生物药新型制剂:化学艺术的理想展台

医药 来源:科学网 作者:金拓
2016
11/21
09:19
科学网
作者:金拓
医药

科学和技术都讲究美感,饱含艺术。美的感受也许因人而异,我觉得科学和技术的美应包括对于科学本身或人类社会的重要意义;包括化繁为简;包括自洽的巧妙;还包括学术伦理上的洁身自好。毕竟虚假与炒作的丑陋很难与美感沾上边;无病呻吟和东施效巩也会破话美感。生物大分子新型制剂和成药性递释系统具有上述美的艺术特征;我们将从蛋白药以自然形态长效缓释、蛋白药以自然形态纳米包封、蛋白药高效非注射给药、以及核酸合成载体的热力学自洽式构建几个方面,分期介绍化学艺术的美感。

首先,具有疾病治疗作用的生物大分子(蛋白与核酸)中产生了近200个药物,占据了处方药50%以上的全球销售额,在年销售额最高的十个产品中占据7席。与之形成鲜明对照的是蛋白药物的给药方式数十年来在频繁注射的圆点踏步;改善其给药方式的各类制剂,如长效缓释(JCR编委会定义为两周以上)、高效非注射给药、(酶的)细胞内靶向等至今久攻不克。核酸可用于基因表达(质粒或mRNA)、基因沉默(siRNA)、基因编辑(CRISPR/Cas9)、和基因调控(miRNA)的能力显示出强大的疾病治疗活性。然而,将核酸由治疗活性物质变为真实药物的努力受阻于成药性载体的缺位。应该没有疑问,这一领域具有美感所须的重要意义。

涉及到案例,我们先从蛋白药物的长效缓释注射剂说起。蛋白长效缓释制剂至今难产的主要结症在于其脆弱易变的构象,即其三维折叠方式。水溶性蛋白的构象很容易因为水-油、水-气界面张力发生改变,而一旦变化,体内免疫系统便被认作入侵者,引起免疫反应。容易理解的例子是眼泪中的蛋白;其一旦吸附在隐形眼睛表面,形状必然生变,眼睛红、痒等免疫反应随即而出。软式隐形眼镜这样的生物兼容性极好的亲水性高分子尚且如此,制备可注射缓释微粒的疏水性可降解高分子更容易引起蛋白构象的改变。有害抗体的产生不仅使蛋白药物失活,甚至使其从良药变为毒药。如何是好呢?只有通过水相在水相中的分散将蛋白制备成缓释颗粒。

这一方案听起来与人们的生活常识相悖:油-水不溶成乳,气-水不溶成滴,水-水相溶应成溶液啊。然而,统计热力学和表面化学为蛋白与聚合物的水相-水相乳液预留了物理化学依据:当两个并不十分友好的亲水性高分子的分子量足够大时,每个构建单元的空间排布方式受到极大的限制,其相互混合的微观状态数成指数函数骤减,两个高分子水溶液便不再互溶了。体系的绝对熵与其微观状态数有着简单的关系:S=klnW,其中“k”是博尔兹曼常熟,而“W”为微观状态数。当体系的绝对熵(S)骤减,其混合熵变(ΔSM)自然大不了,其对自由能的贡献(TΔSM)也骤降。因高分子混合的多数情况下混合焓ΔHM为正,体系的混合自由能(ΔGM=ΔHM-TΔSM)呈正值,两个高分子水溶液不再互溶。此时,进一步引进与上述水相高分子中体积较小的一相友好的聚电解质,则会形成带有表面Zeta电位的稳定的分散相。

如果选则与蛋白友好的高分子构建分散相,而选不那么友好的高分子形成连续相,则蛋白加入其中时会热力学分配到分散相中。在这类热力学包封机制中,蛋白越倾向于分配在分散相,其构象在后续的制剂处理中越稳定:ΔGM=-RTlnKP,其中R是理想气体常数,T是绝对温度,而KP是分配系数。分配于水相-水相乳液的分散相的蛋白药物经冻干形成固体微粒,其构象固定其中;于是操作人员可以从容不迫地用有机溶剂洗去连续相(如聚乙二醇),收获载有蛋白的微粒,并将其安全地包封于长效缓释微球或组织工程材料中。


为验证上述热力学机制在生物药新型制剂开发中的有效性,我们选用极易发生构象改变,并在体内产生有害抗体的蛋白药——促红细胞生成素,制备了两周一针的长效缓释微球注射剂。经贫血模型动物上的实验验证,每两周一针的促红细胞生成素的长效缓释微球注射剂取得了与每两天一针的常规溶液剂型一样的治疗效果,而且不产生抗促红细胞生成素的抗体。我们以化学药和多肽药物常用的方法制备的促红细胞生成素的缓释微球,注射于同样的模型动物,在血清中产生了大量的抗体;说明基于水相-水相乳液的蛋白构象保护法极其有效。

以上例子显示,一个领域存在着重要但久攻不克的难题本身便说明该领域内部的思路和方法多半无能为力。在了解难题的来龙去脉的基础上向周边领域借兵可能成为妙招。

来源:科学网   作者:金拓

为你推荐

再下一程,中国生物制药2026年出海授权破百亿美元资讯

再下一程,中国生物制药2026年出海授权破百亿美元

中国生物制药晚间发布公告,与勃林格殷格翰签署战略选择权及许可协议。这是双方在肿瘤领域达成的第二项合作。

2026-11-04 22:06

又一家脑机接口企业完成融资,连续两轮融资约8亿资讯

又一家脑机接口企业完成融资,连续两轮融资约8亿

近日,上海主动科技有限公司宣布完成4 64亿元人民币天使+轮融资。本轮由高榕创投、国投先导、上海科创投联合领投,康君资本、中网投、国泰海通、浦东创投、上海科创基金、广药...

2026-11-04 17:04

恒瑞医药双靶点 mRNA 体内 CAR-T 产品获临床试验默示许可资讯

恒瑞医药双靶点 mRNA 体内 CAR-T 产品获临床试验默示许可

据国家药监局药品审评中心公示信息,11 月 3 日,上海瑞宏迪医药有限公司自主研发的双靶点体内 CAR-T 产品 RGL-208 注射液,获临床试验默示许可,适应症拟定为复发 ...

2026-11-04 15:57

脑机接口企业阶梯医疗启动上市辅导资讯

脑机接口企业阶梯医疗启动上市辅导

11月3日,据证监会官网披露,上海阶梯医疗科技股份有限公司正式向上海证监局办理辅导备案登记,辅导机构为华泰联合证券,辅导协议签署时间为10月30日。

2026-11-04 15:41

国际SOS发布跨境人员健康与安全六项建议资讯

国际SOS发布跨境人员健康与安全六项建议

随着2026年最后两个月国际经贸活动陆续启幕,全球双向商务往来日益密集。与此同时,秋冬季呼吸道疾病、海外部分地区安全局势变化以及极端天气等因素,也为跨境商务人员的健康、...

2026-11-04 15:17

费森尤斯与药明生物达成10年合作资讯

费森尤斯与药明生物达成10年合作

11月2日,费森尤斯与药明生物达成合作,将在未来10年获得最多37款已确定生物类似药候选产品的独家选择权。

2026-11-04 13:09

1/20,药明康德成唯一一只入选医药股资讯

1/20,药明康德成唯一一只入选医药股

近日,伴随公募基金三季报披露收官,重仓股排行榜单也发生了变化。

2026-11-04 11:54

华东医药自研1类新药卡维列隆氨丁三醇片中国上市申请获受理资讯

华东医药自研1类新药卡维列隆氨丁三醇片中国上市申请获受理

适用于在控制饮食和增加体力活动的基础上对成人患者的长期体重控制,初始体重指数(BMI)为:≥28kg m2(肥胖),或≥24kg m2 (超重)并伴有至少一种体重相关的合并症,例如...

2026-11-03 21:38

新修订《医疗器械生产质量管理规范》 共性问题解答(第一期)资讯

新修订《医疗器械生产质量管理规范》 共性问题解答(第一期)

共性问题一:《规范》第四条要求企业应当将风险管理理念贯穿于质量管理体系运行全过程,请问该全过程具体包含哪些环节?

2026-11-03 15:46

英捷信医疗宣布完成2亿元人民币B轮融资资讯

英捷信医疗宣布完成2亿元人民币B轮融资

英捷信医疗专注于自我给药系统研发与制造。公司产品线覆盖胰岛素、GLP-1、生长激素等生物制剂给药装置,包括一次性预填充注射笔、扭簧注射笔、重复注射笔及自动注射器(AIPen)等。

2026-11-03 11:22

熙源安健与艾伯维独家授权最高可达7.57亿美元资讯

熙源安健与艾伯维独家授权最高可达7.57亿美元

今日,熙源安健医药(北京)股份有限公司公布其与艾伯维的独家授权协议的最新进展。

2026-11-03 10:59

“药品差比价规则”轻松读资讯

“药品差比价规则”轻松读

在药品采购、挂网、定价、报销的政策体系里,有效成分相同、剂型规格包装不同的药品,它们的价格谁可以高、谁应该低,具体可以相差多少钱,往往都离不开一句:那就按“药品差比...

2026-11-03 09:12

赛沃替尼+奥希替尼联合疗法在欧洲和日本的上市申请获受理资讯

赛沃替尼+奥希替尼联合疗法在欧洲和日本的上市申请获受理

11 月 2 日,和黄医药发布公告,赛沃替尼+奥希替尼联合疗法在欧洲和日本的上市申请已获得监管机构受理,用于治疗 MET 驱动的 EGFR 突变非小细胞肺癌(NSCLC)。此前 9 ...

2026-11-03 08:39

《转移性乳腺癌患者的重“质”人生》视频短片与“健康有心”乳腺癌患者生活质量手账同台发布资讯

《转移性乳腺癌患者的重“质”人生》视频短片与“健康有心”乳腺癌患者生活质量手账同台发布

2026年10月31日,由北京爱谱癌症患者关爱基金会主办的创新赋能 以行践言第六届癌症患者康复支持大会在浙江湖州举行。

2026-11-02 17:38

蚂蚁阿福获世界互联网大会领先科技奖资讯

蚂蚁阿福获世界互联网大会领先科技奖

11月2日,在2026年世界互联网大会上,蚂蚁集团旗下的健康AI蚂蚁阿福获得领先科技奖,

2026-11-02 17:25

湖南将基层住院起付线统一压至200元,转诊不重复收费资讯

湖南将基层住院起付线统一压至200元,转诊不重复收费

近日,湖南省医保局、湖南省发展改革委、湖南省卫生健康委联合印发《关于贯彻落实国家〈关于医保支持基层医疗卫生服务发展的指导意见〉的通知》(湘医保发〔2026〕45号)。今后...

2026-11-02 16:40

FDA批准首款质粒DNA免疫疗法上市资讯

FDA批准首款质粒DNA免疫疗法上市

10月30日,美国FDA批准INOVIO开发的VOCERYQ(INO-3107),用于降低成人复发性呼吸道乳头状瘤(RRP)的手术频率,成为美国首款获批的质粒DNA免疫疗法,这也是DNA药物平台在人体疾...

2026-11-02 14:40

健之佳因门店租赁模式补缴税款及滞纳金2.65亿元资讯

健之佳因门店租赁模式补缴税款及滞纳金2.65亿元

10月30日晚间,健之佳发布,公司需规范补缴税款及滞纳金合计约2 65亿元。受此影响第三季度归母净利润由盈转亏,单季亏损3 12亿元。

2026-11-02 11:48

奥精医疗涉嫌财务数据虚假记载被立案资讯

奥精医疗涉嫌财务数据虚假记载被立案

11月1日晚,奥精医疗公告,公司于11月1日收到中国证监会对公司下发的《立案告知书》(编号:证监立案字0142026050号)。因公司涉嫌定期报告等财务数据虚假记载,根据《中华人民共...

2026-11-02 10:53

华为首个三类医疗器械注册证获批,进军持续动态血糖监测赛道资讯

华为首个三类医疗器械注册证获批,进军持续动态血糖监测赛道

近日,国家药监局发布的《2026年10月30日医疗器械批准证明文件送达信息》显示,华为取得持续葡萄糖监测系统的医疗器械注册证。申请人为华为终端有限公司,受理号CQZ2502000,注...

2026-11-01 21:11