定通常發(fā)生在制備、儲存和釋放過程中體內釋放生理溫度下的濕環(huán)境聚合物降解形成的微酸環(huán)境藥物包封過程中的不穩(wěn)定儲存或干燥過程中，雙糖（蔗糖）或多價離子（鋅離子） 的存在有利于蛋白質穩(wěn)定蛋白質不穩(wěn)定的機理有蛋白分子的伸展水溶性或水不溶性聚集水解脫氨和氧化加入穩(wěn)定劑后可顯著提高其穩(wěn)定性 聚合物中蛋白質釋放過

6、程中穩(wěn)定性的影響因素19含水量微環(huán)境pH值聚合物表面吸附由濕度引起的不穩(wěn)定性由酸誘導的蛋白不穩(wěn)定使穩(wěn)定性研究簡化的途徑和方法模型蛋白的選用適當的模型蛋白可以說明不穩(wěn)定性機制如核糖核酸酶聚合物中蛋白質結構的模擬和修飾選用不同的聚合物骨架20蛋白質多肽類藥物新型注射給藥系統21注射微球特點緩釋延長體內作用時間（1-3月），減少給藥次數突釋問題較嚴重材料PLGA、PLA方法復乳-液中干燥法相分離法噴霧干燥法熔融擠出法低溫噴霧凍干法已開發(fā)的部分蛋白類藥物緩釋微球22藥物t1/2（min） 骨架材料緩釋時間商品名開發(fā)廠家曲普瑞林30PLGA1MDecapeptylIpsen/Ferin g亮丙瑞林16P

7、LGA1MProstap SRAbbott/武田亮丙瑞林16PLA3M武田布舍瑞林80PLGA1MHoechst高舍瑞林PLGA1MZoladexICI那法瑞林144PLGASyntex/South Res InstEPOPLGA14d研究中rhGHPLGA30drhIFN-PLGA7dIL-PLGA7d疫苗的微球注射劑疫苗需多次接種相隔時間長輟種率高類型突釋+緩釋脈沖釋藥23植入劑注射型植入劑PLGA的條狀植入劑原位凝膠（in-situ gel）非注射型植入劑膠囊型植入劑骨架材料制成的特殊形狀植入劑24輸注泵給藥系統特點長期、精確給藥電腦控制，程序式的釋藥模擬正常胰腺分泌胰島素模式可實現基礎

8、輸注劑量和餐前輸注劑量類型Minimed公司508型Disetronic公司 V100型Zyklomat輕便注射器Alzet滲透泵Lutrepulse機械泵25環(huán)境敏感型給藥系統物理敏感型溫敏磁敏酶敏感型26PEG化多肽、蛋白類注射給藥改善藥物在體內的藥物動力學特征增加藥物在體內的作用時間增加藥物的溶解度和穩(wěn)定性降低或消除免疫原性和毒副作用增加藥物的治療指數27其他注射給藥系統脂質體納米粒乳劑28蛋白多肽類藥物非注射給藥系統黏膜給藥系統鼻腔給藥系統優(yōu)勢鼻腔內豐富的毛細血管和毛細淋巴管鼻腔中大量的纖毛相對較高的通透性相對較低的酶活性避開首過效應易到達給藥部位（與肺吸入相比）缺點局部刺激性對纖毛的

9、妨礙和傷害大分子藥物吸收較少且不規(guī)則29提高鼻腔給藥效果的方法吸收促進劑膽酸鹽類非離子型表面活性劑脂肪酸及其衍生物磷脂類環(huán)糊精及其衍生物其他酶抑制劑延長藥物在鼻腔內的滯留微球亞微球高分子材料或凝膠劑30已有的鼻腔噴霧劑1995年FDA，降鈣素鼻腔噴霧（Sandoz）胰島素鼻腔噴霧Nazlin（加州生物工程公司）干擾素鼻腔噴霧劑疫苗的鼻腔免疫31肺部給藥系統優(yōu)勢具有巨大的可供吸收的表面積和豐富的毛細血管酶活性低避開了肝首過效應對于肺部疾病具有更大的優(yōu)勢問題肺部較脆弱，長期給藥是問題如何將藥物全部輸送到吸收部位藥物對肺部的局部作用裝置的問題32肺部給藥的應用溶液或粉末吸入劑微球亞微粒與納米粒脂質體

10、33胰島素肺部給藥品種Pfizer， ExuberaNovo Nordisk， AERx iDMs, 期臨床粉末吸入裝置，Dura & Inhale34口服給藥系統35限制多肽和蛋白類藥物口服吸收的因素分子量大，親水性強，難跨過生物膜胃腸內大量的酶降解肝臟的首過作用36胰島素口服給藥系統的研究生物粘附微粒給藥系統微球納米粒微乳脂質體腸溶制劑結腸定位促透劑和蛋白酶抑制劑的加入37口腔給藥系統直腸給藥系統其他給藥系統38經皮給藥系統離子導入超聲波電穿孔傳遞體粉末經皮無針注射超音速導入39基因遞送系統40基因（Gene）遺傳信息的基本單位。一般指位于染色體上編 碼一個特定功能產物（如蛋白質或RNA分

11、子等） 的一段核苷酸序列?；蛑委煟℅ene Therapy）依靠人源或外源的遺傳物質，來糾正人類基因 結構或功能上的錯亂，阻止病變的發(fā)展，殺滅 病變的細胞，或抑制外源病原體遺傳物質的復 制，從而實現對疾病的治療。基因治療基因治療途徑Ex vivo將含外源基因的載體在 體外導入人體自身或異 體細胞，經體外細胞擴 增后，再輸入人體In vivo將外源基因裝配于適宜 的載體傳遞系統，直接 輸入人體42基因治療的關鍵目的基因靶細胞導入系統43基因遞送屏障胞外屏障載體進入機體到達靶細胞之前所遇到的屏障降解酶系統吞噬系統調理化作用胞外粘膜層胞內屏障靶細胞膜內吞小泡細胞核膜44基因導入方法物理導入法電穿孔

12、直接注射基因槍微粒轟擊化學導入法給藥系統生物學導入法病毒載體45一般理化導入法顯微注射法裸DNA注射法電穿孔法微粒轟擊法磷酸鈣沉淀法46基因遞送載體應具備的性質攜帶性能安全性緩釋作用穩(wěn)定性靶向性可促進目的基因從內吞小泡釋放入胞漿可促進目的基因轉運入核可調控基因輸入后在體內的表達47基因遞送的載體48病毒載體（Viral vector）野生型病毒經改造除去致病性后得到的基因輸 送系統轉染效率高，安全性差非病毒載體（Non-viral vector）安全性好轉染效率低病毒載體49逆轉錄病毒載體腺病毒載體其他病毒載體腺病毒相關病毒牛痘病毒基因載體單純皰疹病毒載體逆轉錄病毒（Retrovirus，RV

13、）載體優(yōu)點轉染譜廣，可以感染各種細胞類型插入的外源基因可以完整的整合對細胞感染率高感染細胞后不產生病變，可建立細胞系長期持續(xù)表 達外源基因不足只能整合至分裂相的細胞可插入的外源基因較小，難以滿足較大基因的插入病毒滴度偏低有產生野生型病毒或輔助病毒的可能50組成帶有外源基因的重組逆轉錄病毒載體分子能已反式提供病毒結構蛋白的包裝細胞應用臨床應用于抗腫瘤正研究導入腦瘤組織Ex vivo5152腺病毒（Adenovirus）載體優(yōu)點安全靶細胞范圍廣滴度高可以在腸道及呼吸道內繁殖，其重組病毒可由靜脈 注射、腸道吸收或氣管內滴注多種方式給予載體沒有包膜，不易為補體所滅活啟動子功能強，能較高水平的表達外源基因53不足基因轉移缺乏特異性是一種非整合載體，對于非分裂相細胞，其介導的 基因轉移可持續(xù)表達幾個月，但對于增殖旺盛的細 胞，要達到長期的基因表達需要重復給予重復給予時，可能產生機體的免疫應答可能于其他血清型的腺病毒重組54構建 人類血清5型腺病毒非病毒載體5