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标题: 【讨论贴】关于PEG修饰蛋白、多肽类问题 [打印本页]
作者: gemei0115    时间: 2016-4-11 16:48     标题: 【讨论贴】关于PEG修饰蛋白、多肽类问题


现在长效的蛋白多肽类药物很多已经上市了，前景也很广阔，国内此类研究也日益深入，发此贴的目的是希望大家能够提供更多此类研究的资料，以及讨论研究生产过程中遇到的各种问题，群策群力，互帮互助。
作者: eve_49    时间: 2016-4-11 16:56

之前做了很长一段时间的PEG修饰药物，大概了解这个技术的一点历史。
该技术最早是40年前Rutgers University的Frank Davis教授提出的，用惰性高聚物修饰蛋白质做药物用途。后来到上世纪八十年代美国出现第一家应用该技术的公司，好像叫做Enzon之类的，后来有Shearwater公司等很多家，其实做的比较好的是Enzon，可能是审批相对简单的缘故，早期的随机修饰（random PEGylation)也被FDA批准了几个，现在好像不容易了，site-specific PEGylation还要讲清楚结构。
该技术的原理很简单，就是把PEG高聚物耦合到蛋白质或者多肽分子上，常用的位点是胺基（N末端或者Lys的末端）、巯基（Cys）及后来的UAA介导的点击修饰。值得一提的点击化学在该领域的应用，大概是5年前吧，TSRI的Peter Schultz等的那个公司貌似就有用该技术做的修饰药物处于二期了，不知现在进展如何。二硫键也是潜在的修饰位点，但估计做学术可以，用于生产还有难度。其化学原理有文献，早些年我记得有JM Harris在Nature Review上做了一个不错的总结，后来大概到了2005左右有意大利的FM Veronese在Drug Discovery Today上有一个不错的文章，再后来的就多了，但大概也就是相互抄袭下，没太多新的东西。
PEG修饰不是没有问题的，该聚合物在体内降解是个很大的问题，低分子量的有肾脏毒性，这个是业内所知，高分子量的体内降解机理不清楚，一个有希望的解决途径是采用别的聚合物，如透明质酸等内源性大分子，这个是目前学术界在研究的。
至于用该技术在蛋白修饰，其实并不是所有蛋白都可以的，一个是蛋白质本身性质决定的，有的蛋白位点不暴露导致产率太低；有的修饰后构象变化导致活性降低或者容易聚集之类。最为关键的，我个人觉得该技术最适合的还是酶类分子，其它cytokine类或者peptide hormone类的，如此显著的改变PK，其后期的毒理工作还是要好好做的，毕竟我们是在做药。
PEGylation的问题是工艺处理及质量检定，玩好这两把牌，应该可以拿到不错的产品。
作者: boom    时间: 2016-4-11 16:57


到目前为止FDA批准的PEG化药物/医疗器械
-------------------------------------------------------------
药品商品名  有效成分  生产公司  适应症  上市年份  
Adagen  Pegademase bovine  Enzon  免疫缺陷性疾病  1990  
Oncaspar  Pegaspargase(PEG-L-asparaginase)  Enzon  白血病、黑素瘤  1994  
Caelyx  Pegylated liposomal doxorubicin  Schering-Plough  乳腺癌、卵巢癌  1999  
PegIntron  Peginterferon alfa-2b  Schering-Plough  慢性丙肝  2000  
Pegasys  Peginterferon alfa-2a  Roche  代偿性肝病、慢性丙肝  2002  
Pegasys  Peginterferon alfa-2a  日本中外制药公司  代偿性肝病、慢性丙肝  2002  
Neulasta  Pegfilgrastim(PEG-GCSF）  Amgen  肿瘤化疗后粒细胞减少症  2002  
Somavert  Pegvisomant  Pharmacia & Upjohn  肢端肥大症  2002  
Macugen  Pegaptanib sodium  OSI/Pfizer  年龄相关性黄斑变性  2004  
Peg-Intron Redipen  Peginterferon alfa-2b  Schering-Plough  慢性丙肝  2004  
DOXIL  Pegylated liposomal doxorubicin  Tibotec Therapeutics  乳腺癌、卵巢癌  2005  
Mircera  mPEG-epoetin beta; CERA  Roche  肾衰竭引起的贫血  2007  
Neupeg  Pegfilgrastim(PEG-GCSF）  Intas  肿瘤化疗后粒细胞减少症  2007  
Cimzia  Certolizumab pegol  UCB  局限性肠炎、 风湿性关节炎  2008  
VIRAFERONPEG+REBETOL  Pegylated interferon+ribavirin  Schering-Plough  丙肝  2009  
KRYSTEXXA  Pegloticase  Savient Pharm  痛风  2010  
Sylatron  Peginterferon alfa-2b  Merck  黑素瘤  2011  
Peg-grafeel  Pegfilgrastim(PEG-GCSF）  Dr Reddy’s  肿瘤化疗后粒细胞减少症  2011  
Omontys  Peginesatide  Affymax  帮助红细胞形成的新的红细胞  2012  
DEFINITY  Perflutren lipid microsphere  Bristol-Myers Squibb  医疗成像  2001  
DuraSeal  Pegylated hydrogel sealant  Confluent Surgical  手术粘合  2001  
SprayGel  Pegylated hydrogel adhesion barrier  COVIDIEN  手术粘合、防止术后粘连  2001  
作者: boom    时间: 2016-4-11 17:02


国际上在研的PEG小分子药物（目前没有上市产品）：
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PEG-Docetaxel：多西他赛。靶点：微管
PEG-Irinotecan：伊立替康，喜树碱半合成衍生物。靶点：DNA拓扑异构酶
PEG-SN38：喜树碱 。靶点：DNA拓扑异构酶 （海正）
PEG-Naloxol：阿片诱导便秘药物，2014年9月FDA上会。
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详见：Progress in Polymer Science 38 (2013) 421–444.
作者: 9900    时间: 2016-4-11 17:05


聚乙二醇（PEG）是一种水溶性聚合物，由环氧乙烷与水或乙二醇逐步加成制得。1859年，A.Llournco第一个合成了聚乙二醇，1939年，美国联合碳化物公司开始生产聚乙二醇，1948年以后其他的环氧乙烷制造者也开始提供聚乙二醇，现在聚乙二醇的生产厂家遍布全球。
PEG具有水溶、润滑、低毒、稳定、难挥发、易互溶等性能，加上其分子量可调节、端基可修饰，使其具有十分广阔的应用前景。
作者: 45778    时间: 2016-4-11 17:05

国内已经上市的PEG药品
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药品名称   申报类别   上市时间   单位   
培门冬酶    化药3.1    2009/1/19  恒瑞   
PEG-rH-GH   生物药9   2014/1/16  长春金赛   
PEG-rH-G-CSF   生物药1   2011/11/22  山东格兰百克生物（石药集团）   
PEG-IFN-a-2a   进口   --   罗氏  
PEG-IFN-a-2b   进口   --   默克/先灵葆雅   
作者: 45778    时间: 2016-4-11 17:07

国内在研的PEG产品（已有受理号）
以下产品不包含PEG-rhG-CSF（这个申请的单位比较多），和其他未拿到临床批件的非主流产品：聚乙二醇牛血红蛋白偶联物，PEG-IL-6，PEG天花粉蛋白，PEG降纤酶，PEG精氨酸酶。还有近期重庆富进刚报的PEG-insulin。
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药品名称 研发公司
PEG干扰素a2b 厦门特宝（上市申请），长春海伯尔，安科生物，双鹭，恒瑞
PEG干扰素a2a 厦门特宝，正大天晴
PEG干扰素突变体 北京三元基因，重庆富进
PEG生长激素 长春金赛（上市），安科生物，厦门特宝
PEG-GLP-1类似物 重庆富进，派格生物，豪森
PEG-EPO 厦门特宝，豪森（突变体）
PEG-尿酸酶 重庆富进
PEG-内皮抑制素 先声
PEG-胸腺肽a1 豪森
PEG-SN38（PEG喜树碱，小分子） 海正
作者: 45778    时间: 2016-4-11 17:23

到目前为止FDA批准的PEG化药物/医疗器械
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药品商品名  有效成分  生产公司  适应症  上市年份  
Adagen  Pegademase bovine  Enzon  免疫缺陷性疾病  1990  
Oncaspar  Pegaspargase(PEG-L-asparaginase)  Enzon  白血病、黑素瘤  1994  
Caelyx  Pegylated liposomal doxorubicin  Schering-Plough  乳腺癌、卵巢癌  1999  
PegIntron  Peginterferon alfa-2b  Schering-Plough  慢性丙肝  2000  
Pegasys  Peginterferon alfa-2a  Roche  代偿性肝病、慢性丙肝  2002  
Pegasys  Peginterferon alfa-2a  日本中外制药公司  代偿性肝病、慢性丙肝  2002  
Neulasta  Pegfilgrastim(PEG-GCSF）  Amgen  肿瘤化疗后粒细胞减少症  2002  
Somavert  Pegvisomant  Pharmacia & Upjohn  肢端肥大症  2002  
Macugen  Pegaptanib sodium  OSI/Pfizer  年龄相关性黄斑变性  2004  
Peg-Intron Redipen  Peginterferon alfa-2b  Schering-Plough  慢性丙肝  2004  
DOXIL  Pegylated liposomal doxorubicin  Tibotec Therapeutics  乳腺癌、卵巢癌  2005  
Mircera  mPEG-epoetin beta; CERA  Roche  肾衰竭引起的贫血  2007  
Neupeg  Pegfilgrastim(PEG-GCSF）  Intas  肿瘤化疗后粒细胞减少症  2007  
Cimzia  Certolizumab pegol  UCB  局限性肠炎、 风湿性关节炎  2008  
VIRAFERONPEG+REBETOL  Pegylated interferon+ribavirin  Schering-Plough  丙肝  2009  
KRYSTEXXA  Pegloticase  Savient Pharm  痛风  2010  
Sylatron  Peginterferon alfa-2b  Merck  黑素瘤  2011  
Peg-grafeel  Pegfilgrastim(PEG-GCSF）  Dr Reddy’s  肿瘤化疗后粒细胞减少症  2011  
Omontys  Peginesatide  Affymax  帮助红细胞形成的新的红细胞  2012  
作者: 45778    时间: 2016-4-11 17:26

国际上在研的PEG小分子药物（目前没有上市产品）：
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PEG-Docetaxel：多西他赛。靶点：微管
PEG-Irinotecan：伊立替康，喜树碱半合成衍生物。靶点：DNA拓扑异构酶
PEG-SN38：喜树碱 。靶点：DNA拓扑异构酶 （海正）
PEG-Naloxol：阿片诱导便秘药物，2014年9月FDA上会。
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详见：Progress in Polymer Science 38 (2013) 421–444.
作者: 45778    时间: 2016-4-11 17:51

以上这些信息是本人最近总结的一些资料，应该还是比较全面的，当然还有一些资料没有全放上来。
如有什么纰漏，请各位指正。
作者: 大桃子同学    时间: 2016-4-11 22:01


大家都了解哪些检测修饰度的方法，我知道的是TNBS法，有没有人对此有研究？
作者: 大桃子同学    时间: 2016-4-11 22:01


FDA延迟Biogen Idec 多发性硬化症药物Plegridy的审批期限
3月18日，Biogen Idec 公司说，美国食品与药物管理局（FDA）对该公司多发性硬化症药物的审查过程将延长三个月评估时间，不过FDA未要求Biogen Idec 补交研究资料。Biogen原本打算2014年中期有希望启动药物Plegridy。Plegridy可以提高药物在患者体内的暴露浓度，延长半衰期，从而减少注射次数。
作者: 大桃子同学    时间: 2016-4-11 22:08


GSK长效糖尿病药物albiglutide获EMA正式批准
GSK 3月26日宣布欧盟委员会正式批准其长效GLP-1激动剂Eperzan(albiglutide)的上市申请，用于改善2型糖尿病患者的血糖控制。albiglutide使用带有5mm薄壁短针头的注射笔进行皮下注射，每周1次。FDA对albiglutide的预定审批期限是2014年4月15日。
作者: youreyes    时间: 2016-4-11 22:09

FDA延迟Biogen Idec 多发性硬化症药物Plegridy的审批期限
3月18日，Biogen Idec 公司说，美国食品与药物管理局（FDA）对该公司多发性硬化症药物的审查过程将延长三个月评估时间，不过FDA未要求Biogen Idec 补交研究资料。Biogen原本打算2014年中期有希望启动药物Plegridy。Plegridy可以提高药物在患者体内的暴露浓度，延长半衰期，从而减少注射次数。
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这个上个月已经批准了 是第一个PEG化的beta干扰素 不过国内这个产品每市场（适应症是MS，国人发病率非常低）
没人仿制 这个是2万分子量PEG N端定点修饰的，具体的技术材料可以在FDA@drugs查到
ps：现在FDA提供的review材料真是太细了
作者: 101010    时间: 2016-4-11 22:09

还有融合蛋白
作者: summerxx    时间: 2016-4-11 22:09

国内第二个PEG小分子药物已经受理：
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CXHL1400673  注射用聚乙二醇伊立替康  化药  新药  1.1  2014/9/28  天津键凯科技有限公司   
CXHL1400672  聚乙二醇伊立替康  化药  新药  1.1  2014/9/28  天津键凯科技有限公司   
CXHL1301377浙  PEG-SN38  化药  新药  1.1  2014/3/6  浙江海正药业股份有限公司  
CXHL1301378浙  注射用PEG-SN38  化药  新药  1.1  2014/3/6  浙江海正药业股份有限公司
作者: summerxx    时间: 2016-4-11 22:10

国际上在研的PEG小分子药物（目前没有上市产品）：
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PEG-Docetaxel：多西他赛。靶点：微管
PEG-Irinotecan：伊立替康，喜树碱半合成衍生物。靶点：DNA拓扑异构酶
PEG-SN38：喜树碱 。靶点：DNA拓扑异构酶 （海正）
PEG-Naloxol：阿片诱导便秘药物，2014年9月FDA上会。
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详见：Progress in Polymer Science 38 (2013) 421–444.
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第四个药也在这个月上市了，确切的说在我发这个帖子的时候正好公布获批上市的消息 。
这个应该是第一个被FDA批准的PEG小分子药物。
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9月16日，美国FDA批准了阿斯利康及其合作伙伴Nektar公司的新药Movantik （通用名： naloxegol）上市，用于口服治疗因使用阿片类药物引起的便秘（OIC）。 Movantik是结构上经过PEG修饰的Naloxol，属一类口服μ-阿片受体拮抗剂（PAMORA），能选择地阻断胃肠道内的μ-阿片受体，治疗便秘，且无法输送到中枢神经系统，因而不影响阿片类药物的止疼效果。
作者: 831226    时间: 2016-4-11 22:10

关注peg修饰技术，可以看看这个技术的开创者Frank F. Davis 和 Abraham Abuchowski ，及他们创立的Enzon和prolong公司。
作者: 8s5g    时间: 2016-4-11 22:10

Enzon公司相关：PegIntron;, Sylatron;, Macugen;, CIMZIA;, OMONTYS;, Oncaspar; and Adagen，peg IFN-β-1b、peg anti-TNF-α Fab、PEG-SN38.
Prolong公司相关： KRYSTEXXA、PEG化精氨酸脱氨酶、PEG化碳氧牛血红蛋白、PEG化链激酶。
作者: 8s5g    时间: 2016-4-11 22:11


PEG技术后起之秀Nektar公司于2004年获得Enzon公司PEG平台技术的专利授权cuturl('http://investor.enzon.com/releasedetail.cfm?ReleaseID=140964')
作者: 8s5g    时间: 2016-4-11 22:11


技术一般都有传承，就像peg技术的Enzon、prolong和Nektar公司，还有抗病毒药物， 上市一年销售过百亿美元的Sovaldi发明人Raymond Schinazi还参与发明司他夫定、拉米夫定、恩曲他滨、替比夫定、racivir和amdoxovir等经典抗病毒药物。
作者: 8964357    时间: 2016-4-11 22:12

GSK长效糖尿病药物albiglutide获EMA正式批准
GSK 3月26日宣布欧盟委员会正式批准其长效GLP-1激动剂Eperzan(albiglutide)的上市申请，用于改善2型糖尿病患者的血糖控制。albiglutide使用带有5mm薄壁短针头的注射笔进行皮下注射，每周1次。FDA对albiglutide的预定审批期限是2014年4月15日。

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接上战友的信息，谈谈其他提高肽类半衰期的办法——融合蛋白。
1、Fc融合蛋白
抗体的恒定区能够和细胞表面的新生儿受体FcRn结合，在后者介导胞吞作用中，抗体不会被溶酶体降解重新回到胞外。因此，抗体的半衰期可以到两周到三周。这也是Fc融合蛋白延长肽类半衰期的主要原因。另外，肽类链接了Fc区后分子量大了，可以减少肾小球的过滤，也能起到延长半衰期。
构建此类蛋白的另一好处是，表达、纯化可以借助成熟的抗体平台。如动物细胞表达、亲和层析纯化等。因此，这是目前构建大分子融合蛋白的首选
上市的此类融合蛋白，最成功的当属etanercept。虽然其半衰期药略低于抗体。
2、HSA融合蛋白 见附件
人血清白蛋白HSA和Fc具有类似的效果，可以同细胞表面的FcRn结合延长药物的半衰期。由于酵母菌表达HSA的技术相对成熟，此类技术应用也比较多。业内技术最为成熟的应该是诺维信，他家基本上把肽类都和HSA连接做成的重组融合蛋白。EPO/TPO/IL等等
3、说个CASE
如何能提高小分子肽的半衰期。不妨举个例子。
GLP-1是最近比较热的活性肽。
最早AMYLIN公司的beytta是点突变的GLP-1，能抗体内DDP酶降解，可以达到每天二次用药的效果。应该和胰岛素相当了。
后来大家想做成长效的。诺尔诺德采取了酰基化修饰的办法；GSK就连在HSA上做成albiglutide(词根alb应是白蛋白)上半年在欧盟上市，可以每周一次用药。礼来做成Fc融合蛋白dulaglutide，九月份FDA也批了，也可以达到每周一次用药。
作者: KGZ564    时间: 2016-4-11 22:12


之前做了很长一段时间的PEG修饰药物，大概了解这个技术的一点历史。
该技术最早是40年前Rutgers University的Frank Davis教授提出的，用惰性高聚物修饰蛋白质做药物用途。后来到上世纪八十年代美国出现第一家应用该技术的公司，好像叫做Enzon之类的，后来有Shearwater公司等很多家，其实做的比较好的是Enzon，可能是审批相对简单的缘故，早期的随机修饰（random PEGylation)也被FDA批准了几个，现在好像不容易了，site-specific PEGylation还要讲清楚结构。
该技术的原理很简单，就是把PEG高聚物耦合到蛋白质或者多肽分子上，常用的位点是胺基（N末端或者Lys的末端）、巯基（Cys）及后来的UAA介导的点击修饰。值得一提的点击化学在该领域的应用，大概是5年前吧，TSRI的Peter Schultz等的那个公司貌似就有用该技术做的修饰药物处于二期了，不知现在进展如何。二硫键也是潜在的修饰位点，但估计做学术可以，用于生产还有难度。其化学原理有文献，早些年我记得有JM Harris在Nature Review上做了一个不错的总结，后来大概到了2005左右有意大利的FM Veronese在Drug Discovery Today上有一个不错的文章，再后来的就多了，但大概也就是相互抄袭下，没太多新的东西。
PEG修饰不是没有问题的，该聚合物在体内降解是个很大的问题，低分子量的有肾脏毒性，这个是业内所知，高分子量的体内降解机理不清楚，一个有希望的解决途径是采用别的聚合物，如透明质酸等内源性大分子，这个是目前学术界在研究的。
至于用该技术在蛋白修饰，其实并不是所有蛋白都可以的，一个是蛋白质本身性质决定的，有的蛋白位点不暴露导致产率太低；有的修饰后构象变化导致活性降低或者容易聚集之类。最为关键的，我个人觉得该技术最适合的还是酶类分子，其它cytokine类或者peptide hormone类的，如此显著的改变PK，其后期的毒理工作还是要好好做的，毕竟我们是在做药。
PEGylation的问题是工艺处理及质量检定，玩好这两把牌，应该可以拿到不错的产品。
作者: glass    时间: 2016-4-11 22:13

关注PEG修饰
作者: hulu呼噜    时间: 2016-4-11 22:13

石药集团的peg-g是不是停产没有在做啊！
作者: baidukk    时间: 2016-4-11 22:15

各位高手，请教下有什么好的方法可以使PEG修饰后的蛋白或者什么新方法PEG修饰蛋白可以延长蛋白的释放时间（circulation time）？多谢！



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