药剂学（第9版）ER 19-1 第十九章 生物技术药物制剂（课件）.pptx

第十九章生物技术药物制剂作者：姜虎林单位：中国药科大学目录第一节绪论第二节蛋白多肽类药物第三节寡核苷酸及基因类药物制剂第四节疫苗制剂第五节细胞治疗和组织工程重点难点掌握熟悉蛋白多肽类药物的结构及其不稳定性的表现生物技术药物制剂的质量评价生物技术药物的概念和特点蛋白多肽药物液体和固体制剂的处方组成、制备方法了解蛋白多肽类药物的新型给药系统寡核苷酸及基因类药物的输送第一节绪论第一节绪论一、生物技术药物生物技术药物（biotechdrugs）：采用DNA重组技术、单克隆抗体技术或其他生物新技术研制的蛋白质、抗体或核酸类药物广义的生物制品包括如蛋白质、多肽、抗体、DNA、RNA和寡核苷酸等，还包括疫苗、组织、血液、血液制品以及由天然来源提取的细胞疗法等第一节绪论二、生物技术药物开发的近况及挑战特点：1.生物药物大多为内源性物质，临床使用剂量小，药理活性高，副作用小2.生物药物分子体积一般比较大，且在生理条件下具有亲水性和解离特性，导致其膜通透性极差，一般采用注射方式给药3.大多数生物技术药物稳定性差，对温度、pH、离子强度、表面作用、摇晃和剪切力等都很敏感4.生物技术药物研发过程中需要依靠更多不同的分析手段来表征其特性第二节蛋白多肽类药物第二节蛋白多肽类药物一、蛋白多肽类药物的生产蛋白类药物通常是利用哺乳动物细胞以及细菌或酵母细胞来进行制备。蛋白质产率是评价这一过程的效率的重要指标大部分的多肽类药物是通过固相合成技术来制备，有一些多肽类药物可通过基因重组方式来制备多种分析手段：十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS）、毛细管区带电泳、高效液相色谱以及多种光谱方法等第二节蛋白多肽类药物二、蛋白多肽类药物的结构与理化性质等电点（isoelectricpoint，IP）：分子净电荷数为0时的溶液pH造成盐析作用的原因：（1）盐类较蛋白质更易被水化（2）盐类对于水表面张力的影响（3）其他因素：如有机溶剂和水溶性聚合物的加入也会降低蛋白质溶解度第二节蛋白多肽类药物二、蛋白多肽类药物的结构与理化性质蛋白分子的构象共分为四级：即一级、二级、三级和四级结构蛋白质高级结构示意图第二节蛋白多肽类药物三、蛋白多肽类药物的稳定性容易降解的氨基酸（一）化学不稳定性蛋白质或多肽的水解、脱酰胺基、氧化、外消旋、β-消除，以及二硫键的断裂与交换等氨基酸序列降解机制Cys-Cys二硫键降解Lys-Thr铜诱导清除Glu，Asp脱酰胺Asp-Pro，Asp-Tyr水解Asn，Gln水解Trp，Met，Cys，Tyr，His氧化Met氧化Trp光降解Cys，Ser，Thr，Phe，Lys消除第二节蛋白多肽类药物三、蛋白多肽类药物的稳定性（二）物理不稳定性变性/去折叠、聚集、沉淀和表面/界面吸附等1.变性/去折叠具有生物活性的蛋白质都具有恰当的折叠状态，蛋白质构象的去折叠会导致蛋白吸附、聚集或化学降解2.聚集是蛋白质物理不稳定性的一个主要表现。蛋白质发生聚集后可能会发生药物活性丧失或降低，溶解度减小，改变免疫原性第二节蛋白多肽类药物三、蛋白多肽类药物的稳定性（二）物理不稳定性3.表面/界面吸附蛋白质容易吸附到很多的表面或界面上，例如，容器表面、输送管道表面还有就是气/液界面上4.沉淀是指肉眼可见的蛋白质从溶液中析出的过程第二节蛋白多肽类药物三、蛋白多肽类药物的稳定性（三）影响蛋白、多肽类药物分子稳定性的因素包括温度、pH、蛋白质浓度、金属离子、表面/界面作用、非水溶剂等蛋白质主要的物理和化学不稳定性途径示意图?第二节蛋白多肽类药物三、蛋白多肽类药物的稳定性（四）蛋白多肽类药物稳定性的分析方法监测蛋白、多肽药物稳定性的分析技术：毛细管电泳（CE）、圆二色谱（CD）、液相差示扫描量热法（DSC）、荧光光谱法（FS）、离子交换高效液相色谱法（IEC-HPLC）、反相高效液相色谱法（RP-HPLC）、分子排阻高效液相色谱法（SEC-HPLC）、红外光谱法（IR）、核磁共振光谱法（NMR）、聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）、拉曼光谱、小角X-射线衍射（SAXS）等第二节蛋白多肽类药物四、蛋白多肽类药物制剂及其稳定化方法（一）蛋白多肽类药物制剂的稳定化方法稳定化手段主要有三种：（1）替换容易发生降解的氨基酸（2）加入稳定剂以改变蛋白质外在环境（3）通过干燥手段固化蛋白质，减少其降解概率第二节蛋白多肽类药物四、蛋白多肽类药物制剂及其稳定化方法（二）蛋白多肽类药物制剂开发过程简介建立一系列的分析方法来表征蛋白多肽类药物分子的物理化学性质（等电点、溶解度以及蛋白多肽药物分子的结构）在不同外界因素（如加热、pH、震荡和光照）作用下，对蛋白多肽类药物分子进行强制降解试验，以确证其主要降解产物