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多肽藥物作為生物制藥領(lǐng)域的重要分支,憑借靶向性強(qiáng)、療效顯著、毒性較低等優(yōu)勢(shì),已廣泛應(yīng)用于內(nèi)分泌、腫瘤、自身免疫性疾病、感染性疾病等多個(gè)治療領(lǐng)域。從治療2型糖尿病的度拉糖肽、艾塞那肽,到防治骨質(zhì)疏松的特立帕肽,再到治療慢性乙型肝炎的胸腺法新,多肽藥物正逐步改變臨床治療格局。然而,多肽藥物的固有理化特性的復(fù)雜性,使其制劑處方研究面臨諸多挑戰(zhàn),而糖類、緩沖鹽、氨基酸作為多肽制劑中應(yīng)用普遍的三類輔料,不僅承擔(dān)著賦形、助溶、緩沖、滲透壓調(diào)節(jié)等基礎(chǔ)功能,更成為解決多肽制劑穩(wěn)定性、生物利用度等關(guān)鍵問題的核心抓手。本文結(jié)合已上市多肽藥物處方信息及近期的研究進(jìn)展,系統(tǒng)分析三類輔料在多肽制劑中的應(yīng)用邏輯、方案及研究熱點(diǎn),為多肽制劑研發(fā)提供參考。
1.多肽藥物研究進(jìn)展概述
近年來,隨著多肽合成技術(shù)、修飾技術(shù)及制劑技術(shù)的不斷突破,多肽藥物研發(fā)進(jìn)入高速發(fā)展期。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前全球已獲得批準(zhǔn)上市的多肽藥物超過80種,超過200種多肽藥物正處于臨床開發(fā)階段,另有超過600種多肽藥物正在進(jìn)行臨床前研究。涵蓋糖尿病、腫瘤、心血管疾病、罕見病等多個(gè)治療領(lǐng)域,其中GLP-1受體激動(dòng)劑、抗腫瘤多肽、抗菌多肽成為研發(fā)熱點(diǎn)。[1] [2]
國內(nèi)多肽藥物研發(fā)也呈現(xiàn)快速追趕態(tài)勢(shì),除了對(duì)已上市多肽藥物的仿制藥研發(fā),原創(chuàng)多肽藥物的研發(fā)投入逐步增加。成都諾迪康生物制藥的凍干重組人腦利鈉肽(新活素)、江蘇豪森的聚乙二醇洛塞那肽注射液等國產(chǎn)多肽藥物,已在臨床廣泛應(yīng)用,打破了國外企業(yè)的壟斷。但相較于全球行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,國內(nèi)多肽制劑研發(fā)仍面臨輔料選擇不合理、制劑穩(wěn)定性不足、規(guī)?;a(chǎn)技術(shù)不成熟等問題,其中輔料的科學(xué)應(yīng)用成為制約多肽制劑質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。
2.多肽藥物處方的核心挑戰(zhàn)
多肽藥物的物理化學(xué)性質(zhì)直接決定其制劑處方設(shè)計(jì)、給藥途徑選擇及儲(chǔ)存條件,也是導(dǎo)致其制劑研發(fā)困難的核心原因。多肽是由氨基酸通過肽鍵連接形成的化合物,其理化性質(zhì)主要由氨基酸組成、序列及空間構(gòu)象決定,核心特性如下:
一是穩(wěn)定性差,易降解。多肽藥物的肽鍵易被水解酶降解,同時(shí)易發(fā)生氧化、聚合、變性等反應(yīng),導(dǎo)致藥物活性喪失。
二是溶解性差異大。多肽的溶解性主要取決于氨基酸組成,含有較多親水氨基酸的多肽,水溶性較好;而含有較多疏水氨基酸的多肽,水溶性較差,易在水溶液中析出,影響制劑的均一性和穩(wěn)定性。
6.
三是對(duì)pH值、溫度敏感。多肽的空間構(gòu)象對(duì)pH值變化極為敏感,不同多肽有其最適穩(wěn)定pH值范圍,偏離該范圍會(huì)導(dǎo)致多肽變性、活性喪失。多數(shù)多肽藥物對(duì)溫度敏感,高溫會(huì)加速其降解,因此需在冷藏條件下儲(chǔ)存。
四是生物利用度低。多肽藥物分子量較大、親水性強(qiáng),難以透過胃腸道黏膜屏障,口服生物利用度極低,目前絕大多數(shù)多肽藥物采用注射給藥,少數(shù)多肽藥物通過鼻腔、肺部等黏膜給藥途徑,但其生物利用度仍有待提升。
此外,部分多肽藥物還存在粘度較高、易吸附等問題,給制劑的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和使用帶來不便。這些理化特性相互影響,共同構(gòu)成了多肽制劑處方研究的核心挑戰(zhàn)。
面對(duì)上述挑戰(zhàn),糖類、緩沖鹽、氨基酸作為多肽制劑中應(yīng)用廣泛的三類輔料,憑借其良好的生物相容性、安全性和多功能性,成為解決多肽制劑研發(fā)難題的關(guān)鍵,其合理應(yīng)用對(duì)提升多肽制劑的質(zhì)量和穩(wěn)定性具有重要意義。
3.糖類在多肽制劑中的應(yīng)用方案
糖類是多肽制劑中應(yīng)用范圍廣的輔料之一,在多肽制劑中的核心作用是凍干保護(hù)、增溶、維持滲透壓、穩(wěn)定多肽構(gòu)象,其應(yīng)用方案需結(jié)合多肽的理化特性和制劑類型(凍干制劑、注射液、微球等)進(jìn)行選擇。
從已上市多肽藥物處方來看,甘露醇、蔗糖、海藻糖是應(yīng)用普遍的糖類輔料,不同糖類的作用特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景存在差異,具體應(yīng)用方案如下:
一是凍干保護(hù)劑應(yīng)用。凍干制劑是多肽藥物應(yīng)用普遍的劑型之一,其目的是通過冷凍干燥去除水分,減少多肽的降解,延長(zhǎng)藥物有效期。糖類作為凍干保護(hù)劑,可在冷凍干燥過程中形成玻璃態(tài),包裹多肽分子,防止多肽因脫水、低溫而發(fā)生變性、聚合,同時(shí)維持多肽的空間構(gòu)象和生物活性。
二是增溶劑應(yīng)用。對(duì)于疏水性較強(qiáng)的多肽藥物,可加入糖類輔料改善其溶解性。糖類通過與多肽分子形成氫鍵,增加多肽在水溶液中的溶解度,防止多肽析出沉淀。
三是滲透壓調(diào)節(jié)劑應(yīng)用。多肽注射液(尤其是皮下注射、靜脈注射制劑)需維持與人體體液相當(dāng)?shù)臐B透壓,避免因滲透壓過高或過低導(dǎo)致注射部位刺激、溶血等不良反應(yīng)。糖類(如甘露醇、蔗糖)可作為滲透壓調(diào)節(jié)劑,調(diào)節(jié)制劑的滲透壓,使其符合藥用要求。
目前已上市的多肽藥物中,糖類輔料的使用覆蓋率約達(dá) 90%,其中甘露醇為最主流選擇,蔗糖次之,然后是海藻糖;山梨醇、葡萄糖、乳糖應(yīng)用占比較低。該數(shù)據(jù)表明,甘露醇因兼具凍干保護(hù)、填充、滲透壓調(diào)節(jié)多重功能,成為多肽制劑的理想糖類輔料,而蔗糖、海藻糖因凍干保護(hù)效果優(yōu)異,常與甘露醇聯(lián)用或用于對(duì)穩(wěn)定性要求更高的多肽制劑。結(jié)合已上市多肽藥物處方,具體應(yīng)用方案如下:

(數(shù)據(jù)來源:DailyMed&產(chǎn)品說明書)
糖類輔料的應(yīng)用注意事項(xiàng):需根據(jù)多肽的理化特性選擇合適的糖類類型和用量,避免過量使用導(dǎo)致制劑粘度增加、儲(chǔ)存過程中結(jié)晶析出;同時(shí),需注意糖類與其他輔料(如緩沖鹽、氨基酸)的相容性,避免發(fā)生相互作用影響多肽穩(wěn)定性。
4.緩沖鹽在多肽制劑中的應(yīng)用方案
緩沖鹽是多肽制劑中重要的輔料,其核心作用是調(diào)節(jié)制劑的pH值,維持多肽的穩(wěn)定構(gòu)象,抑制多肽的水解和變性,同時(shí)減少注射部位刺激。多肽藥物的穩(wěn)定性對(duì)pH值極為敏感,不同多肽有其最適穩(wěn)定pH值范圍,緩沖鹽通過自身的解離平衡,維持制劑pH值的穩(wěn)定,為多肽提供適宜的穩(wěn)定環(huán)境。
常用的緩沖鹽包括醋酸鹽緩沖液、磷酸鹽緩沖液、檸檬酸鹽緩沖液、碳酸鹽緩沖液等,少量使用組氨酸緩沖體系(同時(shí)具備緩沖和穩(wěn)定的作用,具體展開見下述氨基酸在多肽制劑中的應(yīng)用方案),不同緩沖鹽的緩沖范圍、化學(xué)性質(zhì)不同,應(yīng)用場(chǎng)景也存在差異。在已上市多肽藥物中,緩沖鹽的使用量高達(dá)約95%,磷酸鹽緩沖液應(yīng)用廣泛,醋酸鹽次之,檸檬酸鹽和碳酸鹽緩沖液僅在少量產(chǎn)品中使用,結(jié)合已上市多肽藥物處方,具體應(yīng)用方案如下:

(數(shù)據(jù)來源:DailyMed&產(chǎn)品說明書)
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緩沖鹽的應(yīng)用注意事項(xiàng):需根據(jù)多肽的最適穩(wěn)定pH值選擇合適的緩沖鹽類型,確保緩沖范圍覆蓋多肽的穩(wěn)定pH值;控制緩沖鹽的濃度,濃度過高可能導(dǎo)致制劑滲透壓過高,引發(fā)注射部位刺激,濃度過低則無法有效維持pH值穩(wěn)定;同時(shí),需注意緩沖鹽與其他輔料的相容性,避免與多肽發(fā)生相互作用,影響多肽的活性和穩(wěn)定性。例如,部分緩沖鹽(如磷酸鹽)可能與金屬離子結(jié)合,導(dǎo)致多肽變性,需避免同時(shí)使用。
5.氨基酸在多肽制劑中的應(yīng)用方案
氨基酸作為多肽的基本組成單位,與多肽具有天然的相容性,是多肽制劑中一類重要的輔料,其核心作用是穩(wěn)定多肽構(gòu)象、抑制多肽氧化和聚合、改善多肽溶解性、減少注射部位刺激,部分氨基酸還可作為滲透壓調(diào)節(jié)劑和填充劑。常用的氨基酸輔料包括組氨酸、甘氨酸、L-甲硫氨酸、L-精氨酸、組氨酸等。其中有幾款藥物使用組氨酸做換緩沖體系。
組氨酸是一種兩性氨基酸,在 pH 6.0~8.0 范圍內(nèi)具有良好的緩沖能力,是多肽制劑中重要的氨基酸類緩沖體系,可單獨(dú)或與少量鹽酸 / NaOH配合,調(diào)節(jié)制劑 pH 值至中性/弱堿性范圍。與傳統(tǒng)無機(jī)緩沖鹽相比,組氨酸緩沖體系與多肽分子具有天然相容性,不會(huì)因離子強(qiáng)度過高導(dǎo)致多肽聚集,同時(shí)還能與多肽分子形成氫鍵,輔助維持多肽構(gòu)象穩(wěn)定,抑制聚合反應(yīng),因此廣泛應(yīng)用于對(duì)穩(wěn)定性要求高、易聚集的多肽制劑中。
甘氨酸和組氨酸因兼具緩沖、穩(wěn)定、填充多重功能,成為多肽制劑的核心氨基酸輔料,L-甲硫氨酸作為高效抗氧化劑,廣泛應(yīng)用于含二硫鍵、易氧化的多肽制劑。精氨酸具有增溶穩(wěn)定的作用。
已上市的多肽藥物中,氨基酸輔料的使用覆蓋率達(dá) 85%,其中甘氨酸應(yīng)用較廣;組氨酸次之;L-甲硫氨酸和L - 精氨酸使用率較低;其他氨基酸(如丙氨酸、亮氨酸)使用較少。結(jié)合已上市多肽藥物處方和近期研究進(jìn)展,具體應(yīng)用方案如下:

(數(shù)據(jù)來源:DailyMed&產(chǎn)品說明書)
氨基酸輔料的應(yīng)用注意事項(xiàng):需根據(jù)多肽的理化特性選擇合適的氨基酸類型和用量,避免過量使用導(dǎo)致制劑粘度增加、體內(nèi)代謝負(fù)擔(dān)加重;同時(shí),需注意氨基酸的旋光性,優(yōu)先選擇L-型氨基酸(與人體氨基酸構(gòu)型一致),避免使用D-型氨基酸(可能影響多肽的活性和安全性)。此外,需警惕隨意混合多肽與氨基酸可能帶來的安全風(fēng)險(xiǎn),如未經(jīng)測(cè)試的氨基酸與多肽混合可能產(chǎn)生未知雜質(zhì)[4]。
6.三類輔料的協(xié)同應(yīng)用及研究熱點(diǎn)
糖類、緩沖鹽、氨基酸作為多肽制劑中最核心的三類輔料,在解決多肽藥物穩(wěn)定性差、溶解性低、生物利用度低等問題中發(fā)揮著不可替代的作用。糖類主要承擔(dān)凍干保護(hù)、增溶、滲透壓調(diào)節(jié)等功能,緩沖鹽核心用于維持制劑pH值穩(wěn)定,氨基酸則在穩(wěn)定多肽構(gòu)象、抑制氧化、改善溶解性等方面發(fā)揮優(yōu)勢(shì),三者的協(xié)同應(yīng)用,是優(yōu)化多肽制劑處方、提升制劑質(zhì)量的關(guān)鍵。
結(jié)合已上市多肽藥物處方分析可見,甘露醇、蔗糖、海藻糖,醋酸鹽、磷酸鹽緩沖液,甘氨酸、L-甲硫氨酸、組氨酸等是目前應(yīng)用覆蓋面較廣的輔料,其應(yīng)用方案已形成較為成熟的體系,但隨著長(zhǎng)效化、靶向化、非注射給藥多肽藥物的研發(fā),對(duì)輔料的功能提出了更高的要求。
未來,隨著多肽藥物研發(fā)的不斷深入,輔料的質(zhì)量控制也成為研究熱點(diǎn)。輔料的純度、雜質(zhì)含量、內(nèi)毒素控制等指標(biāo),直接影響多肽制劑的質(zhì)量和安全性,需建立嚴(yán)格的輔料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),確保輔料的安全性和相容性。同時(shí),結(jié)合技術(shù)和臨床數(shù)據(jù),優(yōu)化輔料的用量和搭配方案,降低制劑研發(fā)成本,加速多肽藥物的上市進(jìn)程。
總之,糖類、緩沖鹽、氨基酸的科學(xué)應(yīng)用,是多肽制劑研發(fā)成功的關(guān)鍵,深入研究其應(yīng)用機(jī)制和協(xié)同作用,優(yōu)化處方設(shè)計(jì),將為多肽藥物的臨床應(yīng)用提供更有力的支撐,推動(dòng)多肽制藥行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]Wang, L., Wang, N., Zhang, W., Cheng, X., Yan, Z., Shao, G., et al. (2022) Therapeutic Peptides: Current Applications and Future Directions. Signal Transduction and Targeted Therapy, 7, Article No. 48.
[2] Muttenthaler, M., King, G.F., Adams, D.J. and Alewood, P.F. (2021) Trends in Peptide Drug Discovery. Nature Reviews Drug Discovery, 20, 309-325.
[3] Alvin.Mukalel,Brian C.Evans,Kameron V.Kilchrist,et al. Excipients for the lyoprotection of MAPKAP kinase 2 inhibitory peptide nano-polyplexes.Journal of Controlled Release Volune 282,28 July 2018,110-119.
[4] 21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道. 禮來緊急警示風(fēng)險(xiǎn)!替爾泊肽與維生素B12混合被曝產(chǎn)生未知雜質(zhì). 2026-03-12.
[5]薛周元、邱斌.多肽類藥物研發(fā)現(xiàn)狀[J].藥物資訊,2026,15(1),1-11
[6]化學(xué)合成多肽藥物藥學(xué)研究技術(shù)指導(dǎo)原則(試行),2023年02月
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