干扰素制备技术的发展
干扰素(IFN)是一类具有抗病毒、抗肿瘤及免疫调节作用的蛋白质。1957年,Isaacs和Lindenmann在鸡胚绒毛尿囊膜研究中发现IFN后,学者们开始在很多动物的组织和器官中发现IFN样物质。于是,Cantell等学者尝试从病毒感染的白细胞中分离IFN并提纯。虽然那个时期制备的干扰素纯度仅1%,却是干扰素制备技术发展的起点。
随着对IFN作用机制研究的深入,其临床应用价值被逐渐肯定,但因IFN制备技术的限制,IFN不能被真正广泛地应用于临床治疗。直至20世纪80年代,由于DNA重组技术的应用,基因工程合成IFN取代了从人血中提取IFN,这一制备工艺的跨越性进步使IFN得以日益广泛地应用于临床。
● 人干扰素
最初,研究者从病毒感染患者体内分离出白细胞进行体外培养,至20世纪70年代,研究者先分离出人白细胞,在体外培养过程中加入IFN诱导剂,在一定周期后,从人白细胞培养液中提取IFN并纯化,经配液调剂得到IFN制剂。经过这种制备技术得到的IFN称为人血提取白细胞IFN,简称人IFN。
, 百拇医药
人IFN为人白细胞所分泌,为多种干扰素亚型的混合物。限于当时的制备技术问题,制备周期长,人IFN纯度低,所含的多种亚型生物活性极低,从而影响了人IFN的应用。同时,这种制备技术需要大量血液,潜在的多种血液制品污染因素难以避免,因此,人IFN始终未投入大规模生产,从而严重限制了IFN的临床研究和应用。
● 基因工程干扰素
DNA重组技术使传统生物技术完成了向现代生物技术的飞跃,IFN的制备技术也因之有了极大提高。
第一代基因工程IFN 第一代基因工程药物的一级结构与天然产物相近。在基因工程IFN研究最初,人IFN的蛋白结构、转录基因的序列还未完全明确,因此即使有了DNA重组技术,研究依然十分艰难。多个国家的研究者尝试多种途径克隆人IFN的cDNA,共同得到人IFNα-2a的基因序列。
上世纪80年代初,瑞士科学家和美国科学家几乎同时成功研究出第一代基因工程IFNα。1981年初,Pestka等合成并纯化了IFNα-2a,并得到FDA批准进行临床试验。
, 百拇医药
第二代基因工程IFN 20世纪80年代中期,第二代基因工程IFNα-2b问世,其分子结构与人IFN完全一致,于1986年,FDA批准IFNα-2b应用于治疗慢性乙型肝炎。此后,IFNα-1b、IFNβ、IFNγ等基因工程IFN相继研究成功,根据其作用特点应用于不同的临床领域。
第一代和第二代基因工程IFN常被称为普通干扰素,目前,仍然应用于临床治疗慢性肝炎(乙型和丙型)等。但是,由于普通干扰素的半衰期短(约4个小时),血药浓度不稳定,在一定程度上,限制了其应用。
聚乙二醇化IFN 聚乙二醇(PEG)化技术早在20世纪70年代由Frank等学者提出,即将PEG分子附于蛋白质,既尽可能地优化了药代动力学性质,又保持了原药物活性。许多学者依据这种技术,开始在延长药物半衰期和保持生物学活性两方面寻找平衡点,研究更为优化的PEG IFN。
将IFN进行PEG化的研究,经历了从线性PEG到支链PEG对IFN进行修饰,先后研发了PEG IFNα-2b和PEG IFNα-2a,这两种干扰素为目前所称的长效干扰素。
PEG IFNα-2b为小分子直链PEG IFN,半衰期约为40小时,药物全身分布,按体重给药,经FDA批准用于治疗慢性丙型肝炎。PEG IFNα-2a为大分子支链PEG IFN,半衰期约为80小时,药物可浓聚于靶器官如肝脏,无需按体重给药,被FDA批准用于慢性丙型肝炎和慢性乙型肝炎的治疗。
(黎萌 撰稿 复旦大学药学院药理学教研室 程能能审校), 百拇医药
随着对IFN作用机制研究的深入,其临床应用价值被逐渐肯定,但因IFN制备技术的限制,IFN不能被真正广泛地应用于临床治疗。直至20世纪80年代,由于DNA重组技术的应用,基因工程合成IFN取代了从人血中提取IFN,这一制备工艺的跨越性进步使IFN得以日益广泛地应用于临床。
● 人干扰素
最初,研究者从病毒感染患者体内分离出白细胞进行体外培养,至20世纪70年代,研究者先分离出人白细胞,在体外培养过程中加入IFN诱导剂,在一定周期后,从人白细胞培养液中提取IFN并纯化,经配液调剂得到IFN制剂。经过这种制备技术得到的IFN称为人血提取白细胞IFN,简称人IFN。
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人IFN为人白细胞所分泌,为多种干扰素亚型的混合物。限于当时的制备技术问题,制备周期长,人IFN纯度低,所含的多种亚型生物活性极低,从而影响了人IFN的应用。同时,这种制备技术需要大量血液,潜在的多种血液制品污染因素难以避免,因此,人IFN始终未投入大规模生产,从而严重限制了IFN的临床研究和应用。
● 基因工程干扰素
DNA重组技术使传统生物技术完成了向现代生物技术的飞跃,IFN的制备技术也因之有了极大提高。
第一代基因工程IFN 第一代基因工程药物的一级结构与天然产物相近。在基因工程IFN研究最初,人IFN的蛋白结构、转录基因的序列还未完全明确,因此即使有了DNA重组技术,研究依然十分艰难。多个国家的研究者尝试多种途径克隆人IFN的cDNA,共同得到人IFNα-2a的基因序列。
上世纪80年代初,瑞士科学家和美国科学家几乎同时成功研究出第一代基因工程IFNα。1981年初,Pestka等合成并纯化了IFNα-2a,并得到FDA批准进行临床试验。
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第二代基因工程IFN 20世纪80年代中期,第二代基因工程IFNα-2b问世,其分子结构与人IFN完全一致,于1986年,FDA批准IFNα-2b应用于治疗慢性乙型肝炎。此后,IFNα-1b、IFNβ、IFNγ等基因工程IFN相继研究成功,根据其作用特点应用于不同的临床领域。
第一代和第二代基因工程IFN常被称为普通干扰素,目前,仍然应用于临床治疗慢性肝炎(乙型和丙型)等。但是,由于普通干扰素的半衰期短(约4个小时),血药浓度不稳定,在一定程度上,限制了其应用。
聚乙二醇化IFN 聚乙二醇(PEG)化技术早在20世纪70年代由Frank等学者提出,即将PEG分子附于蛋白质,既尽可能地优化了药代动力学性质,又保持了原药物活性。许多学者依据这种技术,开始在延长药物半衰期和保持生物学活性两方面寻找平衡点,研究更为优化的PEG IFN。
将IFN进行PEG化的研究,经历了从线性PEG到支链PEG对IFN进行修饰,先后研发了PEG IFNα-2b和PEG IFNα-2a,这两种干扰素为目前所称的长效干扰素。
PEG IFNα-2b为小分子直链PEG IFN,半衰期约为40小时,药物全身分布,按体重给药,经FDA批准用于治疗慢性丙型肝炎。PEG IFNα-2a为大分子支链PEG IFN,半衰期约为80小时,药物可浓聚于靶器官如肝脏,无需按体重给药,被FDA批准用于慢性丙型肝炎和慢性乙型肝炎的治疗。
(黎萌 撰稿 复旦大学药学院药理学教研室 程能能审校), 百拇医药