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摘要

肽類藥物具有高效性、高特異性、低毒性, 被廣泛應(yīng)用于多種疾病的臨床治療。由于肽類藥物胃腸道滲透性低, 易被酶降解, 加之諸多生理屏障, 口服生物利用度極低, 通常采用注射給藥。但與便利性更高、患者依從性更好的口服給藥相比, 注射給藥的依從性較差, 易出現(xiàn)不良反應(yīng)。近年大量研究集中于基于滲透增強(qiáng)劑(penetration enhancers, PEs)的促滲技術(shù)以提高肽類藥物的口服生物利用度。本文綜述了常用的PEs包括表面活性劑(辛酸鈉、癸酸鈉、烷基糖苷、膽鹽)、螯合劑、殼聚糖、細(xì)胞穿透肽等的作用機(jī)制及臨床應(yīng)用情況, 并總結(jié)了相關(guān)專利技術(shù)(Eligen™、TPE™、GIPET™、POD™、Peptelligence™), 促進(jìn)口服肽類制劑的研發(fā)和臨床轉(zhuǎn)化。

 

關(guān)鍵詞

口服肽類藥物; 滲透增強(qiáng)劑; 作用機(jī)制; 臨床應(yīng)用; 專利技術(shù)

 

肽類藥物生物活性高、特異性強(qiáng)、生物相容性好, 常用于多種疾病的治療, 如糖尿病、短腸綜合征、骨質(zhì)疏松癥等?？诜念愃幬锵噍^于注射劑具有高便利性, 高依從性, 但因其自身理化性質(zhì)及胃腸道生理屏障的影響, 口服生物利用度極低。滲透增強(qiáng)劑(penetration enhancers, PEs)能促進(jìn)藥物穿越細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞, 提升藥物在腸黏膜中的滲透和吸收, 目前已在胰島素、奧曲肽、鮭魚降鈣素等肽類藥物中有了較多的應(yīng)用。本文介紹了口服肽類藥物所面臨的問題, 滲透增強(qiáng)劑的促滲機(jī)制及臨床應(yīng)用情況, 并總結(jié)了相關(guān)專利技術(shù)(Eligen™、TPE™、GIPET™、POD™、Peptelligence™), 為PEs在口服肽類制劑的研發(fā)和臨床轉(zhuǎn)化提供新的認(rèn)識(shí)。

 

1口服肽類藥物的優(yōu)勢(shì)及面臨的挑戰(zhàn)

1.1 口服肽類藥物的優(yōu)勢(shì)

多肽通常是由2~50個(gè)氨基酸組成的具有特定空間結(jié)構(gòu)的化合物, 具有生物活性高、特異性強(qiáng)、毒性低、免疫原性低等優(yōu)點(diǎn), 被應(yīng)用于多種疾病的治療。目前全球市場(chǎng)上有80多種肽類藥物, 臨床開發(fā)150多種肽和臨床前研究約600種肽。然而, 肽類藥物胃腸道滲透性低且易被酶降解, 通常采取注射給藥, 但是患者的依從性較差。對(duì)于需要長(zhǎng)期重復(fù)給藥的患者, 頻繁給藥使得患者感染風(fēng)險(xiǎn)極大增加。與注射相比, 口服肽遞送患者依從性更好, 便利性更高。

1.2 口服肽類藥物面臨的挑戰(zhàn)

肽類藥物分子質(zhì)量高、親水性強(qiáng), 在腸道中溶解度有限、半衰期短、易被酶降解, 加之胃腸道生理屏障的影響(圖1), 導(dǎo)致其口服生物利用度極低。此外, 口服給藥過程中, 藥物易受肝首過效應(yīng)的影響, 藥物利用率低。

1.2.1 肽類藥物穩(wěn)定性

肽類藥物通常具有較差的化學(xué)穩(wěn)定性, 容易被酸、堿、高溫或有機(jī)溶劑等因素破壞, 從而失去活性。此外, 多肽鏈本身的結(jié)構(gòu)也會(huì)影響其穩(wěn)定性, 使其在體內(nèi)快速降解。

1.2.2 生理屏障

1.2.2.1 生化屏障

肽類藥物進(jìn)入胃腸道后會(huì)遇到各種消化酶的攻擊, 胃中胃蛋白酶、小腸中的多種蛋白水解酶(胰蛋白酶、羧肽酶、二肽基肽酶-4等)、結(jié)腸中的微生物蛋白酶等。胃腸道中不同部位的pH差異較大, 胃內(nèi)1.0~2.0, 小腸4.5~7.5, 結(jié)直腸5.5~7.0; 這種多變的pH梯度易導(dǎo)致藥物變性甚至失去活性。

1.2.2.2 黏液屏障

消化道黏液覆蓋整個(gè)胃腸道, 呈現(xiàn)黏彈性凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu), 可有效清除潛在有害物質(zhì), 同時(shí)對(duì)藥物的攝取顯著降低。此外, 黏液能夠與存在于黏膜表面的物質(zhì)等發(fā)生多種低親和力的相互作用(靜電相互作用、氫鍵、疏水相互作用等), 減緩藥物擴(kuò)散。

1.2.2.3 上皮屏障

藥物穿過黏液層后, 主要通過跨細(xì)胞和細(xì)胞旁途徑進(jìn)入上皮細(xì)胞。前者依賴特定細(xì)胞的內(nèi)吞, 生物利用度低; 后者受緊密連接、黏附連接和橋粒構(gòu)成的致密屏障限制, 肽類藥物難以通過。

 

2滲透增強(qiáng)劑的分類與作用機(jī)制

滲透增強(qiáng)劑是一類能夠促進(jìn)藥物分子穿越細(xì)胞膜并進(jìn)入細(xì)胞的化合物, 能提升藥物在腸道黏膜的滲透性和吸收率。PEs的作用機(jī)制(圖2)基于可逆的物理作用, 如提高細(xì)胞膜流動(dòng)性、降低黏液黏度、短暫打開緊密連接、瞬時(shí)破壞消化道上皮細(xì)胞的完整性、延長(zhǎng)制劑滯留時(shí)間等。

PEs可以分為表面活性劑、螯合劑、膽鹽、烷基糖苷、陰離子和陽離子聚合物、脂肪酸及其衍生物、細(xì)胞穿透肽等(表1)。理想的PEs應(yīng)該具有安全無毒、無刺激性、無過敏性等特性, 但是PEs提高肽類藥物吸收是非特異性的, 可能會(huì)增加將毒素或過敏原輸入的風(fēng)險(xiǎn), 目前只有少數(shù)滲透增強(qiáng)劑展現(xiàn)出足夠的安全性和有效性可進(jìn)入臨床試驗(yàn)。

2.1 表面活性劑

2.1.1 辛酸鈉及其衍生物

辛酸鈉(sodium caprylate, C8)是飽和8碳中鏈脂肪酸, 可作PEs的辛酸鈉衍生物主要有N-(8-(2-羥基苯甲酰基)-氨基)辛酸鈉[sodium N-(8-(2-hydroxybenzoyl) amino) caprylate, SNAC]、N-(8-(2-羥基-5-氯苯甲酰基)-氨基)辛酸鈉[sodium N-(8(2-hydroxy-5-chlorobenzoyl) amino) caprylate, 5-CNAC]、N-(8-(2-羥基-4-甲氧基苯甲酰基)-氨基)辛酸鈉[sodium N-(8-(2-hydroxy-4-methoxybenzoyl) amino) caprylate, 4-MOAC]等(圖3, 1~3)。

SNAC分子上的疏水芳香基團(tuán)(2-羥基苯甲酰氨基)可與多肽發(fā)生疏水相互作用并改變其構(gòu)象, 形成親脂性更高的SNAC-多肽復(fù)合物, 增加其在細(xì)胞膜中的溶解度, 提高跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)效率。在與肝素、胰島素等復(fù)合物中可觀察到這種非共價(jià)相互作用。此外, 辛酸鈉通過提高膜流動(dòng)性并誘導(dǎo)胞內(nèi)蛋白外排, 增強(qiáng)胃腸道上皮通透性, 提高生物利用度。

SNAC能有效地促進(jìn)胰島素、肝素等的口服吸收, 安全性良好。4-MOAC可促進(jìn)的大鼠和猴對(duì)甲狀旁腺激素(parathyroid hormone, PTH)的口服吸收, 相對(duì)生物利用度為2.1%。5-CNAC可與鮭魚降鈣素(salmon calcitonin, sCT)聯(lián)合制成口服制劑, 安全、有效且耐受性良好, 絕對(duì)生物利用度為0.5%~1.4%。

2.1.2 癸酸鈉及其衍生物

癸酸鈉(sodium caprate, C10)是飽和10碳中鏈脂肪酸(圖3, 4), 與SNAC同為脂肪酸衍生物但作用機(jī)制不同。C10可激活磷脂酶, 升高三磷酸肌醇并觸發(fā)Ca2+釋放; 肌動(dòng)蛋白收縮瞬時(shí)打開緊密連接(圖4)。高劑量C10可誘導(dǎo)溫和且可逆的膜擾動(dòng), 輔助藥物跨膜進(jìn)入胞內(nèi)。C10與細(xì)胞間緊密連接處的各種離子螯合造成的腸細(xì)胞損傷具有可逆性, 毒性較小。

肽的分子質(zhì)量大小、脂化程度、理化特性及吸收部位等均會(huì)影響C10促進(jìn)吸收等能力, 例如, FITC標(biāo)記葡聚糖-4生物利用度比MEDI7219肽高2~4倍; C10可使GLP-1類似物生物利用度提高35~40倍, 脂化程度與腸道吸收增強(qiáng)呈正相關(guān)。C10聯(lián)合依比拉肽滲透速率空腸1.5倍, 結(jié)腸3.84倍。

2.1.3 烷基糖苷類

烷基糖苷(alkyl polyglucoside, APG)可瞬時(shí)提高膜流動(dòng)性并加強(qiáng)細(xì)胞膜內(nèi)吞作用, 加快細(xì)胞對(duì)藥物的攝取可逆性打開緊密連接, 增大細(xì)胞旁路通量。十二烷基麥芽糖苷(n-dodecyl-β-D-maltopyranoside, DDM, 圖3, 5)與十四烷基麥芽糖苷(n-tetradecyl-β-D-maltopyranoside, TDM, 圖3, 6)已被證實(shí)可顯著增強(qiáng)小分子及多肽類藥物的口服吸收, 應(yīng)用較為廣泛。

Arnold等證實(shí)DDM對(duì)降鈣素和生長(zhǎng)激素的促滲效應(yīng)隨預(yù)處理時(shí)間延長(zhǎng)而迅速衰減, 緊密連接的開放短暫且可逆。FITC-胰島素?zé)晒鈽?biāo)記實(shí)驗(yàn)證明, TDM除瞬時(shí)可逆松弛緊密連接外, 還能加速膜流動(dòng)并增強(qiáng)內(nèi)吞。大量毒性研究顯示, APG會(huì)造成黏膜損傷, 損傷程度與APG的碳鏈長(zhǎng)度、單聚糖基團(tuán)及濃度有關(guān)。

2.1.4 膽鹽類

膽鹽(圖3, 7~10)可螯合Ca2+, 破壞細(xì)胞之間的緊密連接, 增加細(xì)胞旁滲透性。低濃度時(shí), 其可形成膠束或脂質(zhì)體, 增溶促滲, 而濃度高于臨界膠束濃度時(shí), 膽鹽可能會(huì)與細(xì)胞膜的磷脂結(jié)合, 致使膜溶解。此外, 膽鹽可以降低黏附在所有黏膜表面的黏液層的黏度和彈性, 從而增加上皮膜滲透性。

Choi等研究發(fā)現(xiàn)Jaspine B的口服生物利用度為6.2%, 膽汁耗竭大鼠中降至1.6%, 在補(bǔ)充?；悄懰猁}后增至41.2%(正常)和23.5%(膽汁耗竭), 證實(shí)膽鹽的促滲作用。Chen等研究發(fā)現(xiàn)膽酸鈉對(duì)甲氨蝶呤滲透存在濃度依賴效應(yīng), 高濃度下, 緊密連接打開, 滲透性增加; 低濃度下, 跨細(xì)胞滲透降低。膽鹽對(duì)黏膜具有不可逆損傷和纖毛毒性, 其在高濃度下會(huì)破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。

2.1.5 其他

常用表面活性劑類PEs還包括十二烷基硫酸鈉、聚山梨酯、月桂酸酯及?；鈮A等, 其可瞬時(shí)開放緊密連接或提高藥物親脂性以提升腸道滲透吸收。Unigene公司在開發(fā)的口服PTH中加入月桂肉堿, 其II期臨床療效優(yōu)于注射劑。

2.2 螯合劑

螯合劑可直接通過降低膜完整性、增加膜流動(dòng)性、螯合Ca2+打開緊密連接、或改變腸道pH, 抑制上皮轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等方式來增強(qiáng)藥物滲透。如乙二胺四乙酸鹽(ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA, 圖3, 11)可調(diào)節(jié)Ca2+含量, 影響細(xì)胞間緊密連接, 并降低跨上皮電阻, 促進(jìn)藥物滲透。此外, EDTA為細(xì)胞旁PEs, 與跨細(xì)胞PEs相比, 細(xì)胞旁PEs增加低分子質(zhì)量親水肽腸道吸收的潛力更大。

二乙烯三胺五乙酸(diethylenetriaminepentaacetic acid, DTPA, 圖3, 12)為新型螯合劑, 具有蛋白酶抑制活性, 可螯合細(xì)胞外Ca2+破壞黏連, 打開細(xì)胞間的緊密連接。Su等用DTPA、殼聚糖和聚γ-谷氨酸組成納米遞送系(γ-PGA DTPA)口服輸送胰島素, 相對(duì)口服生物利用度約20%, 其中γ-PGA-DTPA抑制了腸道蛋白酶, 并產(chǎn)生了短暫和可逆的細(xì)胞旁滲透性增強(qiáng)。

2.3 殼聚糖及其衍生物

殼聚糖(chitosan, CS, 圖3, 13)在中性和堿性下均不溶, CS在弱酸中質(zhì)子化, 其與帶負(fù)電荷的緊密連接蛋白相互作用, 瞬時(shí)開放上皮細(xì)胞間的緊密連接。CS的生物黏附特性使其能夠與腸道上皮結(jié)合并增加藥物停留時(shí)間, 加之其打開緊密連接及酶抑制作用, 藥物吸收增強(qiáng)。此外, 殼聚糖還可形成納米顆粒(nanoparticles, NPs), 增強(qiáng)藥物的生物利用度。

殼聚糖在中性pH下因缺乏良好的溶解性而無效, 引入烷基或羧甲基等修飾基團(tuán)提高其溶解性, 如N-三甲基殼聚糖氯化物(N-trimethylchitosan chloride, TMC, 圖3, 14)和單-N-羧甲基殼聚糖(mono-N-carboxymethyl chitosan, MCC, 圖3, 15)。修飾后的殼聚糖在更寬的pH和濃度范圍內(nèi)表現(xiàn)出高水溶性。TMC可與陰離子大分子形成配合物, 在水環(huán)境和中性pH值下與陽離子或中性化合物形成凝膠或溶液, 可顯著增加中性和陽離子肽在Caco-2腸上皮中的滲透。10%TMC可使奧曲肽的生物利用度從1.7%提高到25%, 吸收增強(qiáng)14.5倍。MCC能夠在水環(huán)境中和中性pH值下與陰離子大分子藥物形成黏彈性凝膠。3%的低黏度MCC可使低分子質(zhì)量肝素的AUC和Cmax分別增加7.0和5.4倍。

此外, 巰基化的殼聚糖促吸收, Pratap-Singh等研究了巰基煙酸激活硫醇化殼聚糖(MNA-TG-CS), 與CS和TG-CS相比, 細(xì)胞攝取率提高1.5和4.4倍, 表觀滲透系數(shù)(apparent permeability coefficient, Papp)提高了40%和150%。

2.4 細(xì)胞穿透肽

細(xì)胞穿透肽(cell-penetrating peptide, CPP)是一類由5~30個(gè)氨基酸組成的短肽, 富含堿性氨基酸, 一般帶正電荷或具兩親性, 具有細(xì)胞膜穿透能力。CPP被分為陽離子肽、陰離子肽、兩性肽和疏水肽。陽離子CPP可與細(xì)胞膜上帶負(fù)電荷的羧基、磷酸和硫酸基團(tuán)發(fā)生靜電相互作用, 擾亂膜結(jié)構(gòu), 內(nèi)吞進(jìn)入細(xì)胞; 疏水肽可通過與細(xì)胞膜的疏水區(qū)域發(fā)生疏水相互作用, 直接易位進(jìn)入細(xì)胞, 但該機(jī)制具體方式目前尚不完全明確。

Shi等結(jié)合綠色熒光蛋白GFT和細(xì)胞穿透肽Tat, 構(gòu)建了GFP-Tat融合蛋白, 該結(jié)構(gòu)輸送效率和穩(wěn)定性提高, 體內(nèi)腫瘤保留率提高7.79倍。Lakkadwala等開發(fā)了一種轉(zhuǎn)鐵蛋白和細(xì)胞穿透肽Pen介導(dǎo)的脂質(zhì)體, 能穿越血腦屏障, 靶向膠質(zhì)母細(xì)胞瘤, 可使腫瘤部位多柔比星和厄洛替尼的累積分別增強(qiáng)12和3.3倍。

 

3滲透增強(qiáng)劑的在口服肽類藥物中的應(yīng)用

3.1 SNAC

美國(guó)Emisphere開發(fā)的SNAC不需要保護(hù)性腸道涂層, 是一種跨細(xì)胞、基于載體的PEs。2009年SNAC被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)授予“一般認(rèn)為安全”的地位。2014年, FDA首次批準(zhǔn)了氰鈷胺/SNAC口服制劑用于維生素B12缺乏性貧血。SNAC首先被用于開發(fā)肝素的口服制劑, 在I/II期研究中其與皮下肝素具有相似的活性, 但I(xiàn)II期試驗(yàn)中活性并不優(yōu)越, 其開發(fā)被停止。

Buckley等研究了semaglutide/SNAC片劑的吸收, 與大多數(shù)藥物在腸道中吸收不同, semaglutide在胃中吸收且吸收區(qū)域僅限于片劑附近。Semaglutide片在胃中被完全侵蝕, SNAC通過局部緩沖作用防止semaglutide被酶降解, 并短暫增強(qiáng)吸收(圖5)。Granhall等的兩項(xiàng)隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照試驗(yàn)顯示semaglutide口服制劑安全且耐受性良好, 大多數(shù)不良事件為輕度胃腸道疾病。Semaglutide口服制劑已于2019年被FDA批準(zhǔn)用于治療2型糖尿病, 這是第一個(gè)獲批上市的口服肽類藥物。

Fattah等研究發(fā)現(xiàn)SNAC對(duì)奧曲肽促滲效果存在區(qū)域差異, 結(jié)腸效果最好, Papp增加了1.5~2.1倍。Weng等利用Eudragit®S100包埋SNAC/胰島素微球, Papp增加了6.6倍, 降血糖活性持續(xù)超10h, 口服生物利用度約為6.3%。Itin等將替度魯肽與SNAC結(jié)合, 替度魯肽在胃中吸收, 血漿水平5min內(nèi)迅速升高, 15min達(dá)到Cmax。Tran等開發(fā)了含有SNAC和GIP/GLP1雙重激動(dòng)劑肽(LY)的黏膜黏附片劑, 定位遞送肽并減少胃中的稀釋效應(yīng), 其溶出速率比SNAC對(duì)照片慢, 但口服生物利用度相似。

離子液體(ionic liquid, IL)是既能提高藥物的溶解度和穩(wěn)定性, 又能改善藥物通過黏液的擴(kuò)散。IL可通過增強(qiáng)細(xì)胞膜的流動(dòng)性、破壞細(xì)胞膜的完整性或打開緊密連接來增強(qiáng)藥物的腸道上皮運(yùn)輸。諾和諾德的研發(fā)團(tuán)隊(duì)利用SNAC的有機(jī)陰離子N-(8-(2-羥基苯甲?；?氨基)辛酸酯和膽堿作為反離子, 開發(fā)了一種IL制劑——CHONAC遞送GLP-1類似物。CHONAC負(fù)載能力高、釋放快、起效快, 絕對(duì)生物利用度與片劑相當(dāng)。基于SNAC的IL既保留了SNAC的促吸收作用又解決了固體片劑釋放慢、載藥低的問題, 為口服遞送提供了新平臺(tái)。

3.2 癸酸鈉

C10主要通過短暫打開緊密連接和可逆地增加膜流動(dòng)性, 通過細(xì)胞旁和跨細(xì)胞途徑促進(jìn)肽的吸收。C10的滲透增強(qiáng)作用會(huì)受到濃度、肽的物理化學(xué)性質(zhì)及胃腸道環(huán)境的影響, 如大鼠對(duì)FITC標(biāo)記葡聚糖-4的吸收隨著C10濃度的增加而增加; C10僅在高濃度和pH值7.4時(shí), 對(duì)依那普利拉有滲透增強(qiáng)作用。

Vetter等基于磺化聚卡波非和谷胱甘肽結(jié)合C10設(shè)計(jì)了小腸靶向的口服磺達(dá)肝素, 腸黏膜吸收提高4.1倍, 絕對(duì)生物利用度提高6.2倍。LY肽與C10聯(lián)用可使迷你豬相對(duì)生物利用度為達(dá)到2%。Tran等開發(fā)了基于C10和SNAC的速釋片劑遞送LY肽, 口服生物利用度分別為5.7%和4.2%。Niu等發(fā)現(xiàn)SNAC及C10合用對(duì)GLP-1類似物和PCSK9抑制劑有協(xié)同作用促吸收效果, 其AUC較SNAC增加22%、51%, 較C10增加34%、65%。但人體中的SNAC/C10制劑的效果僅為SNAC制劑的0.94倍。

印度Biocon的Tregopil胰島素(IN-105)是聚乙二醇化胰島素, 其通過酰胺鍵將PEG附著在胰島素的Lysβ29的ε-氨基上, IN-105利用C10增強(qiáng)吸收, 治療窗口廣泛, 起效快。IN-105已完成11項(xiàng)I至III期臨床試驗(yàn), 涵蓋印度、美國(guó)和歐洲, 參與者包括正常健康志愿者(4項(xiàng)試驗(yàn))、T1DM患者(2項(xiàng)試驗(yàn))及T2DM患者(5項(xiàng)試驗(yàn))。IN105已完成T1DM患者的I期臨床和T2DM患者的III期臨床, 其改善糖化血紅蛋白(hemoglobin A1c, HbA1c)效果沒有顯著更優(yōu), 但患者餐后1h血糖顯著改善, 沒有嚴(yán)重不良反應(yīng)或者低血糖。Biocon正把開發(fā)重心放在餐后血糖控制和減少低血糖風(fēng)險(xiǎn)的方向, 而并非追求傳統(tǒng)HbA1c優(yōu)效。

3.3 烷基糖苷

TDM可通過瞬時(shí)擾動(dòng)腸上皮屏障, 提高其在胃腸道的跨膜通透性; 0.125%TDM可使依諾肝素相對(duì)生物利用度增加2.4倍, 0.25%TDM增加3.5倍。Petersen等證實(shí)TDM對(duì)降鈣素具有顯著促滲作用, 使其絕對(duì)生物利用度從1.0%提高到4.6%?？诜旊闹苿镈DM、GLP-1激動(dòng)劑、膽鹽的靜電絡(luò)合納米膠束, 膽鹽膠束可增強(qiáng)肽的穩(wěn)定性, 并通過ASBT介導(dǎo)的途徑增強(qiáng)藥物的腸吸收, DDM進(jìn)一步優(yōu)化膠束結(jié)構(gòu), 協(xié)同提升藥物的穩(wěn)定性與口服生物利用。

Intravail®利用DDM作PEs, Intravail®結(jié)合瘦素類似物[(D-Leu-4) OB3]的鼻噴劑存在雙相吸收特征(鼻黏膜, 胃腸道), 0.25%DDM有較好的促進(jìn)的口服吸收效果, (D-Leu-4) OB3使用劑量可減少至1/10。Maggio等研究發(fā)現(xiàn)濃度為0.5%Intravail®能改善其半衰期且能將奧曲肽的口服相對(duì)生物利用度從1.0%提高至4.0%, 但是更高濃度的Intravail®不會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)。

3.4 膽鹽

膽鹽通過改變膜流動(dòng)性、破壞緊密連接、抑制酶活性、形成膠束或脂質(zhì)體等方式增強(qiáng)藥物的滲透。Niu等利用大豆磷脂酰膽堿和膽鹽制成脂質(zhì)體口服遞送胰島素, 該脂質(zhì)體胃腸道滯留時(shí)間長(zhǎng)、細(xì)胞攝取高效, 毒性低, 口服生物利用度10.2%, 有持續(xù)降血糖作用。Wang等利用熊脫氧膽酸鈉作膜材制備了包載硅素的脂質(zhì)體, 口服可有效抑制酒精引起的肝臟損傷、氧化應(yīng)激和脂肪積累。

Zhou等設(shè)計(jì)并合成了一種基于PLGA、離子液體和脫氧膽酸的納米顆粒(DCA-PLGA@IL)遞送重組人類生長(zhǎng)激素。DCA-PLGA@IL室溫穩(wěn)定性好, 且具有高封裝效率和體外完全釋放; 大鼠口服生物利用度提高2.09倍。

3.5 殼聚糖

殼聚糖可瞬時(shí)打開緊密連接, 并通過靜電吸附促進(jìn)藥物與細(xì)胞膜負(fù)電荷的相互作用, 提高跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)效率。CS兼具PEs與納米載體雙重功能, 可顯著提高藥物在胃腸道中的穩(wěn)定性和攝取率。Sonaje等用CS/γ-PGA NPs負(fù)載胰島素, 凍干后裝入腸溶膠囊, 其口服生物利用度能達(dá)到20%。Guo等利用生物素化三甲基化殼聚糖包載艾塞那肽, 其具有腸溶特性, 相對(duì)生物利用度比未修飾的高27倍。Yang等以TMC封裝艾塞那肽, 并用海藻酸鈉提高其穩(wěn)定性, 1h內(nèi)釋放量達(dá)90%, 口服生物利用度為9.16%。

Maria等用巰基乙酸和巰基煙酸修飾CS并用離子凝膠技術(shù)封裝奧曲肽, 其黏膜黏附特性較CS提高了3和16倍, 后者口服生物利用度提高7.2倍。Ziebarth等通過離子凝膠化制備殼聚糖納米粒包封利拉魯肽, 其可保護(hù)超過80%的利拉魯肽在模擬胃液和腸液中不被降解。Lee等開發(fā)了一種由有機(jī)黏土、殼聚糖和Eudragit®S100組成的納米系統(tǒng)口服遞送胰島素, 該制劑pH敏感且增強(qiáng)了藥物滲透性和吸收性, 顯著降低了糖尿病大鼠的血糖水平。

3.6 細(xì)胞穿透肽

細(xì)胞穿透肽能通過細(xì)胞內(nèi)吞作用和直接易位等機(jī)制促進(jìn)藥物的口服吸收, 安全性高。但是CPP易被胃腸道降解破壞, 常與納米遞送系統(tǒng)聯(lián)用防止其降解。Li等研究了含有細(xì)胞穿透肽SAR6EW的殼聚糖納米顆粒遞送胰島素, 該制劑口服降血糖效果優(yōu)于無SAR6EW的制劑。此外, 其可通過殼聚糖保護(hù)及SAR6EW競(jìng)爭(zhēng)蛋白水解酶的雙重作用保護(hù)胰島素免受降解, 胰島素留存率提高4倍。

Guo等設(shè)計(jì)了帶細(xì)胞穿透肽Tat的殼聚糖納米顆粒(Tat-CS-NPs)口服遞送胰島素。對(duì)糖尿病大鼠研究表明, Tat-CS-NPs的降血糖效果是PVA-NPs的6.89倍, CS-NPs的1.79倍。Zhu等利用細(xì)胞穿透肽Pen和具有N端硬脂化的分泌肽Sec聯(lián)合修飾納米顆粒, Sec-Pen-NPs的Caco-2細(xì)胞Papp是Pen-NPs的2倍; Sec-Pen-NPs的大鼠胰島素的相對(duì)生物利用度是Pen-NPs1.71倍。

 

4滲透增強(qiáng)劑的臨床研究與專利技術(shù)

目前僅有少數(shù)PEs技術(shù)兼具足夠的安全性與有效性, 得以進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段; 相關(guān)專利技術(shù)包括Eligen™、TPE™、GIPET™、POD™、Peptelligence™等, 已上市或正處于臨床研究階段的代表性藥物匯總于表2。

4.1 Eligen™技術(shù)

Eligen™由美國(guó)Emisphere開發(fā), 主要是通過蛋白質(zhì)構(gòu)象的可逆變化及抑制藥物的胃腸道降解發(fā)揮作用。Emisphere的研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為, 他們的PEs是肽輸送的“載體”(圖6), 主要通過跨細(xì)胞途徑運(yùn)輸藥物。肽類藥物和載體產(chǎn)生的非共價(jià)相互作用會(huì)改變藥物的理化性質(zhì); 但這種非共價(jià)作用是可逆的, 當(dāng)非共價(jià)復(fù)合物將藥物經(jīng)上皮細(xì)胞運(yùn)輸?shù)窖貉h(huán)后, 載體與藥物分離, 藥物恢復(fù)具有生物活性的原生構(gòu)象。載體中應(yīng)用最廣泛的是SNAC、4-CNAB、SNAD、5-CNAB和4MOAC, 目前為止EligenTM載體已經(jīng)評(píng)估了胰島素、肝素、人生長(zhǎng)激素、肽YY336、sCT、PTH和GLP-1類似物的口服輸送。

Novo Nordisk公司利用SNAC開發(fā)了口服索馬魯肽(Rybelsus®)用于治療2型糖尿病, 這是首個(gè)獲批口服給藥的GLP-1受體激動(dòng)劑。在10項(xiàng)PIONEER臨床試驗(yàn)中, 共9543例成人2型糖尿病患者參與, Rybelsus®的療效和安全性較好, 且HbA1c降幅大, 減重獲益大。但是Rybelsus®的生物利用度僅約1%, 其成本顯著高于長(zhǎng)效注射劑。

SNAC是Eligen™技術(shù)最為先進(jìn)的載體, 除Rybelsus®外, Novo Nordisk公司研發(fā)的新型GLP-a激動(dòng)劑(NNC0113-2023)現(xiàn)處于I期臨床; 雙重GIP/GLP-1受體激動(dòng)劑(NNC0090-2746)現(xiàn)已完成IIb期臨床; 胰高血糖素/GLP-1受體共激動(dòng)劑(NNC9204-1177)已完成I期臨床, 但因其意料之外的安全信號(hào)已放棄其開發(fā); PCSK9抑制劑(NNC0385-0434)已完成II期臨床。此外, 含有5-CNAC的sCT腸溶片(SMC021)現(xiàn)已完成III期臨床研究, 但其未降低新發(fā)椎體骨折風(fēng)險(xiǎn), 胃腸道不良事件發(fā)生率略高于安慰劑; 由于缺乏預(yù)防骨折的功效, 其研發(fā)最終停止; 4-CNAB應(yīng)用于胰島素, I期臨床試驗(yàn)已經(jīng)完成。

4.2 TPE™技術(shù)

美國(guó)Chiasma Pharmaceuticals開發(fā)的TPE™由制成凍干顆粒的親水藥物和疏水的油性懸浮液組成。TPE™以C8為PEs, 打開緊密連接, 瞬時(shí)增強(qiáng)滲透。由于肽水解酶在油中不表現(xiàn)出酶活性, 油性懸浮液可保護(hù)藥物防止其降解。此外, 油相中的賦形劑可與生物膜相互作用, 引起額外的滲透增強(qiáng)效應(yīng)。

Chiasma利用TPE™開發(fā)口服奧曲肽制劑(Mycapssa®)用于治療肢端肥大癥, 完成了3項(xiàng)III期臨床試驗(yàn)及11項(xiàng)藥理學(xué)和藥代動(dòng)力學(xué)I期研究, 并獲得FDA批準(zhǔn)上市。I期臨床試驗(yàn)顯示20mg口服制劑和0.1mg奧曲肽注射劑具有等效的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù), 且顯著抑制了生長(zhǎng)激素水平, 其相對(duì)口服生物利用度為0.7%。奧曲肽膠囊的2項(xiàng)III期臨床試驗(yàn)達(dá)到了主要終點(diǎn), 但是達(dá)到終點(diǎn)所需的劑量是皮下注射的200倍以上, 成本較高。

4.3 GIPET™技術(shù)

GIPET™由愛爾蘭Merrion Pharmaceuticals開發(fā), 主要包括基于中鏈脂肪酸的GIPET I、基于腸衣片或膠囊中配制的中鏈脂肪酸甘油酯的微乳液系統(tǒng)的GIPET II和基于中鏈脂肪酸衍生物的GIPET III。GIPET™可形成膠束或囊泡, 其在腸道環(huán)境的影響下不斷形成和重組; 只要藥物與PEs在目標(biāo)吸收區(qū)域共同釋放并保持濃度高于CMC, 即可促進(jìn)藥物滲透。此外, 腸溶衣可在腸內(nèi)快速分解, 確保PEs和藥物在適當(dāng)濃度下共同釋放, 改善腸道上皮細(xì)胞滲透。

Amory等研發(fā)了基于GIPET™的Acyline口服制劑, 其I期臨床研究表明, 其可以顯著抑制正常男性的睪丸激素和促性腺激素水平, 而不會(huì)產(chǎn)生不良影響。此外, GIPET還被用于遞送胰島素、去氨加壓素和低分子質(zhì)量肝素, 口服低分子肝素相對(duì)生物利用度為3.9%~7.6%; 基于GIPET™口服去氨加壓素的平均生物利用度為2.4%, 而已上市的DDAVP®生物利用度僅有0.2%。

口服胰島素338(I338)是利用GIPET I技術(shù)將胰島素與C10共配制成的片劑, Halberg等進(jìn)行了II期臨床試驗(yàn), 治療效果與注射劑無顯著差異, 可安全改善2型糖尿病患者的血糖控制; 但因商業(yè)原因, 諾和諾德最終決定終止該項(xiàng)目。Thomas等設(shè)計(jì)并制備了兩種口服長(zhǎng)效蛋白酶穩(wěn)定胰島素類似物OI338和OI320并利用GIPET I技術(shù)遞送, OI338在IIa期臨床試驗(yàn)血糖控制效果與胰島素注射劑一致, 且無嚴(yán)重的不良事件, OI338使狗的口服生物利用度達(dá)到3.0%。

4.4 POD™技術(shù)

POD™由以色列Oramed研究開發(fā), 該技術(shù)分別將胰島素、酶抑制劑、滲透增強(qiáng)劑(EDTA、膽鹽)微球化; 各種微球注入腸溶膠囊, 形成雙重保護(hù)。Oramed利用POD™開發(fā)的ORMD-0801是一種口服重組人胰島素腸溶制劑, 生物利用度達(dá)18%, 療效與皮下注射相當(dāng), 且不會(huì)增加體重和低血糖發(fā)生率。2023年1月, Oramed宣布ORMD-0801的III期臨床試驗(yàn)結(jié)果沒有達(dá)到主要終點(diǎn)和次要終點(diǎn), Oramed隨后停止了該藥的2型糖尿病的臨床研究。Oramed再次分析發(fā)現(xiàn)具有特定參數(shù)的患者亞群對(duì)口服胰島素反應(yīng)良好, HbA1c降低超過1%, 現(xiàn)計(jì)劃在美國(guó)啟動(dòng)一項(xiàng)III臨床試驗(yàn); 合肥天麥生物已完成中國(guó)III期(CTR20201644), 并于2023年4月申報(bào)上市(受理號(hào): CXSS2300021)。此外, 目前ORMD-0801正在進(jìn)行用于治療非酒精性脂肪性肝炎的臨床II期研究和I期高胰島素−高血糖鉗形研究。此外, Oramed還研發(fā)了基于瘦素的ORMD-0701和基于GLP-1類似物艾塞那肽的ORMD-0901, 現(xiàn)處于I期臨床試驗(yàn); ORMD-0901在模型豬及模型犬中均表現(xiàn)出良好的耐受性且降血糖作用顯著。

4.5 Peptelligence™技術(shù)

Peptelligence™由Enteris研發(fā), 是一種腸溶膠囊配方, 該配方有兩種主要成分, 一種是表面活性劑PEs, 如?；鈮A, 可打開緊密連接改善滲透性, 同時(shí)其也是強(qiáng)大的溶解劑; 另一種是檸檬酸, 它既是鈣螯合劑和膜滲透增強(qiáng)劑又是增強(qiáng)吸收的pH調(diào)節(jié)劑和膜潤(rùn)濕/電荷分散劑。

Enteris BioPharma利用Peptelligence™開發(fā)了用于治療子宮內(nèi)膜異位癥的口服GnRH激動(dòng)劑——亮丙瑞林片(Ovarest®), 目前已完成IIa期臨床研究。Tarsa Therapeutics研發(fā)的口服sCT腸溶片(TBRIA™), 其ORACAL試驗(yàn)評(píng)估了sCT的療效和安全性, 其脊柱骨礦化改善優(yōu)于鼻腔sCT噴霧劑。TBRIA™已通過III期臨床試驗(yàn), 但因其缺乏顯著療效及鼻噴劑的安全警告, 未通過FDA審評(píng), 目前項(xiàng)目處于擱置狀態(tài)。Korsuva™(CR845/difelikefalin)是由Cara Therapeutics與Enteris合作開發(fā)的選擇性靶向外周κ-阿片類受體激動(dòng)劑, 用于治療與慢性腎病相關(guān)的中度至重度瘙癢, 2021年8月獲得FDA批準(zhǔn)上市, 首個(gè)獲批的靜脈抗瘙癢藥。III期臨床試驗(yàn)顯示, 與接受安慰劑的患者相比, 使用Korsuva™治療的患者瘙癢強(qiáng)度明顯降低, 瘙癢相關(guān)生活質(zhì)量有所改善。

 

5總結(jié)與展望

口服肽類藥物相較于注射劑具有高便利性, 高依從性, 但口服制劑的口服生物利用度極低, 目前已上市口服肽類藥物Mycapssa®生物利用度約為0.5%, Rybelsus®約為1%。PEs能夠通過提高細(xì)胞膜流動(dòng)性、降低黏液黏度、打開緊密連接等方式提升藥物在腸黏膜中的滲透和吸收。PEs缺乏特異性, 可能會(huì)增加將有害物質(zhì)輸入的風(fēng)險(xiǎn), 存在安全隱患。盡管目前研究了很多PEs的專利技術(shù), 但大多處于臨床前研究, 通過臨床試驗(yàn)并上市的藥物極少, 藥物長(zhǎng)期安全性和臨床有效性有待深入探究。

不同肽類藥物的理化性質(zhì)千差萬別, 合理選用PEs并設(shè)計(jì)處方, “一藥一策”, 最大限度地提高其療效與安全性, 開發(fā)出具有顯著臨床優(yōu)勢(shì)、安全性良好的口服藥物, 是當(dāng)前口服肽制劑亟需突破的核心瓶頸, 也是制藥行業(yè)下一階段努力的重點(diǎn)方向。此外, 新型的納米藥物遞送系統(tǒng)及離子液體與PEs聯(lián)用亦可顯著提高藥物的生物利用度, 目前含有膽鹽及殼聚糖的納米遞送系統(tǒng)處于臨床研究階段, 這為下一代高效、安全的口服制劑提供了新的發(fā)展方向。