提高药物蛋白在消化道吸收率方法

目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 降解原因 2\o"CurrentDocument"1.1胞饮作用 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胃肠道黏膜的低渗透性 3\o"CurrentDocument"1.6首过效应和吸收部位 3\o"CurrentDocument"二、 解决办法 4\o"CurrentDocument"2.1结构设计 4\o"CurrentDocument"2.1.1化学修饰和前体药物 4\o"CurrentDocument"2.1.2巨分子轭合 4\o"CurrentDocument"2.2配方设计 4\o"CurrentDocument"2.2.1吸收促进剂 4\o"CurrentDocument"2.2.2酶抑制剂和黏膜吸附剂 5\o"CurrentDocument"2.3剂型设计 5\o"CurrentDocument"2.3.1微球和毫微球 5\o"CurrentDocument"2.3.2脂质粒和纳米粒 5\o"CurrentDocument"2.3.3微囊和微乳 6\o"CurrentDocument"参考文献 6一、降解原因根据消化道的生理结构，该药物蛋白质的生物活性在消化道可能在胞饮作用的过程中被破坏，使得蛋白质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肠生理结构导致。1.1胞饮作用胞饮作用并非在肠道中的主要吸收形式，大一些大分子物质（如多肽、蛋白质、大颗粒），在肠上皮细胞和派伊尔淋巴集结区域被认为是通过这种方式进入人体内的。然而，在肠上皮细胞处，大分子在被吸收的同时也被大量的降解，同时与肠有关的淋巴组织发挥其免疫应答，这也成为多肽吸收的一个障碍。伊尔淋巴集结处于人体的回肠阶段，它允许大分子进入淋巴系统。这条吸收途径为经口服却易在胃肠道中破坏的大分子药物的处方设计提供了参考。1.2胃蛋白酶（胃液）蛋白质的消化从胃中开始。胃腺分泌的胃液（pH值约为0.9-1.5.）中含有胃蛋白酶原，胃蛋白酶是胃中仅有的蛋白水解酶。胃液中的胃蛋白酶在胃液的酸性条件下特异性较低地水解各种水溶性蛋白质，产物为多肽、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，可分为内肽酶与外肽酶两类。胰蛋白酶和糜蛋白酶（胰凝乳蛋白酶）属于内肽酶，它们以不具活性的酶原形式存在，经肠致活酶、活性胰蛋白酶、酸及组织液等激活后，可水解蛋白质肽链内的一些肽键。外肽酶主要是羧肽酶A和羧肽酶B。羧肽酶A水解羧基末端为各种中性氨基酸残基的肽键，羧肽酶B主要水解羧基末端为赖氨酸、精氨酸等碱性氨基酸残基的肽键。它们水解的产物是氨基酸和一些寡肽。1.4肽酶肽酶通常被俗称为蛋白水解酶。（肽酶与蛋白酶的区别是：蛋白酶将蛋白质水解为多肽，而肽酶将蛋白质水解为氨基酸。）肽酶是一种能够水解肽链的酶。他们是所有生物存活所必需的一种酶，而且在所有蛋白质的编码中，编码肽酶的基因占了2%。在对500个人的肽酶的调查中发现，有14%的的肽酶可以作为药物的靶点。肽酶在许多生物过程中扮演重要的角色，包括消化食物蛋白、胞内蛋白循环、凝血级联系统、抗原提呈作用及活化各种蛋白质，包括酶、肽类激素及神经递质等。1.5胃肠道黏膜的低渗透性肠粘膜的平均孔径约为4,只有氨基酸、二肽和三肽能穿过肠壁，而大部分多肽分子量较大、脂溶性差，因此不利于透过生物膜进入血循环。还有人提出多肽在穿透肠粘膜过程中的氧化代谢作用，以及结合在肠粘膜上的化合物对其吸收也有一定影响。1.6首过效应和吸收部位肝脏是最重要的药物代谢器官，肠道的刷状缘、肠内皮细胞溶酶体也同样参与首过效应胆汁内容物也有一定的作用，包括氧化、脱烷基化、水解还原等。胃肠道表面粘液层和不流动水层的机械屏障作用也是不利因素。另外多肽本身的化学和构象不稳定问题也不可忽视。二、解决办法为了提高该药物蛋白的吸收率，可以从结构设计、配方设计和剂型设计三方面着手。2.1结构设计2.1.1化学修饰和前体药物大多数肽类药物都具有较强的亲水性，不利于通过胃肠道粘膜，化学修饰可使多肽变性，但仅对十个氨基酸以下的多肽有效，如将多肽与VB12连接，通过受体介导吸收；或用脂肪酸修饰多肽，提高脂溶性，从而增加肽类与Caco-2细胞（上皮细胞）的结合，提高口服吸收速率和生物利用度。Nicholas等在促甲状腺素释放激素（TRH）和促性腺激素释放激素（LHRH）肽链的N-末端连接上1、2个脂氨基酸后，可显著提高肽类的亲脂性，增加了肽类与Caco-2细胞的结合及口服吸收速率，并有助于增加稳定性，保护肽类免受酶的降解L-a-甲基多巴上的a-甲基阻碍其与氨基酸载体的结合，吸收差，若将其制备成D-苯丙氨酸-L-a-甲基多巴，肠穿透性将提高了3.5倍。2.1.2巨分子轭合利用载体介导的运输系统近年来引起研究者的极大关注。因为多肽与巨分子载体如蛋白质或聚合物轭合，药物的分子性质改变，而上皮细胞功能不改变，因而可能避免使用促渗剂时所观察到的副作用。植物血凝素（lectins）经证明可作为多肽在胃肠道吸收的转运载体，如番茄血凝素（TL）的回肠吸收比牛血清白蛋白（BSA）高7倍，而其纳米粒的吸收速率比BSA纳米粒高4倍。ProteinDelivery公司利用共轭技术开发了一种与聚合物相结合的重组人胰岛素（M2），8位I型糖尿病患者口服后达到皮下注射相同的效果。2.2配方设计2.2.1吸收促进剂使用吸收促进剂来扩大细胞间隙，提高生物膜通透性是目前研究中采用的主要方法。文献报道的促进剂有胆酸盐、表面活性剂、脂肪酸及其衍生物、螯合剂、环糊精和壳聚糖等。最常用的是胆酸盐和脂肪酸，也有人用水杨酸钠。但该类物质的最大缺点是无选择性地作用于脂质表面而可能使所有小肠内容物成分包括各种毒素和生物病原体进入血液，也有潜在的细胞膜溶解和局部炎症等毒性。2.2.2酶抑制剂和黏膜吸附剂酶抑制剂可分为四类：（1）非氨基酸类，如P-氨基苯甲酰胺、FK-448和camostatmesilate（一种丝氨酸蛋白酶抑制物）；（II）氨基酸及其修饰物，如衍生物、肽类和修饰肽；（III）杆菌肽、镇痛素、胰凝乳蛋白酶抑制剂和氨肽酶抑制剂（amastatin）；（IV）肽酶抑制剂，如抑肽酶、Bowman-Birk、抑制剂和胰蛋白酶抑制剂。酶抑制剂必须与多肽同时通过代谢部位，才能发挥其抑酶作用，通过采用聚合物膜、脂质体、微球等技术将两者包裹起来可以实现这一要求。然而酶抑制剂存在不良反应，近年来无毒的粘膜吸附剂引起人们的极大兴趣。粘膜吸附剂与肠粘膜紧密接触，可减少药物降解，提高粘膜表面的药物浓度从而增加药物吸收。如果制备含有海藻酸的壳聚糖微球，包裹胰岛素进行肠道给药，就能利用海藻酸和壳聚糖的粘附能力增加药物在吸收部位的滞留时间。2.3剂型设计2.3.1微球和毫微球微球和毫微球在多肽口服剂型中研究最多，适于制备该剂型的生物可降解材料有：聚乳酸、聚丙交酯、乙交酯（PLGA）、聚已内酯、聚氨基酸、聚原酸酯、聚酐和聚腈基丙烯酸烷基酯。人和动物小肠的Peyer结占整个肠道粘膜的25%左右，其特点是使淋巴因子和一些颗粒进入循环系统。最近有两种颗粒一一壳聚糖和水凝胶引起许多重视，这些颗粒可能在Peyer结吸收，随后靶向免疫系统，因而可有效的用于口服疫苗的输送。当然，除了促进药物在Peyer结的吸收，微球与毫微球体系提高多肽药物在肠道的吸收作用是多种因素综合的结果。例如微球空间位阻对其包裹药物的保护；微球材料防止胃肠道中酶类与药物的接触2.3.2脂质体和纳米粒粘膜吸附性纳米粒系统如壳聚糖或卡波普包衣的脂质体、PLGA纳米粒等能延长药物在胃肠道的滞留时间，避免和降低胃肠道对这类制剂的酸解和酶解，且具有优良的粘膜渗透性，因而可作为提高肽类药物（胰岛素、降钙素）口腔粘膜运输的有用载体。有人制备了含21IU/kg胰岛素的壳聚糖纳米粒，体内吸收显著高于壳聚糖溶液，生物利用度相当于皮下注射的14.9%，口服后降糖效应维持达15h以上。2.3.3微囊和微乳多肽的微囊大多采用聚酯材料，特别是PLGA。有人制备了疟疾合成多肽SPf66疫苗的微囊，微粒组成为1：1的PLGA:（乳酸：乙醇酸（50：50或75:25），小鼠灌胃给药3周后引起显著的系统IgG抗体反应，效果相当于游离肽皮下注射3次，优于液体口服疫苗。有人将细胞毒性T淋巴细胞（CTL）抗原决定基表达肽包裹于PLG微囊中，口服后发生脾脏多肽特异性CTL免疫反应。可见微囊兼具显著的免疫反应、优良的组织相容性和生物降解性，在合成肽免疫原的口服给药系统研究中是极有价值的。Cortecs公司早在90年就开发了一种胰岛素微乳制剂，水相中含胰岛素和蛋白酶抑制剂，油相中含胆固醇、磷酯和游离脂肪酸。药物口服后可被上皮细胞吸收，3例IDDM病人（1IU/kg）口服后血糖均见明显下降。97年该公司进一步开发了胰岛素的油制剂，采用一种特殊工艺技术即通过两亲性表面活性剂的作用，将亲水性药物如胰岛素或降钙素等增溶到弱极性的油中而形成澄清透明的溶液，称为MacrosolTM。胰岛素在此系统中具有很高的物理稳定性6个健康志愿者在灌胃口服后血糖水平降低34%。此外环孢素微乳已获FDA许可，该制剂增加了环孢素在消化道的吸收，提高了血药浓度和疗效，从而减少了给药剂量，降低了毒副作用。参考文献[1]邱丽颖范红斌编医药学基础⑵杨彩哲.胰岛素口服给药的实验研究及其