近幾年，全球多肽藥物市場(chǎng)整體處于發(fā)展上升期，市場(chǎng)規(guī)模復(fù)合增速達(dá)12%以上，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到280多億美元。因?yàn)槎嚯脑跈C(jī)體內(nèi)扮演的角色多種多樣，參與眾多生理功能，所以多肽藥物的發(fā)展前景不可限量。而在多肽藥物的研發(fā)中，由于多肽的諸多特點(diǎn)，造成了其在分析過(guò)程中的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)。美迪西生物藥物分析部主任章登吉博士在第一期美迪西云講堂上，針對(duì)多肽類藥物生物分析的挑戰(zhàn)與對(duì)策展開(kāi)了討論和分享。
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01 多肽藥物的特點(diǎn)與研發(fā)的現(xiàn)狀
小分子肽是介于氨基酸和蛋白質(zhì)之間的一種生化物質(zhì)，是多個(gè)氨基酸聚合而成的短鏈，與蛋白質(zhì)之間一直未有明確界限。多肽的制備方法主要有天然提取，化學(xué)合成，基因工程，和生物重組法等，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的多肽最常用化學(xué)合成的方法制備獲得，是多肽藥物的主要制備方式。
與傳統(tǒng)的化學(xué)藥物和蛋白質(zhì)類似藥物相比，多肽藥物具有以下優(yōu)勢(shì)：
多肽作為藥物的優(yōu)勢(shì)
| 藥物 | 分子量 | 活性 | 特異性 | 免疫原性 | 純度 | 成本 |
| 化學(xué)藥 | ≤ 500 | 較低 | 弱 | 無(wú) | 不絕對(duì) | 低 |
| 多肽藥 | 500-10000 | 高 | 強(qiáng) | 低或無(wú) | 不絕對(duì) | 高 |
| 蛋白藥 | ≤10000 | 高 | 強(qiáng) | 有 | 不絕對(duì) | 更高 |
多肽藥物的活性顯著，特異性較強(qiáng)，與受體的親和性好，毒性較弱且不易在體內(nèi)蓄積；與蛋白類大分子藥物相比，除了多肽疫苗外，多肽類藥物免疫原性相對(duì)較小，用藥劑量少，單位活性更高，易于合成、改造和優(yōu)化，產(chǎn)品純度高，質(zhì)量可控，能夠迅速確定藥用價(jià)值。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，有約500多個(gè)多肽產(chǎn)品在全球進(jìn)入開(kāi)發(fā)階段，約73種多肽產(chǎn)品，在美國(guó)和其它國(guó)家獲批，150多種多肽在臨床階段，近一半在臨床二期，每年陸陸續(xù)續(xù)都有新的多肽藥物獲批，近三年獲美國(guó)FDA獲批的多肽藥物參見(jiàn)下表：
在80年代早期所研發(fā)的多肽長(zhǎng)度大多不超過(guò)10個(gè)氨基酸，現(xiàn)在近幾十年內(nèi)有所增加，趨向于40個(gè)氨基酸甚至更長(zhǎng)。2019年口服索馬魯肽在美國(guó)FDA獲批轟動(dòng)業(yè)內(nèi)，因?yàn)殚L(zhǎng)度較大的多肽類藥物，想要實(shí)現(xiàn)口服、腸道吸收就必須面臨腸道中多種肽酶降解的挑戰(zhàn)，口服索瑪魯肽的獲批無(wú)疑為業(yè)界在新劑型的多肽藥物的開(kāi)發(fā)方面起到了里程碑意義的示范作用。未來(lái)多肽藥物的研發(fā)除了基于劑型的改變和優(yōu)化，新的多肽藥物遞送方式、半衰期被延長(zhǎng)的修飾化或融合多肽藥物將推動(dòng)此類藥物分子的發(fā)展。此外，腫瘤抗原肽的開(kāi)發(fā)也成為當(dāng)前腫瘤研究領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。
多肽類分子作為藥物亦有其弊端：多肽類藥物半衰期短，會(huì)被機(jī)體快速消除，為了達(dá)到有效濃度可能需要頻繁給藥，成本較高且給患者造成較大的生活負(fù)擔(dān)；穩(wěn)定性差，容易被酶解，甚至對(duì)酸、堿、高溫或有機(jī)溶劑等敏感而容易失活等。
02 多肽類藥物生物分析的挑戰(zhàn)
多肽的生物分析主要包括PK藥代動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)，TK毒代動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)以及抗藥抗體ADA試驗(yàn)。分析所用到的方法主要包括LC-MS/MS和LBA配體受體結(jié)合試驗(yàn)。在多肽藥物的分析方法建立中，正是由于多肽的種種特征，造成了其生物分析的挑戰(zhàn)和難點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾方面：
（1）分子量小、半衰期短
檢測(cè)多肽的關(guān)鍵試劑是抗體。而多肽的分子量小，結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，使得多肽表位數(shù)目有限，往往具有類半抗原的性質(zhì)，抗體難以產(chǎn)生或效價(jià)極低，這都為生物分析關(guān)鍵性試劑抗體的制備帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。由于多肽的半衰期短，在機(jī)體中往往表現(xiàn)為快速消除，因此生物分析方法的靈敏度和檢測(cè)下限有了更高的要求。
（2）給藥方式與給藥劑量
在眾多的給藥方式中，靜脈給藥是生物利用度最高的，而許多較長(zhǎng)的多肽類藥物在血液中的半衰期一般很短，靜脈注射后很快就被清除或降解。非靜脈給藥的方式生物利用度低給生物分析提出了挑戰(zhàn)。如許多激素類藥物多為皮下給藥，且藥劑量偏低，因此需要檢測(cè)方法更加靈敏，更低的檢測(cè)下限。
（3）內(nèi)源性對(duì)應(yīng)物的干擾
在對(duì)有內(nèi)源性對(duì)應(yīng)物的多肽分子建立分析方法時(shí)，我們需要特異性非常高的抗體試劑才能夠區(qū)分出內(nèi)源性和外源性的分子，這就給抗體的制備帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。同時(shí)，由于多肽的內(nèi)源性對(duì)應(yīng)物在體內(nèi)是動(dòng)態(tài)變化的，因此能夠區(qū)分并排除內(nèi)源性分子干擾分析方法是很必要的。
（4）穩(wěn)定性的影響
多肽類產(chǎn)品的穩(wěn)定性問(wèn)題是在生物分析方法開(kāi)發(fā)中常見(jiàn)的問(wèn)題，尤其是一些缺乏修飾基團(tuán)或多肽兩端缺乏保護(hù)性基團(tuán)的肽類分子。許多分子在高溫、凍存、震蕩或酸堿條件下，脆弱敏感，甚至降解或構(gòu)象變化為生物分析方法各種細(xì)節(jié)性的質(zhì)量控制等都帶來(lái)挑戰(zhàn)。
03 多肽藥物生物分析的應(yīng)對(duì)策略
針對(duì)分子量小，難以制備特異性的高效價(jià)抗體的挑戰(zhàn)，我們可以采取利用大分子抗原作為載體與多肽進(jìn)行偶聯(lián)的免疫策略，并嘗試不同的免疫佐劑來(lái)激發(fā)機(jī)體的免疫反應(yīng)，產(chǎn)生抗體。必要時(shí)也可考慮多肽抗原的同源串聯(lián)重組表達(dá)；免疫時(shí)盡可能選擇與多肽分子同源性相距遠(yuǎn)的動(dòng)物種屬免疫。
對(duì)于多肽分子的內(nèi)源性對(duì)應(yīng)物的干擾，早做準(zhǔn)備，為具有優(yōu)質(zhì)選擇性的抗體制備提供充足時(shí)間，從而構(gòu)建一個(gè)非常特異的針對(duì)外源性藥物分子的方法，必要時(shí)盡可能采用對(duì)內(nèi)、外源性分子分別開(kāi)發(fā)方法以計(jì)算扣除內(nèi)源性分子；也可以結(jié)合對(duì)所分析的藥物和內(nèi)源性對(duì)應(yīng)物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上差異點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，針對(duì)性采取策略消除內(nèi)源性分子。
針對(duì)多肽分子穩(wěn)定性差、易降解的挑戰(zhàn)，有以下方法進(jìn)行應(yīng)對(duì)，如采樣時(shí)，選擇好抗凝劑或酶抑制劑防范藥物降解，利用玻璃管或添加不同的表面活性劑防止多肽的吸附或聚集等。在分析實(shí)踐中用于配制工作液或儲(chǔ)備液的各緩沖液配方很重要，美迪西生物技術(shù)藥物分析部門有好多基于經(jīng)驗(yàn)的試劑配方，可以在實(shí)踐中供大家合作試用。
提高方法的靈敏度可以基于不同的技術(shù)平臺(tái)來(lái)開(kāi)發(fā)方法，一般來(lái)說(shuō)，電化學(xué)發(fā)光法比化學(xué)發(fā)光，化學(xué)發(fā)光比熒光，熒光比普通可見(jiàn)光吸收法更容易實(shí)現(xiàn)較高的靈敏度?；诓煌男盘?hào)模式，選用不同的分子標(biāo)記方式。同樣的試劑材料，基于不同的Assay Format改變也可以改善靈敏度。另外基于底物的變化和信號(hào)放大系統(tǒng)的應(yīng)用或組合應(yīng)用也可以實(shí)現(xiàn)靈敏度的提高。
檢測(cè)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)并非絕對(duì)，基于經(jīng)驗(yàn)和原理將不同策略組合運(yùn)用尤為重要。
04 美迪西生物技術(shù)藥物分析部
美迪西生物技術(shù)藥物分析部靈活運(yùn)用ELISA, ECL, TRFIA, CLIA, IF, IP, CoIP, qPCR, FACS, ELISpot, 酶學(xué)等多種方法，支持前沿生物藥如蛋白、抗體（單抗、雙或多特異性抗體、抗體片段）、ADC、多肽、核酸、疫苗及細(xì)胞基因治療等藥物在早期開(kāi)發(fā)、臨床前和臨床階段的PK/TK/Immunogenicity(Total ADA& Nab)/Biomarker&Cytokine等研究評(píng)價(jià)。目前已經(jīng)支持了多個(gè)涉及Her2, Trop2, Muc1等靶點(diǎn)的ADC藥物，和EGFR,PCSK9, IL-17A, IL-6, IL-23, VEGF, CD47, TNF-α, CD20，TIGIT等熱門靶點(diǎn)及4-1BB, PD1, PDL-1, CTLA4等免疫檢查點(diǎn)的單抗或多抗藥物，針對(duì)CD19類的CAR-T，還有各類融合蛋白、核酸以及眾多涉及糖尿病、心血管、骨、腫瘤等相關(guān)疾病的多肽類藥物不同階段的研究工作。
THE END
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關(guān)于美迪西
美迪西（股票代碼：688202）是一家藥物研發(fā)外包服務(wù)公司(CRO)。成立于2004年2月2日，公司走過(guò)16個(gè)年頭，在上海建立了一家集化合物合成、化合物活性篩選、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、藥效學(xué)評(píng)價(jià)、藥代動(dòng)力學(xué)評(píng)價(jià)、毒理學(xué)評(píng)價(jià)、制劑研究和新藥注冊(cè)為一體的符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的綜合技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，并得到了國(guó)際藥品管理部門的認(rèn)可。美迪西普亞的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)施獲得AAALAC（國(guó)際動(dòng)物評(píng)估與認(rèn)證協(xié)會(huì)）認(rèn)證和國(guó)家藥品監(jiān)督管理局NMPA GLP證書(shū)，并已達(dá)到美國(guó)食品藥品管理局GLP標(biāo)準(zhǔn)。
美迪西擁有豐富的全球合作經(jīng)驗(yàn)，2015年以來(lái)，美迪西在全球服務(wù)超過(guò)500家活躍客戶，已為武田制藥、強(qiáng)生制藥、葛蘭素史克、羅氏制藥等多家全球性制藥公司及恒瑞醫(yī)藥、揚(yáng)子江藥業(yè)、石藥集團(tuán)、華海藥業(yè)、眾生藥業(yè)等國(guó)內(nèi)外知名客戶提供研發(fā)外包服務(wù)。
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