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多肽药物载体

收藏 2020-08-14

摘要：药物载体可以使药物释放的部位、速度、方式具有选择性和可控性，随着生物材料科学、临床医学及药物学的发展，对药物载体提出越来越高的要求。而多肽则是一种较为理想的药物载体材料，具有生物活性、无毒以及良好的相容性。本文就介绍了药物载体的一般常识，并主要介绍了多肽在药物载体方面的运用。

一、概述部分：

药物载体是随生物材料科学、临床医学及药物学的发展而逐渐兴起的一种医用生物材料制品。其本质特征是作为药物的承载者进入人体，使药物更好地发挥效力。目前已得到应用的各种药物载体的优点在于使药物释放的部位、速度、方式等具有选择性和可控性。药物载体需要满足如下条件：优良的生物相容性，即组织相容性、血液相容性、无免疫抗原性；有一定的机械强度、适当的理化性能、易于成型加工；对药物的释放速度稳定、适当；可用简便的方法消毒；准确控制药物在目的释放场所释放。[1]这些都为药物载体的分子设计提出了明确的要求。

药物载体按制备药物载体的材料可将其分为无机载体和有机载体。

无机载体根据药物与载体的结合方式不同又可以分为药库型和吸附型两类。药库型无机载体连同药物手术植入人体内患处，体液由微孔渗入载体，使药物溶解形成药液。由于载体内外存在浓度差，内部高浓度药液向低浓度处迁移，外部药液不断被吸收，载体内药液不断渗出，直至全部释放。吸附型药物载体是载体吸附一定量的药物，再将载有药物的溶液注入患者体内，被吸附的药物由载体逐渐释放出来。

有机载体是用医用高分子材料制成的药物载体。利用高分子可空释放系统可提高药物作用的可持续性和专一性，可有效、简便地提高现有药物的疗效和安全性。有机药物载体根据载体材料的降解性又可以分为：不能降解的高分子载体，如硅橡胶、聚醚氨酯等；生物可溶蚀高分子载体，如聚乙烯醇、聚原酸酯和聚碳酸酯等；生物可降解高分子载体，如聚酯可空释放材料、聚氨基酸可空释放材料、聚磷酸酯可空释放材料、聚酸酐可空释放材料、环境敏感的高分子亲水凝胶等。根据释放药物的机理还可以分为扩散控制体系和化学控制体系。扩散控制体系又可以分为库药型和基质型。前者是将药物包埋于透过性好的高分子膜中，通过膜来控制释放量；后者是将药物分散于交联的高聚物网络中来达到控制目的。化学控制体系可分为降解体系、侧链体系、溶剂活化体系、磁控制体系。

目前人们对药物载体的要求不止满足于能在患者体内指定患处按量释放药物，并且能对患者无毒副作用。还要求药物载体不以异物的形式存在于人体，而是生物降解为人体所需物质。于是越来越多的人将目光投向了生物医药载体。例如一些科学工作者将红细胞作为药物载体[2]，运用壳聚糖作为药物载体，运用聚谷胺酸作为新型药物载体等等。由于多肽是一种生物活性物质，无毒，具有良好的生物相容性。而主要用于前体药物利用肿瘤细胞的选择性激活机制用于癌症治疗，或将其引如缓释系统，制成各种载体材料控制药物释放。[5]运用多肽作为药物载体已经引起了国外很多学者的注意。

二、多肽的合成

多肽已早被人类所认识，是一种以肽键连接多个氨基酸的大分子。多肽的的合成方法也多种多样，下面就以g-聚谷胺酸的制备为例介绍多肽的合成。g-聚谷氨酸(Polyglutamicacid,PGA)是由Ｌ-谷氨酸(Ｌ-Glu)、Ｄ-谷氨酸(Ｄ-Glu)通过肽键结合形成的一种多肽分子。目前ＰＧＡ的生产技术主要有化学合成法、提取法、生物聚合法。

1 多肽的化学合成法：

多肽的的化学合成法主要有两种方式：传统的化学合成法和二聚体合成法。

传统的肽合成法是将氨基酸逐个连接形成多肽,这个过程一般包括基团保护、反应物活化、偶联和脱保护。化学合成法是肽类合成的重要方法,但合成路线长、副产物多、收率低, 尤其是含20个氨基酸以上的纯多肽合成。二聚体缩聚合成法由Ｌ-Ｇlu,Ｄ-Ｇlu及消旋体(ＤＬ-Ｇlu)反应生成α-甲基谷氨酸,再将α-甲基谷氨酸凝聚为二聚体，再和再和浓缩剂1-(3-二甲氨丙基)-3-乙基碳亚二胺盐酸盐及1-羟苯基三吡咯(1- hydroxy benzotriazole)水合物在Ｎ,Ｎ二甲基甲酰胺中发生凝聚。目前，许多多肽的合成都采用该方法合成。因为这样可以较快的获得所需的分子量较大的多肽。不过在一些情况下，这样的合成方法受到限制。比如在合成丙胺酸多肽时，到四聚体以后就很难再聚合了，因为这种多肽不易溶于溶剂。

2 提取法

提取法是从某些生物体内提取多肽再经过洗涤得到高纯度、高分子量的多肽。以PGA为例，早期日本大多就是用乙醇将纳豆(一种日本的传统食品)中的ＰＧＡ分离提取出来。国内外许多科研工作者也习于从生物体内提取多肽，比如从蚕的丝腺体内提取丝素蛋白，从蜘蛛丝腺体内提取丝蛋白。从而也可以得到多肽。但是，这种方法由于某种多肽在生物体内存在的数量有限，很难按照人们的意愿得到相应的多胎。而且浪费比较严重。

3 微生物的生物聚合法

这种方法是利用微生物发酵得到某种多肽的高粘度发酵液，再利用有机溶剂沉淀法、化学沉淀法或膜分离沉淀法进行分离得到所需的多肽。1942年Ｂovarnick等发现芽孢杆菌属微生物能在培养基中蓄积γ-ＰＧＡ。于是利用微生物生物聚合生成γ-ＰＧＡ的研究变的活跃。

就γ-ＰＧＡ而言，地衣杆菌ATCC9945a,枯草芽孢杆菌族中的许多杆菌都能生产该多肽。利用地衣杆菌，不同的碳源、氮源和ｐＨ值及是否通气等因素对地衣杆菌发酵生产γ-ＰＧＡ有明显的影响。HoNam等人[6] 配制了以适当比例的甘油, ＬＧｌｕ,柠檬酸,ＮＨ4Ｃｌ,Ｋ2ＨＰＯ4,ＭｇＳＯ4·7Ｈ2Ｏ,ＦｅＣｌ3·6Ｈ2Ｏ,ＣａＣｌ2·2Ｈ2Ｏ,ＭｎＳＯ4·Ｈ2Ｏ组成的培养基,在37℃、ｐＨ6.5、通入纯氧和空气的混合气并保持氧压力在30%饱和度以上的条件下发酵培养4ｈ,可得到高产量的γ-ＰＧＡ发酵液。发酵液经过有机溶剂沉淀法、化学沉淀法或膜分离沉淀法.

三、多肽用作药物载体

多肽用作药物载体，既可以用作药物载体的修饰剂，也可以作为药物载体的主要组成部分。多肽与药物的结合方式也多种多样。除此之外，多肽还可以用作药物前体。由于多肽优良的性能，所以表现出较大的医用潜力。

1 多肽用做药物载体的修饰剂

凌世长、赵明、彭师奇等报道了精-甘-天-丝氨酸（RGDS,Arg-gly-Asp-Ser）四肽修饰脂质体作为药物载体导向溶栓的研究。运用血小板的纤维蛋白原（fibrinogen FG）受体配基RGDS肽作为导向归巢装置（homing devices）, 偶联于包裹尿激素UK（urokinase）的脂质体。[7]

先将RGDS肽进行演化。RGDS与N-Hydroxysuccinimideaster-Palmitie acid(1:1mol比)混合置于含2%脱氧胆酸钠的PBS（PH=7.4）,4°C搅拌过夜。用14C标记脂质体。采用卵磷脂、胆固醇、和硬脂酸酰胺按摩尔比7：3：1溶于氯仿-甲醇溶液中，并加入14C-二油酰磷脂酰胆碱（14C-DOPC）氮气吹干成薄膜，加入PSB液，磁力搅拌器搅匀，超声20分钟制成多相脂酯体。将多相脂酯体配成溶液，并与上述RGDS衍化肽液以1：1体积比混合搅匀，经Liposomate 仪透析制备成RGDS修饰的14C-脂质体，其成分除于14C-脂质体相同外，含有RGDS 83μm/ml 。