生長激素基礎(chǔ)知識,上海課件

生長激素基礎(chǔ)知識2010-6醫(yī)學(xué)部主要內(nèi)容生長激素的概述生長激素的生物學(xué)特性生長激素結(jié)構(gòu)生長激素分泌調(diào)節(jié)生長激素的分泌特點生長激素分泌的影響因素生長激素分泌的調(diào)節(jié)生長激素的生理作用、作用機制一、生長激素概述生長激素的生物學(xué)特性生長激素結(jié)構(gòu)GH生物學(xué)特性垂體和循環(huán)中hGH的分子是非均一的，包括單體、單體聚合體、分子片段和單體與其它蛋白的復(fù)合物。hGH的分子量20KD：約占垂體和循環(huán)中hGH的5～10％，對糖代謝影響較小，對促生長、IGF生成和生乳作用于22KD的單體相似，但與hGH受體親和力較弱。22KD：是主要的hGH單體的分子形式，約占垂體內(nèi)hGH的70～75％，也是循環(huán)中主要的hGH（約占43％左右）。25KD：hGH-2基因的翻譯產(chǎn)物，可發(fā)生糖基化，故分子量增加。GH的一級結(jié)構(gòu)二硫鍵GH的天然構(gòu)象第一張hGH晶體衍射照片SCIENCE，1992；255：306-312GH的分泌特點脈沖式分泌GH以脈沖形式分泌，晝夜波動大，在分泌低峰時,血循環(huán)中難測到。一般GH分泌頻率夜間比白天多，青春期前和青春期24h內(nèi)約有6~8次脈沖數(shù),約每3～4小時1次。青春發(fā)育中期分泌脈沖幅度最大，分泌量最多。24h內(nèi)脈沖數(shù)和振幅與年齡相關(guān)。晝夜節(jié)律正常人入睡后1小時（45~90min）左右分泌達高峰，分泌量是1天總量的一半以上。如睡眠時間變化，GH峰值出現(xiàn)時間也相應(yīng)變化。重點間隔3~4小時*，約6~8個脈沖/日，夜間最高生理情況下GH的分泌模式

各年齡階段垂體GH的分泌青春前期青春期成人早中后年齡（歲）9.0±0.311.5±0.214.4±0.216.4±0.423.0±0.624hGH濃度(ug/L)6.7±1.04.7±0.713.8±2.44.4±0.93.9±0.5GH脈沖強度(ug/L)14.4±1.312.8±1.322.4±2.814.7±3.910.3±1.3GH脈沖數(shù)(24h)8.8±0.77.0±0.57.8±0.66.6±0.66.1±0.5GH分泌(ug?kg-1?24h-1)2920601917調(diào)節(jié)GH分泌的體內(nèi)外因素及藥物興奮抑制生理睡眠、運動、物理應(yīng)激心理應(yīng)激血氨基酸升高、低血糖血糖升高、脂肪酸升高藥理胰島素（誘導(dǎo)低血糖）糖皮質(zhì)激素ACTH、MSH、E2血管緊張素5-羥色胺拮抗劑胃腸及下丘腦激素多巴胺拮抗劑（吩噻嗪）r-氨基丁酸拮抗劑β-腎上腺素能促效劑（異丙腎）5-羥色胺、多巴胺促效劑α-腎上腺素能拮抗劑（酚妥拉明）β-腎上腺素能拮抗劑膽堿能拮抗劑（丙咪嗪）α-腎上腺素能促效劑（可樂寧）病理饑餓、蛋白質(zhì)營養(yǎng)缺乏甲狀腺功能減退肥胖GH分泌的調(diào)節(jié)下丘腦激素調(diào)節(jié)生長激素釋放激素（GHRH）：是腺垂體分泌和合成GH的最主要的生理刺激物，呈脈沖式釋放。GH對GHRH合成有反饋性抑制作用。生長激素釋放抑制激素（SS）：除了抑制GH的基礎(chǔ)分泌，還抑制GH對生理性和藥理性刺激，也抑制病理情況下的GH異常升高。神經(jīng)遞質(zhì)的調(diào)節(jié)來源于體內(nèi)外環(huán)境的各種刺激通過神經(jīng)遞質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，通過多巴胺，5-羥色胺和去甲腎上腺素等神經(jīng)遞質(zhì)調(diào)節(jié)GH的分泌。高級神經(jīng)中樞下丘腦垂體前葉GHGHRH(+)SRIF(-)IGFs(亦稱生長介素)直接作用三、GH的生理作用、作用機制生理作用：促進生長，調(diào)節(jié)骨代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝其他作用作用機制生長激素受體（GHR）和生長激素結(jié)合蛋白（GHBP）胰島素樣生長因子（IGFs）GH生理作用（二）調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝促進蛋白質(zhì)合成，糾正負氮平衡。調(diào)節(jié)脂代謝，降低機體脂肪儲備，增加血清脂肪酸含量，降低血清膽固醇和低密度脂蛋白水平?？山档图毎麑σ葝u素的敏感性，減少外周組織對葡萄糖利用，使血糖升高。對水、礦物質(zhì)代謝有重要作用?？墒辜毎麅?nèi)鉀鹽、磷酸鹽潴留，還可促進腎小管鈉回吸收，引起水、鈉潴留。重點GH生理作用（三）其他作用增加機體免疫力，刺激免疫球蛋白合成，促進巨噬細胞和淋巴細胞增殖。加速傷口愈合，刺激燒傷創(chuàng)面及手術(shù)切口成纖維細胞合成膠原。促進心肌蛋白合成，增加心肌收縮力，降低心肌耗氧量。GH具有抗衰老,促進腦功能效應(yīng);促進精子形成、排卵等重點GH的作用機制（一）生長激素受體（GHR）和生長激素結(jié)合蛋白（GHBP）GHR是由620個AA組成的跨膜糖蛋白，包括胞外域、跨膜域和胞內(nèi)域。2個GHR形成同源二聚體，分別與1個GH分子上的2個不同位點結(jié)合，結(jié)合后受體的胞內(nèi)部分與細胞質(zhì)中JAK酪氨酸家族結(jié)合，使受體羧基端酪氨酸磷酸化，從而傳遞信號，發(fā)揮生物效應(yīng)。GHBP是膜受體的片段，可與GHR競爭與GH結(jié)合，所以GHBP可抑制過高的GH結(jié)合到組織受體上。重點GH的作用機制（二）胰島素樣生長因子（IGFs）GH對靶組織發(fā)揮效應(yīng)，除了直接作用外，還通過IGFs的介導(dǎo)，尤其是對長骨的促生長作用?，F(xiàn)知有生物作用的IGF分為兩類IGF-1：堿性多肽，有強的促生長作用；IGF-2：中性肽，有強的胰島素樣活性，是胚胎生長、發(fā)育的調(diào)節(jié)因子。合成IGF的部位極為廣泛，幾乎遍布體內(nèi)所有組織，其主要合成部位在肝臟，其次是腎臟、骨骼肌等組織。其他許多組織局部也可合成，它們均接受GH的刺激，多數(shù)組織產(chǎn)生的IGF并不釋放入血液，常通過旁分泌和自分泌的方式發(fā)揮作用。垂體肝臟局部直接作用，不依賴IGF-I線性生長

細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)通路三聚體（循環(huán)）重點總結(jié)生長激素的分泌特點生長激素分泌的影響因素生長激素分泌的調(diào)節(jié)生長激素的生理作用、作用機制人垂體源性hGH(somatotropin)1958年，Raben首次從人垂體中成功提取hGH，Kabi公司進行商業(yè)性銷售缺點:﹡因來源受限，產(chǎn)量稀少﹡因含人類多種分子量的GH（主要是22kDa，20kDa，也有少量5KD），22kDa占垂體hGH的70~75%，20kDa占5~10%（其與受體親和力較弱），所以產(chǎn)品中22kDa的GH含量并非100%，相對純度較低1*易受hGH供體病毒污染因不斷報道因使用hGH罹患Creutzfeldt-Jakobdisease，于1985年被禁止使用顏純、王慕逖小兒內(nèi)分泌學(xué).2006,92.192個氨基酸rhGH（somatrem）

上世紀70年代出現(xiàn)的重組DNA技術(shù)的發(fā)展給生長激素的量化供應(yīng)提供了發(fā)展的契機1981年，Genentech公司利用E.Coli包涵體技術(shù)研制出含192氨基酸的基因重組人生長激素——Met-rhGH。與天然hGH相比，在N-末端多了一個蛋氨酸殘基，又稱為somatrem(Protropin?)缺點提取和復(fù)性工藝復(fù)雜與天然hGH不完全一致，抗體產(chǎn)生率高，達12~95.5%1、2、3KaplanSL,etal.TheLancet.1986:697-700TakanoK,etal.ActaPaediatrScandSuppl,1986,325:19-24.GuyMassa,etal.ClinicalEndocrinology(1993)38,137-1421995年開始問世目前國際上共有3種水針劑產(chǎn)品優(yōu)點：避免了冷凍、干燥、再溶解過程，保持了蛋白質(zhì)的天然空間構(gòu)象直接使用，勿需再溶解，而且避免污染生長激素水針劑（Somatropin水劑）產(chǎn)品名上市時間制藥公司NutropinAQ12/29/1995GenentechNorditropinNordiflex06/20/2000NovoNordisk賽增水劑2005*金賽*SFDA批準時間，余均為美國FDA批準上時間長效緩釋粉劑（NutropinDepot）1999年，PLGA微球包裹技術(shù)(類似于長效達菲林的微球包裹技術(shù)）的長效生長激素——NutropinDepot，在美國上市用于治療兒童和成人GHDNutropinDepot是由疏水性的PLGA微球包裹的rhGH緩釋劑型，實現(xiàn)1個月或2周注射1次；人類第一個也是最后一個把PLGA微球技術(shù)應(yīng)用于蛋白質(zhì)的產(chǎn)品NutropinDepot制備過程中需將rhGH制成極高濃度的凍干粉，并需短暫高溫，導(dǎo)致其中rhGH高分子蛋白及相關(guān)蛋白產(chǎn)生，從而使NutropinDepot活性較低，抗原性較強比活<2.57IU/mg抗體產(chǎn)生率：57%由于療效不佳，抗體高及價格高等問題，于2004年退市SilvermanBL,etal.JPediatrEndocrinolMetab2002,15Suppl2:715-722.長效生長激素水劑：金賽增（2010年上市）國際領(lǐng)先（諾和公司PEG-GH尚在一期臨床）通過化學(xué)偶聯(lián)方法使聚乙二醇分子與蛋白質(zhì)分子偶聯(lián)，通過分子量的加大使半衰期延長PEG化學(xué)修飾能夠保護被修飾蛋白的生物學(xué)活性，降低免疫原性1不易聚合產(chǎn)生高分子蛋白保護rhGH分子免于被脫氨、氧化產(chǎn)生相關(guān)蛋白PEG-rhGH活性更高：約7IU/mg2PEG-rhGH抗體產(chǎn)生率更低：0%**來自金賽藥業(yè)PEG-rhGHII期和III期臨床試驗數(shù)據(jù)1WebsterR,etal.DrugMetabDispos2007,35:9-162李湛軍.中國臨床藥理學(xué)和治療學(xué)2005,10:1270-1274.眾多生物制劑顯示：

粉劑向水劑的發(fā)展是國際趨勢干擾素：1996年全球上市重組干擾素