與小分子藥物相比，多肽藥物在結(jié)合蛋白相互作用靶點(diǎn)和G蛋白偶聯(lián)受體靶點(diǎn)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，多肽藥物的分子量遠(yuǎn)小于各種單克隆抗體或蛋白藥物。

隨著口服生長(zhǎng)激素的上市，口服多肽在世界范圍內(nèi)的生物醫(yī)學(xué)研發(fā)領(lǐng)域逐漸引起廣泛關(guān)注。近日，美國(guó)休斯頓衛(wèi)理公會(huì)學(xué)院沈海發(fā)教授發(fā)表了一篇關(guān)于長(zhǎng)鏈脂肪酸靶向分子促進(jìn)多肽類藥物口服吸收的文章。作者將據(jù)此解讀文章的核心內(nèi)容。

由于胃腸道中存在胃酸、膽汁、胰酶等強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和各種消化酶，肽類等大分子藥物容易降解或變性。同時(shí)，粘膜表面的粘膜層與粘膜細(xì)胞之間的緊密連接結(jié)構(gòu)也是口腔大分子不可逾越的物理屏障。當(dāng)然，最重要的是分子量太大，使得肽等大分子藥物通常無(wú)法通過(guò)被動(dòng)擴(kuò)散，通過(guò)脂質(zhì)雙層作用于細(xì)胞內(nèi)靶點(diǎn)。8碳和10碳滲透促進(jìn)劑(PE)，如SNAC，可以通過(guò)影響腸粘膜上皮細(xì)胞刷狀緣細(xì)胞膜的表面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在短時(shí)間內(nèi)增加腸粘膜屏障的整體通透性，從而增加多肽類大分子藥物如索馬普肽的生物利用度，但存在腸道細(xì)菌毒素等病原體進(jìn)入血液系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。雖然以前的臨床試驗(yàn)沒有出現(xiàn)嚴(yán)重不良反應(yīng)的報(bào)道，但顯然大分子特有的腸道吸收機(jī)制是最理想的解決方案。

近年來(lái)，除了轉(zhuǎn)鐵蛋白相關(guān)的大分子轉(zhuǎn)運(yùn)外，長(zhǎng)鏈脂肪酸(LCFA)相關(guān)的大分子轉(zhuǎn)運(yùn)受體也是研究熱點(diǎn)。大量研究報(bào)道，腸粘膜細(xì)胞表面的脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4(FATP4)可以將腸腔內(nèi)的LCFA轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞，并通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)將LCFA從腸粘膜上皮的基側(cè)排出至淋巴系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)LCFA的特異性吸收。本文中，沈教授的團(tuán)隊(duì)首先實(shí)現(xiàn)了與Execndin-4、Ex4(Ex4)的定點(diǎn)偶聯(lián)，然后通過(guò)殼聚糖納米膠囊將小分子多肽偶聯(lián)藥物包裹在脂質(zhì)體中，最終實(shí)現(xiàn)Ex4的口服吸收。

LCFA-Ex4通過(guò)FATP4轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞中

體外實(shí)驗(yàn)使用高FATP4表達(dá)的Caco-2人結(jié)腸癌細(xì)胞和無(wú)FATP4表達(dá)的HCC827人肺癌細(xì)胞。與此同時(shí)，Ex4分別與LCFA、MCFA和SCFA合作。激光共聚焦顯微鏡顯示只有LCFA-Ex4能被Caco-2細(xì)胞有效吸收。

Caco-2細(xì)胞的LCFA-Ex4顯著高于其他組

本文通過(guò)兩部分反應(yīng)介紹了LCFA和Ex4的偶聯(lián)反應(yīng)。首先，焦碳酸二乙酯與Ex4的C端組氨酸結(jié)合形成中間體，然后LCFA與該中間體偶聯(lián)。目前市場(chǎng)上很多多肽類藥物都是通過(guò)增加脂肪酸側(cè)鏈，實(shí)現(xiàn)與血漿白蛋白的非共價(jià)結(jié)合來(lái)延長(zhǎng)半衰期。在這項(xiàng)研究中，還發(fā)現(xiàn)LCFA-Ex4的半衰期比游離Ex4長(zhǎng)2倍以上?？诜﨤CFA-Ex4組的降糖效果與皮下注射Ex4組相似，比PBS對(duì)照組低59%。

口服LCFA-Ex4與皮下注射Ex4具有相同的降血糖作用

同時(shí)發(fā)現(xiàn)，LCFA-Ex4被FATP4吸收到腸粘膜上皮細(xì)胞，然后轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)而不是溶酶體，因此Ex4最終被完全分泌到淋巴系統(tǒng)。

LCFA-Ex4主要分布于腸粘膜上皮細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

為了獲得更好的口服生物利用度，作者團(tuán)隊(duì)首先用脂質(zhì)體包裹LCFA-Ex4分子，然后用殼聚糖納米材料膠囊來(lái)抵抗胃酸等消化液的腐蝕。通過(guò)分析不同時(shí)間點(diǎn)小鼠不同組織中LCFA-Ex4的含量，可以發(fā)現(xiàn)LCFA-Ex4口服后2-4小時(shí)主要通過(guò)小腸淋巴系統(tǒng)吸收，通過(guò)腎臟代謝出體外。

LCFA-Ex4的吸收符合FATP4分布，主要在2-4小時(shí)內(nèi)被空腸和回腸吸收

在C57BL/6和糖尿病模型db/db小鼠的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，還可以發(fā)現(xiàn)口服LCFA-Ex4(8mg/kg組)的血藥濃度曲線與皮下注射相似，能有效降低小鼠的血糖水平。

總結(jié)一下

鑒于口服生長(zhǎng)激素的成功上市，SNAC給藥系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)大分子口服給藥中的重要作用已得到廣泛認(rèn)可。單純通過(guò)優(yōu)化多肽分子的極性、氫鍵數(shù)目、分子量等參數(shù)，很難在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)口服生物利用度的質(zhì)的突破。開發(fā)不同的藥物傳遞系統(tǒng)和促進(jìn)分子吸收的偶聯(lián)方案是未來(lái)口服多肽藥物的主要發(fā)展方向。多肽和核酸一樣，很容易被各種生物酶降解，只有通過(guò)特殊的傳遞系統(tǒng)才能到達(dá)治療組織。本文通過(guò)特殊脂質(zhì)體和殼聚糖納米材料的保護(hù)，使脂肪酸多肽綴合藥物能夠避免消化液的降解，最終實(shí)現(xiàn)高效的口服吸收。相信未來(lái)多肽口服藥物的開發(fā)會(huì)有更多不同的專用制備平臺(tái)技術(shù)。

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