提高藥物蛋白在消化道吸收率方法

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 降解原因 2\o"CurrentDocument"1.1胞飲作用 2\o"CurrentDocument"1.2胃蛋白酶（胃液） 2\o"CurrentDocument"1.3胰蛋白酶和糜蛋白酶（胰液） 2\o"CurrentDocument"1.4肽酶 2\o"CurrentDocument"1.5胃腸道黏膜的低滲透性 3\o"CurrentDocument"1.6首過效應(yīng)和吸收部位 3\o"CurrentDocument"二、 解決辦法 4\o"CurrentDocument"2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4\o"CurrentDocument"2.1.1化學(xué)修飾和前體藥物 4\o"CurrentDocument"2.1.2巨分子軛合 4\o"CurrentDocument"2.2配方設(shè)計(jì) 4\o"CurrentDocument"2.2.1吸收促進(jìn)劑 4\o"CurrentDocument"2.2.2酶抑制劑和黏膜吸附劑 5\o"CurrentDocument"2.3劑型設(shè)計(jì) 5\o"CurrentDocument"2.3.1微球和毫微球 5\o"CurrentDocument"2.3.2脂質(zhì)粒和納米粒 5\o"CurrentDocument"2.3.3微囊和微乳 6\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 6一、降解原因根據(jù)消化道的生理結(jié)構(gòu)，該藥物蛋白質(zhì)的生物活性在消化道可能在胞飲作用的過程中被破壞，使得蛋白質(zhì)降解的原因有胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、肽酶的酶解作用以及一些胃腸生理結(jié)構(gòu)導(dǎo)致。1.1胞飲作用胞飲作用并非在腸道中的主要吸收形式，大一些大分子物質(zhì)（如多肽、蛋白質(zhì)、大顆粒），在腸上皮細(xì)胞和派伊爾淋巴集結(jié)區(qū)域被認(rèn)為是通過這種方式進(jìn)入人體內(nèi)的。然而，在腸上皮細(xì)胞處，大分子在被吸收的同時(shí)也被大量的降解，同時(shí)與腸有關(guān)的淋巴組織發(fā)揮其免疫應(yīng)答，這也成為多肽吸收的一個(gè)障礙。伊爾淋巴集結(jié)處于人體的回腸階段，它允許大分子進(jìn)入淋巴系統(tǒng)。這條吸收途徑為經(jīng)口服卻易在胃腸道中破壞的大分子藥物的處方設(shè)計(jì)提供了參考。1.2胃蛋白酶（胃液）蛋白質(zhì)的消化從胃中開始。胃腺分泌的胃液（pH值約為0.9-1.5.）中含有胃蛋白酶原，胃蛋白酶是胃中僅有的蛋白水解酶。胃液中的胃蛋白酶在胃液的酸性條件下特異性較低地水解各種水溶性蛋白質(zhì)，產(chǎn)物為多肽、寡肽和少量氨基酸。1.3胰蛋白酶和靡蛋白酶（胰液）胰腺分泌的胰液中含有蛋白酶，可分為內(nèi)肽酶與外肽酶兩類。胰蛋白酶和糜蛋白酶（胰凝乳蛋白酶）屬于內(nèi)肽酶，它們以不具活性的酶原形式存在，經(jīng)腸致活酶、活性胰蛋白酶、酸及組織液等激活后，可水解蛋白質(zhì)肽鏈內(nèi)的一些肽鍵。外肽酶主要是羧肽酶A和羧肽酶B。羧肽酶A水解羧基末端為各種中性氨基酸殘基的肽鍵，羧肽酶B主要水解羧基末端為賴氨酸、精氨酸等堿性氨基酸殘基的肽鍵。它們水解的產(chǎn)物是氨基酸和一些寡肽。1.4肽酶肽酶通常被俗稱為蛋白水解酶。（肽酶與蛋白酶的區(qū)別是：蛋白酶將蛋白質(zhì)水解為多肽，而肽酶將蛋白質(zhì)水解為氨基酸。）肽酶是一種能夠水解肽鏈的酶。他們是所有生物存活所必需的一種酶，而且在所有蛋白質(zhì)的編碼中，編碼肽酶的基因占了2%。在對(duì)500個(gè)人的肽酶的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有14%的的肽酶可以作為藥物的靶點(diǎn)。肽酶在許多生物過程中扮演重要的角色，包括消化食物蛋白、胞內(nèi)蛋白循環(huán)、凝血級(jí)聯(lián)系統(tǒng)、抗原提呈作用及活化各種蛋白質(zhì)，包括酶、肽類激素及神經(jīng)遞質(zhì)等。1.5胃腸道黏膜的低滲透性腸粘膜的平均孔徑約為4,只有氨基酸、二肽和三肽能穿過腸壁，而大部分多肽分子量較大、脂溶性差，因此不利于透過生物膜進(jìn)入血循環(huán)。還有人提出多肽在穿透腸粘膜過程中的氧化代謝作用，以及結(jié)合在腸粘膜上的化合物對(duì)其吸收也有一定影響。1.6首過效應(yīng)和吸收部位肝臟是最重要的藥物代謝器官，腸道的刷狀緣、腸內(nèi)皮細(xì)胞溶酶體也同樣參與首過效應(yīng)膽汁內(nèi)容物也有一定的作用，包括氧化、脫烷基化、水解還原等。胃腸道表面粘液層和不流動(dòng)水層的機(jī)械屏障作用也是不利因素。另外多肽本身的化學(xué)和構(gòu)象不穩(wěn)定問題也不可忽視。二、解決辦法為了提高該藥物蛋白的吸收率，可以從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、配方設(shè)計(jì)和劑型設(shè)計(jì)三方面著手。2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1.1化學(xué)修飾和前體藥物大多數(shù)肽類藥物都具有較強(qiáng)的親水性，不利于通過胃腸道粘膜，化學(xué)修飾可使多肽變性，但僅對(duì)十個(gè)氨基酸以下的多肽有效，如將多肽與VB12連接，通過受體介導(dǎo)吸收；或用脂肪酸修飾多肽，提高脂溶性，從而增加肽類與Caco-2細(xì)胞（上皮細(xì)胞）的結(jié)合，提高口服吸收速率和生物利用度。Nicholas等在促甲狀腺素釋放激素（TRH）和促性腺激素釋放激素（LHRH）肽鏈的N-末端連接上1、2個(gè)脂氨基酸后，可顯著提高肽類的親脂性，增加了肽類與Caco-2細(xì)胞的結(jié)合及口服吸收速率，并有助于增加穩(wěn)定性，保護(hù)肽類免受酶的降解L-a-甲基多巴上的a-甲基阻礙其與氨基酸載體的結(jié)合，吸收差，若將其制備成D-苯丙氨酸-L-a-甲基多巴，腸穿透性將提高了3.5倍。2.1.2巨分子軛合利用載體介導(dǎo)的運(yùn)輸系統(tǒng)近年來引起研究者的極大關(guān)注。因?yàn)槎嚯呐c巨分子載體如蛋白質(zhì)或聚合物軛合，藥物的分子性質(zhì)改變，而上皮細(xì)胞功能不改變，因而可能避免使用促滲劑時(shí)所觀察到的副作用。植物血凝素（lectins）經(jīng)證明可作為多肽在胃腸道吸收的轉(zhuǎn)運(yùn)載體，如番茄血凝素（TL）的回腸吸收比牛血清白蛋白（BSA）高7倍，而其納米粒的吸收速率比BSA納米粒高4倍。ProteinDelivery公司利用共軛技術(shù)開發(fā)了一種與聚合物相結(jié)合的重組人胰島素（M2），8位I型糖尿病患者口服后達(dá)到皮下注射相同的效果。2.2配方設(shè)計(jì)2.2.1吸收促進(jìn)劑使用吸收促進(jìn)劑來擴(kuò)大細(xì)胞間隙，提高生物膜通透性是目前研究中采用的主要方法。文獻(xiàn)報(bào)道的促進(jìn)劑有膽酸鹽、表面活性劑、脂肪酸及其衍生物、螯合劑、環(huán)糊精和殼聚糖等。最常用的是膽酸鹽和脂肪酸，也有人用水楊酸鈉。但該類物質(zhì)的最大缺點(diǎn)是無選擇性地作用于脂質(zhì)表面而可能使所有小腸內(nèi)容物成分包括各種毒素和生物病原體進(jìn)入血液，也有潛在的細(xì)胞膜溶解和局部炎癥等毒性。2.2.2酶抑制劑和黏膜吸附劑酶抑制劑可分為四類：（1）非氨基酸類，如P-氨基苯甲酰胺、FK-448和camostatmesilate（一種絲氨酸蛋白酶抑制物）；（II）氨基酸及其修飾物，如衍生物、肽類和修飾肽；（III）桿菌肽、鎮(zhèn)痛素、胰凝乳蛋白酶抑制劑和氨肽酶抑制劑（amastatin）；（IV）肽酶抑制劑，如抑肽酶、Bowman-Birk、抑制劑和胰蛋白酶抑制劑。酶抑制劑必須與多肽同時(shí)通過代謝部位，才能發(fā)揮其抑酶作用，通過采用聚合物膜、脂質(zhì)體、微球等技術(shù)將兩者包裹起來可以實(shí)現(xiàn)這一要求。然而酶抑制劑存在不良反應(yīng)，近年來無毒的粘膜吸附劑引起人們的極大興趣。粘膜吸附劑與腸粘膜緊密接觸，可減少藥物降解，提高粘膜表面的藥物濃度從而增加藥物吸收。如果制備含有海藻酸的殼聚糖微球，包裹胰島素進(jìn)行腸道給藥，就能利用海藻酸和殼聚糖的粘附能力增加藥物在吸收部位的滯留時(shí)間。2.3劑型設(shè)計(jì)2.3.1微球和毫微球微球和毫微球在多肽口服劑型中研究最多，適于制備該劑型的生物可降解材料有：聚乳酸、聚丙交酯、乙交酯（PLGA）、聚已內(nèi)酯、聚氨基酸、聚原酸酯、聚酐和聚腈基丙烯酸烷基酯。人和動(dòng)物小腸的Peyer結(jié)占整個(gè)腸道粘膜的25%左右，其特點(diǎn)是使淋巴因子和一些顆粒進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。最近有兩種顆粒一一殼聚糖和水凝膠引起許多重視，這些顆?？赡茉赑eyer結(jié)吸收，隨后靶向免疫系統(tǒng)，因而可有效的用于口服疫苗的輸送。當(dāng)然，除了促進(jìn)藥物在Peyer結(jié)的吸收，微球與毫微球體系提高多肽藥物在腸道的吸收作用是多種因素綜合的結(jié)果。例如微球空間位阻對(duì)其包裹藥物的保護(hù)；微球材料防止胃腸道中酶類與藥物的接觸2.3.2脂質(zhì)體和納米粒粘膜吸附性納米粒系統(tǒng)如殼聚糖或卡波普包衣的脂質(zhì)體、PLGA納米粒等能延長(zhǎng)藥物在胃腸道的滯留時(shí)間，避免和降低胃腸道對(duì)這類制劑的酸解和酶解，且具有優(yōu)良的粘膜滲透性，因而可作為提高肽類藥物（胰島素、降鈣素）口腔粘膜運(yùn)輸?shù)挠杏幂d體。有人制備了含21IU/kg胰島素的殼聚糖納米粒，體內(nèi)吸收顯著高于殼聚糖溶液，生物利用度相當(dāng)于皮下注射的14.9%，口服后降糖效應(yīng)維持達(dá)15h以上。2.3.3微囊和微乳多肽的微囊大多采用聚酯材料，特別是PLGA。有人制備了瘧疾合成多肽SPf66疫苗的微囊，微粒組成為1：1的PLGA:（乳酸：乙醇酸（50：50或75:25），小鼠灌胃給藥3周后引起顯著的系統(tǒng)IgG抗體反應(yīng)，效果相當(dāng)于游離肽皮下注射3次，優(yōu)于液體口服疫苗。有人將細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（CTL）抗原決定基表達(dá)肽包裹于PLG微囊中，口服后發(fā)生脾臟多肽特異性CTL免疫反應(yīng)。可見微囊兼具顯著的免疫反應(yīng)、優(yōu)良的組織相容性和生物降解性，在合成肽免疫原的口服給藥系統(tǒng)研究中是極有價(jià)值的。Cortecs公司早在90年就開發(fā)了一種胰島素微乳制劑，水相中含胰島素和蛋白酶抑制劑，油相中含膽固醇、磷酯和游離脂肪酸。藥物口服后可被上皮細(xì)胞吸收，3例IDDM病人（1IU/kg）口服后血糖均見明顯下降。97年該公司進(jìn)一步開發(fā)了胰島素的油制劑，采用一種特殊工藝技術(shù)即通過兩親性表面活性劑的作用，將親水性藥物如胰島素或降鈣素等增溶到弱極性的油中而形成澄清透明的溶液，稱為MacrosolTM。胰島素在此系統(tǒng)中具有很高的物理穩(wěn)定性6個(gè)健康志愿者在灌胃口服后血糖水平降低34%。此外環(huán)孢素微乳已獲FDA許可，該制劑增加了環(huán)孢素在消化道的吸收，提高了血藥濃度和療效，從而減少了給藥劑量，降低了毒副作用。參考文獻(xiàn)[1]邱麗穎范紅斌編醫(yī)藥學(xué)基礎(chǔ)⑵楊彩哲.胰島素口服給藥的實(shí)驗(yàn)研究及其