藥劑學(xué)課件：第二十二章 生物技術(shù)藥物制劑

2023/12/3生物技術(shù)藥物1第二十二章生物技術(shù)藥物制劑2023/12/3生物技術(shù)藥物2一、概述

基本概念、研究概況、生物技術(shù)藥物的結(jié)構(gòu)特點與性質(zhì)、蛋白質(zhì)類藥物評價方法二、處方與工藝

一般處方組成、穩(wěn)定化（液體和固體）三、蛋白質(zhì)類藥物新型給藥系統(tǒng)

注射給藥：控釋微球、脈沖式給藥系統(tǒng)非注射給藥：鼻腔、口服、直腸、口腔粘膜、經(jīng)皮四、評價方法

含量測定、活性測定、體外釋藥速率、穩(wěn)定性、體內(nèi)藥動學(xué)、刺激性與生物相容性二十二章生物技術(shù)藥物制劑內(nèi)容提要2023/12/3生物技術(shù)藥物3第一節(jié)概述一、生物技術(shù)的基本概念生物技術(shù)或稱生物工程(bio-engineering)／是應(yīng)用生物體（包括微生物、動物細(xì)胞、植物細(xì)胞）或其它組成部分（細(xì)胞器和酶），在最適條件下，生產(chǎn)有價值的產(chǎn)物或進(jìn)行有益過程的技術(shù)。現(xiàn)代生物技術(shù)主要包括基因工程(geneengineering)、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵(fermentation)工程等。核酸包括DNA和RNA／基因（gene）就是DNA或RNA，因此基因是生物遺傳信息的攜帶者。(中心法則：DNA-轉(zhuǎn)錄－RNA－翻譯－蛋白質(zhì))2023/12/3生物技術(shù)藥物4DNA重組技術(shù)（DNArecombinationtechnique）/就是在體外利用各種酶將遺傳物質(zhì)進(jìn)行新的排列，必須包括兩種以上不同來源的DNA片段。基因工程又稱遺傳工程／它是經(jīng)體外非同源DNA重組使基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中，在此表達(dá)獲得活性物質(zhì)。細(xì)胞工程／主要包括細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞雜交技術(shù)，是生產(chǎn)單克隆抗體一類試劑或藥物的方法酶工程／是利用固相酶（或固相細(xì)胞），將底物轉(zhuǎn)化為所需的產(chǎn)品。發(fā)酵工程(fermentationengineering)又稱微生物工程/是利用微生物的作用并通過近代工程技術(shù)來實現(xiàn)有用物質(zhì)向工業(yè)化生產(chǎn)或用于其他產(chǎn)業(yè)過程的科學(xué)技術(shù)體系。2023/12/3生物技術(shù)藥物5中心法則過程示意圖2023/12/3生物技術(shù)藥物6基因工程過程示意圖2023/12/3生物技術(shù)藥物7細(xì)胞雜交技術(shù)過程示意圖2023/12/3生物技術(shù)藥物8發(fā)酵工程生產(chǎn)流程與發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)示意圖2023/12/3生物技術(shù)藥物9基因工程微生物工程菌發(fā)酵工程動植物細(xì)胞酶工程細(xì)胞融合原料產(chǎn)品基因工程、細(xì)胞工程、酶工程與發(fā)酵工程之間關(guān)系示意圖2023/12/3生物技術(shù)藥物102023/12/3生物技術(shù)藥物112023/12/3生物技術(shù)藥物122023/12/3生物技術(shù)藥物132023/12/3生物技術(shù)藥物142023/12/3生物技術(shù)藥物152023/12/3生物技術(shù)藥物162023/12/3生物技術(shù)藥物172023/12/3生物技術(shù)藥物182023/12/3生物技術(shù)藥物192023/12/3生物技術(shù)藥物20目前生物技術(shù)藥物研究領(lǐng)域分布示意圖2023/12/3生物技術(shù)藥物212023/12/3生物技術(shù)藥物22我國制藥業(yè)市場行情預(yù)測2023/12/3生物技術(shù)藥物23當(dāng)今科技領(lǐng)域最具潛力的三大技術(shù)生物技術(shù)人類基因組計劃、后基因組計劃、生物工程技術(shù)等

納米技術(shù)新材料的發(fā)現(xiàn)及其微小元件和芯片的研制信息技術(shù)把世界變得更小、信息傳播更快更方便2023/12/3生物技術(shù)藥物24BI-BT-BE-BS(生物信息－生物技術(shù)－生物經(jīng)濟(jì)－生物社會）21世紀(jì)將從信息社會轉(zhuǎn)向生物社會世界經(jīng)濟(jì)處于低迷的時候,各國都在尋找下一個經(jīng)濟(jì)增長點—就是生物科技美國將每年4月份的一個星期定為生物科技周日本將生物科學(xué)技術(shù)作為立國之本歐盟將每年計劃框架內(nèi)的45%經(jīng)費用于生物科技與生態(tài)環(huán)境的研究2023/12/3生物技術(shù)藥物25二、生物技術(shù)藥物的研究概況隨著生物技術(shù)藥物的發(fā)展，多肽和蛋白質(zhì)藥物制劑的研究與開發(fā)，已成為醫(yī)藥工業(yè)中一個重要的領(lǐng)域，同時給藥物制劑帶來新的挑戰(zhàn)。由于多肽和蛋白質(zhì)類藥物性能很不穩(wěn)定，極易變質(zhì)，因此如何將這類藥物制成穩(wěn)定、安全、有效的制劑，是藥劑工作者面臨的一個難題。例如降鈣素基因相關(guān)肽是治療高血壓的有效藥物，但該藥物不穩(wěn)定，雖早已開發(fā)，但至今未能上市。多肽和蛋白質(zhì)類藥物對酶敏感又不易穿透胃腸道粘膜，故一般只能制成注射給藥，使用很不方便／因此研究此類藥物的給藥系統(tǒng)（口服、皮下、粘膜等）是具有很大價值和廣闊前景的2023/12/3生物技術(shù)藥物26生物技術(shù)與生物制藥聯(lián)合企業(yè)的發(fā)展正日益全球化，在生物技術(shù)企業(yè)發(fā)展中美國位居世界榜首。正在研究開發(fā)的生物技術(shù)藥物品種63%在北美，25%在歐洲，7%在日本，5%在世界其它地方。生物技術(shù)藥品市場45%在美國，28%在歐洲，37%在世界各地，通過對各國生物技術(shù)及其產(chǎn)品的專利申請分析進(jìn)一步表明歐美在生物技術(shù)的研究開發(fā)中占有很大比重。2023/12/3生物技術(shù)藥物27生物技術(shù)工業(yè)經(jīng)過25年努力，創(chuàng)造了35種重要治療藥物，年銷售額已超過70億美元。全球已有生物技術(shù)制藥公司2000多家，其中美國有1300家，歐洲有700家。1997年美國的生物技術(shù)研究與開發(fā)費用為76億美元、歐洲為18億美元。生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)為美國創(chuàng)造了12萬個就業(yè)機(jī)會，在歐洲提供了2.75萬個就業(yè)機(jī)會，而且未包括其相關(guān)支撐產(chǎn)業(yè)與制藥行業(yè)。已有20%的美國生物技術(shù)制藥公司股票上市，也有相當(dāng)比例的歐洲生物技術(shù)制藥公司的股票上市，獲利的生物技術(shù)公司正在逐年增加。2023/12/3生物技術(shù)藥物28我國生物技術(shù)制藥業(yè)雖已經(jīng)過20多年的積累和發(fā)展，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)和社會效益，但就整體而言，仍處于起步階段，其產(chǎn)值僅占醫(yī)藥工業(yè)總產(chǎn)值的40％左右。1999年全國生物制藥業(yè)的盈利約為12億元，2000年盈利達(dá)到25億元。進(jìn)步雖快，但在國際市場所占份額仍然很小。

預(yù)計在今后幾年，我國生物制藥業(yè)將會保持20％～30％的年增長率，到2005年生物制藥業(yè)的市場銷售額將達(dá)到130億～150億元，利潤將達(dá)到40億～48億元。雖與發(fā)達(dá)國家相比，國內(nèi)生物醫(yī)藥技術(shù)仍存在明顯的差距，但生物醫(yī)藥業(yè)無疑正處在加速上升階段，市場潛力巨大。

2023/12/3生物技術(shù)藥物29重組藥物的新劑型研究對生物技術(shù)制藥工業(yè)的產(chǎn)業(yè)化也具有重大推動作用。盡管已有許多重組藥物在臨床廣泛應(yīng)用，但對它們的劑型研究卻顯得很不夠。此外，這類藥物在口服時存在生物利用度低，物理化學(xué)穩(wěn)定性差，體內(nèi)半衰期短等缺點，致使它們常常只能采用頻繁地注射給藥，其使用與保存也十分不便。通過劑型改良可以克服這些缺點。對提高療效，減少不良反應(yīng)十分有效。應(yīng)用可降解的多聚物將重組蛋白類藥物制成緩釋微囊是一種有效的新劑型。蛋白質(zhì)穩(wěn)定劑的研究也促進(jìn)了這類劑型的發(fā)展，如每月使用一次的人生長素長效制劑已進(jìn)入臨床。這種制劑的優(yōu)點是劑量小，給藥次數(shù)少，使原先難于商品化的品種進(jìn)入工業(yè)化。2023/12/3生物技術(shù)藥物30生物反應(yīng)器2023/12/3生物技術(shù)藥物31分離純化2023/12/3生物技術(shù)藥物322023/12/3生物技術(shù)藥物33工廠HPLC系統(tǒng)2023/12/3生物技術(shù)藥物34電泳系統(tǒng)2023/12/3生物技術(shù)藥物35冷凍干燥機(jī)2023/12/3生物技術(shù)藥物36氣相色譜系統(tǒng)2023/12/3生物技術(shù)藥物37示差掃描量熱儀2023/12/3生物技術(shù)藥物38熒光分光光度計2023/12/3生物技術(shù)藥物39熒光顯微鏡2023/12/3生物技術(shù)藥物40圓二色儀2023/12/3生物技術(shù)藥物41X－Ray衍射儀2023/12/3生物技術(shù)藥物42共聚焦顯微鏡2023/12/3生物技術(shù)藥物43流式細(xì)胞儀2023/12/3生物技術(shù)藥物44毛細(xì)管電泳2023/12/3生物技術(shù)藥物45酶標(biāo)儀與PCR儀2023/12/3生物技術(shù)藥物46三、生物技術(shù)藥物的結(jié)構(gòu)特點與理化性質(zhì)（一）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點蛋白質(zhì)的組成和一般結(jié)構(gòu)已在生化課程講述／其本質(zhì)就是由許多氨基酸按一定排列順序通過肽鍵相連而成的多肽鏈。（具有一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)（二、三、四級））。一級結(jié)構(gòu)2023/12/3生物技術(shù)藥物472023/12/3生物技術(shù)藥物48β-轉(zhuǎn)角2023/12/3生物技術(shù)藥物49超二級結(jié)構(gòu)2023/12/3生物技術(shù)藥物50tRNA三級結(jié)構(gòu)2023/12/3生物技術(shù)藥物51發(fā)夾式結(jié)構(gòu)2023/12/3生物技術(shù)藥物52（二）蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)1、一般理化性質(zhì)（1）旋光性／蛋白質(zhì)分子總體旋光性由構(gòu)成氨基酸各個旋光度的總和決定／通常是右旋，由螺旋結(jié)構(gòu)引起，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)變性，螺旋結(jié)構(gòu)松開，則其左旋性增大。（2）紫外吸收／大部分蛋白質(zhì)均含有帶苯核的苯丙氨酸、酪氨酸與色氨酸，苯核在紫外280nm有最大吸收，氨基酸在紫外230nm顯示強(qiáng)吸收。（3）蛋白質(zhì)兩性本質(zhì)與電學(xué)性質(zhì)蛋白質(zhì)除肽鏈N－末端有自由的氨基和C－末端有自由的羧基外，在氨基酸的側(cè)鏈上還有很多解離基團(tuán)，這些基團(tuán)在一定pH條件下都能發(fā)生解離而帶電，因此蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)2023/12/3生物技術(shù)藥物532、蛋白質(zhì)的不穩(wěn)定性（1）由于共價鍵引起不穩(wěn)定性共價鍵改變引起蛋白質(zhì)不穩(wěn)定的化學(xué)反應(yīng)有水解、氧化和消旋化或蛋白質(zhì)的特有反應(yīng)，即二硫鍵的斷裂與交換1）蛋白質(zhì)的水解蛋白質(zhì)可被酸、堿和蛋白酶催化水解，使蛋白質(zhì)分子斷裂，分子量逐漸變小，成為分子量大小不等的肽段和氨基酸。完全水解／在5.7mol／L鹽酸中于110℃高溫20h蛋白質(zhì)可完全變成氨基酸或4.2mol／LNaOH水解10h。不完全水解／在酶或稀酸較溫和的條件下進(jìn)行，水解產(chǎn)物有肽段與氨基酸2023/12/3生物技術(shù)藥物542）蛋白質(zhì)的氧化具有芳香側(cè)鏈的氨基酸如甲硫氨酸、半胱氨酸可在一些氧化劑作用下氧化／常用氧化劑有分子氧、過氧化氫、過甲酸、氧自由基等影響氧化的因素有溫度、pH、緩沖介質(zhì)、催化劑的種類、氧的強(qiáng)度等。

3）外消旋作用（racemization）某些旋光性物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)過程中，由于不對稱碳原子上的基團(tuán)在空間位置上發(fā)生轉(zhuǎn)移，使D型或L型化合物轉(zhuǎn)變?yōu)镈型和L型各50％的混合物，彼此旋光值抵銷，失去旋光性，這種現(xiàn)象稱為外消旋作用。堿水解往往會使某些氨基酸產(chǎn)生消旋作用。

2023/12/3生物技術(shù)藥物554）二硫鍵及其交換二硫鍵（－S－S－）又叫二硫橋或硫硫橋，是很強(qiáng)的化學(xué)鍵／二硫鍵把同一肽鏈（肽鏈內(nèi)）或不同肽鏈（肽鏈間）的不同部分連接起來，對穩(wěn)定蛋白質(zhì)的構(gòu)象起重要作用／在某些蛋白質(zhì)中，二硫鍵一旦破壞，則蛋白質(zhì)的生物活性即喪失／蛋白質(zhì)分子中二硫鍵愈多，則結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗拒外界因素的能力也愈強(qiáng)蛋白質(zhì)分子中二硫鍵斷裂接著重排能夠改變蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)，因此影響其生物活性／在一些胰島素的處方中常見共價胰島素二聚物的生成認(rèn)為是由于二硫鍵交換的結(jié)果2023/12/3生物技術(shù)藥物56（2）由非共價鍵引起的不穩(wěn)定性引起蛋白質(zhì)不可逆失活作用的三種主要類型：聚集(aggregation)、宏觀沉淀(macro-precipatation)和表面吸附(surfaceadsorption)與蛋白質(zhì)變性(denatunation)／這些均是由于與空間構(gòu)象有關(guān)的非共價鍵力引起，這些現(xiàn)象在開發(fā)蛋白質(zhì)與多肽類藥物制劑中常常引起麻煩。

2023/12/3生物技術(shù)藥物57（三）蛋白質(zhì)類藥物的評價方法1、液相色譜法2、光譜法3、電泳4、生物活性測定與免疫測定2023/12/3生物技術(shù)藥物58

1、液相色譜法(liquid-phasechoromatography)

液相色譜法是評價蛋白質(zhì)的純度與穩(wěn)定性的常用方法／在蛋白質(zhì)分析中通常采用反相高壓液相色譜法（RP-HPLC）等。

2、光譜法(spectrography)

通過對蛋白質(zhì)吸收、輻射、散射光的定量分析可提供有價值的信息，了解蛋白質(zhì)的量、構(gòu)象和聚集傾向／例如紫外、紅外、熒光、圓二色譜等

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3、電泳(electrophoesis)電泳技術(shù)是根據(jù)在電場的作用下，蛋白質(zhì)在載體凝膠上產(chǎn)生特征性遷移，遷移率是所帶凈電荷和它的大小的函數(shù)，以此來分離蛋白質(zhì)／多采用十二烷基硫酸鈉－聚丙烯酰胺凝膠電泳（SDS）、等電點聚焦電泳（isoclectricfocusing,IEF）、毛細(xì)管電泳（EC）等SDS電泳／用SDS陰離子表面活性劑使樣品變性，隨后能通過聚丙烯酰胺擔(dān)體進(jìn)行電泳／本法用于測定蛋白質(zhì)亞單位組成和分子量已取得滿意效果等電點聚焦電泳／將蛋白質(zhì)置于一個通直流電而產(chǎn)生的pH梯度體系時，不同蛋白質(zhì)在電場作用下移動，并聚焦于相應(yīng)其等電點的pH位置。毛細(xì)管電泳／電場驅(qū)使荷電分子通過有小孔的熔合硅膠、毛細(xì)管，以達(dá)到分離的目的，其優(yōu)點是分辨率高、靈敏度高、分析時間短，易于自動化。2023/12/3生物技術(shù)藥物604、生物活性測定與免疫測定生物活性檢測(bioactivitydetection)／是利用體內(nèi)模型或體外組織或細(xì)胞對活性蛋白質(zhì)多肽的特異生物學(xué)反應(yīng)，通過劑量（或濃度）效應(yīng)曲線進(jìn)行定量（絕對量或比活性單位）／生物活性測定是制訂這類藥物制劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)最基本的方法。免疫測定(immuno-assay)／通常利用溶解的抗原（例如一種蛋白質(zhì)）與適當(dāng)比例含特異抗體血清即免疫血清（用動物免疫所得）混合，則會形成沉淀，這種建立在沉淀反應(yīng)基礎(chǔ)上的免疫化學(xué)方法非常適合于蛋白質(zhì)的定性及定量分析、蛋白質(zhì)制劑（雜有其它蛋白質(zhì)）的均一性試驗、以及蛋白質(zhì)混合物組分的鑒定2023/12/3生物技術(shù)藥物61第二節(jié)蛋白質(zhì)類藥物制劑的處方與工藝此類藥物制劑研制關(guān)鍵是解決穩(wěn)定性問題／注射給藥則采用適當(dāng)輔料，設(shè)計合理的處方與工藝／非注射給藥還須解決生物利用度問題／本節(jié)主要討論注射劑型一、蛋白質(zhì)類藥物的一般處方組成目前臨床上使用的蛋白質(zhì)類藥物注射劑／一為溶液型注射劑，另一為冷凍干燥型注射劑溶液劑型使用方便，但需在低溫（2～8℃）下保存／冷凍干燥劑型比較穩(wěn)定，但工藝較復(fù)雜2023/12/3生物技術(shù)藥物62舉例如下：

1、α－2b干擾素（商品名IntronA）為注射用冷凍干燥產(chǎn)品。處方組成：每瓶含蛋白質(zhì)5mg，Na2HPO49mg，NaH2PO42.25mg，NaCl43mg，聚山梨酯801.0mg貯存條件：臨用前用注射用水配制，可在2～8℃下保存一個月。

2、紅細(xì)胞生成素（商品名Epogen）溶液型注射液（靜脈和皮下注射）處方組成：每瓶含200～10000IU紅細(xì)胞生成素，HAS（人血清白蛋白）2.5mg，枸櫞酸鈉5.8mg，氯化鈉5.8mg，枸櫞酸0.06mg貯存條件：2～8℃

2023/12/3生物技術(shù)藥物63二、液體劑型中蛋白質(zhì)類藥物的穩(wěn)定化在液體劑型中蛋白質(zhì)類藥物的穩(wěn)定化方法分為兩類：（1）改造其結(jié)構(gòu)；（2）加入適宜輔料。在此主要討論加入輔料問題。

2023/12/3生物技術(shù)藥物64蛋白質(zhì)類藥物的穩(wěn)定劑有以下幾類：

1、緩沖液

2、表面活性劑

3、糖和多元醇

4、鹽類

5、聚乙二醇類

6、大分子化合物

7、組氨酸、甘氨酸、谷氨酸和賴氨酸的鹽酸鹽等

8、金屬離子

2023/12/3生物技術(shù)藥物651、緩沖液／一般來說pH和離子強(qiáng)度對蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性及溶解度有很大影響。pH的影響通常在蛋白質(zhì)藥物溶液配制中采用適當(dāng)?shù)木彌_系統(tǒng)是很必要的／鹽類除了影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性外，其濃度對蛋白質(zhì)的溶解度與聚集均有很大影響。2、表面活性劑／由于離子型表面活性劑會引起蛋白質(zhì)的變性，所以在蛋白質(zhì)藥物，如干擾素、G-CSF等制劑中均加入少量非離子表面活性劑，如吐溫80來抑制蛋白質(zhì)的聚集／其機(jī)理可能是因為表面活性劑傾向于排列在氣－液界面上，從而使蛋白質(zhì)離開界面來抑制蛋白質(zhì)的變性。3、糖和多元醇／屬于非特異性蛋白質(zhì)穩(wěn)定劑／如蔗糖、海藻糖、甘油、甘露醇、山梨醇等。4、鹽類／鹽可起到穩(wěn)定蛋白質(zhì)的作用，有時也可破壞蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性／這取決于鹽的種類、濃度、離子相互作用的性質(zhì)及蛋白質(zhì)的電荷。2023/12/3生物技術(shù)藥物665、聚乙二醇類／高濃度的聚乙二醇類常作為蛋白質(zhì)的低溫保護(hù)劑和沉淀結(jié)晶劑／不同分子量的PEG作用不同，如PEG300濃度0.5％或2％可抑制重組人角化細(xì)胞生長因子（rhKGF）的聚集；PEG200、400、600和1000可穩(wěn)定BSA和溶菌酶。6、大分子化合物／其機(jī)制可能是通過大分子的表面活性、蛋白質(zhì)－蛋白質(zhì)相互作用的空間隱蔽以及提高粘度來限制蛋白質(zhì)運(yùn)動或通過優(yōu)先吸附于大分子以起到穩(wěn)定作用／如人血清白蛋白（HAS）已在許多蛋白質(zhì)類生物技術(shù)來源的藥物制劑中作穩(wěn)定劑；如2－羥丙基－β環(huán)糊精是較有前途的穩(wěn)定劑，其本身又是增溶劑可靜脈注射，可用來抑制rhKGF的聚集，穩(wěn)定白介素－2和牛胰島素等。7、組氨酸、甘氨酸、谷氨酸和賴氨酸的鹽酸鹽等／可不同程度的抑制45℃10mM磷酸鹽緩沖液中yhKGF的聚集。8、金屬離子／如鈣、鎂、鋅與蛋白質(zhì)結(jié)合，使整個蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)更加緊密、結(jié)實、穩(wěn)定。不同金屬離子的穩(wěn)定作用視離子的種類、濃度不同而不同，應(yīng)通過穩(wěn)定性試驗選擇金屬離子的種類和濃度。

2023/12/3生物技術(shù)藥物67三、固體狀態(tài)蛋白質(zhì)藥物的穩(wěn)定性與工藝在一些蛋白質(zhì)藥物不能采用溶液型制劑時，往往用冷凍干燥與噴霧干燥的工藝解決這類制劑的穩(wěn)定性問題／這兩種工藝均可用于熱敏感藥物的脫水以延緩溶液中常見的分解作用。（一）冷凍干燥(freeze-drying)蛋白質(zhì)藥物制劑主要考慮兩個問題：（1）選擇適宜的輔料，優(yōu)化蛋白質(zhì)藥物在干燥狀態(tài)下的長期穩(wěn)定性；（2）考慮輔料對冷凍干燥過程一些參數(shù)的影響，如最高和最低干燥溫度，干燥時間，冷凍干燥產(chǎn)品的外觀等。

2023/12/3生物技術(shù)藥物68凍干狀態(tài)與溶液狀態(tài)的穩(wěn)定機(jī)制不同，凍干狀態(tài)的穩(wěn)定機(jī)制可能是除去水化層后，輔料作為水的替代物結(jié)合在蛋白質(zhì)上／這些替代物如海藻糖和乳糖可滿足干燥蛋白質(zhì)極性基團(tuán)對氫鍵的需要。單劑量的蛋白質(zhì)藥的量很少，凍干后瓶內(nèi)只剩很少物質(zhì)，也不會形成凍干餅塊／因此用填充劑來改善產(chǎn)品的外觀，甘露醇是常用的填充劑，還可用作凍干保護(hù)劑／還有如山梨醇、蔗糖、葡萄糖、右旋糖酐等2023/12/3生物技術(shù)藥物69（二）噴霧干燥蛋白質(zhì)藥物制劑噴霧干燥時，加入液流經(jīng)霧化后，表面積很大，在與熱空氣接觸過程中，水份迅速氣化，粒子在幾秒鐘內(nèi)得到干燥。噴霧干燥的特點：所得產(chǎn)品可控制顆粒大小與形狀，生產(chǎn)出流動性很好的球狀顆粒／此項工藝對制備蛋白質(zhì)類藥物的控釋制劑特別是發(fā)展新的給藥系統(tǒng)是很有用的。在噴霧干燥過程中也可加入穩(wěn)定劑／如蔗糖對氧血紅蛋白就有穩(wěn)定作用。

2023/12/3生物技術(shù)藥物70第三節(jié)蛋白質(zhì)類藥物新型給藥系統(tǒng)一、新型注射（植入）給藥系統(tǒng)（一）控釋微球制劑為達(dá)到蛋白質(zhì)類藥物控制釋放，可將其制成生物可降解的微球制劑。生物可降解材料有聚乳酸（PLA）或聚丙交酯－乙交酯（PLGA）或聚乳酸乙醇酸共聚物等。2023/12/3生物技術(shù)藥物71例如：醋酸亮丙瑞林聚丙交酯－乙交酯微球此制劑是美國FDA批準(zhǔn)的蛋白質(zhì)類藥物微球制劑／亮丙瑞林是LHRH類似物，用于治療前列腺癌，可控制釋放達(dá)30天，不須每天用藥，使用方便。制備方法：將醋酸亮丙瑞林，明膠和水混合加熱至60℃為內(nèi)水相，油相為PLGA溶于二氯甲烷，然后將油相在攪拌或超聲處理逐漸倒入水相制成W/O微乳劑，此乳劑冷卻至15℃，與聚乙烯醇溶液混合制成W/O/W復(fù)乳，在30℃下緩慢攪拌2h或旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去二氯甲烷，的引發(fā)的圓形微球（或微囊）／平均粒徑20μm，藥物緩倆路約10％2023/12/3生物技術(shù)藥物72根據(jù)不同性質(zhì)的載體材料可選擇不同的制備方法如相分離凝聚法、乳化蒸發(fā)法、復(fù)乳液中干燥法、低溫噴霧提取法、噴霧干燥法、超臨界萃取法等2023/12/3生物技術(shù)藥物73

（二）脈沖式給藥系統(tǒng)例如肝炎、破傷風(fēng)、白喉等疾病所用疫苗或類毒素均為抗原蛋白，使用這些疫苗全程免疫至少進(jìn)行三次接種，才能確證免疫效果，由于種種原因，全世界不能完成全程免疫接種約有70％，因此為了提高免疫接種的覆蓋率，WHO疫苗發(fā)展規(guī)劃主要目標(biāo)之一就是將多劑疫苗發(fā)展為單劑控釋疫苗／其中之一就是研制脈沖式給藥系統(tǒng)，例如將破傷風(fēng)類毒素制成PLGA脈沖式控釋微球制劑／一次注射該制劑可在1～14天、1～2個月與9～12個月內(nèi)分三次脈沖釋放，達(dá)到全程免疫的目的2023/12/3生物技術(shù)藥物74二、非注射給藥系統(tǒng)多肽和蛋白質(zhì)類藥物非注射途徑給藥包括鼻腔、口服、直腸、口腔、透皮和肺部等／其中鼻腔給藥似乎最具前景，然而口服給藥是目前最受歡迎的給藥途徑，盡管難度很大，但有進(jìn)一步研究的必要。多肽蛋白質(zhì)類藥物非注射途徑系統(tǒng)存在的主要問題是：1、藥物穿透粘膜能力差；

2、易受酶的降解；

3、以致生物利用度很低2023/12/3生物技術(shù)藥物75為提高這類藥物制劑生物利用度。一般采用以下方法：（1）對藥物進(jìn)行化學(xué)修飾或制成前體藥物；（2）應(yīng)用吸收促進(jìn)劑；（3）

使用酶抑制劑；（4）

皮膚給藥采用離子電滲法。2023/12/3生物技術(shù)藥物76其中吸收促進(jìn)劑應(yīng)用較多／吸收促進(jìn)劑的作用機(jī)制有：（1）

增強(qiáng)藥物的熱力學(xué)運(yùn)動，使藥物不易聚集，溶解性增加，易于吸收；（2）

改變上皮細(xì)胞的體積，使細(xì)胞間轉(zhuǎn)運(yùn)更易進(jìn)行；（3）

增加生物膜的流動性，使藥物容易穿過，或引起膜磷脂排列的混亂；（4）

抑制藥物的水解，如制成膽酸鹽。2023/12/3生物技術(shù)藥物77

（一）鼻腔給藥系統(tǒng)是一個較有希望的給藥途徑／由于鼻腔粘膜中動靜脈和毛西淋巴管分布十分豐富，鼻腔呼吸區(qū)細(xì)胞表面具有大量微小絨毛，鼻腔粘膜的穿透性較高而酶相對較少，對蛋白質(zhì)類藥物的分解作用比胃腸道粘膜低，因而有利于藥物的吸收并直接進(jìn)入體內(nèi)血液循環(huán)。目前已上市的制劑主要有滴鼻劑與噴鼻劑等／如LHRH激動劑布舍瑞林（buserelin）、去氨加壓素、降鈣素、催產(chǎn)素等。為提高蛋白質(zhì)藥物鼻腔給藥的生物利用度，可采用吸收促進(jìn)劑／常用的有甘膽酸鹽、膽酸鹽、去氧膽酸鹽、?；悄懰猁}、葡萄糖膽酸鹽、鵝去氧膽酸鹽等以及脂肪酸及酯類如癸酸酯、辛酸酯、月桂酸酯；還有醚類如聚氧乙烯－5－辛醚、聚氧乙烯－5－月桂基醚等。

2023/12/3生物技術(shù)藥物78胰島素鼻腔給藥系統(tǒng)進(jìn)行了廣泛的研究／不用促進(jìn)劑時生物利用度小于1％，用葡萄糖膽酸酯作吸收促進(jìn)劑，其生物利用度可達(dá)10～30％／也有報道將胰島素制成淀粉微球，采用劑量0.75IU／kg和1.70IU／kg動物實驗，噴入大鼠鼻腔，達(dá)峰時為8min，30～40min后，血糖分別下降40％和64％,維持時間為4h，生物利用度約為30％。鼻腔給藥系統(tǒng)當(dāng)前存在的主要問題是有些分子量大的藥物穿透性較差，生物利用度達(dá)不到要求。2023/12/3生物技術(shù)藥物792023/12/3生物技術(shù)藥物80（二）口服給藥系統(tǒng)蛋白質(zhì)類藥物口服給藥主要存在四個問題：（1）

在胃內(nèi)酸催化降解；（2）

在胃腸道內(nèi)的酶水解；（3）

對胃腸道粘膜的穿透性差；（4）

肝的首過效應(yīng)。2023/12/3生物技術(shù)藥物81某些酶抑制劑和吸收促進(jìn)劑與多肽蛋白質(zhì)類藥物共用可促進(jìn)其吸收。胰島素口服給藥是人們關(guān)注的重點／因為胰島素目前主要靠注射給藥，而且每天需頻繁注射（3～4次），某些病人需終身給藥，給病人帶來極大的不便，研制口服胰島素制劑十分必要2023/12/3生物技術(shù)藥物822023/12/3生物技術(shù)藥物83以下是研究的幾種主要劑型：

1、微乳制劑磷脂、膽固醇、油酸及抗氧劑和防腐劑為油相，胰島素、枸櫞酸、抑肽酶為水相，乳化劑主要為聚氧乙烯（40）硬脂酸酯制成W/O型微乳，或?qū)⑽⑷閲娪诹u丙基纖維素或羧甲基纖維素上干燥裝入膠囊中／以1IU／kg的劑量用于3個糖尿病患者約半年，血中胰島素水平上升而血糖明顯下降／也有人制成口服復(fù)乳（W／O／W）和皮下注射制劑降糖效果相當(dāng)2023/12/3生物技術(shù)藥物84

2、納米囊將胰島素制成聚氰基丙烯酸異丁酯納米囊，平均粒徑為220nm，包封率54.9％，以50IU／kg給大鼠灌胃，2天降低糖尿病大鼠血糖50～60％，效果可維持20天

3、胰島素腸用軟膠囊將胰島素、十六醇及花生油混勻裝入軟膠囊，然后用EudragitRS與S或EudragitRS與L的丙酮溶液包衣，大鼠灌胃給藥，2h后降糖效果明顯。

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4、胰島素微球制劑將胰島素制成Eudragie微球制劑／采用EudragitL100與S100／也取得較好的降糖效果。見后表19－6

5、胰島素脂質(zhì)體以二棕櫚酰磷脂酰膽堿（DPPC）、膽固醇（Ch）為膜材制得胰島素脂質(zhì)體／粒徑為100nm，包封率約17.9～33.6％／結(jié)果表明藥理利用度最高達(dá)31.6％（如靜脈注射比較），這是令人鼓舞的。見后表19－72023/12/3生物技術(shù)藥物862023/12/3生物技術(shù)藥物872023/12/3生物技術(shù)藥物88（三）直腸給藥系統(tǒng)由于直腸內(nèi)水解酶活性比胃腸道低。而且pH接近中性，所以藥物破壞較少，且藥物吸收后基本上可避免肝的首過效應(yīng)，直接進(jìn)入全身血液循環(huán)，同時也不像口服藥物受到胃排空及食物的影響，因此肽類與蛋白質(zhì)類藥物直腸給藥是一條可選擇的途徑。為提高直腸吸收效果／一般采用直腸吸收促進(jìn)劑如水楊酸、5－甲氧基水楊酸、去氧膽酸鈉、DL－苯基苯胺乙酰乙酸乙酯等例如胰島素不加促進(jìn)劑直腸給藥生物利用度小于1％，加入DL－苯基苯胺乙酰乙酸乙酯，則吸收可達(dá)27.5％2023/12/3生物技術(shù)藥物892023/12/3生物技術(shù)藥物90（四）口腔粘膜給藥系統(tǒng)口腔粘膜較鼻粘膜厚，但表層不像皮膚那樣角質(zhì)化，由于面頰部血管豐富，藥物吸收后可經(jīng)頸靜脈、上腔靜脈直接進(jìn)入全身循環(huán)，可避免胃腸道消化液及肝的首過作用。例如胰島素直接從口腔粘膜吸收也很少，需要使用吸收促進(jìn)劑／但口腔粘膜吸收促進(jìn)劑的影響比口服要小。將胰島素與甘膽酸鈉及可可豆脂制成內(nèi)層，外周粘附層則為HPC(羥丙基纖維素)與卡比普／制成粘膜粘附制劑／用狗做實驗，在狗的口粘膜上可粘附6h，但胰島素口腔粘膜劑生物利用度與肌肉注射相比，僅為0.5％2023/12/3生物技術(shù)藥物912023/12/3生物技術(shù)藥物92（五）經(jīng)皮給藥系統(tǒng)皮膚的穿透性低是肽和蛋白