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從注射到口服,GLP-1RA的給藥方式實(shí)現(xiàn)技術(shù)革新。
胰高血糖素樣肽-1受體激動(dòng)劑(GLP-1RA)是一種新型降糖藥物,其降糖機(jī)制主要依賴于胰島素分泌。GLP-1RA不僅通過(guò)刺激胰島素分泌發(fā)揮作用,還具備延緩胃腸排空、增加飽腹感、抑制食欲和保護(hù)胰島β細(xì)胞等多種生理作用,從而有效調(diào)控血糖穩(wěn)態(tài)[1]。此外,它還具有減輕體重、低血糖風(fēng)險(xiǎn)低以及降低心血管危險(xiǎn)因素等綜合優(yōu)勢(shì),因此在臨床上的應(yīng)用日益廣泛[2]。
近年來(lái),GLP-1RA的給藥方式從注射發(fā)展到口服,這一變革不僅是技術(shù)上的突破,更是多肽藥物研發(fā)史上的重要里程碑[3]。在本期《曉希說(shuō)“肽”》中,中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥物研究所的呂曉希教授深入剖析了滲透促進(jìn)劑N-[8-(2-羥基苯甲酰基)-氨基]辛酸鈉(SNAC)的分子機(jī)制,闡釋了司美格魯肽片的藥代動(dòng)力學(xué)特征及其廣泛的臨床應(yīng)用前景,揭示了這一“口服奇跡”背后的科學(xué)邏輯與潛在的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。
口服多肽的天然壁壘:為何GLP-1RA口服化曾被視為“不可能任務(wù)”?
多肽藥物因其高靶向性和低毒性成為研發(fā)熱點(diǎn),但口服給藥始終面臨四大“天塹”[4]:
1.黏液層屏障:胃黏液層的黏稠凝膠結(jié)構(gòu)可捕獲并阻礙大分子藥物滲透;
2.上皮細(xì)胞低通透性:多肽分子量普遍超過(guò)500Da,難以通過(guò)細(xì)胞間隙或跨膜轉(zhuǎn)運(yùn);
3.胃酸與酶解:胃內(nèi)強(qiáng)酸環(huán)境(pH 1-3)和胃蛋白酶可迅速降解多肽結(jié)構(gòu);
4.腸道吸收困境:即便逃過(guò)胃部降解,腸道復(fù)雜的酶系統(tǒng)和緊密連接仍構(gòu)成二次屏障。
作為全球首個(gè)口服GLP-1RA,司美格魯肽片的成功上市顛覆了傳統(tǒng)認(rèn)知。其核心突破在于創(chuàng)新性引入SNAC,這一脂肪酸衍生物通過(guò)多重機(jī)制協(xié)同作用,將生物利用度提升至0.4%-1.0%,半衰期延長(zhǎng)至1周,實(shí)現(xiàn)與注射劑等效的控糖與減重效果[3]。呂曉希教授指出:“SNAC不僅是一種輔料,更是多肽藥物遞送系統(tǒng)的‘智能鑰匙’,其作用機(jī)制涵蓋物理化學(xué)修飾與生物學(xué)調(diào)控。”
SNAC的“破壁”機(jī)制:從分子解聚到跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的精密調(diào)控
呂曉希教授強(qiáng)調(diào),SNAC的作用并非單一途徑,而是通過(guò)四重協(xié)同機(jī)制突破吸收屏障(圖1):
圖1:SNAC四重作用路徑
1.中和胃酸,構(gòu)建局部保護(hù)微環(huán)境[5]:胃內(nèi)強(qiáng)酸環(huán)境是肽類藥物失活的主因。SNAC通過(guò)弱堿性特性中和胃酸,將局部pH從2.6提升至接近中性(6.5-7.0)。實(shí)驗(yàn)顯示,在模擬胃液中,未添加SNAC的司美格魯肽半衰期僅5分鐘,而加入300mg SNAC后可延長(zhǎng)至30分鐘以上。這一機(jī)制不僅抑制胃蛋白酶活性,還減少肽鏈的不可逆變性,為后續(xù)吸收奠定基礎(chǔ)。
2.分子解聚:從低聚物到單體的形態(tài)革命[6]:天然胰高糖素樣肽-1(GLP-1)及其類似物易因疏水相互作用形成二聚體或七聚體,大幅降低滲透效率。SNAC通過(guò)表面活性作用破壞分子間作用力,促使司美格魯肽從二聚體解離為單體。分析超速離心實(shí)驗(yàn)表明,添加SNAC后,司美格魯肽的沉降系數(shù)從6.2S降至3.1S,單體比例從20%提升至80%。這一轉(zhuǎn)變使其更易穿透細(xì)胞膜,表觀滲透系數(shù)(Papp)增加7倍。
3.膜流動(dòng)性調(diào)控:跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)的“潤(rùn)滑劑”[7]:SNAC可插入胃上皮細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙分子層,降低相變溫度(Tm),使膜流動(dòng)性提升30%。通過(guò)羧基熒光素釋放實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)SNAC濃度從0mM增至80mM時(shí),脂質(zhì)體通透性提高8倍。這種流動(dòng)性增強(qiáng)使司美格魯肽能夠以“溶解-擴(kuò)散”模式快速穿過(guò)細(xì)胞膜,而非依賴易飽和的載體蛋白。
4.精準(zhǔn)定位,優(yōu)化胃內(nèi)吸收的時(shí)空[8]:傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為腸道是多肽吸收的主要場(chǎng)所,但司美格魯肽片的伽馬閃爍成像顯示,片劑在胃內(nèi)平均85分鐘完全崩解,且脾靜脈(引流胃部)血藥濃度較門靜脈(引流腸道)高3倍。進(jìn)一步的大鼠免疫組化證實(shí),司美格魯肽通過(guò)跨細(xì)胞途徑吸收,且SNAC作用可逆,不會(huì)造成黏膜損傷。呂曉希教授強(qiáng)調(diào):“胃部吸收的定位優(yōu)勢(shì)規(guī)避了腸道復(fù)雜環(huán)境,是口服成功的關(guān)鍵策略之一。”
從實(shí)驗(yàn)室到臨床:穩(wěn)定性、安全性與普適性的三重驗(yàn)證
藥代動(dòng)力學(xué):長(zhǎng)效平穩(wěn),規(guī)避蓄積風(fēng)險(xiǎn)
司美格魯肽片的藥代動(dòng)力學(xué)特征體現(xiàn)了多肽藥物設(shè)計(jì)的精妙平衡。呂曉希教授指出:“其獨(dú)特的長(zhǎng)效性源于分子結(jié)構(gòu)與遞送系統(tǒng)的協(xié)同作用——C-18脂肪二酸側(cè)鏈不僅延長(zhǎng)了半衰期,還通過(guò)與SNAC的配伍優(yōu)化了吸收動(dòng)力學(xué)。”口服后1小時(shí)即可達(dá)到峰濃度(Cmax),4-5周后血藥濃度趨于穩(wěn)態(tài),絕對(duì)生物利用度達(dá)0.4%-1.0%[9]。更值得關(guān)注的是其分布特性:血漿蛋白結(jié)合率超過(guò)99%,分布容積約8L,能夠廣泛覆蓋心、腎、肝等關(guān)鍵靶器官,確保全身性治療效果。代謝途徑同樣經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)——肽骨架通過(guò)蛋白水解酶逐步分解,而C-18脂肪二酸側(cè)鏈則通過(guò)β-氧化代謝,最終僅3%的原型藥物經(jīng)腎臟排泄,半衰期長(zhǎng)達(dá)153-161小時(shí),且無(wú)肝腎蓄積證據(jù)。“這種‘緩釋但不滯留’的特性,既保證了療效持續(xù)性,又規(guī)避了傳統(tǒng)長(zhǎng)效制劑的毒性風(fēng)險(xiǎn)。”呂曉希教授強(qiáng)調(diào)。
特殊人群適應(yīng)性:無(wú)需劑量調(diào)整的臨床便利
對(duì)于肝腎功能不全患者,司美格魯肽片展現(xiàn)了卓越的臨床普適性。呂曉希教授解釋道:“SNAC的代謝不依賴肝藥酶,且其作用具有可逆性和局部性,這是實(shí)現(xiàn)廣泛適應(yīng)性的核心。”臨床數(shù)據(jù)顯示,Child-Pugh C級(jí)重度肝功能不全患者的藥物濃度-時(shí)間曲線下面積(AUC0-24h)90%置信區(qū)間為89%-116%,與健康人群無(wú)顯著差異;即使是肌酐清除率低至15-29mL/min的重度腎功能不全患者,暴露量差異也小于15%,終末期腎病患者無(wú)需調(diào)整劑量[10]。在藥物相互作用方面,與二甲雙胍、瑞舒伐他汀聯(lián)用時(shí)AUC波動(dòng)小于20%,僅左旋甲狀腺素因胃排空延遲需監(jiān)測(cè)劑量,但無(wú)絕對(duì)禁忌。“這些數(shù)據(jù)不僅證明了其安全性,更體現(xiàn)了‘以患者為中心’的研發(fā)理念——簡(jiǎn)化治療流程,擴(kuò)大受益人群。”呂曉希教授評(píng)價(jià)道。
產(chǎn)業(yè)價(jià)值:多肽藥物研發(fā)的范式轉(zhuǎn)變
司美格魯肽片的成功絕非偶然,而是多肽藥物研發(fā)史上的一次偉大革命。呂曉希教授從三大維度剖析其產(chǎn)業(yè)意義:“首先是分子設(shè)計(jì)的革新——C-18脂肪二酸側(cè)鏈精準(zhǔn)平衡了親脂性與膜滲透性,使其既能與SNAC協(xié)同作用,又避免了過(guò)度膜結(jié)合導(dǎo)致的轉(zhuǎn)運(yùn)阻滯;其次是遞送系統(tǒng)的突破,SNAC作為FDA GRAS認(rèn)證的滲透促進(jìn)劑,歷經(jīng)10年安全性驗(yàn)證,其局部可逆作用機(jī)制為口服多肽提供了全新模板;最后是患者依從性的飛躍,每日一次口服替代每周注射,使治療覆蓋率提升3倍,尤其惠及老年與慢性病患者[11]。”呂教授進(jìn)一步展望,這一突破不僅為2型糖尿病管理樹立新標(biāo)桿,更開(kāi)辟了口服胰島素、抗癌肽等大分子藥物的研發(fā)路徑。未來(lái),我們有望看到更多“不可成藥”靶點(diǎn)通過(guò)類似策略實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化。
呂曉希教授總結(jié)道:“司美格魯肽片的成功印證了‘轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)’的核心價(jià)值——從基礎(chǔ)研究的分子洞察,到臨床需求的精準(zhǔn)響應(yīng),最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的跨越式進(jìn)步。這不僅是科學(xué)家的勝利,更是全球數(shù)億糖尿病患者的福音。”
專家簡(jiǎn)介
呂曉希 教授
中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院
北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥物研究所分子免疫藥理課題組副研究員,天然藥物活性物質(zhì)與功能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成員
從事非感染型慢性炎性疾病發(fā)病機(jī)制研究及創(chuàng)新多肽藥物研發(fā)
負(fù)責(zé)多個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目及省部級(jí)基金項(xiàng)目,承擔(dān)多個(gè)國(guó)家級(jí)新藥研發(fā)項(xiàng)目
Immunity
Nat Commun
Cancer Cell
Autophagy
APSB
STTT
等雜志發(fā)表SCI論文三十余篇,申請(qǐng)國(guó)家專利10項(xiàng)研究工作獲得中華醫(yī)學(xué)會(huì)科技獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)、教育部自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)
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