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【行業(yè)新聞】肽和蛋白質(zhì)類藥物的劑型設(shè)計
| 藥物中的生物活性大分子物質(zhì)，主要指多肽、蛋白質(zhì)、核酸、糖類和脂類等生物大分子化合物，是細(xì)胞的組成成分。其中，多糖、蛋白質(zhì)和核酸是由許多小分子構(gòu)成的分子量很高的分子，稱為分子型大分子化合物；而脂類直接由許多原子組成，稱為原子型大分子化合物。本章僅闡述典型的、在疾病治療和預(yù)防中具有代表意義的多肽和蛋白質(zhì)類藥物的劑型設(shè)計(dosage form design)。 制劑工作者和制藥工業(yè)面臨的問題是如何設(shè)計出能夠安全、穩(wěn)定和有效地轉(zhuǎn)運多肽和蛋白質(zhì)藥物的給藥系統(tǒng)。因此多肽和蛋白質(zhì)藥物的制劑技術(shù)研究顯得日益緊迫和重要。 一、處方前研究 多肽和蛋白質(zhì)類藥物的給藥系統(tǒng)的設(shè)計取決于藥物的理化性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)。包括分子大小、生物半衰期、免疫原性、構(gòu)象穩(wěn)定性、劑量要求、給藥部位和速率以及藥物動力學(xué)和藥效學(xué)性質(zhì)，生理、藥理和毒理研究也很關(guān)鍵，還必須考慮任何雜質(zhì)或藥物本身潛在的免疫原性。因為這些藥物相當(dāng)強效，所以給藥速率必須非常精確。給藥方式對藥物發(fā)揮作用的影響也很大。對于一些規(guī)律性地調(diào)節(jié)人體功能的生物藥物，如后葉加壓索、降鈣素和黃體生成激素釋放激素(LHRH)，必須設(shè)計成脈沖給藥劑型而不是普通穩(wěn)定持續(xù)地釋放藥物的劑型。 處方前研究的幾個關(guān)鍵內(nèi)容是：藥物的穩(wěn)定性，在常用溶劑中的溶解度，對光、熱、溫度、pH值以及對其它可能降解藥物的因素的敏感性，賦形劑(如防腐劑、抗氧劑、穩(wěn)定劑和分散劑)對多肽和蛋白質(zhì)類藥物穩(wěn)定性和配伍性的影響。許多多肽類藥物沒有很強的結(jié)晶趨勢，常常以無定形粉末的形式存在，所以差示熱分析可能無法提供很多信息，而無定形粉末則可能會大量吸收水分，造成批與批之間水分含量不同。多肽和蛋白質(zhì)類藥物具有兩性電離和等電點的性質(zhì)，藥物在等電點時的溶解度最低等問題都是處方設(shè)計應(yīng)考慮的問題。 二、藥物的自身聚集及其在容器表面吸附的性質(zhì) 蛋白質(zhì)分子例如胰島素自身可以形成二聚體、六聚體甚至是多聚體。胰島素分子的自身聚集作用是輸注泵系統(tǒng)長期使用的主要障礙。許多研究者發(fā)現(xiàn)。合適的附加劑可以減少胰島素的自身聚集，這些物質(zhì)包括尿素、酸性氨基酸類(如天冬氨酸和谷氨酸)、丙三醇、EDTA、賴氨酸、Tris緩沖液及碳酸鹽緩沖液等。此外，對60種附加劑和 1125個處方的深入研究表明，非離子型表面活性劑Pluoronic F68也能有效地阻止胰島素的自身聚集。也有研究認(rèn)為人胰島素比豬或牛胰島素容易聚集，酚類防腐劑加速胰島素的聚集，鋅胰島素比不含鋅的胰島素更穩(wěn)定。 多肽和蛋白質(zhì)類藥物具有吸附在玻璃或塑料等容器表面的趨勢。濃度低時藥物活性損失尤其嚴(yán)重。如果吸附是由于肽類分子與玻璃表面的硅烷醇基之間發(fā)生離子相互作用產(chǎn)生的，那么可以將玻璃進行甲硅烷基化。其它辦法包括加入載體蛋白如明膠，表面活性劑如月桂醇硫酸鈉，氨基酸以及氯化鈉等，但多量電解質(zhì)的存在，又有可能使蛋白質(zhì)沉淀和失活。 三、穩(wěn)定性 穩(wěn)定性問題在生物藥物制劑中較化學(xué)藥物中更為突出。以胰島素為例，改變蛋白質(zhì)的一、二、三、四級結(jié)構(gòu)，均可顯著影響蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能。圖6-1是胰島素的一級結(jié)構(gòu)圖。
胰蛋白酶水解胰島素，可以去掉B鏈C端的8肽，剩余的43肽只有原來胰島素活力的1％，若將二硫鍵還原，使胰島素A、B兩鏈分開，則其生物活性完全喪失?？梢夿鏈C端8肽的某些氨基酸殘基以及二硫鍵是胰島素表現(xiàn)活力所必需。 研究胰島素分子中的功能基團與其活力關(guān)系表明，B22位精氨酸的胍基被結(jié)合后，活力只留下1％左右。而精氨酸被其他堿性氨基酸取代后，則仍有一定活力。由此看來，B22堿性側(cè)鏈對胰島素的生物學(xué)功能是很重要的。 四、多肽和蛋白質(zhì)類藥物的體內(nèi)藥動學(xué)研究 多肽和蛋白質(zhì)類藥物的體內(nèi)藥動學(xué)研究程序與其它普通藥物一樣，但是收集和分析實驗數(shù)據(jù)時必須非常謹(jǐn)慎，因為多數(shù)肽類和蛋白質(zhì)藥物的半衰期都很短，有的只有幾分鐘甚至更短，而且藥物的代謝模式復(fù)雜。肽酶和蛋白酶的代謝可以發(fā)生在血管上皮、肝、腎以及其它非靶向組織甚至是注射部位。因為給藥劑量很少，且代謝物和降解產(chǎn)物可能與母體藥物結(jié)構(gòu)非常接近，造成分析上的誤差。而且，如果代謝物也具有生物學(xué)活性，那么單憑母體藥物的藥動學(xué)研究不足以確定給藥方案。 對單劑量靜脈注射胰島素的藥動學(xué)模型報道不一，有人認(rèn)為是一室、二室或三室線性動力學(xué)模型，電有人認(rèn)為胰島素的體內(nèi)藥動學(xué)屬非線性的。但總的來說，認(rèn)為胰島素屬于線性動力學(xué)模型的觀點占主導(dǎo)地位。胰島素的人體消除半衰期為3.8～120min。 多肽和蛋白質(zhì)類藥物的體內(nèi)藥動學(xué)與藥效學(xué)之間的關(guān)系復(fù)雜而有趣。例如黃體生成激素釋放激素(LHRH)激動劑類似物的脈沖式給藥和連續(xù)給藥，所得效果相反。前者導(dǎo)致生育，后者導(dǎo)致不孕。許多生理功能調(diào)節(jié)劑例如后葉加壓素，必須進行脈沖給藥。因為穩(wěn)定持續(xù)地釋放藥物使得受體快速脫敏，活性降低。而脈沖給藥則模擬正常的生理節(jié)律而有良好效果。 給藥時間有時也影響藥物的吸收量，例如經(jīng)鼻給予受試者降鈣素時，血藥濃度隨給藥時間的不同而不同。午夜零時給藥，10min后血藥濃度比其它時間給藥高得多。 五、分析方法 長期以來，生物測定法一直是某些多肽和蛋白質(zhì)類藥物檢查和效價測定的方法。但是普通生物測定法耗時而且結(jié)果變異大，不適合自動化的要求。近年已逐漸建立起專屬性更強的理化分析方法，包括紫外分光光度計法、高效液相色譜法、電泳法以及免疫分析法等較精確的生物測定法。 對于胰島素的效價測定，HPLC法被認(rèn)為優(yōu)于家兔法及小鼠血糖法。此外，HPLC法能夠區(qū)分豬、牛及人體胰島素，而且重現(xiàn)性好。對于需要進行穩(wěn)定性加速試驗的胰島素或其注射液而言．HPLC法具有很強的分辨率，能夠測定其降解產(chǎn)物的含量，而這些是小鼠血糖法和免疫化學(xué)法不能做到的。 放射免疫分析法(RIA)具有靈敏度高、特異性強、精確度好、標(biāo)本試劑用量少等特點，但是缺乏HPLC的高分辨率。此外還有快原子轟擊質(zhì)譜法、放射受體分析法以及微量酶聯(lián)免疫法等。 由于多肽和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，必要時應(yīng)該將幾種方法聯(lián)用以得到更加可靠的數(shù)據(jù)。 第二節(jié) 緩釋或控釋注射給藥 一、多肽和蛋白質(zhì)類藥物緩釋或控釋注射給藥的特點 多肽和蛋白質(zhì)類藥物穩(wěn)定性差，在胃腸道中易被水解，且存在能否被吸收的問題，故多使用注射劑。但是由于此類藥物的生物半衰期短，臨床應(yīng)用時常常需要重復(fù)注射給藥，給患者帶來痛苦和負(fù)擔(dān)。為了減少給藥次數(shù)，減少事故發(fā)生率和重復(fù)注射引起的副反應(yīng)。近年來多肽和蛋白質(zhì)類藥物的注射用緩釋或控釋給藥系統(tǒng)發(fā)展很快。其中黃體生成激素釋放激素(LHRH)激動劑類似物的緩釋注射劑已有產(chǎn)品上市。在體內(nèi)，LHRH是以脈沖方式由下丘腦分泌，作用于垂體釋放促性腺激素，導(dǎo)致生育。但是連續(xù)每天皮下注射卻能引起垂體膜的快速脫敏作用，抑制了促性腺激素的釋放，用于節(jié)育。臨床上也廣泛用于治療前列腺癌、乳腺癌、子宮內(nèi)膜異位癥等。 多肽和蛋白質(zhì)類藥物的緩釋注射劑常選用生物降解性聚合物材料制成微粒給藥系統(tǒng)。其優(yōu)點是完全釋藥后不需外科手術(shù)將其取出，并能將藥物直接輸送到體循環(huán)。生物降解性聚合物中應(yīng)用和研究得最多的是聚酯類。包括聚乳酸(PLA)，聚乙醇酸(PGA)及其共聚物PLGA。通過改變單體比例或聚合條件，可使聚合物釋藥性能長達數(shù)月甚至數(shù)年。另外聚合物的結(jié)晶度能明顯影響降解速度。PLA和PGA水解的最終產(chǎn)物是水和CO2，中間產(chǎn)物乳酸也是體內(nèi)的正常糖代謝產(chǎn)物，故該類聚合物無毒，無刺激性，并具有很好的生物相容性，詳細(xì)介紹可參看本書二十六章生物降解聚合物。 當(dāng)生物降解性聚合物制成微粒給藥系統(tǒng)用于輸送抗原和疫苗時，還能產(chǎn)生增效作用。例如卵清蛋白為一弱免疫原，腹腔或皮下注射其PLGA微粒比原蛋白所產(chǎn)生的免疫反應(yīng)明顯得多，并且發(fā)現(xiàn)直徑小于6～7μm微?？杀桓鞣N巨噬細(xì)胞有效吞噬，卵清蛋白即被輸送到產(chǎn)生免疫反應(yīng)的細(xì)胞中。故這種微粒在輸送抗原時，可誘發(fā)強大的原發(fā)和繼發(fā)免疫反應(yīng)。又如葡萄球菌腸毒素B(SEB)的1％類毒素疫苗與PIA - PGA(50：50)制成的微粒(1～10μm和 20～50μm混合物)與游離類毒素疫苗相比，能顯著增加體循環(huán)抗類毒素IgG的量。 多肽和蛋白質(zhì)類藥物從PLA-PGA微粒系統(tǒng)中釋放常常出現(xiàn)突釋效應(yīng)(burst release)，即初始快速釋藥。這可能是吸附在微粒表面的藥物較多的緣故。例如白介素-2與PAL-PGA(50：50)制成微粒，顯示出突釋效應(yīng)，隨后的 6～15天內(nèi)釋放極少。 二、制備方法 1．O/W乳化溶劑揮發(fā)法 PLA-PGA微粒的制備方法很多，最常用的是O／W乳化溶劑揮發(fā)法。該過程為將聚合物溶于揮發(fā)性有機溶劑如二氯甲烷中，主藥溶解或混懸于同一溶液中，再將得到的混合物在含有乳化劑的水溶液中乳化。當(dāng)O／W乳劑形成后，讓溶劑從已形成的微滴中揮散，從而得到固態(tài)載藥微粒。但是，多肽和蛋白質(zhì)類藥物親水性強，且不溶于有機溶劑，藥物將以微晶碎片的形式包合在聚合物微粒中。而且，不溶性藥物會擴散至水相中，導(dǎo)致藥物在微球中的包封率下降，并容易產(chǎn)生突釋效應(yīng)。 2．01/O2乳劑溶劑揮發(fā)法 應(yīng)用01/O2乳劑溶劑揮發(fā)法制備微球可以提高多肽和蛋白質(zhì)類藥物的包封率。01/O2型乳劑的外相為油相，內(nèi)相為有機溶劑而不是水。在制備胰島素的乳酸低聚物微球時，可將聚乳酸和胰島素共同溶解在有機溶劑中，將此混合物在攪拌下逐滴加入含乳化劑的油相中乳化。待乳劑形成后，揮散有機溶劑，可得到微球。應(yīng)用此法制備胰島素微球，包封率可達到85％以上。 3．液中干燥法 液中干燥法也是制備多肽類藥物微球的常用方法。例如，在制備醋酸亮丙瑞林(LHRH激動劑類似物)的PLA微球時，將內(nèi)水相(醋酸亮丙瑞林的水溶液)恒溫至60℃。PLA溶解在二氯甲烷溶液中形成油相。在超聲攪拌下，將水相逐滴加入油相，形成W／O微乳。將此微乳冷至15℃以增加粘度。然后再在5000r／min的攪拌下，將此微乳通過直徑為1.5mm的噴嘴噴至含0.5％PVA的水溶液中，繼續(xù)攪拌2min形成W／O／W的復(fù)乳。升高溫度至30℃，在推進式混合器中緩慢攪拌2h，待二氯甲烷揮盡后就形成微球。應(yīng)用此法能使藥物的包封率達70％。 4．噴霧干燥法 應(yīng)用噴霧干燥法制備多肽類藥物微球時，溶劑系統(tǒng)具有重要作用。例如，在制備牛血清白蛋白的PLA微球時。丙酮、二氯甲烷、二噁烷、乙酸乙酯、硝基甲烷、丙亞胺、1，1，1-三氯乙烷和三氯乙烯等溶劑對微球的特征有不同的影響。當(dāng)選用二氯甲烷、乙酸乙酯或硝基甲烷為溶劑時得到外形規(guī)則的微球，但是選用三氯乙烷、三氯乙烯、丙亞胺和二噁烷為溶劑時則得到凝聚的微球。當(dāng)選用與水相混溶的溶劑來制備微球時，微球中蛋白質(zhì)的抗原性大大下降(降低了50％)，但是二氯甲烷和乙酸乙酯對蛋白質(zhì)的抗原性沒有產(chǎn)生不良影響。而且應(yīng)用二氯甲烷和硝基甲烷制備的微球的突釋效應(yīng)只有5％?？梢哉J(rèn)為二氯甲烷，乙酸乙酯和硝基甲烷是該系統(tǒng)用于制備蛋白質(zhì)的PLA微球時供選擇的最佳溶劑。影響蛋白質(zhì)微球性質(zhì)的因素可能包括聚合物溶劑的沸點、蒸氣壓、與水相的相溶性以及表面張力等各種理化性質(zhì)。有關(guān)微球制備的技術(shù)細(xì)節(jié)，讀者可參閱本書第二十二章。 多肽和蛋白質(zhì)類藥物除了可以制成微粒給藥系統(tǒng)，還可以制成可注射的凝膠劑，也能起到緩釋作用。例如將 LHRH激動劑類似物與單寧酸鹽一起混懸在麻油中，緩慢加熱至125℃，同時在攪拌下加入硬脂酸鋁。當(dāng)冷卻至室溫后就形成了觸變膠。皮下注射后起到延效作用。又如將胰島素包埋于由脂質(zhì)體與膠原蛋白組成的基質(zhì)中也能延緩胰島素的作用時間。 第三節(jié) 口服給藥 為了使用方便，數(shù)十年來人們一直在努力尋找適合多肽和蛋白質(zhì)類藥物的非注射途徑。非注射給藥途徑包括口服、鼻腔、口腔、直腸、眼內(nèi)、肺部給藥以及經(jīng)皮給藥等。其中，口服給藥(oral delivery)的研究報道最為廣泛。 一、多肽和蛋白質(zhì)類藥物口服給藥的特點 口服劑型是人們易接受的劑型，長期以來一直認(rèn)為多肽和蛋白質(zhì)類藥物在消化道中不僅易被破壞且難吸收，因此少有人從事多肽和蛋白質(zhì)類藥物口服給藥的嘗試。自1979年Sterren等發(fā)現(xiàn)酶可穿過小腸壁后，人們開始研究多肽和蛋白質(zhì)類藥物的口服給藥。但是到目前為止，大多數(shù)工作仍停留在動物實驗的水平。進展緩慢的原因之一是人們對該類藥物在體內(nèi)吸收機制的探討尚未獲得實質(zhì)性的突破，而且對口服生物利用度低的復(fù)雜性缺乏了解。 一般認(rèn)為，多肽和蛋白質(zhì)類藥物欲經(jīng)胃腸道吸收達到有效治療濃度，必須克服三個障礙：①胃酸及各種蛋白水解酶的破壞；②腸道對大分子多肽及蛋白質(zhì)幾乎不吸收；③肝臟的首過效應(yīng)。已有許多努力，希望通過采取合適的隱蔽、保護及促進吸收等手段達到此類藥物口服有效的目的，內(nèi)容包括：在設(shè)計藥物釋放系統(tǒng)的同時給予酶抑制劑、吸收促進劑或穩(wěn)定劑；將藥物設(shè)計成定向腸溶的制劑、微乳或復(fù)乳劑、脂質(zhì)體、毫微囊及微球等。 二、蛋白酶抑制劑、藥物吸收促進劑和穩(wěn)定劑 1．酶抑制劑 多肽和蛋白質(zhì)類藥物在胃液中首先被胃蛋白酶降解成氨基酸序列較短的肽。進入腸道后將進一步被胰蛋白酶、彈性蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧基肽蛋白酶A等多種酶降解成氨基酸或由2～6個氨基酸組成的小分子肽。對抗酶解的措施包括加入蛋白酶抑制劑(proteinase inhibitor)和研制抗酶降解的前體藥物等。 早在1958年，Laskowski等研究了胰蛋白酶抑制劑對胰島素小腸吸收的影響。將胰島素與大豆胰蛋白酶抑制劑形成的絡(luò)合物與生育酚、碳酸鈣、淀粉及乳糖混合壓制成25IU／片的片劑，具有較好的降血糖作用。 當(dāng)選用腸溶丙烯酸樹脂(Eudragit L100)制成胰島素微球時，分別將大豆胰蛋白酶抑制劑、抑凝乳蛋白酶素、Bowman-Birk酶抑制劑和抑肽酶等與胰島素分別包封于上述微球中。該微球在胃中不溶。大鼠口服上述微球后，發(fā)現(xiàn)抑酶譜廣的抑肽酶和Bowman-Birk酶抑制劑比對照組(不含酶抑制劑的胰島素微球)降血糖作用增加50％以上，統(tǒng)計結(jié)果差異明顯(P<0.05)；大豆胰蛋白酶抑制劑及抑凝乳蛋白酶素與對照組相比，統(tǒng)計結(jié)果差異不明顯 (P>0.05)。這個實驗說明酶抑制劑有助于提高肽類和蛋白質(zhì)藥物的吸收，而且酶抑制劑的抑酶譜越廣，抑酶作用越強，促吸收作用也越強。 酶抑制劑的種類繁多，選擇何種酶抑制劑非常復(fù)雜。例如FOR-305雖然是一種強效胰蛋白酶抑制劑，卻不能促進胰島素從腸道吸收。又如將兩種凝乳蛋白酶抑制劑FK-448和抑凝乳蛋白酶素分別與胰島素合用后，前者能大大提高胰島素的血藥濃度，顯著降低家兔血糖，而后者卻沒有明顯效果。檸檬酸、乳酸和酒石酸能進一步增強凝乳蛋白酶抑制劑對胰島素吸收的促進作用。另外，在腸道的不同部位，各種蛋白酶抑制劑對胰島素的保護及促進作用也不同。 2．吸收促進劑 許多吸收促進劑(absorption enhancer)如表面活性劑能夠促進胰島素的口服吸收。它們能造成腸壁可逆性損傷而增加腸壁的通透性。在芐澤類表面活性劑中，Brij-58最為有效。膽酸及其堿金屬鹽、月桂醇硫酸鈉、癸酸鈉及水楊酸鈉等也具有較好的促進吸收作用。在C8～C18的脂肪酸及其衍生物中，含有C10鏈的癸酸、癸酸鈉及癸酸蔗糖酯的促進吸收效果最好。 混合膠束(mixed micells)能促進大分子例如肝素的吸收。這種促進吸收作用在結(jié)腸中比在小腸中更顯著。而且所需混合膠束的濃度也較低。 有些螯合劑如EDTA-Na2能與腸粘膜上一些活性離子如鈣離子等結(jié)合，造成膜通透性增加而促進藥物在胃腸道的吸收。 盡管吸收促進劑確實能夠促進藥物的吸收，卻很少有人確定其主要作用機制或者長期應(yīng)用后的毒性反應(yīng)。許多促進劑只是擾亂上皮細(xì)胞膜，雖然是暫時的，但是吸收促進劑周圍一些內(nèi)源性分子也可能因此進入血液循環(huán)?！靶孤?1eakiness)”程度取決于吸收促進劑的種類及其濃度。部分吸收促進劑缺乏專屬性和選擇性，就不可避免地使一些內(nèi)源性分子吸收入血。毒性反應(yīng)只能通過長期試驗來評價，但是這類工作目前做得很少。可以預(yù)料如果腸道內(nèi)源性酶被吸收就會產(chǎn)生臨床病理反應(yīng)。因此必須對細(xì)胞生理學(xué)等方面進行深入研究，研制安全可靠的促進吸收系統(tǒng)，使得既不損傷上皮組織，又能專屬性地轉(zhuǎn)運藥物。 3．穩(wěn)定劑 胰島素在胃腸道中容易聚集成六聚體，甚至是更高形式的聚合體。聚集程度與濃度、離子強度、溶劑和溫度等有關(guān)。胰島素的大小約1.2nm，六聚體則達到3.5nm，但是空腸粘膜孔隙只有0.7l～1.6nm。顯然六聚體不易通過空腸粘膜孔隙擴散。從熱力學(xué)角度上看，二聚體就已經(jīng)不易通過空腸擴散吸收。將胰島素與十二烷基麥芽糖化物 (DDM)混合形成物理復(fù)合物，體外實驗表明胰島素與DDM的復(fù)合比為1：4時可以將胰島素穩(wěn)定60天以上。在體內(nèi)吸收研究中，配制50～150IU／ml的胰島素溶液，并分別加入3.2％～12.8％濃度范圍內(nèi)的DDM，然后以胰島素50～150IU／kg的劑量經(jīng)十二指腸導(dǎo)管對糖尿病家兔給藥。結(jié)果表明胰島素(50IU／kg)復(fù)合6.4％和12.8％DDM能產(chǎn)生顯著的降血糖作用。但是單純以50IU／kg給予胰島素時，降血糖作用不明顯。 三、前體藥物的應(yīng)用 1．抗酶降解的前體藥物 將多肽和蛋白質(zhì)類藥物制備成抗酶降解的前體藥物(prodrug)受到廣泛重視，體外實驗已取得一系列成果。對于一些小肽類藥物，將C端氨基甲?；蛐纬扇┧釓?fù)合物后。胰凝乳蛋白酶對它們的作用最弱。其它基團如N-羥甲基、N-2-苯并[C]呋喃酮基等不能抵抗胰凝乳蛋白酶的作用。因為多數(shù)多肽和蛋白質(zhì)類藥物具有C端氨基，因此C端氨基用一些肽保護基團保護后，可減少胰凝乳蛋白酶對藥物的體內(nèi)降解。選擇其它一些保護基與藥物結(jié)合，將能減弱另外一些酶類的作用。例如促甲狀腺素釋放激素(TRH)經(jīng)a-羥基烷基化或N-a酰氧基烷基化后，其衍生物能完全對抗羧基肽酶的降解。具有C端脯氨酸氨基的肽被脂肪鏈?；蛱；?，對抗脯氨酸內(nèi)肽酶降解的能力比原藥提高1.5～6倍。 2．改變油水分配系數(shù)的前體藥物 多數(shù)藥物從胃腸道進入血液循環(huán)的途徑足被動擴散，擴散過程需通過胃腸道粘膜屏障。由于多肽和蛋白質(zhì)類藥物分子量大，脂溶性差，不利于通過生物膜進入血液循環(huán)。當(dāng)這些藥物與親脂性基團結(jié)合后，產(chǎn)生比原藥親脂性更強的前體藥物，有利于提高其生物利用度。 研究較多的是促甲狀腺素釋放激素(TRH)。TRH分子中組氨酸末端的咪唑基團被不同種類的氯甲酸酯?；笊蒚RH前體藥物，這種前體藥物的脂溶性比TRH大得多。在體內(nèi)可自動并定量地被轉(zhuǎn)化為TRH。體外實驗表明TRH前體藥物穿透腸粘膜已顯示較好結(jié)果，而且焦谷氨酰氨基肽酶對該前體藥物的破壞作用很弱。 免疫抑制劑環(huán)孢素(一種環(huán)狀結(jié)構(gòu)的多肽分子)的油水分配系數(shù)很大(正辛醇：Ringers緩沖液 = 99l：1)，因此口服后吸收很不規(guī)則。將其轉(zhuǎn)化成具有一個自由氨基的異環(huán)孢素，增加了水溶性，生物膜穿透性優(yōu)于環(huán)孢素。 四、亞微粒載藥系統(tǒng) 1．微乳和復(fù)乳劑 對于多肽和蛋白質(zhì)類藥物乳劑的體內(nèi)吸收機制研究，尚未見文獻報道。一般認(rèn)為，乳劑能夠增加此類藥物的淋巴轉(zhuǎn)運，從而提高其生物利用度。 在對3名糖尿病患者長達6個月的治療中，應(yīng)用了一種由胰島素、卵磷脂、單硬脂酸甘油酯、膽固醇、油酸及吐溫80等組成的口服脂質(zhì)微乳，取得了滿意的治療效果。將胰島素制成復(fù)乳(W／O／W)，給小鼠按70IU／kg灌胃，以皮下注射胰島素生理鹽水溶液2.5IU／kg為對照，結(jié)果復(fù)乳灌胃組與胰島素溶液注射組療效相當(dāng)。 2．毫微囊和微球 生物大分子可以通過M細(xì)胞(即膜上皮細(xì)胞)轉(zhuǎn)運進入血液循環(huán)。M細(xì)胞集中存在于淋巴濾泡上，形成集合淋巴結(jié)(peyer區(qū))。該區(qū)域是人和動物小腸中與免疫有關(guān)的特定組織區(qū)域，占整個腸道粘膜的25％左右，其特點是能讓淋巴因子和一些顆粒進入循環(huán)系統(tǒng)。 M細(xì)胞的形態(tài)特征為，在細(xì)胞頂端的表面上有短而不規(guī)則的微型皺折；微絨毛和溶酶體的量均少；細(xì)胞質(zhì)頂端有許多囊泡；有一個基本固定的細(xì)胞核。在成熟的M細(xì)胞中，頂端的細(xì)胞質(zhì)變薄形成一個橋拱面，位于“中空”的細(xì)胞外空間之上(見圖6—2)。在此細(xì)胞外空間里常常可以發(fā)現(xiàn)淋巴細(xì)胞或巨噬細(xì)胞侵入。
另外，蛋白抗原、病毒和細(xì)菌等能夠穿過腸道的peyer區(qū)。例如影響鼠大腦和其它組織的病毒能夠通過M細(xì)胞穿過上皮屏障?；魜y弧菌經(jīng)M細(xì)胞轉(zhuǎn)運后被淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞降解。經(jīng)過peyer區(qū)的轉(zhuǎn)運很重要，因為它可能代表著刺激免疫系統(tǒng)的一個特殊途徑。 peyer區(qū)對不同材料構(gòu)成及不同大小的微球及毫微球的攝取作用也不一樣。用聚交酯(polylactide)-糖甙聚合物為材料制成的微球，粒徑小于10um時被peyer區(qū)捕獲，其中小于5um的微球能通過腸系膜進入循環(huán)系統(tǒng)。而用聚苯乙烯混懸液進行大鼠口服實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小于3um的聚苯乙烯顆粒能聚集于peyer區(qū)域，最終經(jīng)淋巴系統(tǒng)到達肝組織，顆粒越小進入循環(huán)系統(tǒng)的時間越短，數(shù)量越多。用聚氰基丙烯酸烷基酯為材料制備胰島素毫微囊，大鼠口服后第2～9天內(nèi)血糖下降50％，以后血糖也被控制在一定水平。當(dāng)大鼠口服12.5和50IU／kg胰島素微囊時，可降低大鼠血糖水平至50％～60％分別達6和20天。 微球和毫微囊提高藥物生物利用度的原因是多方面的。除了促進peyer區(qū)的吸收外，還包括微球空間位阻對包裹藥物的保護，微球材料防止胃腸道中酶與藥物的接觸等。 3．脂質(zhì)體 脂質(zhì)體與細(xì)胞膜親和力強，可以增加被包裹藥物透過細(xì)胞膜的能力。脂質(zhì)體與細(xì)胞作用機理雖未完全闡明，但目前認(rèn)為存在以下幾種方式：①吸附 有人認(rèn)為這是脂質(zhì)體與細(xì)胞作用的主要機制。由于脂質(zhì)體與細(xì)胞表面的組成(如膜蛋白)相互作用形成一種穩(wěn)定的吸附結(jié)合。因此在細(xì)胞表面附近釋放藥物后，造成藥物在局部高濃度，通過被動擴散而發(fā)揮療效。研究表明，陽電荷脂質(zhì)體(含十八胺)吸附作用大于陰電荷(含磷脂酸)脂質(zhì)體；②融合 融合系指脂質(zhì)體膜與細(xì)胞膜在一定條件下相互融合，而藥物可以部分地釋放入細(xì)胞漿中；③內(nèi)吞 系指脂質(zhì)體進入體內(nèi)后，被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的吞噬細(xì)胞作為外來異物而吞噬，然后被溶酶體水解酶水解，釋放藥物作用于溶酶體或其它細(xì)胞器；④脂質(zhì)交換 這是指脂質(zhì)體與細(xì)胞膜上的類脂質(zhì)相互交換。 將二乙胺基乙基葡聚糖與胰島素在水中混合并經(jīng)過冷凍干燥形成復(fù)合物。此復(fù)合物較易被哺乳動物細(xì)胞攝取，還可防止胰島素降解，延長其在體內(nèi)的半衰期。將此復(fù)合物用肉豆蔻酰卵磷脂、膽固醇、硬脂酰胺制成帶正電的脂質(zhì)體，不僅提高了藥物包封率，且穩(wěn)定性良好。以6IU／kg劑量，經(jīng)大鼠十二指腸或結(jié)腸給藥，可使大鼠血糖下降12％或22％。 近年來對脂質(zhì)體的研究有很大比例與免疫物質(zhì)有關(guān)，如抗原-脂質(zhì)體的口服給藥系統(tǒng)已引起了廣泛注意。脂質(zhì)體包裹水溶性較大的抗原或合成抗原(肽片斷)。增強了Peyer區(qū)M細(xì)胞對抗原的攝取，然后引起較強的免疫應(yīng)答，因此脂質(zhì)體有可能作為免疫增效劑應(yīng)用。 隨著合成抗原的進一步完善，大部分疫苗將采取口服給藥，因此脂質(zhì)體用于制備疫苗的口服給藥系統(tǒng)將會得到較大發(fā)展。 五、腸道特定部位給藥系統(tǒng) 已有多篇報道證明，大腸可能是吸收多肽和蛋白質(zhì)類藥物的最佳部位。因為藥物在這里可停留10～24h，消化酶的活性也較低，所以制備口服制劑時可以考慮使用腸溶衣和適當(dāng)?shù)尼尫偶夹g(shù)。 某些制劑可以在結(jié)腸定位釋藥。因為結(jié)腸的肽酶由結(jié)腸中細(xì)菌產(chǎn)生，而不是由細(xì)胞分泌產(chǎn)生，故結(jié)腸肽酶活性與小腸肽酶活性有質(zhì)和量的差異。某些聚合物可以抵抗胃和小腸的降解，但在結(jié)腸中卻被結(jié)腸細(xì)菌分泌的酶水解，這一特性可用于設(shè)計在結(jié)腸中專屬性釋放藥物的給藥器。但制劑在結(jié)腸中轉(zhuǎn)運的個體差異大，一般要求制劑口服后4h內(nèi)在結(jié)腸定位釋藥。 應(yīng)用聚合物對胰島素微丸包衣，微丸進人大腸后衣層降解，藥物在大腸內(nèi)釋放、吸收，產(chǎn)生明顯的降血糖作用。例如將8IU胰島素和20mg表面活性劑混合物(月桂酸鈉：鯨蠟醇 = 2：8)加花生油至100mg后裝入小的軟膠囊中，膠囊用具有pH依賴性的聚丙烯酸聚合物(Eudragit RS．L和S)包衣，大鼠體內(nèi)研究結(jié)果表明口服給藥與對照組比較有顯著降血糖作用。 將胰島素裝在膠囊中，外包一層聚合物膜(該衣層由二乙烯偶氮苯加入偶氮芳香交聯(lián)劑后制得)，其在胃和小腸中不會被降解。只有在結(jié)腸中才被結(jié)腸細(xì)菌分泌的偶氮還原酶降解成芳香胺，膠囊破裂，藥物在結(jié)腸定位釋放。對糖尿病狗口服給予此膠囊，3小時后觀察到降血糖效應(yīng)(血糖由4mg／ml降至2．9mg／ml)。 用丙烯酸、N，N-二甲基丙烯酰胺以及N-叔丁基丙烯酰胺與4，4′-二異丁烯酰胺偶氮苯交聯(lián)制成pH敏感凝膠。在胃內(nèi)pH低時凝膠不膨脹，沿胃腸道向前傳遞，pH升高，凝膠逐漸膨脹使交聯(lián)鍵暴露，被結(jié)腸細(xì)菌分泌的偶氮還原酶降解，避免了藥物在胃及小腸中受到破環(huán)。體內(nèi)外降解實驗顯示出很好的重現(xiàn)性。 多肽和蛋白質(zhì)類藥物的口服給藥是藥劑學(xué)上迫切需要解決的問題。其中疫苗和小分子肽類藥物的口服給藥已取得很大進展，有些已能用于臨床。但是大分子的多肽和蛋白質(zhì)藥物的口服給藥仍停留于動物實驗的水平，還遠不能符合臨床需要，穩(wěn)定性和生物利用度的提高仍然是解決這一問題的關(guān)鍵。 第四節(jié) 粘膜給藥 一、鼻腔粘膜給藥 (一)概述 鼻腔給藥(nasal delivery)有如下特點：①鼻腔粘膜上有眾多的細(xì)微絨毛，可以大大增加藥物吸收的有效表面積；②上皮細(xì)胞下毛細(xì)血管豐富，藥物吸收迅速；③小分子藥物從鼻腔吸收迅速而有效，可不添加任何吸收促進劑，生物利用度平均為70％左右。藥物的分子量在6000以上者須選用適當(dāng)?shù)奈沾龠M劑；④鼻腔中粘液纖毛以平均5mm／min的速度將所滴入的藥物清除，這就大大縮短了藥物與吸附表面相接觸時間，直接影響藥物的吸收與療效；⑤肽類和蛋白質(zhì)藥物通過粘膜和在粘膜表面時可能受到蛋白酶和氨肽酶降解。 最早采用鼻腔給藥的肽類藥物為垂體激素，如催產(chǎn)素、加壓紊及其類似物。因為去氨加壓素(DDAVP)的鼻吸收好，代謝清除作用小，副作用也小，所以在治療尿崩癥時成為首選給藥方法。醋酸那法瑞林和醋酸布舍瑞林 (LHRH激動劑類似物)都有鼻內(nèi)噴霧劑的商品。LHRH類似物的鼻腔給藥是僅次于注射的有效給藥方式。 有研究表明，胰島素鼻腔氣霧劑可長期用于治療I型糖尿病。在飯前給藥，有些糖尿病患者可耐受至少3個月。鼻腔給藥又可以作為皮下注射胰島東的輔助方法。因為皮下注射胰島素吸收緩慢，需在飯前45min至1h給藥，而鼻腔給藥5～10min就可達到血藥濃度高峰，產(chǎn)生效應(yīng)與靜注相仿。胰島索的鼻用制劑在美國已有商品出售，商品名為Nazlin?和Norolin Nasal?。表6 - 1列出了部分多肽和蛋白質(zhì)類藥物鼻腔給藥的情況。 表6 - 1肽類藥物鼻腔給藥 肽氨基酸殘基的數(shù)目達峰時間,min相對生物利用度①／，％受試對象促甲狀腺釋放激素35～1510～20大鼠，人腦啡肽類似物55～1O70～90大鼠，人催產(chǎn)素95～1030～40人加壓素類似物910～206～12人LHRH激動劑和拮抗劑9～1010～362～5猴，人胰高血糖素295～1070～90人生長激素釋放因子40～4420～402～20大鼠，狗，人胰島素515～1010～30大鼠，狗，人①相對于靜脈、皮下、肌肉給藥；根據(jù)不同文獻所得數(shù)據(jù)。 (二)多肽與蛋白質(zhì)藥物鼻腔給藥設(shè)計 1．氣霧劑和吸入劑 鼻腔對異物清除很快，液體和固體粉末在其中滯留半衰期僅為15min，因此增加藥物吸收的關(guān)鍵之一是增加藥物在鼻粘膜的滯留時間。粘性微球能延緩鼻腔對藥物的清除作用，如淀粉微球在鼻腔的滯留半衰期為4h。同時，鼻清除機制又受到藥物和賦形劑的影響。例如防腐劑能減慢鼻腔和氣管纖毛運動，?？梢鸨茄住⒈歉]炎等。因此在設(shè)計劑型時應(yīng)避免對纖毛活性產(chǎn)生不良影響。此外。在使用鼻用制劑來達到全身治療目的時，應(yīng)避免感冒、鼻炎及鼻腔局部病理變化發(fā)生。 在相同實驗條件下，比較鼻粘膜不同劑型給藥方式的結(jié)果表明，鼻噴霧劑和吸入劑效果相似(檢測其效應(yīng)的強度和持續(xù)時間)，而滴鼻劑的效果較差。此外，反復(fù)使用噴霧劑和吸入劑所引起的鼻粘膜病理變化較使用滴鼻劑少得多，而且前二者藥物在鼻粘膜的彌散度和分布面亦比較廣泛。因此選擇噴霧劑和吸入劑為佳。而在另一組實驗中，以?；嵌置顾徕c(STDHF)為促吸劑，用羊為動物模型，胰島素的劑量為1.39IU／kg制備的液體滴劑、液體噴霧劑和粉末氣霧劑相對于同劑量靜注給藥的生物利用度分別為15.7％，37.4％和37.8％。粉末氣霧劑是最佳給藥劑型，達峰時間5～15min，維持療效90min。以1％羧甲基纖維素鈉((CMC-Na)為膠漿基質(zhì)，0.1％聚丙烯酸為吸收促進劑，該胰島素膠漿劑在鼠鼻腔中的吸收表明也可降低血糖濃度近40％，維持療效30min～1h。 2．粘附性制劑 粘附性微球目前有較多研究。例如以溶血磷脂酰膽堿作吸收促進劑的胰島素淀粉微球，對羊鼻腔給藥后，相對生物利用度為31.5％。實驗證明淀粉微球能夠促進胰島素在鼻腔的吸收，淀粉微球在鼻腔的滯留半衰期為4h，能夠延長胰島素與粘膜的作用時間。 微球的空間位阻效應(yīng)可以減少酶對胰島素的破壞，還可達到緩釋與控釋效果，而且淀粉微球不溶于水但可吸收水分，當(dāng)微球以干粉形式經(jīng)鼻腔給藥時，它粘附在粘膜表面后開始溶脹，從粘液和表面細(xì)胞中吸收水分，這樣表皮細(xì)胞就產(chǎn)生可逆的皺縮，細(xì)胞間隙增大，從而增加胰島素的轉(zhuǎn)運。實驗證明淀粉微球不會產(chǎn)生紅細(xì)胞溶血現(xiàn)象，對鼻粘膜毒性較低。 除粘附性微球外，粉狀胰島素粘附劑的制備及其降血糖作用也有報道。取結(jié)晶胰島素10mg溶于200ul 0.1mol／L鹽酸溶液中，再加純水200ml稀釋后加入卡波姆適量，用0.01mol／L NaOH調(diào)節(jié)pH至7.4。冷凍干燥48h，再加微晶纖維素(100～200目)適量即成粘膜吸附粉劑?？ú放c微晶纖維素的量之比以1：8或5：4為好。對狗鼻腔給藥后發(fā)現(xiàn)，3IU／kg的效果比靜注O.5IU／kg的降血糖作用約高1倍。也就是說鼻腔應(yīng)用粘膜粘附粉劑3倍于靜脈注射的劑量可產(chǎn)生相同的作用。 除了以上幾種劑型外，還有將胰島素制成脂質(zhì)體，將降鈣素制成聚丙烯酸凝膠等劑型進行鼻腔給藥的報道。 (三)鼻用吸收促進劑 為了提高胰島素在鼻腔的吸收，在動物實驗中采用了不同類型的吸收促進劑。包括：①膽酸鹽類：如牛磺膽酸鹽、膽酸鹽、甘膽酸鹽、鵝去氧膽酸鹽及去氧膽酸鹽等；②脂肪酸及其酯類：如癸酸酯、辛酸酪、月桂酸酯等；③糖甙類：如皂甙；④聚氧乙烯醚類：如聚氧乙烯-5-辛醚、聚氧乙烯-10-辛醚、聚氧乙烯-5-月桂基醚、聚氧乙烯-9-月桂基醚、聚氧乙烯-10-月桂基醚等；⑤聚氧乙烯酯類：如聚氧乙烯-10-單油酸酯。此外還有?；请p氫褐霉酸鈉、甘草酸、甘草次酸、a-環(huán)糊精等作吸收促進劑的報道。很多吸收促進劑對鼻粘膜有不同程度毒性。例如 Laureth-9(聚乙二醇十二烷基醚混合物)增強胰島素的吸收作用大于STDHF，但刺激性亦大，并且使用濃度為CMC的50～100倍，而使用STDHF僅略超CMC值。另外有研究指出，膽酸鹽刺激鼻粘膜，可引起鼠粘膜超微結(jié)構(gòu)的改變，不宜長期使用。 在鼻粘膜吸收促進劑中，溶血磷脂酰膽堿具有較好的應(yīng)用前景。溶血磷脂酰膽堿是脂質(zhì)代謝的中間產(chǎn)物，是所有生物膜中次要的組成成分，它在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的磷脂合成酶的作用下可以轉(zhuǎn)變?yōu)榱字．?dāng)溶血磷脂酰膽堿作為吸收促進劑時能使粘膜排列輕度紊亂，促進膜對大分子藥物的通透性。其用量低于0.5％時，長期用藥不會對鼻粘膜造成永久性損害。 對于吸收促進劑促進藥物吸收的機理尚不完全明了，可能有多方面的作用：①降低多肽類藥物(如胰島素)的聚合度，防止聚合物形成；②干擾生物膜的細(xì)胞排列順序，增加親水性通道；③降低粘液的粘度，增加粘液在鼻粘膜內(nèi)的流動性，使藥物容易通過該粘膜擴散；④有些促進劑如膽酸鹽能抑制粘膜中酶的活性，從而提高藥物的生物利用度。 二、口腔粘膜給藥 1．口腔粘膜給藥特點 多肽和蛋白質(zhì)藥物的口腔給藥(buccal delivery)研究較少。因為就生理結(jié)構(gòu)而言，口腔粘膜是多層鱗狀上皮細(xì)胞，類似皮膚，藥物不太容易通過。但是口腔粘膜的血管豐富，藥物吸收后可避免肝臟首過效應(yīng)，容易直接進入全身血液循環(huán)，而且也無類似于鼻粘毛排斥的作用，有利于藥物附著。同時耐受刺激的能力也較強，容量大。況且在緊急情況下，口腔給藥系統(tǒng)易于移除。 2．口腔粘貼制劑 一個理想的口腔粘貼劑應(yīng)該體積小，柔性好且粘附性強，能保證與粘膜緊密接觸，抵抗唾液、舌及頰運動的干擾。與舌下含片中的藥物溶解后再被口腔粘膜吸收不同，粘貼劑中的藥物直接經(jīng)粘膜吸收。根據(jù)臨床應(yīng)用的需要，貼劑可以做成片劑、棒劑、粉劑、軟膏等劑型。 現(xiàn)已證明，如果將胰島素與HPC及Carbopol-934混合直接壓制成圓形片，則藥效不佳。可將制劑設(shè)計成半球形，外周層具有粘性，由HPC與Carbopol混合制得，將胰島素與甘氨膽酸鈉分散于可可豆油的基質(zhì)中制得片芯(圖6—3)。此貼片能牢固地粘附在狗的口腔粘膜上,可維持形狀6h。甘膽酸鹽能促進胰島素的吸收，但是生物利用度與肌肉注射相比只有0.5％。當(dāng)片芯基質(zhì)改用另一種合成油脂性基質(zhì)Witepsol以后，生物利用度提高到0.75％。
用含促甲狀腺素釋放激素(TRH)的貼片在受試者兩頰實驗表明，在PVP、PVA、羥乙基纖維素(HEC)、HPC四種粘附材料中，以HEC的粘附力最強。以HEC為基質(zhì)的TRH貼片體內(nèi)釋藥可達到1h。選擇不同的聚合物可以控制藥物在體內(nèi)的時間。 3．其它制劑 1987年有人將豬胸腺提取物制成舌下片，每片含分子量在13500以下的多肽3.3mg，用于臨床。觀察其對兒童反復(fù)呼吸道感染和哮喘反復(fù)發(fā)作的作用。結(jié)果多數(shù)有癥狀改善，半數(shù)有免疫指標(biāo)改善。 比較不同類型、不同濃度的吸收促進劑對相同劑量胰島素的液體劑口腔吸收的促進作用。結(jié)果表明當(dāng)胰島素以10IU／kg的劑量對雄鼠給藥時，5％甘氨酸鈉、5％聚乙二醇十二烷基醚混合物L(fēng)aureth-9以及10％月桂酸對胰島素口腔吸收的促進作用相似，相對于肌肉注射的生物利用度均達到25％以上。 多肽和蛋白質(zhì)類藥物口腔給藥的劑量較大，如何進一步提高其吸收及血藥濃度有待于研究。 三、直腸粘膜給藥 1．多肽與蛋白質(zhì)直腸吸收的特點 與胃及小腸相比，直腸的pH值較溫和，不存在破壞藥物的酶。直腸吸收藥物的途徑，一條是經(jīng)直腸上靜脈及門靜脈而入肝臟，在肝臟進行代謝后再轉(zhuǎn)運至全身。另一條是通過直腸中靜脈和直腸下靜脈及肝管靜脈進入下腔靜脈，繞過肝臟而直接進入血循環(huán)。因此，栓劑引入直腸的深度愈小(大約距肛門2cm)，栓劑中藥物在吸收時不經(jīng)肝臟的量愈多。另外。直腸淋巴系統(tǒng)對藥物的吸收也起了相當(dāng)重要的作用。在5-甲氧基水楊酸鈉存在下胰島素由直腸吸收后到達體循環(huán)的研究中，通過直腸給藥后切開胸導(dǎo)管，測定淋巴液和血中胰島素，與具完整胸導(dǎo)管時比較，表明血中胰島素量降低很多，而淋巴液中量甚高，證明胰島素在直腸吸收后主要通過淋巴進入體循環(huán)。 胰島素的直腸吸收研究很多，此外還有一些其它多肽和蛋白質(zhì)藥物直腸給藥(rectal delivery)的報道，例如五肽促胃酸激素，促胃液素等(見表6 - 2)。 表6 - 2 多肽和蛋白質(zhì)藥物的直腸給藥 多肽或蛋白質(zhì)氨基酸殘基數(shù)目受試對象制劑生物利用度，％五肽促胃酸激素5大鼠(1)灌腸劑2～10*(2)將5-甲氧基水楊酸鈉加入灌腸劑中23～33*促胃液素17大鼠(1)灌腸劑11～25*(2)將5-甲氧基水楊酸鈉加入灌腸劑中11～25*降鈣素32大鼠(1)生理鹽水溶液0(2)聚丙烯酸凝膠基質(zhì)2～3**(3)將聚氧乙烯-9-月桂基醚加入凝膠基質(zhì)中30～50**蛋白質(zhì)不定人將放射性標(biāo)記的蛋白質(zhì)加入0.85％的生理鹽水溶液中，再灌輸至直腸血漿中出現(xiàn)放射性*與靜注給藥相比較 **與肌肉注射相比較 2．直腸吸收促進劑 大分子藥物在直腸中吸收相對困難，因而在劑型中常常加入吸收促進劑，以提高藥物的生物利用度。 以十二烷基硫酸鈉為離子型表面活性劑的代表，分別研究了它和水楊酸鹽的促進吸收作用，發(fā)現(xiàn)兩者均可引起直腸粘膜通透性增加。但水楊酸鹽所致粘膜通透性改變是暫時的，用緩沖液沖洗直腸5min即可消除，而十二烷基硫酸鈉所致通透性改變是持久的，不能用緩沖液沖洗消除。此結(jié)果表明水楊酸鹽可能不會引起膜的持久性改變，而十二烷基硫酸鈉卻顯示對膜有損害。此外還發(fā)現(xiàn)在pH7.4時加入Ca2+、Mg2+可使水楊酸鹽的吸收減少，而在pH5時加人則無影響。此現(xiàn)象被認(rèn)為是Ca2+、Mg2+與水楊酸離子競爭性地與膜中某些部位結(jié)合的結(jié)果。水楊酸鹽這種膜結(jié)合是作為吸收促進劑所必需的。pH5時水楊酸鹽主要以非離子型存在，而非離子型透過膜的過程與離子型的不同，故 Ca2+、Mg2+對其無影響。同時，還發(fā)現(xiàn)水楊酸鹽類能引起狗和鼠直腸粘膜跨膜電位暫時降低，在向直腸注入水楊酸鹽后5min內(nèi)跨膜電位即明顯減少，并于60min內(nèi)緩慢恢復(fù)。用新鮮緩沖液沖洗直腸除去水楊酸鹽，10min內(nèi)即可恢復(fù)到正常。而十二烷基硫酸鈉卻引起跨膜電位緩慢下降。用緩沖液沖洗除去后3h，跨膜電位也不能恢復(fù)正常。用5％水楊酸鈉或5％5-甲基水楊酸鈉處理1h或應(yīng)用60d后，經(jīng)組織學(xué)檢查，均不顯示粘膜的任何變化。而十二烷基水楊酸鈉在微灌腸劑所需的濃度下就引起粘膜損傷。類似的研究還發(fā)現(xiàn)水楊酸鈉、5-甲氧基水楊酸鈉、3-甲氧基水楊酸鈉和高香草酸等對胰島素吸收有促進作用，且5-甲氧基水楊酸鈉有最大效果。 以PEG為基質(zhì)，對4種非離子型表面活性劑對胰島素栓劑降低家兔血糖的作用強度研究表明，西土馬哥1000>吐溫20>Texofor A6>賣澤45。另外8種表面活性劑降低家兔血糖的能力順序為，十二烷基硫酸鈉>聚氧乙烯月桂醚(Brij35)>聚氧乙烯蓖麻油>Cremophor EL>去氧膽酸>Cremophor RH40>卵磷脂>吐溫80。 將胰島素及苯丙氨酸與乙酰乙酸乙酯縮合生成的烯胺類化合物制成栓劑，用于患糖尿病的狗，發(fā)現(xiàn)胰島素栓的生物利用度達19.4％，若在17.5±1min后再追加一次僅含烯胺類化合物的空白栓，能使胰島素的生物利用度提高到38.2％。但在給胰島素栓后30min再追加僅含烯胺類化合物的栓，則血中胰島素濃度增加共少。這可能因為胰島素從栓中釋放僅略遲于烯胺類化合物，給藥后30min再給此吸收促進劑則太遲。因此在栓劑中使用吸收促進劑應(yīng)注意能否與藥物同步釋放。另外，在含有烯胺類化合物的胰島素栓中加入Ca2+、Mg2+，降血糖作用則明顯下降。據(jù)此推測此類化合物促進胰島素吸收的機理可能是與直腸粘膜中Ca2+、Mg2+絡(luò)合，引起膜通透性改變。 表6 - 3列出了其他一些能促進胰島素在直腸轉(zhuǎn)運的促進劑或制劑技術(shù)。 表6 - 3 促進胰島素在直腸轉(zhuǎn)運的部分吸收促進劑或制劑技術(shù) 吸收促進劑或制劑技術(shù)受試對象生物利用度①或反應(yīng)聚丙烯酸凝膠將1％油酸加入聚丙烯酸凝膠中大鼠5％大鼠10％水楊酸鈉志愿者促進胰胰島素吸收的效果強于烯胺類化合物含4％明膠的微灌腸劑去胰腺的狗患糖尿病的家兔促進胰胰島素吸收的效果強于烯胺類化合物乙酰乙酸甘油酯家兔快速顯效含水楊酸鈉或甘露醇的胰島素固體分散體去胰腺的狗體外溶出速率大,體內(nèi)迅速顯效。即使劑量僅0.5IU／kg，降血糖作用已很顯著脫氧膽酸鈉或膽酸鈉大鼠1h內(nèi)血糖濃度下降50％膽酸鈉志愿者30min內(nèi)血糖濃度下降50％將氮酮加入胰島素凝膠劑中家兔11％以多糖、聚酰胺等作載體，制成胰島素緩釋栓劑水兔劑量5IU／kg，血糖下降40％，持續(xù)10多個小時①與肌肉注射比較 pH值對胰島素的直腸吸收也有一定影響。以聚乙二醇為基質(zhì)，107IU／k, g的胰島素劑量給藥后，家兔血糖下降20％～30％，此時pH值并不影響(或影響很小)降血糖, 作用。當(dāng)基質(zhì)中加入33％吐溫20后，血糖下降30％～48％，出現(xiàn)了明顯的雙相pH依賴性(biphasic pH-dependence)，也就是說，pH從0至5.2(接近胰島素的等電點)增加時，降血糖作用逐漸下降，當(dāng)pH為5.2時降血糖作用最弱，pH從5.2至9增加時，降血糖作用逐漸增強。 四、眼粘膜給藥 1．眼內(nèi)吸收的特點 目前已證明多肽類藥物經(jīng)眼吸收的途徑有：①經(jīng)鼻淚管系統(tǒng)中的結(jié)膜粘膜與鼻粘膜進入血液；②經(jīng)角膜滲透進入全身的血液循環(huán)。無論是通過哪一條途徑，多肽類藥物的吸收必須依賴于跨膜轉(zhuǎn)運。 多肽類藥物經(jīng)眼部途徑全身給藥(ocular delivery)有如下特點：①與注射一樣，眼部給藥劑量準(zhǔn)確；②與注射比較眼部給藥顯得容易、經(jīng)濟；③全身吸收速率與注射同樣迅速；④眼組織對發(fā)生免疫反應(yīng)的敏感性比其它組織低得多；⑤經(jīng)眼部吸收的藥物可以避免肝臟的首過效應(yīng)。但是，人正常淚液容量約7ul，若不眨眼，可容納30ul左右的液體。一般的滴眼瓶一滴約50～70ul，則估計有70％的藥液從眼溢出而造成損失，在眨眼時則有90％的藥液損失。所以使用普通的滴眼劑，劑量難以準(zhǔn)確?？朔@一缺點并延長肽類藥物的作用時間的各種制劑技術(shù)，有制備微粒、眼膠、離子交換樹脂等。此外，有些多肽和蛋白質(zhì)藥物眼內(nèi)局部給藥后能夠治療眼睛疾患。例如表皮生長因子、粘連蛋白和胰島素樣生長因子等能夠促進眼部傷口愈合。目前已有多種肽類及蛋白質(zhì)類藥物研究用于眼內(nèi)給藥(表6 - 4)。 表6 - 4 通過眼部途徑使用的多肽及蛋白質(zhì)藥物 多肽及蛋白質(zhì)藥物分子量劑量動物促甲狀腺索釋放激素3600.006～1.25mg兔腦啡肽6300.031～1.25mg兔甲啡肽6500.031～1.25mg兔催產(chǎn)素10101μg兔抗利尿激素10801μg兔促黃體生成素釋放激素120010～20μg兔a-黑色細(xì)胞刺激素150015μg兔生長激素抑制素164090μg兔前促尿鈉排泄激素324015μg兔腸血管作用激素332515μg兔降鈣素342037.5～125μg兔血糖素34900.05～1.25mg兔0.014mg大鼠1.25～3.75mg人內(nèi)啡肽400075～500μg兔促腎上腺皮質(zhì)激素454025～50μg兔胰島素60000.125～2.5mg兔0.8mg大鼠0.2mg人2．眼內(nèi)吸收促進劑 吸收促進劑的使用使多肽藥物眼部給藥具有可能性。正常家兔同用l％胰島素，經(jīng)眼給藥與靜脈注射相比， 0.5h前血糖下降的程度無顯著性差異(P>0.05)，但在0.5h以后實驗時間內(nèi)，加入1％EDTA的胰島素溶液經(jīng)眼給藥后的血糖降低程度顯著大于靜脈注射組(P<0.05)。對糖尿病模型組采用經(jīng)眼給藥和靜脈注射這兩種不同的給藥方式測得血糖變化亦有相同現(xiàn)象。據(jù)認(rèn)為，EDTA的作用機理可能為改變胰島素的空間構(gòu)象，使胰島素油／水分配系數(shù)、溶解度增加，藥物吸收的能力增加。部分胰島素吸收促進劑作用大小順序為皂甙>褐霉酸>聚氧乙烯-9-月桂醇醚(BL-9) = EDTA>葡萄糖膽酸酯二十烷>吐溫20。 動物研究表明眼內(nèi)胰島素給藥對慢性糖尿病的治療具有一定效果。例如，將0.25％胰島素加0.5％Brij-78或 BL-9的滴眼液給糖尿病家兔眼部用藥，2h后血糖從19.43mmol·L-1降至8.33mmol·L-1。每日使用該滴眼液連續(xù)三個月，可使兔血糖從6.33mmol·L-1降至4.31mmol·L-1。3個月實驗結(jié)束時，胰島素的全身吸收仍與實驗開始時同樣有效，表明沒有產(chǎn)生耐受性。亦未發(fā)現(xiàn)局部刺激性反應(yīng)和免疫反應(yīng)。 同樣，這種給藥方式對治療動物低血糖危象也起到效果。通過家兔實驗表明用0.2％單純胰高血糖素滴眼時可以升高血糖，故推測升高人體血糖只需濃度為2.5％～7.5％胰高血糖素滴眼，對兔、大鼠和人使用胰高血糖素均不需要另加吸收促進劑就可以達到升高血糖的有效濃度。但加入吸收促進劑后則可以減少胰高血糖素的用量。 五、肺部給藥 由于肺泡表面積大、肺泡上皮細(xì)胞通透性高、生物代謝酶活性遠比肝臟低、經(jīng)肺吸收的藥物無首過效應(yīng)等特點，所以比較適合于活性高、只需很少量藥物就能顯效的多肽和蛋白質(zhì)類藥物的全身性給藥。 目前，已報道了多種肺內(nèi)控釋給藥系統(tǒng)，如脂質(zhì)體、微球、前體藥物或藥物與大分子的結(jié)合物、將藥物制成難溶性前體藥物或與難溶性化合物形成共沉淀物，以及形成環(huán)糊精包合物等。因為脂質(zhì)體主要由磷脂組成，而磷脂是肺泡表面活性的重要成分，所以脂質(zhì)體特別適合用于肺內(nèi)控釋，是目前研究最多的肺內(nèi)控釋系統(tǒng)。 通過比較游離胰島素與胰島素脂質(zhì)體在大鼠肺內(nèi)的吸收情況表明，脂質(zhì)體能延緩胰島素經(jīng)肺吸收進入體循環(huán)的速度，增加肺臟對胰島素的攝取，從而延長其降血糖作用。胰島素脂質(zhì)體和胰島素與空白脂質(zhì)體混合物具有相似的吸收速度常數(shù)，表明吸收的延長還與藥物在脂質(zhì)體表面結(jié)合有關(guān)。以25IU／kg的劑量對大鼠的肺分別灌注六聚體胰島素和二聚體胰島素，發(fā)現(xiàn)在最初lOmin內(nèi)，前者的降血糖反應(yīng)比后者慢，表明六聚體胰島素在肺泡上皮的滲透系數(shù)可能小于二聚體胰島素的滲透系數(shù)。但是二者降血糖反應(yīng)的持續(xù)時間沒有顯著差異。 |
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