探析口服蛋白多肽类药物制剂开发

李帅帅

蛋白多肽、抗体以及核酸类药物等都属于生物技术药物，近年来蛋白多肽类药物应用愈加广泛。蛋白多肽类药物与小分子药物相比，优势在于蛋白多肽药物特异性更强，副作用更小，因为无论是经过生物工程设计还是化学合成的，它们的组成和代谢通常都与内源蛋白质相同或相似。而且，此类药物与靶标结合的特异性更强，这就意味着与非靶标结合率极低甚至不结合。目前小分子药物研发已经到了瓶颈期、某些特定疾病小分子药物已不能达到治疗目的，挖掘生物技术药物的潜力变得尤为关键。蛋白多肽类药物膜通透性差且对酶极为敏感，所以这类药物一直以来在临床上都以注射给药为主，但是注射剂生产成本高，注射途径使用不便、费用高、长期用药增加患者的精神负担，极大的降低患者依从性，有些药物也会出现副作用。然而，有报道称，此类药物的副作用通常是由于注射部位的剂量较大造成的，通常为局部不良反应。

一、蛋白结构保护

为了提高蛋白质的体内稳定性，研究者们对蛋白质结构进行修饰改造，常见的方法有：氨基酸替换、环化、PEG化等。牛源无基质血红蛋白是用于载氧血液代用品的理想材料，PEG修饰使得Hb 的分子量增大，既有效延长在血管内滞留时间，又可降低肾脏消除速率。化学操作对小分子药物很有效，但是对于分子量较大的蛋白多肽来说，特定结构对生物活性很重要，修饰往往不能达到预期的效果。蛋白酶抑制剂既可以保证蛋白多肽原有结构，又可以使蛋白免遭酶破坏。蛋白酶抑制剂的应用取决于靶点的位置和细胞分布，如抑肽酶，是胰蛋白酶的一种，主要作用是可逆性抑制体内胰蛋白酶，可用于增强口服胰岛素微球的生物利用度。然而，使用蛋白酶抑制剂可能会导致细胞酶活性丧失或过度激活，导致严重的副作用，如食物消化不良和胰腺肥大或增生，因此，在选择蛋白酶抑制剂时需要谨慎。

二、添加口服药物吸收促进剂

改变药物理化性质和改善膜通透性是提高口服药物生物利用度主要手段：改变理化性质，可以改善溶解性、提高药物体内稳定性或提高药物与膜识别结合的能力；另一方法是改善膜通透性，增加蛋白多肽穿过粘液或上皮细胞层到达血液的能力。吸收促进剂的使用，是提高此类口服制剂的生物利用度较为常用的手段。然而，这些屏障的破坏必须是选择性的和短暂的，以防止病原体或毒素不必要的进入。吸收促进剂是能可逆地、特异性或非特异性地显著增强胃肠道吸收，进而起到提高血药浓度和生物利用度作用的一些制剂材料。这些物质可以不同程度地与上皮细胞膜脂或蛋白质相互作用，开放或破坏紧密连接的完整性，降低粘液粘度，或增加膜流动性。优良的吸收促进剂应取决于以下条件是否合适：作用的时间、渗透增强的程度、无毒性。传统的促进剂主要是表面活性剂类，许多化合物具有潜在的吸收促进作用，但是毒性较大，导致胃肠道粘膜显著的、不可逆的损害。近年来，卡波姆、壳聚糖及其衍生物成为研究的新热点。壳聚糖、卡波姆等本身无毒性，其生物黏附性及促吸收作用广泛应用于口服蛋白多肽类药物吸收的研究，其中壳聚糖及其衍生物的效果优于卡波姆。壳聚糖具有打开小肠上皮细胞间紧密连接的功能，使大分子药物更易越过上皮组织、增加药物在小肠内的吸收，同时肠内的其他物质也会趁着打开的通道进入体内。如果长期使用，不得不考虑毒副作用。据此有研究表明，羧化壳聚糖可以降低毒性，尹丽芳等制备了牛血清白蛋白-羧化壳聚糖纳米粒，通过体外实验发现：相比于牛血清白蛋白-壳聚糖纳米粒，使用羧化壳聚糖的纳米粒，吸收更好，毒性更低。

三、微粒给药系统

微粒给药系统包括微球、微乳、纳米粒等，在此并不特指某一种，粒径为1～250μm的粒子称为微球，粒径在0.1-1μm的粒子称为亚微粒，10-100 nm的粒子称为纳米粒。将蛋白多肽类药物装载于微粒载体上，一方面可以保护蛋白，防止胃肠道的强酸性环境和消化酶对药物的破坏，另一方面可以利用载体材料达到长效释药或靶向治疗的目的。通常，微米级别的粒子易被淋巴结摄取。因此口服微球可以靶向到胃肠道的淋巴结，继而跨膜转运吸收进入体循环，而且利用特殊载体材料能制备生物黏附功能性微球，有效提高蛋白多肽类药物的生物利用度。在微粒给药系统中，微粒的材料、表面特性、粒径等多项因素对微粒存在影响。所选材料应该可以包裹药物，保护其免受消化系统中酶的降解；纳米粒的大小、形状及其分布要符合要求；有较高的载药量及包封率；药物的释放时间应较好地足临床用药标准；载体材料必须是无毒、可降解的。

四、靶向给药

人们已经研究了许多方法来克服口服疗法的局限性。在这些方法中，靶向给药系统的设计和开发是为了克服新发现的药物和传统剂型的缺点。通过口服途径给药, 靶向给药系统通过提高药物分子的口服生物利用度和降低药物的最低有效浓度来减少与剂量相关的毒性，提高治疗效果。被动靶向是通过利用细胞的温度、pH、异常血管或表面电荷等病理生理学特征来增加目标部位的积聚来实现的。然而，靶向的随机性及其不足或非特异性严重限制了其应用。而在主动靶向优势在于，特定的配体连接在药物或者载体的表面，将整个系统引导到表达配体特异性生物标志物的特定组织/位点。抗体、维生素、叶酸以及多肽等都可以作为靶向给药的配体。配体与存在于靶部位表面的受体相互作用，从而导致递送系统在靶部位积累，药物既可以表面作用，也可以内化。其中维生素B12和叶酸是研究最多的配体，维生素B12为水溶性维生素，口服后先与胃中的一种唾液酶结合成复合物，在Haptocorrin保护下，维生素B12进入小肠，维生素B12再与肠上皮细胞表面的内在因子结合进入体循环。各种吸收不良的药物、蛋白质和多肽，以及其他分子，通过使用维生素B12作为靶向递送的配体，大大提高了它们的口服生物利用度。维生素B12修饰的含有 4%（w/w）胰岛素的葡聚糖纳米粒，与非靶向纳米粒相比，其生物利用度显著提高。值得注意的是，与其他维生素相比，维生素B12的吸收相对较慢，吸收部位有限，因此维生素 B12 的应用受到了影响。叶酸与维生素B12相比，受体数量足够多，并通过改善生物活性分子或囊泡系统的摄取和运输来加强吸收。据报道，各种吸收不良的药物，如蛋白质药物、抗生素和抗癌药物，通过特异性叶酸受体靶向已显示出显著的生物利用度。

五、定位给药系统

组成胃肠道上皮的细胞种类繁多，呈现不同的特性和受体，尤其是在小肠。其中有研究可以作为药物吸收部位的细胞主要有：肠上皮细胞、杯状细胞以及M细胞等。以胃肠道上皮为靶点的DDSS是口服给药中最常用的给药策略之一。这一策略在很大程度上被用来提高难溶性药物或生物制品的生物利用度，或增加药物递送系统在靶部位的累积。杯状细胞。杯状细胞约占小肠细胞总数的16%，负责粘蛋白的产生、储存和持续释放，粘蛋白是粘液层的主要组成部分。它们具有保护性屏障功能，因此极大地限制了治疗药物的吸收。M细胞。M 细胞是一种特殊的上皮细胞，是粘膜免疫系统的一部分，是微生物入侵的入口，参与特异性免疫和食物耐受性。这些细胞主要存在于肠道相关淋巴组织的滤泡上皮，它们有运输颗粒物的能力，包括抗原、细菌和病毒。结肠细胞。ATB0,+ 是位于结肠的管腔表面的一种氨基酸转运蛋白，已被作为口服给药的靶点进行了研究。在Na+/Cl−梯度的驱动下，ATB0,+可以运输大多数中性和阳离子氨基酸。但目前对于多肽药物在此处的吸收研究较少。虽然结肠的表面积不适合吸收，但环境中几乎没有消化酶，药物停留时间长。因此，结肠可能对多肽的吸收有一定的作用。时间控制型、包衣剂型或者其他类型的结肠定位给药系统，可以将制剂靶向输送到结肠。通过对肝素的研究，Muranishi提出，当混合胶束用于促进吸收时，结肠比小肠更有利。