蛋白多肽类药物培训课件

蛋白多肽类药物 自自1953年人工合成了第一个有生物活性的多年人工合成了第一个有生物活性的多肽肽 催产素以后，催产素以后，20世纪世纪50年代都集中于脑年代都集中于脑垂体所分泌的各种多肽激素的研究。垂体所分泌的各种多肽激素的研究。60年代，研究的重点转移到控制脑垂体激素年代，研究的重点转移到控制脑垂体激素分泌的各种多肽激素的研究。分泌的各种多肽激素的研究。70年代，神经肽的研究进入高潮。生物胚层年代，神经肽的研究进入高潮。生物胚层的发育渊源关系表明，很多脑活性肽也存在于肠的发育渊源关系表明，很多脑活性肽也存在于肠胃组织中，从而推动了肠胃激素研究的进展。胃组织中，从而推动了肠胃激素研究的进展。2蛋白多肽类药物1 1 多肽及蛋白质类药物的性质与作用多肽及蛋白质类药物的性质与作用多肽、蛋白质类药物分类多肽、蛋白质类药物分类按来源分按来源分生化药物生化药物 来源于动植物有机体来源于动植物有机体基因工程药物基因工程药物 来源于基因工程菌表达生产来源于基因工程菌表达生产的药物的药物习惯分法习惯分法多肽生化药物、细胞生长因子、抗体药物、抗菌多肽生化药物、细胞生长因子、抗体药物、抗菌肽、酶类药物肽、酶类药物3蛋白多肽类药物多肽类激素、多肽抗生素多肽类激素、多肽抗生素：消化道多肽、下丘：消化道多肽、下丘脑多肽、脑多肽、激肽等；动、植物蛋白。脑多肽、脑多肽、激肽等；动、植物蛋白。酶类与辅酶类药物酶类与辅酶类药物：蛋白水解酶类、凝血酶及：蛋白水解酶类、凝血酶及抗栓酶，辅酶抗栓酶，辅酶Q10等。等。生化药物生化药物4蛋白多肽类药物激素类及神经递质类药物激素类及神经递质类药物：人生长激素释放抑制因子，：人生长激素释放抑制因子，人胰岛素，人生长激素人胰岛素，人生长激素细胞因子类药物细胞因子类药物：人干扰素，人白细胞介素，集落刺：人干扰素，人白细胞介素，集落刺激因子，促红细胞生成素激因子，促红细胞生成素酶类及凝血因子类药物：酶类及凝血因子类药物：单克隆抗体、疫苗、基因治单克隆抗体、疫苗、基因治疗药物、白介素、生长因子、内啡肽、反义药物、人疗药物、白介素、生长因子、内啡肽、反义药物、人生长激素、促红细胞生成素、肿瘤坏死因子等。生长激素、促红细胞生成素、肿瘤坏死因子等。基因工程药物基因工程药物5蛋白多肽类药物一一 多肽类生化药物多肽类生化药物 多肽类药物（多肽类激素）是机体的特定腺体多肽类药物（多肽类激素）是机体的特定腺体合成并释放的一种物质，通过与远程敏感细胞内或合成并释放的一种物质，通过与远程敏感细胞内或细胞表面的受体相互作用而使靶细胞发生变化。细胞表面的受体相互作用而使靶细胞发生变化。主要包括垂体多肽激素、下丘脑多肽激素、甲主要包括垂体多肽激素、下丘脑多肽激素、甲状腺多肽激素、胰岛多肽激素、肠胃道多肽激素和状腺多肽激素、胰岛多肽激素、肠胃道多肽激素和 胸腺多肽激素等。胸腺多肽激素等。6蛋白多肽类药物多肽类生化药物功能特性多肽类生化药物功能特性r调节各种各样的生理活动和生化反应；调节各种各样的生理活动和生化反应；r生物活性高；生物活性高；r分子小，结构易于改造；分子小，结构易于改造；r许多活性多肽都是由无活性的蛋白质前体经许多活性多肽都是由无活性的蛋白质前体经酶加工剪切转化而来。酶加工剪切转化而来。7蛋白多肽类药物二二 细胞生长因子细胞生长因子 细胞因子是多种细胞所分泌的能调细胞因子是多种细胞所分泌的能调节细胞生长分化、调节免疫功能、参与节细胞生长分化、调节免疫功能、参与炎症发生和创伤愈合等小分子多肽的统炎症发生和创伤愈合等小分子多肽的统称。称。8蛋白多肽类药物构成调节分子中细胞因子组群的主要蛋白构成调节分子中细胞因子组群的主要蛋白白介素（白介素（IL115）红细胞生成素红细胞生成素(EPO)干扰素干扰素(IFN-,IFN-,IFN-,IFN-,IFN-)成纤维生长因子成纤维生长因子(FGF)集落刺激因子集落刺激因子(G-CSF,M-CSF,GM-CSF)白血病抑制因子白血病抑制因子(LIF)肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子(TNF-,TNF-)巨噬细胞炎性蛋白巨噬细胞炎性蛋白(MIP-1,MIP-1,MIP-2)神经营养因子神经营养因子(NGF,BDNF,NT-3,NT-4/5)血小板源性生长因子血小板源性生长因子(PDGF)睫状神经营养因子睫状神经营养因子(CNTF)转化生长因子转化生长因子(TGF-,TGF-)神经胶质细胞源性神经营养因神经胶质细胞源性神经营养因子子(GDNF)血小板生成素血小板生成素(TPO)表皮生长因子表皮生长因子(EGF)9蛋白多肽类药物 大多数细胞因子作用于或产生于构成免大多数细胞因子作用于或产生于构成免疫与炎症系统的白细胞。疫与炎症系统的白细胞。白细胞包括所有的有核血细胞，是免疫白细胞包括所有的有核血细胞，是免疫细胞的基本构成。通过灭活或者破坏异源物细胞的基本构成。通过灭活或者破坏异源物质而发挥保护机体的功能。某些白细胞也具质而发挥保护机体的功能。某些白细胞也具有识别和破坏自身变异细胞的能力。有识别和破坏自身变异细胞的能力。10蛋白多肽类药物白细胞白细胞单个核细胞吞噬细胞单个核细胞吞噬细胞单核细胞单核细胞/巨噬细胞巨噬细胞淋巴淋巴细胞细胞粒细胞粒细胞B淋巴细胞淋巴细胞嗜碱性嗜碱性粒细胞粒细胞嗜酸性粒细胞嗜酸性粒细胞嗜中性粒细胞嗜中性粒细胞（PMN白细胞）白细胞）NK细胞细胞T淋巴细胞淋巴细胞辅助辅助T淋淋巴细胞巴细胞细胞毒细胞毒T淋淋巴细胞巴细胞抑制性抑制性T淋淋巴细胞巴细胞11蛋白多肽类药物作用特点作用特点p绝大多数细胞因子是低分子量（绝大多数细胞因子是低分子量（151530kDa30kDa）的蛋白）的蛋白或糖蛋白。或糖蛋白。p高效能作用。高效能作用。p细胞因子可以自分泌、旁分泌、或内分泌的方式发细胞因子可以自分泌、旁分泌、或内分泌的方式发挥作用。挥作用。p一种细胞可产生多种细胞因子，不同类型的细胞也一种细胞可产生多种细胞因子，不同类型的细胞也可产生一种或几种相同的细胞因子。可产生一种或几种相同的细胞因子。12蛋白多肽类药物p多重调节作用（多效性多重调节作用（多效性/重叠性）。重叠性）。p主要与调节机体的免疫应答、造血功能和炎症反应主要与调节机体的免疫应答、造血功能和炎症反应有关，还具有其他调节功能。有关，还具有其他调节功能。p与激素、神经肽、神经递质共同组成细胞间信号分与激素、神经肽、神经递质共同组成细胞间信号分子系统。子系统。作用特点作用特点13蛋白多肽类药物 白介素（白介素（IL）最初是指由白细胞产生又在白细胞间白细胞间发挥作用的细胞因子，后来发现白细胞介素可由其他细其他细胞产生，也可作用于其他细胞产生，也可作用于其他细胞胞。主要调节正常细胞和恶性细胞的生长，免疫应答涉及的所有方面，炎症的调节。白介素以重组DNA的方法制备。14蛋白多肽类药物 干干扰扰素素（IFN）是最最先先发发现现的的细细胞胞因因子子，因其具有干扰病毒感感染染和和复复制制的能力故故称称干干扰扰素素。根据来源和理化性质，可将干扰素分为、和和三三种种类类型型。IFN-/主要由白白细细胞胞、成成纤纤维维细细胞胞和和病病毒毒感感染染的的组组织织细细胞胞产产生生，也称为型型干干扰扰素素/酸酸稳稳定定干干扰扰素素。IFN-主主要要由由活活化化T细细胞胞和和NK细胞产生细胞产生，也称为型干扰素型干扰素。15蛋白多肽类药物干扰素具有广谱的生物效应：干扰素具有广谱的生物效应：诱导细胞对病毒攻击的抗性；诱导细胞对病毒攻击的抗性；调节多种免疫功能；调节多种免疫功能；调节许多细胞类型的生长和分化；调节许多细胞类型的生长和分化；在某些动物种属中支持早期妊娠。在某些动物种属中支持早期妊娠。干扰素以基因工程的方法制备。干扰素以基因工程的方法制备。16蛋白多肽类药物 肿肿瘤瘤坏坏死死因因子子（TNF）是是一一种种能能使使肿肿瘤瘤发发生生出出血血坏坏死死的的物物质质。肿瘤坏死因子分为TNF-和和TNF-两两种种，前者主要由活活化化的的单单核核-巨巨噬噬细细胞胞产生，又称恶液毒素。TNF-主主要要由由活活化化的的T细细胞胞产生，又称淋巴毒素淋巴毒素。17蛋白多肽类药物TNF-的生物学效应：的生物学效应：激活非特异性和特异的免疫的某些元件，尤激活非特异性和特异的免疫的某些元件，尤其是在对革兰阴性菌的应答中；其是在对革兰阴性菌的应答中；炎症诱导和调节；炎症诱导和调节；对一系列肿瘤细胞选择性的细胞毒活性；对一系列肿瘤细胞选择性的细胞毒活性；介导各种病理情况，包括败血症休克，恶液介导各种病理情况，包括败血症休克，恶液质和厌食。质和厌食。18蛋白多肽类药物TNF：治疗方面：治疗方面利用利用TNF作为一般抗肿瘤药的兴趣已消失。作为一般抗肿瘤药的兴趣已消失。许多肿瘤对于许多肿瘤对于TNF介导的破坏作用不易感；介导的破坏作用不易感；肿瘤细胞坏死并不是肿瘤细胞坏死并不是TNF的主要生物活性；的主要生物活性；治疗相关剂量下全身给药经常伴随严重副作治疗相关剂量下全身给药经常伴随严重副作用。用。19蛋白多肽类药物 集落刺激因子（集落刺激因子（CSF）是指能够刺激造是指能够刺激造血干细胞和不同发育分化阶段的造血干细胞血干细胞和不同发育分化阶段的造血干细胞进行增殖分化进行增殖分化，并在半固体培养基半固体培养基中形成相应细胞集落细胞集落的细胞因子。20蛋白多肽类药物 生长因子（生长因子（GF）是具有刺激细胞生长作用刺激细胞生长作用的细胞因子。多种未以生长因子命名的细胞因子也具有刺激细胞生长的作用，从这个意义上讲，它们也是生长因子，如如IL-2是是T细胞的生长因子细胞的生长因子，TNF是成纤维细胞的生长因子。有些生长因子在一定条件下也可表现对免疫应答的抑制活性抑制活性，如TGF-可抑制细胞毒性T淋巴细胞（淋巴细胞（CTL）的成熟）的成熟及巨噬细胞的激活巨噬细胞的激活。21蛋白多肽类药物 趋化性细胞因子趋化性细胞因子是一个蛋白质家族，由十余种结构有较大同源性、分子量多为810kDa的蛋白组成。趋化性细胞因子主要由白细胞与造血微环境白细胞与造血微环境中的基质细胞分泌中的基质细胞分泌，可结合在内皮细胞在内皮细胞的表面，具有对中性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞的趋化和激活趋化和激活活性。淋巴细胞趋化蛋白淋巴细胞趋化蛋白，对淋巴细胞有趋化作用。22蛋白多肽类药物三三 抗体药物抗体药物 抗体是机体在抗原性物质的刺激下所产生的一种免疫球蛋白，能与细菌、病毒或毒素等异源性物质结合而发挥预防、治疗疾病作用。第一代抗体药物 动物多价抗血清 第二代抗体药物 利用杂交瘤技术制备的 单克隆抗体及其衍生物 第三代抗体药物 基因工程抗体23蛋白多肽类药物24蛋白多肽类药物目前抗体药物研究方向目前抗体药物研究方向器官移植排斥反应的逆转；器官移植排斥反应的逆转；肿瘤免疫诊断、免疫显像和导向治疗；肿瘤免疫诊断、免疫显像和导向治疗；哮喘、牛皮癣、红斑狼疮及其他自身免疫性疾病；哮喘、牛皮癣、红斑狼疮及其他自身免疫性疾病；抗独特型抗体作为分子瘤苗治疗肿瘤；抗独特型抗体作为分子瘤苗治疗肿瘤；多功能抗体。多功能抗体。26蛋白多肽类药物四四 多肽抗生素多肽抗生素 多肽抗生素是指分子量在多肽抗生素是指分子量在10kDa10kDa以下，具有某以下，具有某种抗菌活性的多肽类物质。特点：种抗菌活性的多肽类物质。特点：以物理的方式作用于细菌细胞膜，使细胞膜穿孔，以物理的方式作用于细菌细胞膜，使细胞膜穿孔，细胞质外溢而达到杀菌的目的。膜通道的形成能力细胞质外溢而达到杀菌的目的。膜通道的形成能力对抗菌肽的活性起决定性作用。对抗菌肽的活性起决定性作用。只对原核生物细胞产生特异性的溶菌活性，对最低只对原核生物细胞产生特异性的溶菌活性，对最低等的真核生物及某些植物的原生质体、某些肿瘤细等的真核生物及某些植物的原生质体、某些肿瘤细胞等也有一定的杀伤力，而对人体正常的细胞无损胞等也有一定的杀伤力，而对人体正常的细胞无损伤作用。伤作用。27蛋白多肽类药物多肽抗生素的作用机制多肽抗生素的作用机制抗菌活性抗菌活性免疫活性免疫活性抗氧化作用抗氧化作用结合矿物质结合矿物质杀虫、抗病毒作用杀虫、抗病毒作用28蛋白多肽类药物2 2 多肽、蛋白类药物的制备多肽、蛋白类药物的制备 目前多肽及蛋白质类药物的生产方法有两种：目前多肽及蛋白质类药物的生产方法有两种：一是用传统的生化方法和微生物发酵法生产；二是一是用传统的生化方法和微生物发酵法生产；二是利用基因工程技术构建的工程菌（细胞）进行生产。利用基因工程技术构建的工程菌（细胞）进行生产。制备过程：制备过程：生物材料的选取与破碎生物材料的选取与破碎 有效成分的提取有效成分的提取 有效成分的分离纯化有效成分的分离纯化29蛋白多肽类药物生物材料的选择与前处理生物材料的选择与前处理选择原则选择原则p材料来源丰富易得；材料来源丰富易得；p有效成分含量高；有效成分含量高；p制备工艺简单，难于分离的杂质少；制备工艺简单，难于分离的杂质少；p成本低经济效益好的生物材料或微生物材料为原料。成本低经济效益好的生物材料或微生物材料为原料。材料选定后，必须尽量保持新鲜，尽快加工处理，材料选定后，必须尽量保持新鲜，尽快加工处理，否则冷冻保存。否则冷冻保存。30蛋白多肽类药物组织或细胞的破碎组织或细胞的破碎机械法机械法 工业上常用的有工业上常用的有绞肉机，刨胰机，球磨绞肉机，刨胰机，球磨机、磨粉机机、磨粉机。实验室常用的有实验室常用的有匀浆机，研钵，高速匀浆机，研钵，高速组织捣碎组织捣碎机。机。物理法物理法 压榨法、高压法和减压法，渗透压压榨法、高压法和减压法，渗透压法；法；超声波法；反复冻融法。超声波法；反复冻融法。化学法化学法 用稀酸、稀碱、浓盐、有机溶剂或表面用稀酸、稀碱、浓盐、有机溶剂或表面活性剂处理细胞，可破坏细胞结构释放出内容物。活性剂处理细胞，可破坏细胞结构释放出内容物。酶解法酶解法 用外来酶处理生物材料。用外来酶处理生物材料。31蛋白多肽类药物 利用制备目的物的溶解特性，将目的物与细利用制备目的物的溶解特性，将目的物与细胞的固形物成分或其它结合成分分离，使其由胞的固形物成分或其它结合成分分离，使其由固相转入液相或从细胞生理状态转入特定溶液固相转入液相或从细胞生理状态转入特定溶液环境的过程。环境的过程。提取提取32蛋白多肽类药物影响提取收率的因素影响提取收率的因素温度温度酸碱度酸碱度溶剂溶剂 离子强度离子强度表面活性剂表面活性剂33蛋白多肽类药物盐析浓缩盐析浓缩有机溶剂沉淀浓缩有机溶剂沉淀浓缩葡聚糖凝胶（葡聚糖凝胶（Sephadex）浓缩）浓缩聚乙二醇透析浓缩聚乙二醇透析浓缩超滤浓缩超滤浓缩真空减压浓缩与薄膜浓缩真空减压浓缩与薄膜浓缩 蛋白质溶液的浓缩方法蛋白质溶液的浓缩方法34蛋白多肽类药物 人促红细胞生成素是由人促红细胞生成素是由166个或基酸残个或基酸残基组成的糖蛋白激素。其分子量为基组成的糖蛋白激素。其分子量为21.3KD，水解并除去水解并除去27个疏水氨基酸肽段后得到分子个疏水氨基酸肽段后得到分子量量18.4KD的激素。基因工程生产的的激素。基因工程生产的hEPO分分子量为子量为23KD，比天然产物大，说明有少量低，比天然产物大，说明有少量低聚糖化。聚糖化。第三节第三节 多肽药物的制备多肽药物的制备 35蛋白多肽类药物作用与用途作用与用途 促红细胞生成素主要由肾脏分泌，也可由巨噬细胞或其他细胞产生，具有刺激活体内增生红细胞的功能。36蛋白多肽类药物表皮细胞生长因子表皮细胞生长因子 1962年从中提取出一种多肽能直接刺激表皮的生长和角化，故命名为表皮生长因子。hEGF分子量为6.2KD,等电点 pH4.5。37蛋白多肽类药物作用与用途作用与用途 EGF能促进细胞的增殖;实验证明EGF对体外培养的细胞的增殖刺激作用增殖刺激作用不限于上皮细胞，其作用是广谱的。广谱的。38蛋白多肽类药物39蛋白多肽类药物