蛋白质药物的PEG化学修饰.ppt
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1、蛋白质药物的PEG化学修饰 胡 涛,中国科学院过程工程研究所 生化工程国家重点实验室,1.迅速被体内酶降解 2.肾小球过滤清除 3.抗原抗体反应 4.溶解度差导致沉淀,蛋白质药物在使用中出现的问题,体外聚乙二醇修饰(PEG化),(1)增大药物分子量,避免被肾小球过滤 (2)阻碍蛋白酶的降解作用 (3)屏蔽药物的免疫位点 (4)增加药物在体液中的溶解度 (5)与药物间的化学键在体内随时间水解,缓慢释放药物,+,蛋白或多肽,偶联物,聚乙二醇,CH3(-O-CH-CH)n-OH,生物医药 生物能源 生物材料 生物化学品 其它产品,生化工程 (生物化学工程,Biochemical Engineerin
2、g),目 录,PEG修饰的国内外研究进展 PEG修饰剂的研发 PEG修饰方法 PEG修饰工艺的优化 PEG修饰产物的质量控制,一、PEG修饰的国内外研究进展,国际上PEG修饰技术的研究进展,美国Rutgers大学Davis教授70年代的工作 甲氧基PEG的应用 美国Enzon公司 美国最早从事PEG修饰蛋白质药物的公司 美国Shearwaters公司 各种PEG修饰剂的生产商 美国罗氏、先灵宝雅、安进 PEG药物:PEG-INF,PEG-G-CSF 其它:辉瑞、默克、葛兰素史克、施贵宝。,国内PEG修饰技术的研究进展,国家863重大机密项目:人工血液代用品的研制,1997-2000 中国科学院
3、重点项目:血液代用品和血液净化,2001-2005 国家重大科技专项课题创新药物和中药现代化:长效基因工程蛋白质和多肽制剂关键技术,2002-2005 国家863重点项目课题:核酸和多肽的修饰和剂型化技术,2007-2010 PEG修饰血红蛋白:I 期临床 (中科院过程所、凯正公司) PEG修饰G-CSF:III 期临床 (格兰百克),修饰粒细胞集落刺激因子(rhG-CSF) 延长半衰期 修饰人肿瘤坏死因子 消除副作用 修饰白介素I受体拮抗剂(rhIL-1Ra) 延长半衰期 修饰牛胰核糖核酸酶(RNase) 提高抗肿瘤活性 修饰超氧化物歧化酶(SOD) 提高半衰期 修饰天冬酰氨酶(Aspart
4、ase) 克服免疫原性 提高半衰期 修饰人干扰素(IFN) 提高半衰期 修饰血红蛋白(Hb) 血液代用品 修饰胰岛素 提高半衰期,我国在PEG修饰蛋白质方面的一些工作,二、PEG修饰剂的研发,Sc-PEG 专利分析,以PEG-OH为原料的必然途径,CH3OCH2CH2(OCH2CH2)nOH + 光气 + NHS,CH3OCH2CH2(OCH2CH2)nO-C-O-N + NH2G-CSF,CH3OCH2CH2(OCH2CH2)nO-C-NHG-CSF,O,单链修饰:,(SC-PEG),Roche公司的长效干扰素产品专利分析,同样是以PEG-OH为原料的必然途径,双链修饰:,新的修饰策略,采用
5、新方法制备新的修饰剂,以PEG-COOH(CM-PEG)为原料的必然途径,已获专利,CH3(OCH2CH2)nOCH2CH2OH,CH3(OCH2CH2)nO-CH2C-O-N + NH2G-CSF,单链修饰:,CH3(OCH2CH2)nOCH2COOH,CH3(OCH2CH2)nO-CH2C-NHG-CSF,O,(CM-PEG),我们的策略,以PEG-COOH为原料的必然途径,CH3(OCH2CH2)nO-CH2C-NH,O,O,O,双链修饰:,CH3(OCH2CH2)nOCH2COOH + Lysine,O,CH3(OCH2CH2)nO-CH2C-NH-,O,(CH2)3,CH2,CH-C
6、-O-N,+ NH2IFN,CH3(OCH2CH2)nO-CH2C-NH,O,O,CH3(OCH2CH2)nO-CH2C-NH-,O,(CH2)3,CH2,CH-C-NH,IFN,1、PEG修饰剂的批量制备取得了成功,取 得 的 主 要 进 展,聚乙二醇修饰剂产品,三、药用蛋白的PEG修饰方法,创新技术(反应器技术和产物移走技术),振荡反应器,流加反应器,缓释反应器,固相反应方式,膜耦合反应方式,双水相反应方式,Q. Yun, R. Yang, T. Chen, J. Bi, G. Ma, Z Su. J. Biotechnology, 2005, 118: 67-74,中国发明专利,申请号2
7、00510114930.0 中国发明专利,申请号0410029577,1.修饰反应器设计PEG-pellet 反应器,2.固相吸附法制备PEG修饰蛋白,固相吸附法与液相吸附法的比较,1峰:原蛋白;2峰:单修饰蛋白; 3峰:多修饰蛋白,PEG-INF的制备过程,G-CSF,PEG-G-CSF,3.PEG醛制备单修饰的药用蛋白,粒细胞集落刺激因子 (G-CSF),MW: 18.8kd (174 amino acids) pI: 6.1,1 thiol, 1 N-terminal, 4 lysines, Half life: 5 h,Weekly injection: 7 times,三批PEG30
8、-rhG-CSF产品的制备,取 得 的 主 要 进 展,PEG化重组人生长激素,批产量1-10g; PEG化降纤酶,批产量6000支; 环孢素A眼用微乳制剂,批产量5000支,PEG化G-CSF,2L修饰反应器 计算机程序控制 批产量3g 生产周期10天,修饰和剂型化产品质量达到国际先进水平,生产规模 产品质量 批次稳定性,1 2 3,1,2,3,1,2,3,(A),(B),(C),以分子量为30kDa的PEG修饰rhG-CSF为例: (A)三批产品的SDS-PAGE检测图谱 (B)三批产品的高效凝胶过滤检测图谱 (C)三批产品的园二色检测图谱,4. 引入巯基的方法制备PEG修饰蛋白,(2)
9、PEGylation,S,NH,+,(1) Thiolation,HS-(CH2)3-C-NH-Hb,N,O,O,PEG,-S-(CH2)3-C-NH-Hb,O,PEG,N,O,2-iminothiolane,NH2-Hb,Sangart公司是一家私营的生物制药公司,主要从事氧载体的研发和产业化,Hemospan - MP4,Phase I Sweden Status: Complete Phase Ib/II Sweden Status: Complete Phase II Sweden Status: Complete Phase II USA Status: Enrollment Com
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- 蛋白质 药物 PEG 化学 修饰
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