自 1953 年 Robert Bruce Merrifield 合成第一個具有生物活性的多肽起，多肽類藥物的研究發(fā)展迅猛，國際上甚至還開展了針對多個受體的多肽類藥物的研究。多肽藥物的成藥性高于一般化學(xué)藥物，其生物活性高，特異性強，**反應(yīng)相對較弱，在體內(nèi)不易產(chǎn)生蓄積，與其他藥物的相互作用比較少，與體內(nèi)受體的親和性比較好，在藥物開發(fā)中被認為是十分有前途的生物大分子。鑒于此，許多醫(yī)藥企業(yè)加大了多肽藥物的研發(fā)力度，特別是在腫瘤及糖尿病治療領(lǐng)域，已有多個多肽藥物上市，并取得了巨大的經(jīng)濟效益。然而，此類藥物大多存在穩(wěn)定性差、給藥劑量小、體內(nèi)半衰期短、生物利用度低等問題，尤其是治療慢性疾病的蛋白及多肽類藥物往往需要長期、頻繁注射，不僅順應(yīng)性低，還可能導(dǎo)致其他不良反應(yīng)的產(chǎn)生。例如，采用貝伐珠單抗（bevaci-zumab）治療年齡相關(guān)性黃斑病變需要頻繁進行玻璃體內(nèi)注射，易于誘發(fā)白內(nèi)障、視網(wǎng)膜出血和脫離等并發(fā)癥。
為改善蛋白及多肽類藥物穩(wěn)定性、延長體內(nèi)半衰期，使其長效化。目前主要分為兩種方式，1是對蛋白質(zhì)及多肽進行分子改造：通常采用氨基酸替代或環(huán)化、PEG修飾、融合長效化片段（與Fc融合、與人血清白蛋白融合）、綴合脂肪酸鏈等策略，并已有多款藥物成功上市。2是通過制劑學(xué)手段改善蛋白及多肽類藥物的吸收并使其長效化，能夠有效縮短藥品研發(fā)周期、降低藥品研發(fā)成本。
1. 蛋白質(zhì)及多肽的分子改造
1.1 氨基酸替代
蛋白及多肽類藥物含有的某些代謝不穩(wěn)定的氨基酸，會極大地影響藥物的半衰期，因此取代這類代謝不穩(wěn)定的氨基酸是延長藥物半衰期的一種方式。生長抑素是一種多肽類藥物，含有14個氨基酸，其體內(nèi)半衰期非常短，只有2~3min，研究發(fā)現(xiàn)，通過將第8位的D-色氨酸用L-色氨酸取代可以增加作用時間，延長其體內(nèi)半衰期。除一般氨基酸取代策略，將非天然氨基酸引進蛋白多肽類藥物中也可以增加此類藥物的穩(wěn)定性、延長半衰期，目前已研究出多種將非天然氨基酸引入蛋白多肽中的方法。
1.2 環(huán)化
線性肽在治療上受到代謝和構(gòu)象穩(wěn)定性差等因素的限制，可能損害其生物活性并影響半衰期，而環(huán)肽可以克服這些挑戰(zhàn)，因為它們更能抵抗代謝降解且能被設(shè)計成所需要的構(gòu)象。通過環(huán)化使多肽類藥物獲得穩(wěn)定的剛性結(jié)構(gòu)，是延長血漿半衰期的一種有效途徑。環(huán)化法能夠消除多肽鏈中帶電荷的末端，防止氨基酸的酶解，改善藥物代謝穩(wěn)定性、膜滲透性甚至提高口服生物利用度。奧曲肽是天然生長抑素的環(huán)狀八聚體合成類似物，其保留了生長抑素的關(guān)鍵Phe-Trp-LysThr部分（含有色氨酸殘基），與生長抑素藥理作用相似，但作用持續(xù)時間更長，在很大程度上延長了體內(nèi)消除半衰期。
1.3 PEG化學(xué)修飾
化學(xué)修飾是蛋白多肽類藥物常用的一種長效化技術(shù)，修飾的常用方法包括N-乙?；虲-酰胺化，氨基酸鏈中氨基和/或羧基末端的化學(xué)修飾可以增強敏感蛋白多肽對蛋白水解酶的穩(wěn)定性。例如BAX 855[PEG-重組凝血因子Ⅷ（rFVIII），rFVIII經(jīng)聚乙二醇修飾后，可以減少注射頻次，同時也保留了FVIII分子的功效。對原藥N端氨基進行修飾目前已被廣泛應(yīng)用于多肽蛋白類藥物的商業(yè)化長效技術(shù)，例如PEG化粒細胞集落刺激因子（PEGG-CSF）和PEG化白細胞介素-10（PEG-IL-10）早在2006年已申請美國專利，目前也已經(jīng)有多種PEG化藥物被批準(zhǔn)上市。
上市的PEG化長效蛋白及多肽藥物
1.4 通過基因手段與其他蛋白融合
融合蛋白與蛋白多肽類藥物基因融合表達，能夠增加藥物的相對分子質(zhì)量，降低體內(nèi)腎清除率，可達到延長藥物體內(nèi)半衰期的目的。FcIII是一種13-merIgGFc結(jié)構(gòu)域結(jié)合肽（IgGBP），通過融合蛋白結(jié)合血清IgG來增加蛋白質(zhì)的體內(nèi)半衰期，其與未融合修飾的蛋白質(zhì)相比，半衰期增加了75倍。艾塞那肽被廣泛用于治療2型糖尿病，將艾塞那肽與人血清白蛋白（HSA）結(jié)合得到的融合肽顯示出與天然艾塞那肽類似的促胰島素分泌活性。皮下給藥后艾塞那肽-HSA的藥動學(xué)分析顯示，其與艾塞那肽相比，血漿半衰期延長了4倍。此外，艾塞那肽-HSA在口服葡糖糖耐量試驗中顯示出顯著改善的抗高血糖作用且增強了降血糖作用。通過基因融合技術(shù)提高蛋白多肽類藥物穩(wěn)定性，是目前蛋白多肽類藥物長效化的良好途徑。
獲批上市的蛋白融合類多肽藥物
1.5 糖基化
糖基化通常發(fā)生在核酸、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等大分子中，在炎癥、免疫反應(yīng)和細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運等生物過程中發(fā)揮著重要作用。許多治療性蛋白多肽類藥物在體外進行糖基化后，其藥動學(xué)和藥效學(xué)特性可獲得改善，此外，使用酶促或化學(xué)綴合方法的聚糖修飾還可促進蛋白質(zhì)靶向疾病影響的組織。研究發(fā)現(xiàn)，對重組α-1抗胰蛋白酶（rA1AT）柔性N-末端區(qū)域進行N-糖基化修飾后，增加了rA1AT的循環(huán)半衰期，同時未改變其蛋白酶抑制活性。特異性血管活性腸多肽受體2激動劑（BAY55-9837）作為2型糖尿病的潛在蛋白質(zhì)治療劑，穩(wěn)定性較差，體內(nèi)半衰期較短，而將其與殼聚糖修飾的硒納米顆粒（CS-SeNP）結(jié)合后得到的BAY-CS-SeNPs具有良好的穩(wěn)定性，釋放過程持續(xù)超過70h，累積釋放達到78.9%。
1.6 釘合肽
釘合肽是近年來新出現(xiàn)的一種結(jié)構(gòu)肽，因其結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定而受到研究者的關(guān)注。釘合肽是將肽“釘”成α-螺旋形狀，獲得優(yōu)化的交聯(lián)化學(xué)結(jié)構(gòu)，通過交聯(lián)“裝訂”賦予肽對蛋白水解降解的抗性并增強其半衰期。釘合肽代表了一種有前途的新方法，可用于調(diào)節(jié)細胞內(nèi)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)-DNA相互作用，并提供了瞄準(zhǔn)細胞內(nèi)靶標(biāo)的機會。基于BIM BH3螺旋模型設(shè)計的碳氫化合物釘合肽，其可廣泛靶向Bcl-2家族蛋白，從而觸發(fā)促凋亡活性。研究證明，碳氫化合物釘合α-螺旋肽已成為一類新的肽治療劑，此類釘合肽具有穩(wěn)定的構(gòu)象，能夠提高藥物的體內(nèi)生物利用度。
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參考文獻：
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作者簡介：沙羅，中藥研發(fā)工作者，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，致力于中藥新藥的研究開發(fā)。
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