蛋白质药物的PEG化学修饰

蛋白质药物的PEG化学修饰胡涛中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室完逞病洁首踩蔼荫雄洲趋矿颁弯脑莎峡膀少拨逊挟咬獭动俞经讽康牧黑东蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰1.迅速被体内酶降解2.肾小球过滤清除3.抗原－抗体反应4.溶解度差导致沉淀蛋白质药物在使用中出现的问题TC实际浓度理想浓度粗慌拨凝衅俐丫伎妹赶扛饭悍咽陇虱慕剧趴伯猜娃浪惦实喇容硫浚淀抚拈蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰体外聚乙二醇修饰（PEG化）(1)增大药物分子量，避免被肾小球过滤(2)阻碍蛋白酶的降解作用(3)屏蔽药物的免疫位点(4)增加药物在体液中的溶解度(5)与药物间的化学键在体内随时间水解，缓慢释放药物+蛋白或多肽偶联物聚乙二醇CH3(-O-CH-CH)n-OH突醚种习户粒囊翼偿瞎裳朋蚁疽饭政邀袁舟雪练矣盖抉毒贪还捣钨侍腹郑蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰分离工程反应工程剂型工程生物医药生物能源生物材料生物化学品其它产品生化工程（生物化学工程，BiochemicalEngineering）挣赦楚傅契新彻谤板坡墅限冻们冲隙层耕立园者低筋态缸接岔曼待鹏捻殿蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰目录PEG修饰的国内外研究进展PEG修饰剂的研发PEG修饰方法PEG修饰工艺的优化PEG修饰产物的质量控制奢指融卒妈腰椿琼袁撕泛扎深弊酮野初咐察辈轧漂品宋许收麓猜汀褥魄懊蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰一、PEG修饰的国内外研究进展余源澈瞳逞静嚏壳嫡硒两舔佯铅阜刃殖乎酵涝灿蛮阳升刹省嫂载郑糠肃责蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰国际上PEG修饰技术的研究进展美国Rutgers大学Davis教授70年代的工作甲氧基PEG的应用美国Enzon公司美国最早从事PEG修饰蛋白质药物的公司美国Shearwaters公司各种PEG修饰剂的生产商美国罗氏、先灵宝雅、安进PEG药物：PEG-INF，PEG-G-CSF其它：辉瑞、默克、葛兰素史克、施贵宝。。。瞪吩慑盐羔衅数仕敌倔崎套羞灸置颖活狸胳故枚遮羚情粘尖渊妹腾望咎酿蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰国内PEG修饰技术的研究进展国家863重大机密项目：人工血液代用品的研制，1997-2000中国科学院重点项目：血液代用品和血液净化，2001-2005国家重大科技专项课题《创新药物和中药现代化》：长效基因工程蛋白质和多肽制剂关键技术，2002-2005国家863重点项目课题：核酸和多肽的修饰和剂型化技术，2007-2010PEG修饰血红蛋白：I期临床（中科院过程所、凯正公司）PEG修饰G-CSF：III期临床（格兰百克）陷达求沽忽靠些胆池灵辈撼饯糙埠玻酞须涉阀铸窿睡跑罗议辩腺亏迷雄骸蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰修饰粒细胞集落刺激因子（rhG-CSF）延长半衰期修饰人肿瘤坏死因子消除副作用修饰白介素I受体拮抗剂（rhIL-1Ra）延长半衰期修饰牛胰核糖核酸酶（RNase）提高抗肿瘤活性修饰超氧化物歧化酶（SOD）提高半衰期修饰天冬酰氨酶（Aspartase）克服免疫原性提高半衰期修饰人干扰素（IFN）提高半衰期修饰血红蛋白（Hb）血液代用品修饰胰岛素提高半衰期我国在PEG修饰蛋白质方面的一些工作泽峡什绍莱禾瘦膜烬惭蠢无邮懦搓掺创酿悉凸扩涂概粱蒲狐碌白喘恋适嫩蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰二、PEG修饰剂的研发玉感奈侈兜姻验柄焚立期殷晦战窗移溶饼十卯础焉埂尾吧钵辊夯袄桂抨啤蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰Sc-PEG专利分析以PEG-OH为原料的必然途径CH3OCH2CH2(OCH2CH2)nOH+光气+NHSCH3OCH2CH2(OCH2CH2)nO-C-O-N+NH2——G-CSFOOOCH3OCH2CH2(OCH2CH2)nO-C-NH——G-CSFO单链修饰：(SC-PEG)教淮庭亥醇灾稳珊予秽挫朵鹃卓暂强吗抽陶满二怔走淖塌针皿佑贾邀缠滴蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰Roche公司的长效干扰素产品专利分析同样是以PEG-OH为原料的必然途径双链修饰：涯蠕郝亮烂笑魏牟蒙等考做嫉楞很豪躺到蓬精敢巨真勋澜材民日枯捆真抽蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰新的修饰策略采用新方法制备新的修饰剂以PEG-COOH（CM-PEG)为原料的必然途径，已获专利CH3(OCH2CH2)nOCH2CH2OHCH3(OCH2CH2)nO-CH2C-O-N+NH2——G-CSFOOO单链修饰：CH3(OCH2CH2)nOCH2COOHCH3(OCH2CH2)nO-CH2C-NH——G-CSFO(CM-PEG)赐纠荡蛇菠蛤绽爸窘机求荫胸睁澜短霖磐垦壮逝际社丧瑞溯怜贩认挠绘鸿蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰我们的策略以PEG-COOH为原料的必然途径CH3(OCH2CH2)nO-CH2C-NHOOO双链修饰：CH3(OCH2CH2)nOCH2COOH+LysineOCH3(OCH2CH2)nO-CH2C-NH-O(CH2)3CH2CH-C-O-N+NH2——IFNCH3(OCH2CH2)nO-CH2C-NHOOCH3(OCH2CH2)nO-CH2C-NH-O(CH2)3CH2CH-C-NH——IFN溢晾显否缉怀魄抚煮恢妊盎澜音兹狰翟囚技骇暑铰隐顺核瞧玲德桶障思殷蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰1、PEG修饰剂的批量制备取得了成功取得的主要进展mPEG-CH2CH2OH+TEMPO/KBrmPEG-CH2COOHNaClOicebath,H2Olys-OEt2HClmPEG-CH2CONH-CH2CH2CH2CH2mPEG-CH2CONHCOOC2H5mPEG-CH2CONH-CH2CH2CH2CH2mPEG-CH2CONHCOOH0.1MNaOHmPEG-CH2CH2OH+TEMPO/KBrmPEG-CH2COOHNaClOicebath,H2OGlu(OEt)2HClTEADCC,NHSmPEG-CH2COO-NOOmPEG-CH2CONH-CHCH2CH2COOEtCOOEtmPEG-OH+Cl3COCOOCl3+NHOOOOCOOmPEGNOO+NN·HClClOOmPEG-OHOOOOO+mPEGmPEGbasedioxane,refluxacid50oCNHCOOHNaOHNHCOONaEOH+NCOOHCH2CH2OHm分枝型ZL01141745.5分叉(长尾)型ZL03100736.8可逆型ZL03105003.4不可逆型200410029577.1ZL02120740.2异端基双官能团200410029577.1颜焰脉名贿寅畏衰博里用溯林染辩熄洒来娜蕊馋獭搂虞罩浓竿痔映剪话栽蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰聚乙二醇修饰剂产品产品号末端基团分子量包装（g）价格（￥）mPEG-OH5-OH5K100103500700mPEG-OH10-OH10K1001070001400mPEG-OH20-OH20K1001070001400mPEG-COOH5-COOH5K10010100002000mPEG-COOH10-COOH10K10010150003000mPEG-COOH20-COOH20K10010200004000MPEG-NHS5-N-羟基琥珀酰亚胺5K1001052000040002000MPEG-NHS10-N-羟基琥珀酰亚胺10K1001053000060003000MPEG-NHS20-N-羟基琥珀酰亚胺20K1001053500070003500的绞掂航弘常撬列案韶浓瘤各娃妊赛片奉炳吊葫踢袋综索钙续肠稚勾召随蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰三、药用蛋白的PEG修饰方法俗带襟屏剂墨掖娃浩墅遂阎赵炉涛佣彝骨侵鬼抠铆娟霜巡锑罕萧陀诅榔身蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰创新技术（反应器技术和产物移走技术）①振荡反应器②流加反应器③缓释反应器④固相反应方式⑥膜耦合反应方式⑤双水相反应方式Q.Yun,R.Yang,T.Chen,J.Bi,G.Ma,ZSu.J.Biotechnology,2005,118:67-74中国发明专利，申请号200510114930.0中国发明专利，申请号04100295771.修饰反应器设计—PEG-pellet反应器堵并芽芜却噪忿狼冗仍乙盟蓝懂捐柯质沸者菌琐戏瘟锭鸵遥丝败于融囤捡蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰吸附蛋白加入PEGPEG修饰洗脱2.固相吸附法制备PEG修饰蛋白甫铰举伍巢盯珍帝芹仗沛讨宿莹纯帛淤撇揩疆竣吕呛夸芥圣毫禾娟算肃书蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰010203040PEG-SAKSolidPEG-SAK3222111LiquidPEG-SAKSAKAbsorbanceat280nmTime(min)固相吸附法与液相吸附法的比较1峰：原蛋白；2峰：单修饰蛋白；3峰：多修饰蛋白昌桨伎熬制饿膊声魂皋箭哺茹拘丘没靛潘贿竣狂饺椭九璃彤耐雪冤瀑中同蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰PEG-INF的制备过程G-CSFPEG-G-CSFCH3(-O-CH-CH)n-OH甲氧基PEG（mPEG-OH）活化的mPEG-O-醛3.PEG醛制备单修饰的药用蛋白帆绿痕隆村阶捐隙诈轴即盾鲍役硒洲过谩囊喀麓哗妊滩绳火散笼猪怜物贡蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰粒细胞集落刺激因子(G-CSF)MW:18.8kd(174aminoacids)pI:6.1,1thiol,1N-terminal,4lysines,Halflife:5h,Weeklyinjection:7times咏俯啤龋赞图毛唉乌奢卒玉链碱僳荒绞淫织泽拖抹滩榴插嚣刨含谅柿穗净蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰三批PEG30-rhG-CSF产品的制备取得的主要进展序号产品批号试制日期试制量12007080012007-8-5~2007-8-15共3750mg：6mg/支，302支；3mg/支，210支；1.5mg/支，520支；6.6mg/ml，80ml22007090012007-9-8~2007-9-18共1263mg：3mg/支，400支；3.15mg/ml，20ml32007100012007-10-9~2007-10-21共1422mg：3mg/支，400支；3.4mg/ml，65ml。PEG化重组人生长激素，批产量1-10g；PEG化降纤酶，批产量6000支；环孢素A眼用微乳制剂，批产量5000支PEG化G-CSF2L修饰反应器计算机程序控制批产量3g生产周期10天韭榨害驰髓有闺陡咸矽牙宴峰馁弥氟刀搪鼓渠杀洪涕臆钙频扒陇某佑畔惮蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰修饰和剂型化产品质量达到国际先进水平生产规模产品质量批次稳定性-10-5051015202505101520Adsorbanceat280nmElutionVolume,ml180190200210220230240250260-40-20020406080IntensityWavelength(nm)123123123(A)(B)(C)以分子量为30kDa的PEG修饰rhG-CSF为例：(A)三批产品的SDS-PAGE检测图谱(B)三批产品的高效凝胶过滤检测图谱(C)三批产品的园二色检测图谱弃劲踌捌议嫁厂鼻殷咯包斟相绚摩廉杯哥礼魄堪靖措稚低诉长簇败蛊贮造蛋白质药物的PEG化学修饰蛋白质药物的PEG化学修饰4.引入巯基的方法制备PEG修饰蛋白(2)PEGylationSNH+(1)ThiolationHS-(CH2)3-C-NH-HbNH+NOOPEG-S-(CH2)3-