蛋白药物的聚乙二醇定点修饰策略与最佳位点

聚乙二醇修饰是一种改善蛋白质药物临床药效行之有效的方法。聚乙二醇修饰具有延长蛋白质药物在体内的半衰期、降低免疫原性和延缓蛋白酶降解、提高稳定性和溶解性等优点。而聚乙二醇的定点修饰由于能够获得均一性和高活性保留率的产物,并能提高产率,已经引起了广泛关注。综述了近年来聚乙二醇定点修饰蛋白质药物方面的研究进展,着重介绍了聚乙二醇定点修饰的策略及最佳修饰位点,并对聚乙二醇定点修饰技术的发展趋势进行了展望。     

蛋白质药物的聚乙二醇修饰

聚乙二醇被广泛应用于蛋白质药物的化学修饰,修饰后的蛋白质药物的性质发生多方面变化,如:增加了此类药物的溶解度和稳定性,耐酶水解的能力增强,减弱或消除免疫原性,增加药物在体内的半衰期等。近年来,聚乙二醇修饰剂的种类和修饰方法发展较快,蛋白质分子上的氨基、巯基、羧基均成为化学修饰的研究对象。本文综述了聚乙二醇修饰的原理与方法,修饰方法的比较与优化,修饰后产品的鉴定与检测。     

聚乙二醇对蛋白质类药物的修饰

随着基因工程技术的发展,蛋白质类药物的应用越来越受到人们的青睐。但蛋白质类药物具有血浆半衰期较短、有一定的免疫原性等不足之处,在一定程度上限制了其临床应用。由于聚乙二醇(PEG)具有与蛋白质相容的特性,用其对蛋白质类药物进行化学修饰已经成为医学和生物工程领域的热门课题。本文重点介绍了PEG的特性以及应用其修饰蛋白质类药物的原理和存在的一些问题。     

蛋白质多肽类药物的脂肪酸修饰研究进展

随着基因工程技术的发展,蛋白质多肽药物的应用越来越受到人们的青睐。但此类药物具有血浆半衰期较短、免疫原性较强等不足 之处,在很大程度上限制了其临床应用。因此,研究人员尝试采用各种化学方法对蛋白质多肽类药物加以修饰,以弥补这一不足。与 PEG 修饰、 糖基化修饰、定点突变等方法相比,脂肪酸修饰除了可获得良好的生物活性、提高稳定性、降低免疫原性外,更重要的是由于脂肪酸是构 成人体脂肪、类脂和细胞膜磷脂的重要成分,可有助于提高药物的脂溶性,增大肠道黏膜透过性,增强药物与受体的结合。对蛋白质多肽 药物的脂肪酸修饰研究进展进行综述。     

酶类药物现状、问题及展望

随着生物制药的迅速发展,许多酶类药物应运而生,在治疗代谢疾病、心血管疾病、癌症等诸多疾病上发挥着越来越重要的作用。但是酶类药物也存在一些不足,如潜在的免疫原性、较短的体内半衰期,以及较差的组织靶向性,影响了酶类药物的疗效和应用。为克服这些缺点,人们已开发出多种技术,如通过糖基化、聚乙二醇修饰等分子工程技术提升酶蛋白药效,另一方面酶基因疗法也已成功用于多种酶缺陷疾病的治疗。基于酶类药物的迅速发展和广泛的应用前景,本文对酶类药物的现状进行较详细的阐述,并对酶类药物的优势、所存在的问题及未来发展趋势进行分析和评述。     

蛋白质的聚乙二醇修饰及其在医药研究中的应用

生物工程的发展使许多蛋白质类药物的广泛使用成为可能,但仍存在免疫原性、毒副反应等问题.蛋白质的化学修饰从某种程度上克服了上述不足。如消除抗原性、延长体内作用时间等,从而提高了药物蛋白质的效率.文章主要介绍聚乙二醇对蛋白质的修饰及其在抗肿瘤蛋白质、调节代谢酶类、溶血栓因子、抗炎症酶及血浆蛋白研究中的一些进展.     

聚乙二醇化修饰对蛋白多肽药物药代动力学的影响

聚乙二醇（PEG）化修饰在生物制药领域被认为是改变蛋白多肽类药物生物、理化性质的最佳方法之一。众多研究表明,PEG化后的蛋白多肽在生物体内的药代动力学行为有了很大改变,主要表现在：吸收相半衰期及消除相半衰期延长．血药峰浓度提高,达峰时间滞后,表观分布容积变小,免疫反应性减弱,血浆清除减慢。这些变化极大地改善了蛋白多肽药物在机体内清除快、免疫原性高、有效血药浓度持续时间短、需频繁给药等缺点。聚乙二醇化修饰为生物制药领域开辟了新的天地。     

聚乙二醇修饰的成纤维细胞生长因子-21的降血糖作用

成纤维细胞生长因子-21(FGF-21)是FGF家族的一员．现有大量研究表明,FGF-21是除胰岛素以外的一种新的血糖调节因子,有望成为治疗2型糖尿病的新型药物．然而,FGF-21在动物体内稳定性较差,半衰期较短,严重影响了其在临床上的应用．为解决这些问题,本实验采用分子质量为20 ku的单甲氧基聚乙二醇-丙醛(mPEG-ALD)对鼠源FGF-21(mFGF-21)进行N端定点修饰,以改善mFGF-21的性质(如提高体内半衰期、降低免疫原性等)．本文研究了反应pH、反应时间、蛋白质浓度及反应物之间的质量比对mFGF-21与聚乙二醇(PEG)合成反应的影响．采用Capto Q阴离子交换层析或Superdex 75凝胶过滤层析分离纯化聚乙二醇化mFGF-21(PEG-mFGF-21),并最终确定了mFGF-21 聚乙二醇修饰的反应条件和分离PEG-mFGF-21的纯化工艺．随后分别进行了PEG-mFGF-21的理化性质(大小、纯度和体外稳定性)、免疫原性、体内半衰期、体外葡萄糖吸收活性及体内降糖活性的研究．体外稳定性实验结果显示,mFGF-21经PEG修饰后温度稳定性和抗蛋白酶水解稳定性都显著提高．间接ELISA方法检测血清中mFGF-21抗体水平及目标蛋白含量的结果表明,PEG修饰mFGF-21可明显降低其免疫原性,延长体内半衰期．HepG2细胞的葡萄糖吸收实验结果发现,PEG-mFGF-21的细胞活性并没有下降,反而随着刺激细胞时间的延长,经PEG-mFGF-21刺激的细胞葡萄糖吸收显著高于mFGF-21刺激的细胞葡萄糖吸收．2型糖尿病db/db小鼠短期血糖调控实验结果表明,mFGF-21降糖速度快于PEG-mFGF-21,但其持续时间较PEG-mFGF-21短;长期血糖调控实验结果显示,PEG-mFGF-21长期降糖效果优于mFGF-21,作用持续时间长,并且PEG-mFGF-21在停药后控制血糖的能力也高于mFGF-21．综上所述可知,mFGF-21的PEG修饰在不影响其体外生物活性的前提下,能够提高mFGF-21的物理稳定性和抵抗蛋白酶水解的能力、降低免疫原性、增加体内稳定性、延长mFGF-21在动物体内降血糖作用的效果和时间．本实验为FGF-21化学修饰提供了重要的技术平台,对以后FGF-21的临床应用具有非常重要的意义．     

蛋白多肽类药物长效化技术研究策略

多肽/蛋白质类药物普遍存在体内半衰期短的问题,使其应用受到了限制。近年来,蛋白质半衰期的研究取得了很大的进展,许多技术已经被提出并测试延长治疗性蛋白的作用时间,如与其他蛋白基因融合(免疫球蛋白域或血清蛋白,如白蛋白)、与聚合物结合(PEG化修饰、聚唾液酸化、HEP化等)。这些技术主要基于本身较长的半衰期及循环机制调控以延长多肽/蛋白质类药物的半衰期。针对上述的多种长效化方式及相关产品进行了综述与讨论,以期为此类药物的长效化研究提供思路。     

聚乙二醇修饰小分子药物的研究进展

以高聚物作为载体,携带各种活性化合物组成药物释放系统,在现代医疗中发挥了巨大的作用。高分子偶联物不仅可以改变药物的药动学特征,还可以通过偶联特异性的物质使药物具有主动靶向性。目前研究最广泛的高分子载体是聚乙二醇。聚乙二醇通过与肽链、抗体、酶等活性化合物偶联,可以提高药物溶解度,延长循环半衰期,减少非特异性摄取,增加靶向性。已有很多聚乙二醇修饰的药物上市,也有很多尚处于临床研究阶段。大部分聚乙二醇化药物的临床研究表明,聚乙二醇修饰的药物确实可以提高药效、降低毒副作用。但关于聚乙二醇修饰小分子药物的设计依然需要进一步研究和完善。我们主要讨论聚乙二醇修饰小分子药物的设计和应用。     

新一代PEG在修饰抗原和药物缓释中的应用

聚乙二醇及其衍生物是具有许多优良性质的高分子化合物,由于良好的生物相容性、无毒、无免疫原性,广泛用于生物医学领域。本文总结聚乙二醇的发展历史和新一代聚乙二醇的特点,阐述聚乙二醇化修饰的目的,特别是在抗原修饰、血型改造和细胞移植等方面的应用,重点对聚乙二醇在药物缓释方面的应用进行了系统的综述。     

多聚唾液酸对L-天冬酰胺酶的修饰及修饰酶特性研究

来源于大肠杆菌 (Ｅ .ｃｏｌｉ)的Ｌ 天冬酰胺酶是治疗淋巴性白血病和恶性淋巴肿瘤的有效酶制剂 ,已应用于临床。该酶与其他蛋白质类药物一样 ,在临床应用中存在两个常见问题 :一是酶制剂在体内易被降解 ,导致半衰期短 ;二是免疫原性。为了解决上述问题 ,人们用亲水性的大分子如血清蛋白、右旋糖苷和单甲氧基聚乙二醇 (ｍＰＥＧ)对该酶进行修饰。其中ｍＰＥＧ[1] 修饰后的Ｌ 天冬酰胺酶的抗原抗体结合能力完全消失 ,免疫原性下降 ,且体内半衰期延长 ;但酶活力只有天然酶的 8%～ 14% ,且ｍＰＥＧ在人体组织中无法降解 ,目前尚难评估长期使用…     

长效重组蛋白药物的研究进展

重组蛋白药物经静脉和皮下注射后通常半衰期较短,目前延长蛋白药物半衰期的方法主要基于三种原理：1、增大蛋白药物分子量;2、利用血浆药物平衡;3、减少免疫原性。本文针对构建突变体、PEG化修饰和与血清白蛋白融合三种延长重组蛋白药物半衰期的方法,及其已上市的和正在研发中的长效重组蛋白药物的特征、半衰期和免疫原性问题进行了综述。     

人血清白蛋白在蛋白多肽类药物长效化中的应用 *

重组蛋白/多肽类药物在人体血清内半衰期较短, 很大程度上限制了其临床应用。人血清白蛋白(HSA)具有半衰期长、生物相容性好、低免疫原性等优点,是理想的药物载体。各种基于HSA的蛋白质药物长效化技术得到了广泛的应用和发展,目前主要包括构建HSA融合蛋白,通过共价化学键与HSA偶联,通过非共价键与HSA可逆性结合。总结了近年来基于白蛋白药物长效化技术的发展,各项技术的优缺点及药物开发现状。     

糖蛋白药物的多糖结构解析进展

细胞表达的治疗性单克隆抗体多数是糖蛋白。附着在蛋白质上的多糖直接影响蛋白质药物的稳定性、生物活性及免疫原性。因此,应对糖蛋白产品上的多糖进行充分分析,以控制产品质量。然而,糖蛋白上多糖的复杂性对检测带了艰巨挑战。介绍了糖蛋白上多糖分析的最新进展,以及利用凝集素芯片技术的高通量多糖分析法,重点介绍了用于检测糖基化位点、糖链结构和含量的测定分析方法,以期为糖蛋白药物的研发提供参考。     

化学修饰解除天冬酰胺酶抗原性研究

本文报道了用活化的单甲氧基聚乙二醇PEG_2在底物保护的条件下修饰天冬酰胺酶。结果,修饰酶在抗原抗体结合能力完全消失的同时,酶活力保持30％以上,且修饰酶的抗胰蛋白酶水解能力明显增强,体外半衰期延长17倍,免疫原性显著下降。     

微生物来源的谷氨酰胺转氨酶(mTG)介导的单一定点修饰的PEG IFN-α2a(英文)

PEG修饰被认为是改善重组蛋白药物特性的最有效手段,包括增加蛋白质药物在体内的血浆半衰期,降低免疫原性和抗原性。目前典型的PEG修饰手段为将PEG连接至蛋白质的游离氨基,包括赖氨酸和N-末端,但这种连接缺乏选择性,产物为混合物,活性及工艺稳定性差,难以控制。酶法PEG化修饰能有效克服上述缺点,其中谷氨酰胺转氨酶(TGase)可以作为PEG化定点修饰用酶。文中选择重组人干扰素α2a(IFNα2a)进行酶法修饰反应,通过计算机模拟预测IFNα2a可以在第101位Gln特异性定点修饰。将IFNα2a与40 kDa的Y型PEG在微生物来源的谷氨酰胺转氨酶(mTG)催化下进行定点PEG化修饰。结果显示,mTG可以介导IFNα2a特异性位点Gln的单一定点PEG修饰,产生分子量为58 495.6 Da的PEG-Gln101-IFNα2a分子。圆二色谱结果显示,PEG-Gln101-IFNα2a与未修饰的IFNα2a具有相同的二级结构。SD大鼠药代结果显示,与IFNα2a相比,PEG-Gln101-IFNα2a能有效提高药代动力学参数,强于已上市PEGIFNα2a-PEGASYS?。     

聚乙二醇修饰重组人天冬酰胺酶的研究

天冬酰胺酶对治疗急性淋巴细胞白血病和某些肿瘤疾病有很好的疗效,但由于其在人体内所产生的副作用———过敏反应限制了它的应用。目的:运用化学修饰剂聚乙二醇对天冬酰胺酶进行化学修饰,以降低其免疫原性,提高其在体内的半衰期;并使修饰后的天冬酰胺酶的活性保持较高的水平。结果:修饰后的天冬酰胺酶的免疫原性降低为原来的20-30%;用胰酶水解24h没有变化;而其比活力为未修饰酶的23%。该结果已经具备了很大的临床应用价值。     

疏水蛋白载药系统研究进展

药物的临床使用常常因为其强疏水性、低稳定性和高毒副作用等问题受到限制。日新月异的药物递送体系(DDS)可以有效地包载与保护药物,提高其生物相容性、作用特异性和治疗效果。疏水蛋白是真菌在如子实体发育等特殊时期分泌的小分子蛋白质。其独特的两亲性不仅有助于它们自组装成胶束和载送疏水性药物,还便于它们修饰和改造其它载药体系。其超低的免疫原性和细胞毒性则进一步支撑了它们在药物递送中的应用。对近几年基于疏水蛋白所发展的载药系统的研究进展进行了综述。     

脂膜修饰对阿糖胞苷脂质体物理稳定性的影响

目的:探讨经聚乙二醇包覆后阿糖胞苷脂质体的物理稳定性。方法:以阿糖胞苷为装载药物,用经纯化的天然卵磷脂和胆固醇为包封材料,卵磷脂与胆固醇的摩尔比为1:1,用反相蒸发法制备阿糖胞苷脂质体。不同浓度的聚乙二醇对脂质体包覆进行表面修饰,通过显微形态鉴定,装载药物的渗漏量及经37~℃、48 h温育前后平均粒径的变化,对聚乙二醇包覆后阿糖胞苷脂质体的物理稳定性进行评价。结果:修饰后的阿糖胞苷脂质体具有较大的平均粒径和较低的药物渗漏量。当聚乙二醇浓度为2.0 mg/m L时,脂质体形态良好,药物的渗漏量比未修饰的脂质体低77.8%。温育后,脂质体平均粒径的增加值最低为151 nm。结论:阿糖胞苷脂质体经聚乙二醇的包覆提高了物理稳定性。