【文献】重组人生长激素制剂制备中的稳定性研究进展

重组人生长激素制剂制备中的稳定性研究进展

2015-01-06

[url=]中国医药工业杂志[/url]

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重组人生长激素制剂制备中的稳定性研究进展唐 姝，陈志祥，陆伟根*
中国医药工业研究总院药物制剂国家工程研究中心摘要：重组人生长激素是一种广泛应用于临床的蛋白类物质，但由于蛋白聚集及其他物理和化学方面的不稳定性因素，[size=1em]阻碍了其长效制剂的研发和应用。本文介绍了影响重组人生长激素长效制剂稳定性的处方及工艺因素、提高稳定性的手 [size=1em]段、蛋白结构及降解产物的检测方法。关键词：重组人生长激素；测定；稳定性；综述

人生长激素(hGH)由脑垂体中的促生长激素细胞分泌，是一个含191个氨基酸分子的单链蛋白，相对分子量为22000，其三级结构中含有4个螺旋环和2个二硫键。人重组生长激素(1)由DNA重组技术生产，目前被批准用于治疗儿童和成人生长激素缺乏、特纳综合征、隐睾-侏儒-肥胖-低智能综合征、儿童肾病和骨质疏松等。

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普通1制剂的给药方式为每日肌注或皮下注射，这种激素替代治疗的手段已广泛被医生和患者所接受。但每日注射给药给实际应用带来了一定的局限性，因此有越来越多长效制剂的研究以期改善其临床用药顺应性，在研的热点包括制备微球、凝胶和聚乙二醇(PEG)化等。1为蛋白分子，结构易受到外界条件的影响：如制备过程中N端的氨基酸残基会环化形成二酮哌嗪和断裂的1分子，这是1降解的一个重要途径；1分子与处方中的其他辅料发生非共价结合；辅料组成的微环境不利于1分子的稳定，造成聚集、降解和氧化等；搅拌、干燥等制备工艺对蛋白结构有直接影响，导致生理活性改变。上述情况都会对实际用药带来一定的风险。

制剂制备中的不稳定因素

辅料

聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)等聚合物普遍用于制备蛋白类药物的长效制剂，但由于PLGA在释药过程中会发生生物降解，造成微环境的pH值明显下降。Zhu等研究表明，PLGA降解时微环境的pH值可降至小于3.0，此环境下蛋白的折叠结构打开，肽键水解，最终造成分子间非共价结合形成沉淀。

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工艺

液体制剂的制备过程中常涉及到搅拌、振摇等外界机械力，同时在制剂运输、贮存和使用时也会涉及到类似的外界作用力，因此关于这些作用力对于蛋白稳定性的研究具有指导意义。

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解决界面压力造成的不稳定性

制备过程中，在搅拌、剪切等外界作用力下会不断产生空气/水界面，对1的稳定性有重大影响。可提高液面高度从而去除界面，也可使用尺寸较小的搅拌棒从而减少界面间压力。

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提高干燥制剂的稳定性

如前所述，干燥采取的操作方法对蛋白类药物的稳定性会产生影响。对于冻干制剂来说，选择合适的冻干保护剂很重要。常用的冻干保护剂为高分子聚合物类、糖类等，它们对蛋白冻融后的结构能起到保护作用。

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添加其他保护剂

对于普遍存在的聚集和脱酰胺等问题，也有一些通用的解决方案。1的疏水性核心部分能与金属离子结合，有研究表明一些二价的金属离子能诱导1形成二聚物，比单体蛋白更稳定，且这是一个可逆的过程，因此能提高蛋白的稳定性。

改变1分子的自身结构

改变1内部结构也是提高其稳定性的方法之一。1基本上是通过分子表面与特定受体的结合来发挥生理作用的，这提示其表面结构易发生分子间的连接，但这种易于发生结合的表面结构同时也可能增加分子内部的结构变化，例如使疏水性结构埋覆到分子内部，引起蛋白构象改变。

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聚集和分子一级结构改变的检测

针对1中的聚集物，可根据蛋白相对分子量的大小进行测定。常用的测定方法包括尺寸排阻色谱法(SEC)和十二烷基磺酸钠- 聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)。尺寸排阻高效液相色谱柱联合紫外(UV)、折光或多角度激光光散射(MALLS)检测能测定相对分子量不同的分离产物。

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高级结构的检测

圆二色谱(CD)法能检测蛋白质的二级结构，根据蛋白内的镜像结构得到各种立体结构的含量，由计算结果推断二级结构是否与原药相符。

活性检测

也有一些体外检测的方法能验证1的生物活性，其中包括体外效价测定、酶联免疫检测法(ELISA)和表面等离子共振法(SPR)等。

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