目录
《多肽类药物》
目录
一、多肽类药物概述
1.1多肽类药物的发现和发展
1.2多肽类药物的优势和限制
1.3多肽类药物的生产方法
二、背景与市场
2.1多肽类药物的市场规模
2.2目前已上市的多肽类药物
2.3多肽类药物适应症
2.4多肽类药物研发和生产的主要公司
三、PDC药物
3.1PDC药物的结构和作用机理
3.2PDC药物设计
3.3现有PDC药物及相关公司
四、未来多肽药的发展趋势
4.1多肽药生产成本下降
4.2产品创新及优化
4.3给药方式优化创新
4.4小结
一、多肽类药物概述
多肽是由多个氨基酸分子脱水缩合之后通过肽键连接而形成的一类化合物,通常由10-个氨基酸分子组成,连接方式与蛋白质相同,大小介于小分子和蛋白质之间,相对分子量一般小于00。
多肽普遍存在于生物体内,广泛参与和调节机体内的各个系统、器官、组织和细胞的功能,在生命活动中发挥重要作用,迄今在生物体内发现的多肽已达数万种。
多肽在医药领域已有广泛的应用,主要包括多肽药物、多肽疫苗、多肽诊断试剂等。
多肽类药物是多肽在医药领域的应用,是一类新的药物,其分子大小介于小分子化药(MW)和蛋白药物(MW00)之间,兼具小分子和抗体药的优势,在分子结构和理化特性上不同于小分子药物,多为亲水性的极性大分子。
1.1多肽类药物的发现和发展
人类的第一种多肽药物是从牛和猪胰腺中提取的胰岛素,胰岛素是由动物胰脏胰岛中的β-细胞所分泌的一种蛋白质激素,是历史最为悠久的生物药之一,于年被德国病理学家PaulLangerhans首次发现,他在毕业论文里描述了在显微镜下可以观察到的胰脏周围组织不同的岛状细胞团(即胰岛),并推测这些岛状细胞团可能是分泌激素的。
年班廷和麦克劳因为发现了胰岛素对糖尿病的作用被授予诺贝尔生理学或医学奖。礼来、诺和诺德两家企业在胰岛素商业化的进程中发挥了重要作用。礼来在年上市了第一支商品化的胰岛素,为第一代动物源胰岛素,易引起患者异源性过敏反应,存在较强的副作用。年,英国的圣格因为确定了胰岛素结构并完成了胰岛素纯化获得诺贝尔化学奖。
年,美国科学家们找到了利用基因重组生产出和人胰岛素完全相同的胰岛素产品,即第二代胰岛素,这类产品具有更高的安全性和有效性,不易引起患者过敏反应,副作用较小,但不能完全模拟人体生理性胰岛素分泌浓度曲线。第三代胰岛素为重组胰岛素类似物,副作用小,并且可以模拟人体生理性胰岛素分泌曲线,精准调节人体血糖浓度,降低低血糖风险,安全性及有效性进一步提高。
催产素由垂体后叶分泌,由下丘脑的室旁核和视上核合成,是由9个氨基酸组成的多肽。早在年,后叶催产素就已经在临床中被用来治疗滞产,年又被用于引产,年,美国生物化学家VincentduVigneaud博士第一次实现多肽类药物的化学合成,成功人工合成了催产素(oxytocin),获得了年诺贝尔化学奖。
年,美国生物化学家RobertBruceMerrifield博士发明了固相多肽合成法(SPPS),成为多肽合成的首选方法,并成为了一个独立的学科,Merrifield因此获得了年诺贝尔化学奖。固相多肽合成技术极大推动了多肽类药物的发展。
20世纪80年代重组技术的出现让科研人员可以使用细胞培养选择性表达内源性肽和蛋白,而不再依赖合成技术,加速了多肽类药物的研究进程。
图片来源:NatureReviewsDrugDiscovery
多肽药物关键里程碑、开发和获批时间
1.2多肽类药物的优势和限制
相对于一般的小分子化药,多肽药具有更高的活性和更强的选择性,在治疗复杂的疾病方面有显著的优势,同时,多肽代谢产物为氨基酸,对人体毒副作用小,质量控制水平接近小分子化药;相对于蛋白质药物,多肽药稳定性较好、纯度高、免疫原性低。
小分子药、多肽药与蛋白质药物的对比
但是多肽药物的发展也受到很多限制,主要原因包括成本高、新技术应用缓慢、结构复杂、作用机制复杂、不稳定(多肽结构中连接氨基酸的肽键容易发生断裂,在酸、碱、高温、有机溶剂等条件下容易失活,并且由于多肽酶的存在导致多肽的半衰期通常较短,使得对多肽类药物进行分析存在困难)。另一方面,多肽的合成与纯化技术非常复杂,通常需要数十步甚至上百步反应,纯化过程也很繁杂,研发满足药物商业化要求的纯度、质量、生产成本的规模化工艺路线的难度极大,技术门槛高,这些因素制约了多肽药物的研发和产业化。因此还需要各种多肽修饰技术对结构进行调整,以延长半衰期,达到药物稳定性的标准。
1.3多肽类药物的生产方法
多肽药物可以通过化学合成、基因重组或直接从动植物中提取。目前主要的方法是化学合成,固相法合成技术极大推动了多肽药物的发展;动植物体内的多肽类物质含量较低且纯度不够;基因重组是指由于不同DNA链的断裂和连接而产生DNA片段交换和重新组合,从而形成新的DNA的过程,这种方式主要用于长肽的制备。
多肽生产方式的比较
二、背景与市场
2.1多肽类药物的市场规模
作为全球新药研发的热点之一,多肽药物的适应症已经扩展至糖尿病、骨质疏松、镇痛、疫苗、肿瘤、抗心力衰竭、内分泌失常、肠易激综合征等众多领域。
据QYResearch统计,多肽药全球市场规模从年的亿美元,涨到了年的超过亿美元,年均复合增长率达到8.17%,约为全球药物市场规模整体增速的2倍,预计未来多肽药物市场将保持7.9%的年均复合增长率,预计年市场规模将达亿美元,到年预计亿美元,具有巨大的增长空间。
资料来源:QYResearch、Lonza、探针资本整理
-年全球多肽药物的市场规模及增长率
全球范围内,北美和欧洲地区多肽药物市场最大,相关制药企业包括诺华、诺德诺德、赛生、默克等。20世纪90年代末,国内医药企业开始