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1、生物技术药物的药代动力学 特点及检测广州蓝韵医药研究有限公司 专注于中药新药临床前研究，保健品研发Cumulative Revenues of Selected Biotechnology Companies (Amgen, Genentech, Chiron, Genzyme and Biogen)Selected Blockbuster Protein Pharmaceuticals生物技术药物l重组蛋白多肽类l单克隆抗体及其片断l寡核苷酸l疫苗制剂l基因治疗药物（核酸制剂）l干细胞药物？蛋白肽类药物药代动力学l吸收l分布l代谢与排泄蛋白肽类药物吸收l小分子多肽：被动吸收l大分子多肽：l水
2、溶性：细胞间隙l脂溶性：膜脂扩散l胞饮l淋巴系统吸收：po干扰素；高度脂溶性？l影响蛋白肽类药物吸收因素l药物稳定性；l细胞渗透性：MW1000，鼻粘膜肠粘膜Correlation between MW and the cumulative recovery of sc rINF alpha-2a, cytochrome c, inulin and 5-fluoro-2 - deoxyuridine (FUDR) in the efferent lymph in sheep蛋白肽类药物吸收l非肠道给药( Parenteral Route)：IVMSC IP鼻腔肺直肠回肠阴道颊口服l鼻腔给药(I
3、ntranasal administration);lInhale administration;l口服给药(Oral administration )lPeroral administrationl经皮给药(Transdermal administration);l其他给药途径: 结肠、回肠、子宫、阴道、颊、 眼睛等。IM 和SC给药生物利用度IM AdministrationDrugBioavailabilit y (%)Alefacept63Interferon alpha-2a80Triptorelin83SC Administration DrugBioavailability (%
4、) Anakinra95 Cetrorelix85 Darbepoetin37 Follitropin66 Ganirelix91 Interferon beta- 1b50Teriparatide95Pharmacokinetics of IM ADI-SS PEG 20,000 mw in humans with hepatocellular carcinomaIntranasal administrationl易给药；鼻粘膜上皮细胞有大量的微绒毛和广泛 分布的血管淋巴管；无肝首过效应；l伪首过效应(Pseudofirstpass effect)；多肽、 蛋白酶（主要是氨肽酶）；lcalc
5、itonin, oxytoxin, LH-RH, growth hormone, interferone, vaccines；l分子量up to 2 KDa: pharmacologically acitive；l血脑屏障：IGF-1。Inhalation administrationlEase of administrationllarge surface area (75 m2)lHigh vascularitylBypass of first-pass metabolism lInsulin for Type II diabeteslDornase-alpha for cyctic fi
6、brosislProteases in the lunglLocal effectslEffect of molecular weight?Plasma bioavailability of therapeutic peptides versus MW after pulmonary administrationOral administrationlGenerally not therapeutically active;lFactors for lack of systemic bioavailability:lhigh gastrointestinal enzyme activitylg
7、astrointestinal mucosa as an absorption barrier;lcytochrome P450 3A and p-glycoprotein activitylAvailable oral forms: cyclosporine (30%) and desmopressin (0.16%);lAbsorption enhancers; encapsulation in microparticles or nanoparticles.蛋白肽类药物的分布l分布容积小：0.04-0.2 L/kg vs. 1-20 L/kg(小分子 );l分子量大;l水溶性大;l蛋白结
8、合率高？l中央室（Vc):3-8 L=plasma volume和平衡室 (Vss):14-20 L2x中央室;l蛋白结合: reduce clearance;lSite-specific and target-oriented receptor mediated uptake蛋白肽类药物分布：血脑屏障l血脑屏障：l缺乏特异转运系统；l存在蛋白分解酶；l外排作用泵l提高血脑屏障对蛋白多肽类药物摄取的方 法：l脂质体l鼻腔给药；l脊髓管灌注或泵连续输注。Ziconotide cerebrospinal CSF concentration as a function of timeCSF Zico
9、notide Pharmacokinetic Results by Dose Group小分子药物代谢lDrug biotransformation is divided into two types of reactions: lphase I (hydrolysis, oxidation, and reduction)lphase II reactions: conjugation (uridine diphosphoglucuronosyl transferase (UGT), N-acetyl transferase (NAT), glutathione S- transferase
10、(GST), and sulfotransferase (ST).小分子药物代谢蛋白肽类药物代谢与排泄（消除： elimination)l蛋白水解酶（溶酶体、蛋白酶、组织蛋白 酶、氨肽酶、二肽酶）: throughout bodylProteoseslPeptisasesl受体介导清除(receptor-mediated endocytosis): t-PAliverlow density lipoprotein receptor-mannose- asialogglycoprotein receptor; insulinl蛋白水解酶稳定：环孢菌素P450?蛋白肽类药物代谢与排泄l肾脏l肾小球
11、：30 Kd, eg.,IFN, IL-2, l肾小管 l近曲小管(proximal tubule) endocytic vesicle hydrolysis into peptide fragments: IL-2, IL-11, growth hormone, insulin lLuminal membranes: hydrolysis: small linear peptides: ANGI, ANGII, bradykinin, glucagon, LH-RH lEndocytosed and degraded in lysozymes: larger and more complex
12、 proteins peptideslPeritubular capillaries: growth hormone l肝脏: insulin, glucagon, epidermal growth factor, antibodies, and t- PA l胆道: l血液: endo-oligopeptidase?l肠道蛋白肽类药物特点及其应用l明显的种族特异性：实验动物的选择；l免疫原性：ELISA; 反复给药产生抗被测试药物的抗体；l体内有大量的蛋白肽类物质包括结合蛋白：生物样品的前 处理：LC-MS；l被测试药物尤其细胞因子给药量极小（ng-pg/ml): 检测灵 敏度；l存在被测试
13、药物的内源性物质：本底效应；同位素法; suppression via physiological regulation or feedback, eg, infusing glucose to suppress endogenous insulinl生物活性不仅取决于药物的一级结构,而且与其二级、三 级结构有关：生物检定法；生物PD-PK模型蛋白肽类药物样品检测方法 l免疫测定法 (Immunoassays)l酶联免疫吸附测定法 (Enzyme-linked immunosobant assay,ELISA); l放射免疫测定法 (Radioimmunoassay,RIA); l免疫放射定量
14、法 (IRMA); l同位素标记示踪法 (Isotope label trace assay)l生物检定法 (Bioassays);l高效液相（HPLC）、液质联用（LC-MS）法: comparable sensitivity higher selectivity; eg, plasma bradykinin peptide antagonist;l毛细血管电泳(CE)、高效毛细血管电泳(HPCE) 和毛细血 管电泳色普(CEC)；lReal time PCR、protein chipsELISA法l一抗（种族特异性）l抗原（待测药物）l二抗（酶偶联）l显色酶底物l酶标仪ELISA法l优点l
15、高度的灵敏度: ng pg/ml;l较高的特异性;l易于操作、快速、不使 用同位素、无辐射源, 适用于批处理;l试剂使用寿命长；l目前最常用的检测方法 。l缺点l待测蛋白多肽的免疫活 性而非生物活性;l不能区别具有抗原决定 族的代谢物片断；l不能同时测定代谢物片 断; l不同来源抗体结合性不 一；l受一些因素的干扰ELISA法的干扰因素l具有抗原决定族的代谢物片断；l被测试药物的内源性物质； l基质效应;l被测试药物的可溶性受体 l结合蛋白;l低亲活力结合蛋白l高亲活力结合蛋白l反复给药产生抗被测试药物的抗体：中和性或非 中和性l长期给药；l生物等量性实验Immunogenicity of n
16、ative ADI and ADI-SS PEG in mice and rabbits SC生长激素（0.4 IU/kg）后食蟹猴 (n=7-8/组)的血清生长激素浓度普通ELISA 、高灵敏度ELISA（additional 增色放大系统）和化学发光 ELISA 法(luminol/过氧化氢底物)灵敏度和线性范围比较(From 汤仲明，2002）放射免疫测定法和免疫放射定量法l抗原，标记抗原，抗体l灵敏度高，尤其免疫放射定量法l需同位素l常用于激素浓度测定同位素标记示踪法l在目标蛋白多肽分子上标记同位素,从而鉴别目标蛋白多 肽与内源性蛋白多肽l该法需将目标蛋白多肽进行同位素标记,标记方法有外标 法(化学联接法) 和内标法(掺入法) 2 种；l外标法：将标记物如125 I 通过化学方法偶联至完整蛋白中如蛋白 中酪氨酸或赖氨酸等，常用的化学方法有氯胺T 或Iodogen法l内标法：可用即将标记以3H ,14C 或35S 等同位素的氨基酸加入 生长细胞或合成体系中,从而
