基于白蛋白的药物设计.pptx

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1、基于白蛋白的基于白蛋白的药物设计药物设计 人血清白蛋白简介人血清白蛋白简介白蛋白作为药物载体的优势白蛋白作为药物载体的优势白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路 实例介绍实例介绍主主题题 内内容容人血清白蛋白简介人血清白蛋白简介白蛋白作为药物载体的优势白蛋白作为药物载体的优势白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路实例介绍实例介绍人血清白蛋白简介人血清白蛋白简介含含585个氨基酸残基的单链个氨基酸残基的单链多肽多肽分子量：分子量：66458在体液在体液pH7.4的环境中，白蛋白为负离子，每分子可以带的环境中，白蛋白为负离子，每分子可以带有有200个以上个以上负

2、电荷负电荷它是血浆中很主要的它是血浆中很主要的载体载体 许多水溶性差的物质可以通过与白蛋白的结合而被运输，包括胆红素、长链脂肪酸（每分子可以结合4-6个分子）、胆汁酸盐、前列腺素、类固醇激素、金属离子（如Cu2+、Ni2+、Ca2+）药物（如阿司匹林、青霉素等）人血清白蛋白简介人血清白蛋白简介白蛋白由肝脏合成并分泌白蛋白由肝脏合成并分泌 分布在血液循环分布在血液循环 （具有载体功能，如疏水性分子，带正电荷分子或颗粒可与白蛋白结合）分布在人体较大器官（如皮肤或肌肉分布在人体较大器官（如皮肤或肌肉）（作为营养物质，被细胞吞噬消化分解，为细胞的新陈代谢提供氨基酸）血液中与器官中白蛋白存在动态平衡血液

3、中与器官中白蛋白存在动态平衡肝脏每天合成并分泌肝脏每天合成并分泌13-14g（70kg成人），约等于人体每天成人），约等于人体每天消耗白蛋白的量消耗白蛋白的量 体内长循环特征体内长循环特征1 癌组织靶癌组织靶向特性向特性2白蛋白作为药物载体白蛋白作为药物载体的两个主要优势的两个主要优势白蛋白作为药物载体的优势白蛋白作为药物载体的优势 体内长循环特征体内长循环特征1白蛋白体内半衰期白蛋白体内半衰期19天！天！白蛋白白蛋白体内长循环体内长循环机制是什么呢机制是什么呢？白蛋白作为药物载体的优势白蛋白作为药物载体的优势体液循环体液循环（高分子高分子或者分子或者分子颗粒）颗粒）心脏心脏肺肺肝肝肾肾肠道肠

4、道胃胃脾脾头部及上肢头部及上肢毛细血管网毛细血管网下肢下肢毛细血管网毛细血管网淋巴循环淋巴循环血液循环血液循环第一：第一：肾脏滤过作用作用第第二二：细胞胞吞吞噬噬体内循环的药物体内循环的药物一般有两种命运一般有两种命运体液循环体液循环第一：第一：肾脏滤过作用作用肾脏截留分子量肾脏截留分子量67000白蛋白分子量白蛋白分子量67kDa99.6%的白蛋白能够逃过肾脏滤过作用的白蛋白能够逃过肾脏滤过作用滤出的白蛋白绝大部分被肾小管重吸收滤出的白蛋白绝大部分被肾小管重吸收第第二二：细胞胞吞吞噬噬所有血管内皮细胞所有血管内皮细胞肝脏肝脏和肺部和肺部等器官的吞噬细胞等器官的吞噬细胞（无选择性）（无选择性）

5、物质被内皮细胞吞噬后进入溶酶体途径，被物质被内皮细胞吞噬后进入溶酶体途径，被该途径中的各种酶降解该途径中的各种酶降解例外例外:存在存在FcRnFcRn溶酶体保护机制溶酶体保护机制什么是什么是FcRnFcRn？FcRn:TheNeanatalFcReceptorFcRn几乎表达在所有细胞的表面，而且贯穿整个几乎表达在所有细胞的表面，而且贯穿整个生命过生命过程程作用：作用：保护保护白蛋白白蛋白和和免疫球蛋白免疫球蛋白免免受溶酶体途径受溶酶体途径降解降解溶酶体途径溶酶体途径IgG 或或 白蛋白白蛋白FcRn溶酶体溶酶体保护机制保护机制 FcRn 各种裂解酶各种裂解酶 体内长循环特征体内长循环特征1总

6、结：总结：（1）分子量或则粒径大于肾小球滤过阀）分子量或则粒径大于肾小球滤过阀值，从而值，从而逃过肾小球的滤过作用逃过肾小球的滤过作用 （2）FcRn溶酶体溶酶体保护机制保护机制，使得白蛋白在被细胞，使得白蛋白在被细胞吞噬后，免受胞吞噬后，免受胞内内溶酶体溶酶体途径途径的的降解降解白蛋白作为药物载体的优势白蛋白作为药物载体的优势 癌组织靶癌组织靶向特性向特性22癌细胞对白蛋白的吞噬偏好癌细胞对白蛋白的吞噬偏好1肿瘤组织的肿瘤组织的EPR效应效应.白蛋白作为药物载体的优势白蛋白作为药物载体的优势 癌组织靶癌组织靶向特性向特性21肿瘤组织的肿瘤组织的EPR效应效应.肿瘤组织肿瘤组织正常组织正常组织

7、分子量大于分子量大于2万万淋巴引流作用淋巴引流作用渗入组织的物质渗入组织的物质进入淋巴循环进入淋巴循环淋巴引流作用受损淋巴引流作用受损渗透的颗粒无法进入渗透的颗粒无法进入淋巴循环淋巴循环白蛋白作为药物载体的优势白蛋白作为药物载体的优势 癌组织靶癌组织靶向特性向特性21肿瘤组织的肿瘤组织的EPR效应效应.白蛋白分子量约为白蛋白分子量约为67000 Da67000 Da通过通过EPREPR效应在肿瘤组织中富集效应在肿瘤组织中富集白蛋白作为药物载体的优势白蛋白作为药物载体的优势 癌组织靶癌组织靶向特性向特性22癌细胞对白蛋白的吞噬偏好癌细胞对白蛋白的吞噬偏好白蛋白是由肝脏合成的营养物质，是人体白蛋白

8、是由肝脏合成的营养物质，是人体“氨氨基酸库基酸库”癌细胞的新陈代谢比正常细胞活跃，对白蛋白癌细胞的新陈代谢比正常细胞活跃，对白蛋白有更大的需求，其对白蛋白的吞噬能力提高有更大的需求，其对白蛋白的吞噬能力提高白蛋白作为药物载体的优势白蛋白作为药物载体的优势白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路如何将药物如何将药物搭载到白蛋白上？搭载到白蛋白上？白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路如何将药物搭载到白蛋白上？如何将药物搭载到白蛋白上？Linker非特异性非特异性修饰修饰(Lys残基残基)特异性修饰特异性修饰(Cys-34)共价共价键作用作用非共价非共价键作用作用

9、药物脂肪酸化修饰药物脂肪酸化修饰药物的亲白蛋白有机小分子修饰药物的亲白蛋白有机小分子修饰基因融合技基因融合技术将治疗性多肽或者蛋白与白蛋白融合将治疗性多肽或者蛋白与白蛋白融合白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路该设计的优势该设计的优势正常组织正常组织说明说明MTD提高提高药物毒副作用降低药物毒副作用降低血液半衰期提高血液半衰期提高赋予药物体内长循环特性赋予药物体内长循环特性实现药物病变组织的实现药物病变组织的积聚积聚EPREPR效应效应癌细胞对白蛋白的吞噬偏好癌细胞对白蛋白的吞噬偏好白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路该设计的该设计的注意事项！注意事项！

10、药linker抗癌药物的前药一般不具备药物活性，当前药进入癌抗癌药物的前药一般不具备药物活性，当前药进入癌组织或者癌细胞后，需要组织或者癌细胞后，需要有效的断裂机制释放药物有效的断裂机制释放药物LinkerLinker对最终药效的影响非常关键！对最终药效的影响非常关键！白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路2借助白蛋白借助白蛋白的的Cys-34残基残基1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋白的脂亲和位点3借助白蛋白借助白蛋白的的赖赖氨基酸残基氨基酸残基实例介绍实例介绍4白蛋白纳米颗粒为载体白蛋白纳米颗粒为载体5其他实例其他实例白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路

11、1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋白的脂亲和位点白蛋白作为脂质分子的载体，具有亲和性较高白蛋白作为脂质分子的载体，具有亲和性较高的脂肪酸结合位点的脂肪酸结合位点将药物分子与脂肪酸分子共价相连，则可以得将药物分子与脂肪酸分子共价相连，则可以得到以白蛋白为载体的前药分子到以白蛋白为载体的前药分子药linker白蛋白白蛋白白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋白的脂亲和位点实例：实例：DHA-paclitaxelDHA：二十二碳六烯酸二十二碳六烯酸紫杉醇紫杉醇癌细胞癌细胞肿肿比比正常细胞正常细胞更倾向于更倾向于吸收吸收某些不饱和脂肪酸某些不饱和脂肪酸白

12、蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋白的脂亲和位点实例：实例：DHA-paclitaxel绝绝大大部部份份DHA-paclitaxel(99.60.057%)广广泛泛的的与与血血液液中中血血浆蛋白相浆蛋白相结合，结合结合，结合过程为过程为非非特异相互作用和非饱和特异相互作用和非饱和过程过程这是影响这是影响DHA-paclitaxel药代动力学和药效学的关键药代动力学和药效学的关键白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋白的脂亲和位点实例：实例：DHA-paclitaxelIC50（HalfMaxi

13、malInhibitoryConcentration)半数致死剂量：半数致死剂量：Herein,使受试细胞死亡一般的药物浓度，使受试细胞死亡一般的药物浓度，IC50 越小，表越小，表明药物细胞毒性越大明药物细胞毒性越大DHA-paclitaxelPaclitaxel5656种癌细胞系种癌细胞系1010-6-6 M M1010-9-9 M M白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋白的脂亲和位点实例：实例：DHA-paclitaxelIC50（HalfMaximalInhibitoryConcentration)半数致死剂量：半数致死剂量：Here

14、in,使受试细胞死亡一般的药物浓度，使受试细胞死亡一般的药物浓度，IC50 越小，表越小，表明药物细胞毒性越大明药物细胞毒性越大紫杉醇与脂肪酸共价连接形成前药后，其抗癌活性大大降低紫杉醇与脂肪酸共价连接形成前药后，其抗癌活性大大降低 利：利：降低药物毒副作用降低药物毒副作用 弊：弊：药物的释放效果和药效药物的释放效果和药效白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋白的脂亲和位点实例：实例：DHA-paclitaxelMTD（MaximumToleratedDose）最大耐受剂量：最大耐受剂量：受试物质不引起受试对象（实验动物）出现死亡的最高受试物质

15、不引起受试对象（实验动物）出现死亡的最高剂量，衡量药物毒性，剂量，衡量药物毒性，MTD越大，药物毒性越小越大，药物毒性越小受试动物受试动物DHA-paclitaxelPaclitaxel小鼠小鼠600mg/kg100mg/kg大鼠大鼠420mg/kg85mg/kg狗狗80mg/kg20mg/kg白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋白的脂亲和位点实例：实例：DHA-paclitaxelMTD（MaximumToleratedDose）最大耐受剂量：最大耐受剂量：受试物质不引起受试对象（实验动物）出现死亡的最高受试物质不引起受试对象（实验动物）出

16、现死亡的最高剂量，衡量药物毒性，剂量，衡量药物毒性，MTD越大，药物毒性越小越大，药物毒性越小由由MTD数据可看出：数据可看出：药物的毒性大大降低，药物的毒性大大降低，MTD越大，药物毒副作用越小，越大，药物毒副作用越小，允许使用的药物治疗剂量越大允许使用的药物治疗剂量越大白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋白的脂亲和位点实例：实例：DHA-paclitaxel荷瘤动物实验（小鼠）荷瘤动物实验（小鼠）肿瘤大小和重量变化肿瘤大小和重量变化动物体重变化动物体重变化剂剂量量设设计计DHA-paclitaxelPaclitaxel等毒性浓度等毒性浓度

17、mg/kgmg/kg）27.456010901512020肿瘤的肿瘤的平均平均重量重量 (mg)接种癌细胞后的天数接种癌细胞后的天数 (天天)小小鼠接种癌细胞鼠接种癌细胞7天后，肿瘤重量约在天后，肿瘤重量约在65mg；第七天开始，尾静脉注射用药，；第七天开始，尾静脉注射用药，每天一次，连续每天一次，连续5天，之后观察肿瘤变化和动物生长状态天，之后观察肿瘤变化和动物生长状态白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋白的脂亲和位点实例：实例：DHA-paclitaxel荷瘤动物实验（小鼠）荷瘤动物实验（小鼠）肿瘤大小和重量变化肿瘤大小和重量变化动物体

18、重变化动物体重变化活体动物实验表明活体动物实验表明:与与Paclitaxel相比相比，DHA-paclitaxel抗癌效果显著增加抗癌效果显著增加细胞水平与动物水平的实验差距非常明显细胞水平与动物水平的实验差距非常明显Why?药效动力学和药代动力学药效动力学和药代动力学白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋白的脂亲和位点实例：实例：DHA-paclitaxelClearanceRate清除率：清除率：单位时间内某物质从经肾脏由尿液中排出的药物量单位时间内某物质从经肾脏由尿液中排出的药物量大鼠大鼠DHA-paclitaxelPaclitaxel清

19、除率清除率(ml/min/kg)0.328.2DHA-paclitaxel经肾排除的量大大较少经肾排除的量大大较少由于绝大部分由于绝大部分DHA-paclitaxel(99.60.057%)与血浆蛋白结合与血浆蛋白结合(主要是白蛋主要是白蛋白白)，利用白蛋白的优势改善药物，利用白蛋白的优势改善药物PK/PD白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋白的脂亲和位点实例：实例：DHA-paclitaxel(Vd)ThevolumeofDistribution分布容积：分布容积：当药物在体内达动态平衡后，体内药量与血药浓度之比值称当药物在体内达动态平衡后

20、体内药量与血药浓度之比值称为表观分布容积，为表观分布容积，Vd越大，代表血液中药物更容易扩散或进入人体组织越大，代表血液中药物更容易扩散或进入人体组织和器官和器官大鼠大鼠DHA-paclitaxelPaclitaxel分布容积分布容积(L/kg)0.0584.3 Vd的差异表明，经脂肪酸化修饰后，前药与血浆中白蛋白广泛结合，增的差异表明，经脂肪酸化修饰后，前药与血浆中白蛋白广泛结合，增加了药物在血液循环中的时间，加了药物在血液循环中的时间，实现药物体内长循环实现药物体内长循环血浆中的紫杉醇则血浆中的紫杉醇则快速经肾排除快速经肾排除或者或者进入人体其他组织和器官进入人体其他组织和器官，造成正，

21、造成正常组织和器官的毒副作用，常组织和器官的毒副作用，Vd从一定程度上也能反应药物的系统毒性从一定程度上也能反应药物的系统毒性白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋白的脂亲和位点实例：实例：DHA-paclitaxelt1/2药物半衰期：药物半衰期：一般指药物在血浆中最高浓度降低一半所需的时间，反映一般指药物在血浆中最高浓度降低一半所需的时间，反映了药物从血液循环中的循环时间了药物从血液循环中的循环时间大鼠大鼠DHA-paclitaxelPaclitaxel半衰期半衰期(h)12216t1/2的差异表明，经脂肪酸化修饰后，前药与血浆中白蛋白广泛

22、结合，增的差异表明，经脂肪酸化修饰后，前药与血浆中白蛋白广泛结合，增加了药物在血液循环中的时间，加了药物在血液循环中的时间，实现药物体内长循环实现药物体内长循环白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋白的脂亲和位点实例：实例：DHA-paclitaxelAUC（AreaUndertheConcentration-timecurve）浓度浓度-时间曲线下面积：时间曲线下面积：体现药物的体内稳定性，释放效率，组织积累效体现药物的体内稳定性，释放效率，组织积累效应应小鼠小鼠DHA-paclitaxel(DHA-Pac)Paclitaxel(Pac)等毒

23、性计量等毒性计量120mg/kg20mg/kgPacDHA-PacPacDHA-Pac血浆血浆AUCAUC611280334-肌肉肌肉AUCAUC45157622-肿瘤肿瘤AUCAUC101310028175-荷瘤小鼠在荷瘤小鼠在等毒计量等毒计量下肿瘤组织下肿瘤组织AUC的比较的比较小鼠小鼠(DHA-Pac)(Pac)PacDHA-PacPacDHA-Pac肿瘤肿瘤AUCAUC101310028175-DHA-Pac(120mg/kg)Pac(20mg/kg)肿瘤组织肿瘤组织 Pac浓度浓度(nM)小时小时白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋

24、白的脂亲和位点实例：实例：DHA-paclitaxelAUC（AreaUndertheConcentration-timecurve）浓度浓度-时间曲线下面积：时间曲线下面积：体现药物的体内稳定性，释放效率，组织积累效体现药物的体内稳定性，释放效率，组织积累效应应由由AUC数数据可以看出据可以看出DHA-paclitaxel具有明显的药物缓释效应具有明显的药物缓释效应DHA-paclitaxel能够在肿瘤组织中大量积累，然后缓慢释放药物，能够在肿瘤组织中大量积累，然后缓慢释放药物，最终实现药物在肿瘤组织的积累最终实现药物在肿瘤组织的积累Paclitaxel突突释现象象严重，而且重，而且维持有效

25、持有效浓度的度的时间短，最短，最终在在肿瘤中的瘤中的药物物总量也量也较少少-白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋白的脂亲和位点实例：实例：DHA-paclitaxelIC50活体肿瘤抑活体肿瘤抑制实验制实验AUCVdMTDt1/2清除率清除率根据以上根据以上结果，果，决决定定DHA-paclitaxel进入入临床床实验Protarga公司的公司的Taxoprexin（二十二碳六烯紫杉醇）（二十二碳六烯紫杉醇）Protarga已在英国和美国的20多个试验点开始Taxoprexin(DHA paclitaxel)对400多位患者的II期试验，研究

26、该药对8种不同肿瘤（非小细胞肺癌、乳腺癌、结直肠癌、肾癌、胰腺癌、前列腺癌、胃癌和皮肤癌）的疗效白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路1利用白蛋白的脂亲和位点利用白蛋白的脂亲和位点实例：实例：DHA-paclitaxel制备剂型需要乳化剂，增加药物毒性制备剂型需要乳化剂，增加药物毒性II期临床：食道癌的，实验效果不佳，耐受性很好，但是与受试癌症期临床：食道癌的，实验效果不佳，耐受性很好，但是与受试癌症的常规治疗药物相比，没有明显优势。的常规治疗药物相比，没有明显优势。III期临床：非小细胞肺癌，转移性恶性期临床：非小细胞肺癌，转移性恶性黑色素瘤黑色素瘤DHA-paclitax

27、el胞内裂解机制未知，所以药物释放效率难以预测胞内裂解机制未知，所以药物释放效率难以预测白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路借助白蛋白借助白蛋白的氨基酸残基的氨基酸残基每个白蛋白分子每个白蛋白分子中约中约有有59个个赖氨酸赖氨酸残基残基和和1个个N-端端羧基均可以用于药物连接羧基均可以用于药物连接每个每个白蛋白白蛋白分子分子中中含有可参与反应的含有可参与反应的Cys-34残基残基白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路两两类氨基酸残基氨基酸残基第一种第一种利用利用赖氨酸残基赖氨酸残基形成形成酰胺键酰胺键第二种第二种将将半胱氨酸残基半胱氨酸残基与马来酰亚胺基与

28、马来酰亚胺基相连相连将药物分子直接或者通过将药物分子直接或者通过linker与白蛋白分子共价相连与白蛋白分子共价相连借助白蛋白借助白蛋白的氨基酸残基的氨基酸残基白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路2借助白蛋白借助白蛋白的的 赖氨酸残基赖氨酸残基Methotrexate-Albumin(MTX-HAS)：氨甲喋呤氨甲喋呤与白蛋白的共价偶联物与白蛋白的共价偶联物实例：实例：MTX-HSA 白蛋白白蛋白氨甲喋呤氨甲喋呤将药物与白蛋白通过酰胺键直接与白蛋白赖氨酸残基相连将药物与白蛋白通过酰胺键直接与白蛋白赖氨酸残基相连白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路2借助白

29、蛋白借助白蛋白的的 赖氨酸残基赖氨酸残基实例：实例：MTX-HSA 药物的修饰会改变白蛋白的生化性质，修饰的药物的修饰会改变白蛋白的生化性质，修饰的MTX越多，越倾越多，越倾向于积聚于肝脏，同时癌细胞对偶联物的吞噬效率也降低，偶联向于积聚于肝脏，同时癌细胞对偶联物的吞噬效率也降低，偶联物血浆半衰期降低物血浆半衰期降低当当MTX与与HAS按按1:1的平均比例结合时，的平均比例结合时，MTX-HAS的抗癌效的抗癌效果最好果最好细胞通过叶酸受体介导或者白蛋白受体介导的途径吞噬细胞通过叶酸受体介导或者白蛋白受体介导的途径吞噬MTX-HAS并进入溶酶体系统并进入溶酶体系统白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋

30、白作为载体的药物开发思路2借助白蛋白借助白蛋白的的 赖氨酸残基赖氨酸残基实例：实例：MTX-HSA t1/2药物半衰期：药物半衰期：一般指药物在血浆中最高浓度降低一半所需的时间，反映一般指药物在血浆中最高浓度降低一半所需的时间，反映了药物从血液循环中的循环时间了药物从血液循环中的循环时间人体人体HSAMTX-HSAMTX半衰期半衰期19天天15-18天天4h白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路2借助白蛋白借助白蛋白的的 赖氨酸残基赖氨酸残基实例：实例：MTX-HSA MTD（MaximumToleratedDose）最大耐受剂量：最大耐受剂量：受试物质不引起受试对象（实验动

31、物）出现死亡的最高受试物质不引起受试对象（实验动物）出现死亡的最高剂量，衡量药物毒性，剂量，衡量药物毒性，MTD越大，药物毒性越小越大，药物毒性越小受试动物受试动物MTX-HSAMTX裸鼠裸鼠12.5mg/kg100mg/kg修饰后修饰后MTD的变化跟药物本身性质有关的变化跟药物本身性质有关肝脏对肝脏对MTX-HAS的吞噬绝对值增加的吞噬绝对值增加受试动物受试动物MTX-HSAMTX裸鼠裸鼠12.5mg/kg100mg/kg受试动物受试动物MTX-HSAMTX裸鼠裸鼠12.5mg/kg100mg/kg白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路2借助白蛋白借助白蛋白的的 赖氨酸残基

32、赖氨酸残基实例：实例：MTX-HSA 药物在肿瘤组织的积累药物在肿瘤组织的积累药物注射药物注射24h后，药物在肿瘤组织积累的百分比后，药物在肿瘤组织积累的百分比大鼠大鼠MTX-HSAMTX剂量剂量12.5mg/kg100mg/kg百分比百分比14%0.04%白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路2借助白蛋白借助白蛋白的的 赖氨酸残基赖氨酸残基实例：实例：MTX-HSA AUC（AreaUndertheConcentration-timecurve）浓度浓度-时间曲线下面积：时间曲线下面积：体现药物的体内稳定性，释放效率，组织积累效体现药物的体内稳定性，释放效率，组织积累效应应

33、大鼠大鼠MTX-HSAMTX等药剂量等药剂量两组剂量均折合两组剂量均折合MTX剂量剂量2mg/kg血浆血浆AUCAUC(0(0)1156 molh/l9.11 molh/l白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路2借助白蛋白借助白蛋白的的 赖氨酸残基赖氨酸残基实例：实例：MTX-HSA MTX-HAS相比相比于于MTX的优势的优势（1）显著提高药物血液中的）显著提高药物血液中的AUC：长循环：长循环（2）显著提高药物在肿瘤组织的积累）显著提高药物在肿瘤组织的积累（3）MTX-HSA与与2006年进入二期临床，效果不是很显著年进入二期临床，效果不是很显著（4）MTX-HAS胞内裂

34、解机制和药物释放效率未知胞内裂解机制和药物释放效率未知白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路3借助白蛋白的借助白蛋白的 半胱氨酸残基半胱氨酸残基药linker将药物与带有马来酰亚胺基的将药物与带有马来酰亚胺基的linker相连相连在体内或者体外与白蛋白的在体内或者体外与白蛋白的Cys-34残基相连残基相连白蛋白白蛋白S白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路3借助白蛋白的借助白蛋白的 半胱氨酸残基半胱氨酸残基药linker一般将一般将马来酰亚胺马来酰亚胺基化的前药制成药物，注射使用，当药物基化的前药制成药物，注射使用，当药物进入血液循环后再与白蛋白进入血液循环

35、后再与白蛋白Cys-34反应反应Why?白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路3借助白蛋白的借助白蛋白的 半胱氨酸残基半胱氨酸残基血液环境中血液环境中只有白蛋白的只有白蛋白的Cys残基以自由巯基的形式存在残基以自由巯基的形式存在血液环境中，血液环境中，低分子量的巯基化物浓度比较低低分子量的巯基化物浓度比较低（半胱氨酸半胱氨酸:10-12M；同型；同型半胱氨酸半胱氨酸:0.15-0.25M；半胱；半胱氨氨:3-4M；GSH:4-5M）血液循环中的巯基总量约在血液循环中的巯基总量约在400-500M，白蛋白上的，白蛋白上的Cys-34残残基约占血浆巯基总量的基约占血浆巯基总量的8

36、0-90%在在使用具有针对巯基的活性基团的前药，其主要与白蛋白上的使用具有针对巯基的活性基团的前药，其主要与白蛋白上的Cys-34残基发生残基发生反应反应白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路3借助白蛋白的借助白蛋白的 半胱氨酸残基半胱氨酸残基实例：实例：DOXO-EMCH阿霉素阿霉素通过腙键与通过腙键与linker相连相连白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路3借助白蛋白的借助白蛋白的 半胱氨酸残基半胱氨酸残基实例：实例：DOXO-EMCHMTD（MaximumToleratedDose）最大耐受剂量：最大耐受剂量：受试物质不引起受试对象（实验动物）出现死

37、亡的最高受试物质不引起受试对象（实验动物）出现死亡的最高剂量，衡量药物毒性，剂量，衡量药物毒性，MTD越大，药物毒性越小越大，药物毒性越小受试对象受试对象DOXO-EMCHDOXO裸鼠裸鼠4c c0 0c c0 0人人340mg/kg60mg/kg白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路3借助白蛋白的借助白蛋白的 半胱氨酸残基半胱氨酸残基实例：实例：DOXO-EMCH荷瘤动物实验（小鼠）荷瘤动物实验（小鼠）肿瘤大小和重量变化肿瘤大小和重量变化动物体重变化动物体重变化剂剂量量设设计计裸鼠裸鼠DOXO-EMCHDOXO等毒性浓度等毒性浓度（mg/kgmg/kg）324 mg/kg2

38、8 mg/kgTherapeutic efficacy of doxorubicin and DOXO-EMCHin the mammarycarcinomaxenograft3366(一组7只)Therapeutic efficacy of doxorubicin and DOXO-EMCH in theovariancarcinomaxenograftA2780(一组6只)Therapeutic efficacy of doxorubicin and DOXO-EMCH in theSCLCxenograftH209(一组8只)白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路3借助

39、白蛋白的借助白蛋白的 半胱氨酸残基半胱氨酸残基实例：实例：DOXO-EMCHt1/2药物半衰期：药物半衰期：一般指药物在血浆中最高浓度降低一半所需的时间，反映一般指药物在血浆中最高浓度降低一半所需的时间，反映了药物从血液循环中的循环时间了药物从血液循环中的循环时间人体人体DOXO-EMCHDOXO半衰期半衰期15-18天天4h白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路3借助白蛋白的借助白蛋白的 半胱氨酸残基半胱氨酸残基实例：实例：DOXO-EMCHClearanceRate清除率：清除率：单位时间内某物质从经肾脏由尿液中排出的药物量单位时间内某物质从经肾脏由尿液中排出的药物量大鼠

40、大鼠DOXO-EMCHDOXO清除率清除率(ml/min/m2)2-4580白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路3借助白蛋白的借助白蛋白的 半胱氨酸残基半胱氨酸残基实例：实例：DOXO-EMCH(Vd)ThevolumeofDistribution分布容积：分布容积：当药物在体内达动态平衡后，体内药量与血药浓度之比值称当药物在体内达动态平衡后，体内药量与血药浓度之比值称为表观分布容积，为表观分布容积，Vd越大，代表血液中药物更容易扩散或进入人体组织越大，代表血液中药物更容易扩散或进入人体组织和器官和器官人人DOXO-EMCHDOXO分布容积分布容积(L/m2)2870011

41、00白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路3借助白蛋白的借助白蛋白的 半胱氨酸残基半胱氨酸残基实例：实例：DOXO-EMCHAUC（AreaUndertheConcentration-timecurve）浓度浓度-时间曲线下面积：时间曲线下面积：体现药物的体内稳定性，释放效率，组织积累效体现药物的体内稳定性，释放效率，组织积累效应应人体人体DOXO-EMCHDOXO等毒性计量等毒性计量单次给药单次给药340mg/kg60mg/kg血浆血浆AUCAUCallall2547 h mol/L3 h mol/L白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路3借助白蛋白的借助

42、白蛋白的 半胱氨酸残基半胱氨酸残基实例：实例：DOXO-EMCHDOXO-EMCH相比于相比于DOXO的优势的优势（1）显著提高药物血液中的）显著提高药物血液中的AUC：长循环：长循环（2）降低阿霉素在外周组织的分布从而降低毒性）降低阿霉素在外周组织的分布从而降低毒性白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路实例：实例：DOXO-EMCHAldoxorubicin(CytRx公司公司)=DOXO-EMCHIII期临床：软组织癌期临床：软组织癌II期临床：小细胞肺癌，期临床：小细胞肺癌，卡波西氏卡波西氏肉瘤，肉瘤，恶性恶性胶质瘤胶质瘤3借助白蛋白的借助白蛋白的 半胱氨酸残基半胱氨酸

43、残基白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路4白蛋白纳米颗粒为载体白蛋白纳米颗粒为载体实例：实例：ABI-007白蛋白紫杉白蛋白紫杉醇（醇（Abraxane）采用高压均浆技术将紫杉醇与白蛋白制备成直径在采用高压均浆技术将紫杉醇与白蛋白制备成直径在130nm附近的纳米颗粒附近的纳米颗粒白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路4白蛋白纳米颗粒为载体白蛋白纳米颗粒为载体实例实例：白蛋白紫杉醇（白蛋白紫杉醇（Abraxane）LD50（HalfLethalDose)半数致死剂量：半数致死剂量：指化学物质引起一半受试对象出现死亡所需要的剂量，指化学物质引起一半受试对象出现

44、死亡所需要的剂量，LD50越小，药物毒性越大越小，药物毒性越大AbraxaneTaxol裸鼠（裸鼠（mg/kg/d）4730白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路4白蛋白纳米颗粒为载体白蛋白纳米颗粒为载体实例实例：白蛋白紫杉醇（白蛋白紫杉醇（Abraxane）MTD（MaximumToleratedDose）最大耐受剂量：最大耐受剂量：受试物质不引起受试对象（实验动物）出现死亡的最高受试物质不引起受试对象（实验动物）出现死亡的最高剂量，衡量药物毒性，剂量，衡量药物毒性，MTD越大，药物毒性越小越大，药物毒性越小受试动物受试动物AbraxaneTaxol裸鼠裸鼠（mg/kg/d

45、3013.4由由LD50和和MTD数据显示数据显示：白蛋白紫杉醇的毒性明显降低白蛋白紫杉醇的毒性明显降低白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路4白蛋白纳米颗粒为载体白蛋白纳米颗粒为载体实例实例：白蛋白紫杉醇（白蛋白紫杉醇（Abraxane）肿瘤对紫杉醇吸收系数肿瘤对紫杉醇吸收系数肿瘤对紫杉醇吸收系数：肿瘤对紫杉醇吸收系数：反应了两种剂型对肿瘤组织的穿透（渗透）能反应了两种剂型对肿瘤组织的穿透（渗透）能力，该系数越大，对肿瘤组织的穿透力越强力，该系数越大，对肿瘤组织的穿透力越强裸鼠裸鼠AbraxaneTaxol等药剂量等药剂量裸鼠（裸鼠（h-1）0.430.13白蛋白作为载体

46、的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路4白蛋白纳米颗粒为载体白蛋白纳米颗粒为载体实例实例：白蛋白紫杉醇（白蛋白紫杉醇（Abraxane）AUC（AreaUndertheConcentration-timecurve）浓度浓度-时间曲线下面积：时间曲线下面积：体现药物的体内稳定性，释放效率，组织积累效应体现药物的体内稳定性，释放效率，组织积累效应裸鼠裸鼠AbraxaneTaxol等药计量等药计量20mg/kg20mg/kg肿瘤组织紫杉醇肿瘤组织紫杉醇AUCAUC（nCi hour/g）36322739白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路4白蛋白纳米颗粒为载体白蛋白纳米颗粒

47、为载体实例实例：白蛋白紫杉醇（白蛋白紫杉醇（Abraxane）动物实验表明动物实验表明Abraxane的优势的优势（1）显著提高紫杉醇在肿瘤组织中的富集）显著提高紫杉醇在肿瘤组织中的富集（2）降低紫杉醇毒性）降低紫杉醇毒性白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路4白蛋白纳米颗粒为载体白蛋白纳米颗粒为载体实例实例：白蛋白紫杉醇（白蛋白紫杉醇（Abraxane）MTD（MaximumToleratedDose）最大耐受剂量：最大耐受剂量：受试物质不引起受试对象（实验动物）出现死亡的最高受试物质不引起受试对象（实验动物）出现死亡的最高剂量，衡量药物毒性，剂量，衡量药物毒性，MTD越大

48、药物毒性越小越大，药物毒性越小人（人（Phase IPhase I）AbraxaneTaxol等毒剂量等毒剂量260mg/kg175mg/kg清除率清除率(mg/m2)Anevery-3-weeksregimen300175Aweeklyregimen15080白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路4白蛋白纳米颗粒为载体白蛋白纳米颗粒为载体实例实例：白蛋白紫杉醇（白蛋白紫杉醇（Abraxane）注射所需平均时间注射所需平均时间人体人体AbraxaneTaxol注射所需平注射所需平均时间均时间30分钟分钟3小时小时白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路4白蛋

49、白纳米颗粒为载体白蛋白纳米颗粒为载体实例实例：白蛋白紫杉醇（白蛋白紫杉醇（Abraxane）t1/2药物半衰期：药物半衰期：一般指药物在血浆中最高浓度降低一半所需的时间，反映了药一般指药物在血浆中最高浓度降低一半所需的时间，反映了药物从血液循环中的循环时间物从血液循环中的循环时间人体人体AbraxaneTaxol半衰期半衰期21.6h20.5h白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路4白蛋白纳米颗粒为载体白蛋白纳米颗粒为载体实例实例：白蛋白紫杉醇（白蛋白紫杉醇（Abraxane）ClearanceRate清除率：清除率：单位时间内某物质从经肾脏由尿液中排出的药物量单位时间内某物

50、质从经肾脏由尿液中排出的药物量人人AbraxaneTaxol清除率清除率(L/hm2)2115白蛋白作为载体的药物开发思路白蛋白作为载体的药物开发思路4白蛋白纳米颗粒为载体白蛋白纳米颗粒为载体实例实例：白蛋白紫杉醇（白蛋白紫杉醇（Abraxane）(Vd)ThevolumeofDistribution分布容积：分布容积：当药物在体内达动态平衡后，体内药量与血药浓度之比值称当药物在体内达动态平衡后，体内药量与血药浓度之比值称为表观分布容积，为表观分布容积，Vd越大，代表血液中药物更容易扩散或进入人体组织越大，代表血液中药物更容易扩散或进入人体组织和器官和器官人人AbraxaneTaxol分布容积