[發(fā)明專利]多功能模塊融合蛋白及其在提高蛋白質(zhì)類藥物口服生物利用度中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410165869.1
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103923216A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂明;鄭璐;周杰;劉艷;吳家安;楊少林
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: C07K19/00
• 分類號: C07K19/00;C12N15/62;A61K47/48
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張景林;王恩遠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)制藥及基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有蛋白質(zhì)類藥物分子、pH依賴組裝-去組裝肽、特定酶解位點肽、連接肽和小腸閉鎖開啟肽五種功能模塊的多功能模塊融合蛋白，通過口服該多功能模塊融合蛋白，可以提高蛋白質(zhì)類藥物口服生物利用度。

背景技術(shù)

蛋白質(zhì)多肽類藥物（如胰島素、腫瘤抑制因子、降鈣素等）在臨床的應(yīng)用越來越多，他們具有較好的發(fā)展前景。目前，蛋白質(zhì)多肽藥物主要是通過注射方式進行給藥，頻繁給藥給患者帶來不便于痛苦。口服給藥時最簡單和最方便的形式，患者也更易于接受口服劑型藥物，可以用口服給藥替代注射給藥的方式進行給藥。目前國內(nèi)外市場上的蛋白質(zhì)多肽藥物主要是有環(huán)孢菌素A、去氨加壓素、胸腺肽等。通常蛋白質(zhì)多肽的口服給藥的生物利用度低于1%，這限制了蛋白質(zhì)多肽藥物口服給藥的研發(fā)。

蛋白質(zhì)多肽類藥物口服生物利用度低主要與如下因素有關(guān)：小腸黏膜上皮細胞屏障、蛋白酶解、環(huán)境pH值變性及肝的首過作用。下面對這些因素分別進行分析與闡述：

1小腸黏膜上皮屏障：人體內(nèi)小腸黏膜上皮細胞間孔徑為0.4nm，只能通過氨基酸、二肽、三肽，蛋白質(zhì)多肽藥物分子分子量較大、脂溶性差，難于透過膜孔進入血液循環(huán)。

為解決這一難題，目前人們主要采用Ca²⁺和Zn²⁺離子螯合劑降低腸道內(nèi)這兩種離子的濃度，使得腸道黏膜細胞之間的緊密連接開放，蛋白質(zhì)多肽類藥物分子可以再腸道黏膜細胞間緊密連接開放時穿過腸道黏膜進入血液，從而提高其生物利用度。

Fasano等人發(fā)現(xiàn)閉鎖小帶毒素蛋白可以作用于閉鎖小帶的肌動蛋白增加整個腸道細胞緊密連接的通透性，在不損害整個小腸的完整性與功能的前提下提高蛋白質(zhì)多肽藥物透過小腸黏膜的能力，閉鎖小帶毒素蛋白僅對小腸和十二指腸的受體有效而不作用于直腸和結(jié)腸，不影響全腸道功能的完整性或功能，它的細胞內(nèi)作用具有時間、劑量依賴性和部位限定性，是安全可逆的。他們發(fā)現(xiàn)當閉鎖小帶毒素蛋白與目標蛋白質(zhì)藥物分子以5：2或2：1的比例物理混合時，實驗動物呈現(xiàn)最大的蛋白質(zhì)藥物生物利用效率。

2酶解與酸性：胃酸pH值在1～2.5之間，許多肽類藥物在這種條件下失去其生物活性，胃蛋白酶在此條件下可以降多數(shù)肽類藥物降解成序列較短的肽，后者進入腸道后進一步被胰蛋白酶、糜蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶等多種酶降解成小分子氨基酸，降解后肽類藥物時期其生物活性。

為解決這一難題，目前人們主要使用聚丙烯酰胺衍生物卡波姆、聚卡波菲對消化道酶（胰蛋白酶、糜蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶等）的抑制效果，研究表明卡波姆和聚卡波菲是通過競爭性結(jié)合上述消化道酶執(zhí)行其生物活性所必須的二價陽離子Zn2＋和Ca2＋來實現(xiàn)抑制這些消化道酶活性的。

3首過效應(yīng)和吸收部位：肝臟、腸道的刷狀緣、腸皮細胞溶酶體均參與首過效應(yīng)，膽汁內(nèi)容物、胃腸道表面的黏液層和不流動水層的機械屏障作用以及肽類藥物自身構(gòu)象的不穩(wěn)定性都是導(dǎo)致多肽藥物口服生物利用度低的原因。

為了解決這些因素的影響，人們對多肽藥物的親脂性、電荷數(shù)、等電點、分子大小、化學(xué)穩(wěn)定性以及載體的親和力等等進行了改造。如：利用VB12與10個氨基酸殘基一下的小肽連接，提高藥物的通過受體介導(dǎo)促進吸收；利用脂類諸如膽酸、脂肪酸修飾多肽，提高多肽藥物的脂溶性增加肽類與Caco-2細胞結(jié)合從而提高藥物的口服利用率和生物利用度；將多肽藥物與大分子如蛋白質(zhì)和其它聚合物結(jié)合，在不改變上皮細胞機能的前體下提高藥物分子的吸收。

除了對藥物分子自身結(jié)構(gòu)進行改造外，人們還對藥物組成和配方進行了調(diào)節(jié)，比如在藥物中添加吸收促進劑和酶抑制劑，這一研究領(lǐng)域主要是通過調(diào)整多肽藥物的滲透性和可消化性來改善藥物自愛胃腸道的吸收狀況，具體內(nèi)容在前文已經(jīng)有所敘述。

除了上述兩點，人們還對藥物進行了劑型研究：利用高分子物質(zhì)做腸溶衣在口服多肽類藥物中應(yīng)用較為廣泛。用Eudragit?S100、用偶氮聚合物、馬酸－乙交酯－丙交酯共聚物、殼聚糖及其衍生物等聚合物在蛋白質(zhì)藥物口服給藥的研發(fā)中起到了顯著的效果；

結(jié)腸定位給藥技術(shù)，利用結(jié)腸面積大，藥物停留時間長，蛋白水解酶含量低等優(yōu)點，開發(fā)pH依賴型和時滯型定位給藥系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容