1、基因工程-蛋白质多肽类药物,,基因工程蛋白质或多肽类药物,,简介,基因工程被认为是21世纪最具主导地位的高新技术之一，基因工程药物基本都是蛋白多肽类药物，对肿瘤遗传性和非遗传性疾病有着特殊的疗效，随着科学与技术的不断发展以及人民对生活质量的要求在不断提高蛋白类药物的制备将发展为21世纪我国最具吸引力的新技术产业之一。蛋白质和多肽类作为药物，具有生理活性强、免疫原性低、疗效高等诸多优点，随着基因工程的不断发展，在人类治疗疾病中的地位也日趋重要，目前成为国际药学界的研究重点之一 。,,简介,概念 多肽和蛋白质类药物:指用于预防、治疗和诊断的多肽和蛋白质类物质生物药物。特点基本原料简单易得：主要以2
2、0种天然氨基酸为基本结构单元药效高，副作用低, 不蓄积中毒用途广泛，品种繁多，新型药物层出不穷研发过程目标明确,针对性强,,简介,1)蛋白质药物可分为: 多肽和基因工程药物 单克隆抗体和基因工程抗体 重组疫苗 2)与以往的小分子药物相比，蛋白质药物具有高活性、特异性强、低毒性、生物功能明确、有利于临床应用的特点。由于其成本低、成功率高、安全可靠，已成为医药产品中的重要组成部分。1982年美国Likky公司首先将重组胰岛素投放市场，标志着第一个重组蛋白质药物的诞生。,,基因工程蛋白质或多肽类药物,,重组蛋白药物分类,目前目前上市的蛋白重组药物大致可以分为以下几类: 多肽类激素药 人造血因子 人细
3、胞因子 人血浆蛋白因子 人骨形成蛋白 重组酶 融合蛋白 外源重组蛋白,,多肽类激素药,包括:人胰岛素（1982年第一个重组人胰岛素Humulin (Eli Lilly)上市12种制剂（Novo Nordisk的8个速效、中效和长效重组胰岛素突变体在此仅计为1个）3个重磅炸弹: Humulin（野生型胰岛素）、Humalog (Eli Lilly，胰岛素突变体)、Lantus (Anvents，胰岛素突变体)人生长激素（1985年第一个重组人生长激素Protropin(Genetech) 上市）卵泡刺激激素其他激素,,人造血因子,包括：重组人促红细胞生成素: 1985年成功表达了重组人促红细胞生
4、成素(rhEPO，1989年上市第一个重组人促红细胞生成素。新红细胞生成刺激蛋白(NESP)：美国 Amgen 公司研制的长效 EPO 制剂 ,于 2001 年 6 月底获得欧洲药物评审委员会批准 ,用于慢性肾衰引起的贫血。NESP 是一种高糖基化 rhEPO 类似物,也是第一个被批准用于临床的新型促红细胞生成素 ,具rhEPO 相似的作用机制即刺激红系造血。法国学者Dalle等 ,于2001 年利用基因重组技术合成了一种二聚体 EPO ,由两个 EPO 及一个 9 肽连接而成的融合蛋白。粒细胞/单核细胞集落刺激因子GM-CSF（1985年Wong和Lee等人分别从MO细胞cDNA文库和Con
5、A刺激的T淋巴细胞cDNA文库中克隆出人GM-CSF的cDNA，并实现了表达，1993年张智清等人在国内首次克隆了人GM-CSFcDNA，并在大肠杆菌里获得表达）其他造血相关因子,,人细胞因子,20世纪80年代 研究者克隆了人干扰素基因，实现了基因工程rhuIFN的大规模生产。到了20世纪90年代 以提高rhuIFN的生物利用度和药代动力学为主要开发方向，进行了干扰素聚乙二醇（PEG）修饰，研制了长效干扰素，减少了给药次数，提高了疗效。1986年 第一个重组人干扰素Roferon(Huffman-La Roche)上市,现有5个同类产品，其中2个（组）为重磅炸弹，一是Pegasys（Roche
6、，PEG化的重组人干扰素-2a）,另一组是Schering Plough的PEG-Intron A/Intron A,,人血浆蛋白因子,重组人凝血因子重组人凝血因子重组人凝血因子组织血浆酶原激活物tPAC反应蛋白重组人抗凝血酶 重组人抗凝血酶（ATryn）是2006年批准的、第一个由转基因动物（羊）生产的重组药物。,,人骨形成蛋白,是最年轻的一组 第一个产品2001年批准上市,,融合蛋白,1）是为数很少的以抑制为作用机理的重组药物,仅有3个2）1998年批准的Enbrel(Amgen)：是TNF受体和IgG的Fc片段的融合蛋白，含934个氨基酸，适应症为风湿性关节炎3）1999年上市的免疫毒素
7、Ontak（Ligand）：适应症是皮肤T细胞淋巴瘤（CTCL），是缺失细胞结合域的白喉毒素与IL-2的N端133个氨基酸的融合蛋白。 4）2003年上市的Amevive（Biogen Idec）：是LEF-3的CD2与IgG的Fc,,重组酶,1993年 第一个重组酶Pulmozyme(Genetech)上市,,外源重组蛋白,重组水蛭素(hirudin) 1986年 水蛭素的cDNA被克隆出来，获得了建立在多种载体上的重组水蛭素，包括在大肠杆菌，枯草杆菌，酵母菌及真核细胞等的成功表达。 1998年 重组水蛭素药物在德国正式上市 1999年 英国批准上市.复旦大学成功研制国家一类新药RGD-Hi
8、rudin 2005年 获准正式进入一期临床试验。 2006年 两种水蛭素和一种水蛭素类似物已被美国FDA批准生产，分别是lepirudin,desirudin,angianmax.),,基因工程蛋白质或多肽类药物,,重组EPO（rHuEPO）,。,背景,原理,应用,不良反应,,rHuEPO背景,在运动竞赛中兴奋剂的使用日益受到人们的重视。尽管现在对兴奋剂的检测力度不断加大，但兴奋剂的使用并未销声匿迹，不断有新的兴奋剂在悄悄使用。随着生物技术的进步，运用基因重组技术开发出了许多重组激素类药物。如重组人促红细胞生成素（ rHuEPO ），近些年来被滥用于一些耐力性运动项目中，例如长距离跑、游泳、
9、自行车等项目。早期的一项来自德国的报告表明，有18名自行车运动员的死亡与rHuEPO的滥用有关。,,rHuEPO原理,rHuEPO是一种酸性糖蛋白分子量:29.8士03kDa1985年问世并成为注册药物。启动子构建成表达载体不同的细胞株有中国仓鼠卵细胞(CH0)、幼仓鼠肾细胞(BHK)及C127小鼠纤维细3作为受体进行表达获取rHuEPO。 rHuEPO与EPO：1）氨基酸序列完全相同，仅糖基部分有微小差别；2）在结构上的不同是N-端唾液酸含量的差异；3）作用极为相似，可以明显提高人体的红细胞数量及血红蛋白含量，从而提高人体运输氧的能力，提高人体最大摄氧量；4）rHuEPO主要生理作用是调节红
10、系前体细胞分化为成熟的红细胞,进而维持外周血红细胞的水平,临床上主要用于治疗肾衰后引起的贫血。,,rHuEPO的不良反应,常见不良反应：高血压：大多发生于慢性肾衰病人，可能是Het快速增加、血液粘稠度增高、周围血管阻力增加等所致。癫痫发作：原因不明，偶见于慢性肾衰病人；其它：头痛、心动过速、恶心、呕吐、呼吸加快、透析管栓塞等。运动员长期滥用rHuEPO将可能导致上述症状的出现，严重者甚至导致死亡。,,rHuEPO的应用,rHuEPO的作用促使红系祖细胞的增殖和分化，骨髓内红细胞池扩大促使红细胞的成熟和Hb的合成刺激网织红细胞的早期向血液中释放 EPO的功效在一定剂量范围内呈剂量依赖性，但剂量超
11、过太大后并不增加药效。,,rHuEPO的应用,rHuEPO适用于：慢性肾衰贫血的治疗：此类贫血的一个主要原因是EPO生成缺乏。EPO可谓替代治疗方法，其疗效达95以上艾滋病(AIDS)病人伴贫血肿瘤病人化疗所致贫血慢性病贫血造血干细胞疾病的贫血自体供血输注。,,蛋白多肽类药物的关键问题,蛋白多肽类药物关键问题1）结构特征：蛋白质分子的化学结构决定其活性；药物的空间结构即二维、三维结构也同样影响生物活性；另外，多肽及蛋白质的分子量常为数千至几十万，颗粒大小在l100nm之间，不能透过半透膜。2）体内外不稳定性：蛋白质药物在体内外环境可能经受多种复杂的化学降解和物理变化而失活。,,蛋白多肽类药物的
12、关键问题,提高稳定性的方法：（1）温和的生产条件如对温度、机械搅拌强度和有机溶剂的选择，对无菌条件的控制，容器的吸附效应，水分控制，低温冷藏等。（2）设计正确的处方如PH、缓冲对、电解质；加入适宜稳定剂、冻干保护剂、阻聚剂如非离子表面活性剂、糖、甘露醇、山梨醇、PEG、人血清白蛋白等以及制备包合物等。,,蛋白多肽类药物的关键问题,3）吸收特征：蛋白质药物半衰期短、清除率高、分子量大透股能力差、易受体内酶和细菌以及体液的破坏、非注射给药生物利用度低，一般都仅为百分之几，提高蛋白质药物吸收的方法一般有化学修饰或制备成前体药物，使用酶抑制剂，吸收促进剂，选择适宜剂型保护等。,Thank You !,
