Degarelix Acetate

点击上方蓝字 关注我们 早研早知道 多肽类药物在糖尿病、肥胖、癌症等领域广泛应用，市场需求快速增长。然而，现有多肽合成方法难以满足规模化、可持续生产的需求。 近日（Dec. 15），默沙东、北京康龙化成、上海合全药业等团队联合在预刊 ChemRxiv 上发文，受多肽自然生物合成启发，开发了一种基于 N/C 未保护氨基酸的连续 N-C 链延长肽合成方法。 这种方法的核心依赖于 DMBCI 混合酸酐体系与2,6-二甲基吡啶，解决了差向异构化、副产物干扰等关键挑战，实现单步偶联产率>95%；比传统合成方法分离步骤减少~10倍、废物生成减少~100 倍，且可兼容非天然氨基酸（ncAAs）；目前已成功用于多个肽类药物片段的合成，可放大至千克级。 PART 01 多肽合成的现状 多肽治疗市场蓬勃发展，尤其以 GLP-1 最为瞩目。临床开发中更是有数百种多肽疗法，其中受到关注最多的是 3-60 个氨基酸序列的多肽。大量的需求把压力给到了多肽生产的能力，而现有的合成方法在规模和可持续上仍有待进一步的发展。 当前，多肽的合成方法主要包括化学合成法和生物合成法。 1.1、多肽生物合成法 天然界中，大自然通过基于 mRNA 模板的核糖体进行多肽的生物合成，其特点： （1）从 N 到 C 延长肽链； （2）使用无保护的游离氨基酸； （3）偶联效率高。 然而，生物合成法也有自身的局限性：无法高效兼容非典型氨基酸（ncAAs）。 1.2、多肽化学合成法 多肽化学合成法又可分为液相多肽合成（LPPS）和固相多肽合成（SPPS），其主要特点如下。 （1）通常从 C 到 N 延长肽链； （2）需要 N-保护的氨基酸作为砌块，以免偶联延长肽链时砌块自身反应； （3）兼顾天然氨基酸和非天然氨基酸； （4）通过反复的酰胺偶联、脱保护步骤组装延长肽链； （5）延长一个氨基酸，需要三步：保护氨基酸砌块N端、偶联延长肽链、脱保护。 其中，SPPS 已成为快速获得多肽的行业标准，归因于其： （1）高产率，每个氨基酸单步收率可在 95% 以上； （2）操作高效，可实现多肽流式自动化合成，加速多肽早期发现。 然而，多肽化学合成也面临着挑战： （1）生产步骤多、工艺质量强度（PMI）极高； （2）环境挑战显著，为实现高产量和高纯度，消耗大量试剂和溶剂。 如以 GLP-1 肽的生产为例，数万吨级别的产量，则平均需要每种氨基酸的 PMI 为 875； 在 10 吨级规模下，一个包含 39 个氨基酸的肽将需要 35 万吨溶剂、以及约1万辆10吨容量的储罐车。这其中包括约 14 万吨的 DMF，占全球产量的约 15%。 1.3、来自大自然的启发 受到自然界中由游离氨基酸组成多肽链的启发，研究人员尝试结合多肽化学合成与生物合成方法，利用 N/C 均不受保护的氨基酸（包括非天然氨基酸），开发一种高效、可持续、连续的多肽合成方法。 实现： （1）从未保护氨基酸出发，连续 N-C 方向肽链延长； （2）支持 ncAAs 掺入； （3）减少分离步骤，降低 PMI，提升合成效率。 PART 02 肽新型合成方法开发 2.1、多肽连续 N-C 延伸的关键挑战 连续 N 到 C 方向的多肽延伸中，N 端部分已经被肽链封盖，因此 C 端可以预先激活，以便于游离的氨基酸偶联。 生物合成的核心在于酶的高效性和极高的选择性，即，当存在其它氨基酸和副产物的情况下，仅将所需的游离氨基酸纳入合成过程中。 因此，多肽连续 N-C 延伸的化学合成必须解决两个关键问题： （1）高效的单酰胺键形成，避免恶唑酮中间体生成，进而产生差向异构化，且无过量氨基酸和其它试剂； 已有的解决方法：温和的激活试剂、添加过量的氨基酸以提高转化率、每次偶联后都进行分离纯化。 （2）复杂体系中选择性链增长，同时避免试剂、副产物（如脱保护离去基团等）的干扰。 已有的解决方法：瞬时保护、去除过量的激活剂、每次偶联后都进行分离纯化。 然而，这些已有的方法使肽连续链延长受限。 2.2、第一个挑战：开发基于 N/C 未保护氨基酸的高效耦合方法 首先，设定每个耦合目标产率为 >95%，与 SPPS 相当，有利于肽链式增长。 要提高耦合效率，需要解决的关键问题就是差向异构化的问题。因此，研究人员选择具有明显异构化倾向的二肽 1 为底物，评估其与游离氨基酸2 在不同活化剂下的耦合情况，如下图。 主要的杂质包括：未反应的二肽底物、差向异构体、恶唑酮中间体、以及过添加四肽片段。 毫无意外，使用未保护的氨基酸进行与二肽羧基从 N 到 C 方向的耦合，一些常规耦合试剂如 HATU、EDCI/HOBt、COMU、DIC/Oxyma、DCC/HOSu 等产生大量的差向异构体、恶唑酮、和过耦合副产物。 随后，在尝试混合酸酐法时，获得了惊喜的结果。 除了 IBCF（氯甲酸异丁酯）、IPCF（氯甲酸异丙酯）仍然产生大量差向异构体或恶唑酮之外，PivCl、DMBCl、EHCl 均获得喜人的结果： PivCl：特戊酰氯，产率88%，恶唑酮2.6%； DMBCl：2,2-二甲基丁酰氯 （CAS: 5856-77-9)，产率93%，恶唑酮3.5% EHCl：2-乙基己酰氯，产率83.4%，恶唑酮~3.5%。 均无明显过量副产物（＜1%）。 此外，DMBCl（2,2-二甲基丁酰氯，CAS: 5856-77-9）极为廉价，约10美元每公斤（乐研显示 343人民币每公斤，大货或许更便宜）。 2.3、第二个挑战：优化方案，提高耦合选择性以适应连续肽延长 DMBCl 虽然获得了 93% 的收率，但其仍没有满足 >95%的既定目标，且以化合物1粗产物混合物与氨基酸2进一步的连续延长肽链时，化合物3产率仅为 86%，如下图，可能是由于 DMB 酸副产物的干扰。 与更具阻碍作用的N-Me-AA（7）进行连续耦合，目标肽8的产率降低至 81%。 这些结果凸显了目前的混合酸酐耦合条件仍面临挑战：有副反应存在时，连续肽延长面临普遍性和效率有限的挑战。 分析副反应主要是恶唑酮的形成，因此，进一步优化将主要围绕着控制恶唑酮形成。为此，研究人员通过利用添加剂改变pH值、反应性、稳定性来减少恶唑酮的形成。 随后，研究人员对 50 多种Lewis 酸和亲核性碱在三种溶剂中的反应进行了评估。 结果，只有吡啶、2,6-二甲基吡啶、4-甲基吡啶能够抑制恶唑酮的生成；更具亲核性的催化剂，如 DMAP、NMI 等，增加了恶唑酮的形成，可能是由于混合酸酐的过度活化。 其中2,6-二甲基吡啶在 DMAC-MeCN混合溶剂中初期表现良好，产率为 71%，恶唑酮含量仅 0.7%；为提高转化率，添加了 DIPEA，在1 等量的2,6-二甲基吡啶和1等量的 DIPEA 的组合下，耦合产率为 97.4%，且恶唑酮仅1.2%。 此外，2,6-二甲基吡啶的加入，也解决了连续肽延长的难题，如下表，将肽3、8的二次偶联效率分别提高到 96%、92%，并有效控制了恶唑酮、差向异构体的形成。 2.4、2,6-二甲基吡啶的作用研究 进一步的研究表明，2,6-二甲基吡啶具有如下作用： （1）最大程度抑制初始的恶唑酮形成和随时间推移的增长； （2）加速混合酸酐形成，为后续连续的酰胺偶联提供窗口期； （3）减少 DMB 酸的干扰。 通过滴定试验表明，2,6-二甲基吡啶在1.2个当量时，恶唑酮的生成和产物的产率达到一个平台值。 2.5、挑战二：副产物形成对连续肽延长选择性的影响 任何残留的 AA 和活化剂都会导致过量副产物，因此，必须在体系中有其它官能团的情况下选择性封盖或淬灭。 混合酸酐体系具有“自我纠正”机制：残留的 DMBCl 与游离氨基酸通过选择性 N-酰化相互淬灭，避免过度耦合。 研究表明，DMBCl 在末端与 AA2 N 末端反应，N/C端反应比超 40：1。比如在模型反应中，能够观察到少量的 N-DMB-氨基酸2，但没有C-活化的氨基酸2，这也证实了DMBCl的 N-选择性。 这解决了多官能团体系中选择性偶联的难题。 PART 03 底物适用性与合成应用 3.1、一锅法连续耦合合成三肽 AY：试验测定收率；IY：分离收率 一锅两步连续法合成三肽，单步收率在 95%-98%。 3.2、长肽分子合成 在四肽、五肽、七肽、八肽的连续合成中，单步偶联收率均不低于 95%；其中，对于八肽的7次连续偶联中，无中间分离，总收率 73%， PMI = 22。 3.3、多肽药物分子合成 十肽药物分子 Degarelix，包含有 7 个 ncAA/D-AA。采用本文中的连续偶联条件，通过两条连续肽延长（4AA、5AA），仅 2 次分离，总收率 69%。步骤比文献报道的 LPPS 法步骤减少约10倍（从26降到2），分离次数从20次降低到2次。 对于 19-mer 的长链多肽，分为7+7+5 三个片段进行连续偶联，每步收率达94%。 PART 04 总结 · 展望 这篇报道实现了高效（每步超95%）、高选择性、无保护氨基酸（包含ncAA）、从N到C的肽连续化学合成，溶剂废物下降两个数量级，为吨级绿色肽合成提供了通用平台。 目前，公斤级三肽、20 克级七肽的合成。使用单一成套廉价试剂，无需为每步定制活化剂。 文中在对关键问题的解决中，通过独特的添加剂通过发挥有时意想不到的作用，来克服现有反应中的重大局限性和一般性挑战非常值得思考和借鉴解决其它类似的问题。 参考文献： DOI: 10.26434/chemrxiv-2025-9zf56

【原文转载：昆明医科大学学报】 【摘 要】随着传统化学药物研发难度的不断增加，肽类药物因具有高特异性、显著疗效、易代谢及低毒性等优势，逐渐成为药物研究与开发的热点。系统阐述了肽类药物的理化特性、主要优势及局限性，并总结了目前常用的结构修饰与递送策略。重点介绍了已获批上市肽类药物在糖尿病、癌症、细菌和病毒感染、多发性硬化症、骨质疏松症等多种疾病中的应用及其作用靶点。同时，对肽类药物在体内稳定性差、生物利用度低、给药途径受限等研发难题进行了分析，并探讨了基于分子修饰、纳米递送及计算机辅助设计等新技术的前景。综上，肽类药物在多领域治疗中展现出独特优势，但仍需突破制备、递送及耐药性等瓶颈，为未来精准治疗提供新的思路与方向。 【关键词】肽类药物; 研究现状; 临床应用; 局限性; 作用靶点 肽类药物是一类由约2～50个氨基酸通过肽键连接形成的具有生物活性的药物分子。其分子大小介于小分子化学药物和大分子蛋白质药物之间，从而赋予其独特的理化性质与治疗潜力[1]。首个获得临床批准的肽类药物是胰岛素，由加拿大科学家Frederick Banting和Charles Best于1921年发现[2]，这也标志着肽类药物应用的开端。此后，随着固相合成技术的发明和基因工程技术的应用，多肽药物研发进入快速发展阶段。截止2025年10月，Drugbank数据库（http://www.drugbank.ca）共记载2005种肽类候选药物分子，其中已超过1400种肽类候选药物处于临床试验阶段。然而，仅超80多种基于多肽的药物/治疗途径通过研究开发和临床试验进入医疗领域[3]，其中约40种获我国药监局批准上市，而国产肽类药物仅5种[4]。本文旨在综述肽类药物的研究现状以及获批上市的肽类药物在临床疾病中的应用，探究其面临的挑战和应用前景，为肽类药物进一步研发提供参考。 1 肽类药物的特点及研究现状 与传统的小分子药物和生物制药相比，肽类药物在全球医药市场中占比较小。然而，肽类药物因其高效、特异性强、易代谢、潜在毒性低及在组织中的蓄积少等优点，受到越来越多的关注。这些特性使其成为设计新型治疗药物的良好起点。近年来，随着现代分子生物学技术和肽化学技术的不断进步，如DNA编码文库、显示技术、固相和溶液相合成中微波辐射技术、化学连接、重组合成及金属催化合成等的应用，肽类药物的挖掘、合成和研发呈现出快速增长的势头，其显著高于整体药品市场的增速[5]。 1.1 肽类药物的优势 近年来，由于多肽具有独特的治疗特性和更高的疗效，更多的基于多肽的疗法已逐渐获得FDA的批准。肽类药物具有更高的选择性和有效性，同时也减少了脱靶副作用的发生。多肽的代谢产物通常为氨基酸，且很少引发毒性反应或药物-药物相互作用。由于多肽的半衰期较短，且其代谢产物不会在组织中积累，从而有效降低了代谢性毒性的风险。与生物制剂（如蛋白质和抗体）相比，肽类药物相对较小的分子尺寸不仅便于快速合成且成本低，还有助于其在组织中的渗透，从而提升其疗效。蛋白或抗体类药物可被人体识别为异物，从而引发免疫反应，而多肽由于体积小，可能具有较低的免疫原性[6]。 1.2 肽类药物的局限性及开发策略 目前，肽类药物的开发主要面临着化学合成的规模化与纯化难度高、固有的结构稳定性差、以及药代动力学性质不佳导致的患者依从性低。传统的液相和固相的多肽合成主要适用于短肽的合成，且存在步骤繁琐、产率低的问题。随着微波辅助、材料改进、条件优化等技术在固相合成和液相合成中应用，尤其在长肽的合成中，其为提高反应速率、改善产率及增强反应选择性等方面提供了独特的优势。此外，多肽的物理化学性质，如亲水性/亲脂性比、化学稳定性和酶解稳定性等，直接影响着肽类药物的生物利用度、分布和药效。例如：少量具有大量亲水性氨基酸的多肽不易通过疏水性生物膜，其具有渗透吸收性障碍；多肽也易被体内的蛋白酶降解，其半衰期较短、生物利用度低等。因此，采用先进的分子生物学技术来提高多肽的细胞通透性、稳定性及其生物活性，是推动肽类药物进一步发展的必要条件。例如，生长抑素易被蛋白酶水解（半衰期约为2 min），代谢稳定性较差；然而，Octreotide是通过修改/修饰天然生长抑素的结构得到的一个类生长抑素的药物，其在体内具有更长的半衰期（半衰期约为1.5 h）和更强的抑制效果[7]。目前，针对多肽的药代动力学特性，包括吸收、半衰期、代谢和生物利用度，可以通过使用各种结构修饰/改造来调节。常用的肽结构修饰/改造的主要方法包括：（1）主链修饰，如在主链序列中引入酯基团、硫基团、氮代氨基酸以及用三唑或氧烷取代酰胺键等[8]；（2）通过N-烷基化[9]、N-杂环共轭[10]、酯化或酰胺化[11]对N或C端进行修饰；（3）通过环闭合酯交换反应、交叉耦合反应、连接策略和锁紧技术对肽进行环化[12]；（4）通过氨基酸替换、聚乙二醇化和脂化修饰等技术合成拟肽物或肽偶联物[13]。 肽类药物常常采用非肠道途径且频繁给药，但这也存在明显的缺点。例如，糖尿病患者长期皮下注射胰岛素可能导致疼痛、局部组织损伤和脂肪萎缩，患者的依从性较低[14]。口服途径具有自我给药的优点，患者可接受性和依从性高，其仍是肽类药物最理想的给药途径。尽管如此，但肽类药物面临胃肠道酶解、吸收障碍与首过效应等多重屏障，导致生物利用度极低。然而，为了克服这些问题，研究者们尝试开发了多种肽类药物递送系统[15]，见图1。通过优化递送系统，可提高其稳定性和生物利用度，从而增强疗效、减少给药频率，提升患者依从性。肽类药物递送涉及的主要问题包括多肽在递送系统中的稳定性以及设计特定靶向目标的载体[16]。目前，由生物可降解聚合物在肽类药物递送方面显示出巨大的潜力，如聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸-共乙醇酸、改性壳聚糖以及固体脂质制成的纳米颗粒。此外，脂质体、聚乙二醇化脂质体、乳质体、水溶体、水凝胶和纳米技术等也陆续被开发并试用于肽类药物递送[17]。受体介导的递送系统也是一种有效克服药物吸收限制的策略，能够促使多肽通过上皮屏障实现胞吞作用[18]。 图1 肽类药物递送系统策略及其克服生物屏障的机制 Figure 1 Peptide drug delivery system strategies and their mechanisms for overcoming biological barriers 2 肽类药物的临床应用及作用机制 基于多肽治疗疾病的开创性工作始于胰岛素在糖尿病中的应用，几十年来，多肽作为各种医疗用途药物的潜力引起了人们的极大关注，被誉为21世纪最有发展前景的药物之一。目前，肽类药物已应用于多种疾病的治疗，并取得了显著成效，包括糖尿病、癌症、细菌或病毒感染等。已上市的肽类药物在临床中的应用和作用靶点，见表1。 表1 肽类药物在临床中的应用和作用靶点 Table 1 Clinical application and targets of peptide drugs  2.1 糖尿病与减重 糖尿病和肥胖的发病率逐年上升，但市场对高疗效、安全性好的降血糖或减肥药物的需求远未得到满足。胰高血糖素样肽-1（glucagon-like peptide-1，GLP-1）是一种由肠道分泌的激素，可促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌、减缓胃排空的功能，在糖尿病的血糖调节中扮演重要作用。GLP-1主要作用于GLP-1受体，通过G蛋白的作用激活腺苷酸环化酶，合成环磷酸腺苷（cAMP），进一步激活蛋白激酶A（PKA）和Epac2（由cAMP-2激活的交换蛋白）途径，增强胰岛β细胞内的钙离子浓度，而钙离子浓度的升高能促进胰岛素颗粒的融合与胰岛素的分泌[19]，见图2。此外，GLP-1也可作用α细胞的GLP-1受体，增加细胞内cAMP的浓度，激活PKA和蛋白激酶G（PKG），参与调控α细胞的胰高血糖素分泌。目前，多种模拟GLP-1功能的肽类药物已成功应用于2型糖尿病的临床治疗，见表2。GLP-1受体激动剂的研发历程清晰地展现了肽类药物技术的进阶：从需每日两次注射的短肽（如艾塞那肽），发展到通过脂肪酸链修饰（如利拉鲁肽）或Fc融合蛋白技术（如度拉糖肽）实现每周一次给药的长效注射制剂[20]。替尔泊肽作为GLP-1R/GIPR双靶点激动剂的成功，标志着肽类药物设计从“单一靶点优化”进入了“多靶点协同”的新时代[21]。胰淀素类似物普兰林肽则提供了通过非GLP-1通路调控血糖的选项，但需每日多次注射且其潜在的胃肠副作用限制了其应用[22]。科研工作者也在不断改进胰淀素类似物。目前，口服形式的Semaglutide已获批准[23]，但由于口服生物利用度较低，因此需要较高剂量或采用吸收增强剂以保护药物免受降解。纳米颗粒、肽酶抑制剂和自乳化药物输送系统被考虑用于肽类药物的递送。此外，在这些治疗糖尿病的药物中，Liraglutide、Tirzepatide、Semaglutide已获批或已提交应用于减重适用症。 图2 GLP-1受体信号通路机制 Figure 2 Mechanism diagram of GLP-1 receptor signaling pathway 表2 已获批用于糖尿病与减重的GLP-1受体相关肽类药物 Table 2 Approved GLP-1 receptor-related peptide drugs for diabetes and weight loss 2.2 癌症 归巢肽（homing peptides）是一类具有特定靶向能力的多肽。选择能够靶向特定肿瘤组织的归巢肽作为抗体，形成肽药物偶联物，可将药物直接送达肿瘤细胞，有效减少药物的非靶向递送。例如：RGD肽（Arg-Gly-Asp）能够靶向肿瘤细胞表面上过度表达的整合素受体（如αvβ3受体）[24]，在抗肿瘤治疗、影像学诊断和药物递送系统中发挥重要作用。Angiopep-2能够靶向肿瘤血管内皮细胞上的低密度脂蛋白受体相关蛋白1（low-density lipoprotein receptor-related protein 1，LRP-1）受体[25]，增强药物在肿瘤组织中的积聚和穿透。此外，部分肽类药物也可通过免疫调节途径发挥抗肿瘤的功能。例如：一种重组的人粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子Sargramostim通过激活JAK-STAT、PI3K/Akt、MAPK/ERK等多条信号通路，促进造血干细胞的增殖和分化，增强白细胞的生成和功能，被应用于白血病、癌症和外周动脉疾病患者的治疗中[26]。促性腺激素释放激素（gonadotropin-releasing hormone，GnRH）受体通过MAPK和NF-κB信号通路介导激素依赖性癌细胞的直接抗增殖作用[27]，同时生长抑素受体也成为了肿瘤治疗中的一个重要靶点。目前，已有多种直接靶向GnRH受体（如Leuprorelin、Abarelix、Degarelix等）或生长抑素受体（如Octreotide、Lanreotide、177Lu-dotatate等）的肽类药物，被应用于前列腺癌、子宫内膜异位症、子宫肌瘤或神经内分泌肿瘤的治疗[28]。 2.3 细菌感染 抗菌肽可通过破坏细胞膜结构、抑制细菌代谢等机制，在抵抗细菌、真菌感染方面展现出广谱的抗菌活性。相比传统的抗生素，肽类抗生素具有较好的安全性和选择性，尤其是在长时间治疗某些重症感染时，可以减少药物对患者的副作用。Vancomycin是首个临床应用的糖肽类抗生素[29]，除了抑制细菌细胞壁的合成外，还能改变细菌细胞膜的通透性，阻碍RNA合成，对革兰氏阳性菌具有显著的杀菌作用。尽管Vancomycin已经获批使用了超过60年，但只引起了有限的耐药性[30]。近年来，第二代糖肽类抗生素也相继问世，如Dalbavancin、Oritavancin和Telavancin等。其中Daptomycin作为全球首个获批的环脂肽类抗生素，在钙离子存在的条件下，其与细菌的细胞膜结合，并通过其脂肽结构插入细胞膜，改变膜电位，从而影响膜的完整性和功能，导致膜通透性增加[31]，见图3。Daptomycin通过破坏膜电位导致细菌死亡，而非溶解细菌，因此引发的炎症反应较轻；此外，它还能抑制细菌蛋白质、DNA和RNA的合成，Daptomycin被应用于大多数的革兰氏阳性菌感染的疾病中，包括复杂皮肤和皮肤结构感染、右侧感染性心内膜炎、菌血症、脑膜炎、败血症和尿路感染等[32]。值得注意的是，目前针对性治疗革兰氏阴性菌、真菌感染的肽类药物甚少[33]。 图3 Daptomycin破坏细菌膜电位模型 Figure 3 Model diagram of Daptomycin disrupting bacterial membrane potential 2.4 病毒感染 由于病毒会不断突变和进化，这可能导致病毒对药物产生耐药性，因此针对病毒感染相关疾病的治疗在全球范围内都是一项具有挑战性的任务。传统的治疗方法侧重于靶向RNA复制，但这种方法需要根据每次突变病毒的要求进行修改。肽类药物是克服传统药物这一缺陷的一种治疗病毒感染相关疾病的新方法。肽药物中氨基酸序列的小尺寸使得它们能够更好地与病毒的靶结构域有效相互作用。此外，尽管病毒持续突变和进化，其结构构象却相对稳定，不容易发生变化，因此，病毒对肽类药物产生耐药性的可能性较低。目前，已获批多种肽类药物（如Boceprevir、Lopinavir、Darunavir等）作为抑制剂，分别特异性靶向HCV病毒的NS3/4A/5A蛋白酶、SARS和MERS病毒的3CL蛋白酶、HIV病毒的HIV蛋白酶和HIV逆转录酶等，并被应用于丙型肝炎、严重急性呼吸综合症、艾滋病等病毒性疾病的治疗中。此外，Enfuvirtide是一种36个氨基酸的合成肽，模仿HIV gp41包膜糖蛋白亚基中heptad repeat-2的127-162位氨基酸。Enfuvirtide能与heptad repeat中的残基结合，阻断HIV脂质包膜与CD4 T细胞的细胞质膜融合所必需的gp41的构象变化，从而阻止病毒进入[34]，见图4。在治疗病毒感染中，联合用药也是增强治疗效果的常用措施，例如：Enfuvirtide可与现有的抗逆转录病毒药物（Protoporphyrin IX）联合用于治疗HIV-1感染[35]。 图4 Enfuvirtide抑制HIV病毒膜融合示意图 Figure 4 Schematic diagram of Enfuvirtide inhibiting HIV viral membrane fusion 2.5 多发性硬化症 多发性硬化症是最常见的中枢神经系统慢性炎症性疾病，其病理过程涉及免疫细胞、中枢神经系统细胞和炎症过程之间复杂的相互作用。几种肽类药物正在研究中，包括ATX-MS-1467（https://www.mstrust.org.uk）和JM4[36]，尽管其分子机制未充分阐明，但它们在临床试验和动物研究中显示出令人鼓舞的效果。这些药物具有调节免疫反应、修复受损血脑屏障和促进神经保护的潜力。ATX-MS-1467能触发抗炎细胞因子IL-10的表达，并在人源化的HLA/TCR小鼠模型中诱导具有免疫抑制作用的lag3+ CD4+细胞群的形成[37]。JM4可同时导致实验性自身免疫性脑脊髓炎小鼠的大脑和脊髓中胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）的水平显着降低[38]，而GFAP常被用作神经系统损伤或炎症的生物标志物。另一类被认为能够引起抗原特异性免疫抑制的肽类是改变型肽配体（altered peptide ligands，APL）。这些分子在序列上与天然肽相似，但在一个或多个氨基酸上进行了修饰。它们能够与主要组织相容性复合物-II（major histocompatibility complex-II，MHC-II）分子结合，并与T细胞受体相互作用，从而改变或阻止信号传递到T细胞[39]。因此，这些多肽通常作为部分激动剂或拮抗剂发挥作用。T细胞的激活不完全会导致免疫反应从调节性/抑制性T细胞反应（如T-helper 2和T-helper 3）转变为促炎性T细胞反应（如T-helper 1和T-helper 17）。Copaxone是一种由四种氨基酸随机聚合而成的聚合物[poly（YEAK）n]，通过竞争髓鞘碱性蛋白表位与MHC结合并引发TCR拮抗作用，抑制T细胞对多种髓磷脂抗原的反应[40]。因此，它是目前唯一批准用于多发性硬化症治疗的APL。 2.6 肝肾综合症 肝肾综合症是由重度肝脏疾病引起的并发症，常见于晚期肝硬化患者。其特征为急性肾功能衰竭，伴低血压和肝功能衰竭，源于肝脏病变导致的肾脏血流动力学改变。治疗肝肾综合症通常采用改善肾脏血流和纠正低血压的途径，尤其是通过收缩腹腔血管和提高肾脏灌注。Terlipressin是一种抗利尿激素类似物的肽类药物[41]，在临床上作为一种血管收缩剂，通过增强血管平滑肌的收缩来提高血压，在1型肝肾综合征中有重要的应用[42]。Terlipressin通过作用于抗利尿激素受体V1和V2，分别通过Gq蛋白耦合途径或cAMP-PKA信号通路，激活磷脂酰肌醇-3激酶、磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸（PIP2）裂解和内质网钙释放，最终收缩腹腔内的血管，增加有效循环血量和肾脏血流，从而改善肾脏灌注，治疗肝硬化及其并发症引起的肾功能衰竭[43]。 2.7 骨质疏松症 抗吸收药物和促进骨形成的治疗方案是治疗骨质疏松症的常见手段。Calcitonin是治疗绝经后骨质疏松症的一种肽类药物。内源性Calcitonin由甲状腺滤泡旁C细胞合成，而用于医疗的外源性Calcitonin则来源于鲑鱼的后鳃腺。鲑鱼Calcitonin是一种由32个氨基酸组成的多肽，其第10至27位氨基酸序列与人类Calcitonin有显著差异。正是这种差异，使得鲑鱼来源的Calcitonin具有更强的效力[44]。Calcitonin与一种叫做Calcitonin受体的G蛋白偶联受体结合，主要通过环磷酸腺苷和磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C/肌醇三磷酸信号通路发挥作用。在骨组织中，Calcitonin通过收缩破骨细胞，抑制其移动性和骨吸收能力[45]。在肾小管中，Calcitonin诱导利尿，减少重吸收，降低血清钙和磷酸盐水平。此外，Teriparatide是一种由副甲状腺激素的前34个氨基酸组成的肽类药物。它通过与特定类型的受体—副甲状腺激素受体1（parathyroid hormone receptor 1，PTHR1）结合发挥作用，这种受体存在于骨细胞和肾脏细胞上，与完整副甲状腺激素的作用方式相同，可促进骨生成[46]。 2.8 阵发性睡眠性血红蛋白尿症 阵发性睡眠性血红蛋白尿症是一种由PIGA基因调控异常引起的获得性血液疾病。该基因负责调节细胞表面保护因子（如CD55、CD59）的合成，这些因子在正常情况下可有效抑制补体系统对红血球的攻击。然而，PIGA基因突变导致阵发性睡眠性血红蛋白尿症患者缺乏这些保护因子，从而使补体系统异常激活，进而引发红血球破坏和溶血[47]。补体系统由多种蛋白质组成，其中C3和C5是最重要的蛋白。针对C5蛋白的抑制剂药物（如Eculizumab）可有效治疗阵发性睡眠性血红蛋白尿症患者的血管内溶血，但不能解决血管外溶血。Pegcetacoplan是一种聚乙二醇化肽，靶向近端补体蛋白C3，减少补体介导的红血球破坏，可能抑制血管内和血管外溶血[48]。Pegcetacoplan成为治疗阵发性睡眠性血红蛋白尿症的重要药物，特别适用于那些对补体C5抑制剂反应不佳的患者。 2.9 慢性疼痛 当前用于慢性疼痛管理的镇痛药物存在局限性，包括疗效随时间减弱和可能产生的副作用。传统的阿片类镇痛药在疼痛管理中具有一定的疗效，但由于其可能引起呼吸抑制、便秘、恶心、镇静、耐药性等显著副作用，其临床应用往往受到限制。然而，阿片类肽，如来自于两栖动物（Phyllomedusa rhodei和Phyllomedusa sauvagei）的Dermorphin，其提供强效镇痛且副作用较少[49]。与其他传统的阿片类药物（如吗啡）相比，Dermorphin对μ-阿片受体的亲和力更高，作用效果更加显著。此外，Ziconotide是一种来源于僧袍芋螺（Conus magus）毒液中ω-芋螺毒素的肽类药物，其属于非阿片镇痛药物，尤其适用于对吗啡治疗反应不佳的患者[50]。Ziconotide的镇痛作用主要通过高选择性阻断位于脊髓背角突触前膜的N型电压门控钙通道（Cav2.2）实现。它能与脊髓初级传入神经元上的该通道特异性结合，有效阻止钙离子内流，从而抑制痛觉神经末梢兴奋性神经递质（如谷氨酸、P物质和降钙素基因相关肽等）的释放，最终阻断疼痛信号在脊髓水平的传递。与传统阿片类药物不同，Ziconotide不作用于阿片受体，因此不具有呼吸抑制、耐受性及成瘾性等风险；但其治疗窗口较窄，需通过鞘内给药方式直接递送至脑脊液中以确保疗效[51]。 2.10 其他疾病 短肠综合征是一种罕见的吸收不良性疾病，其主要由于小肠外科切除导致肠道丢失，其他原因包括血管疾病、肿瘤或炎症性肠病[52]。胰高血糖素样肽-2（glucagon-like peptide-2，GLP-2）是肠道消化吸收营养物质的促进剂，并可诱导小肠和大肠粘膜上皮的修复。Teduglutide作为GLP-2的类似物，是唯一被批准用于短肠综合征长期治疗的药物，其半衰期（3～5 h）比GLP-2（7 min）更长。该药物通过与位于肠组织的GLP-2受体结合，激活cAMP/PKA信号通路发挥与GLP-2相似的药理作用[53]。 促红细胞生成素刺激剂是治疗慢性肾脏病患者贫血的主要手段。Peginesatide是一种新型的聚乙二醇化促红细胞生成素模仿肽，已在美国获批上市，作为每月一次给药方案用于治疗接受透析的成年患者贫血，被认为是治疗肾脏疾病引起贫血的有前景的药物[54]。 呼吸窘迫综合征是早产儿患病和死亡的主要原因。该综合征是由于肺部内源性表面活性物质的缺乏所引起的。自1990年起，表面活性物质替代治疗被确立为一种安全有效的治疗方法，并成为早产儿护理的标准。Lucinactant是肺表面活性物质相关蛋白B的模拟物，其在减少呼吸窘迫综合征的患病率和死亡率方面优于磷脂合成表面活性物质[55]。 Taltirelin是一种促甲状腺素释放激素（thyrotropin-releasing hormone，TRH）类似物的肽类药物，可靶向TRH受体，主要用于治疗神经退行性疾病。有研究表明，Taltirelin通过上调纹状体GABA能神经元上TRH受体的表达，激活TRHR-MAPK-RARα-DRD2通路[56]，增强多巴胺神经传递和乙酰胆碱诱导的大脑皮质神经元兴奋，并抑制高浓度乙酰胆碱诱导的神经元兴奋脱敏。 Zilucoplan是一种皮下注射的补体C5抑制剂，于2023年9月在日本首次获批，用于治疗对类固醇或其他免疫抑制剂反应不佳且抗乙酰胆碱受体抗体阳性的成人全身型重症肌无力患者[57]。 Afamelanotide是一种黑色素皮质素-1受体激动剂，进一步激活cAMP/PKA信号通路，促进酪氨酸酶等关键酶的表达，最终增加黑色素的合成和分泌，用于减轻促红细胞生成性原生卟啉症和X-联性原生卟啉症患者因光照引起的疼痛和瘙痒[58]。 3 肽类药物研发的挑战和前景 多肽的高效性、高特异性和低毒性等优点使它们成为治疗许多疾病的理想药物，但肽类药物常面临体内快速降解和低生物利用度的问题。因此在肽类药物开发过程中，通常需要优化其氨基酸序列、构象、基团、电荷分布及等电点等理化性质和结构特征，增强其抗酶解能力以提高体内稳定性，同时增加流体力学半径以减少肾小球的过滤作用。然而，这些结构修饰过程存在较高的技术和经验门槛或壁垒。同时，将多肽包封在载体内（如：纳米颗粒、微胶囊、外泌体、膜仿生载体等），通过缓释或靶向递送，也可提高肽类药物的生物利用度和有效性。但载体的生物相容性、生产成本、免疫原性、控释能力等方面也面临一系列挑战和弊端。此外，现存肽类药物的作用靶点也比较集中，如大多数治疗糖尿病的肽类药物均主要作用于GLP-1受体、大多数抵抗癌症的肽类药物主要作用于GnRH受体或生长抑素受体，这可能会伴随着耐药性加速的风险。例如，作用于GLP-1受体的Dulaglutide在治疗青少年糖尿病患者时，随着治疗时间的延长，尽管治疗依从率很高，但其疗效的持久性随着时间的推移而减弱[59]，这可能影响GLP-1受体激动剂的选择[60]。 值得注意的是，当前肽类药物的发掘大多基于人类自身存在的激素等蛋白的序列进行设计和改造的，其在许多疾病的治疗中提供了新的希望，特别是在抗感染和癌症治疗方面[61]。然而，不得不考虑的一个长久且潜在性的问题是，人类长期使用与人源激素结构高度相似的肽类药物，其耐药性的产生不仅会导致治疗效果下降，增加医疗成本，还可能因机体对该内源分子作用产生抵抗，扰乱人体稳态或免疫系统，带来不可预估的严重后果。因此，建议在未来从与人亲缘关系较远的物种中筛选潜在的肽类药物，其与人体免疫系统发生交叉反应的风险相对较低。目前，计算机辅助药物设计可能成为解决这些问题的重要手段之一[62]，能够精准预测肽类药物的三维结构、构象变化及分子间相互作用。也可通过分子对接和分子动力学模拟等方法，有效预测新型多肽的靶标受体，从而为药物的筛选与优化提供科学依据。 4 小结 肽类药物在治疗多种疾病中展现出了独特的优势和巨大潜力，特别是在糖尿病、癌症以及细菌/病毒感染等领域，见图5。然而，目前肽类药物的研发和临床应用仍面临诸多挑战和壁垒，如高效肽类药物分子的发现、生产/纯化的优化、多肽的修饰、药物的递送、体内半衰期短以及低生物利用度等问题。随着分子生物学、生物信息学、计算机技术、材料科学等多学科的不断融合与发展，克服这些难题的前景愈加明确，未来有望推动更高效的肽类药物研发及其临床应用。 图5 肽类药物的研发现状与临床应用 Figure 5 Research and development status and clinical application of peptide drugs (参考文献略） 【原文转载：论文推荐|| 肽类药物的研究现状及临床应用进展】 COOPERATIVE CONTACT 详情联系  EMAIL yuntaihealthy@163.com       MOBILE PHONE         18184838167 文图 | 品牌企划部   编辑 | 杨再娇 排版 | 杨再娇 终审 | 王蕾