血红蛋白/药物作用（共10篇）
血红蛋白/药物作用 篇1
关键词：蛋白质组,药效机制,毒理机制
随着后基因组时代的到来,蛋白质组的研究手段渗入生命科学及医药卫生的各个学科研究领域。蛋白质组(proteome)是指细胞或组织基因组所表达的全部蛋白质。同一基因组在不同细胞、不同组织中的表达情况各不相同,即使是同一细胞,在不同的发育阶段、不同的生理条件甚至不同的环境影响下,其蛋白质的存在状态也不尽相同。
疾病和药物改变基因组表达的调控,并通过基因组表达出来的蛋白质来执行各种生命功能。利用疾病发病前后[1]、疾病组织用药前后或正常组织干扰前后蛋白质组的变化情况[2],从蛋白质这个更深入本质的层面来探讨在各种外界干扰因素作用下机体的生理反应变化情况,可认识疾病的发生机制和药物的作用机制。
蛋白质组在药学研究领域的主要应用有以下几个方面:(1)随着利用蛋白质组分析方法疾病发病的分子机制的阐明,新药研发领域药物作用新靶标将确立[3]。(2)利用疾病组织用药前后蛋白质组表达谱的变化,研究药物作用后的药效分子机制和毒性分子机制,并根据其建立药物筛选的药理毒理分子模型。(3)通过敏感株和耐药株的蛋白质组的变化差异,研究细菌的耐药性机制[4]。本文对药物作用的药效机制和毒理机制分别予以综述。
1 蛋白质组学研究的主要技术平台
1.1 双向凝胶电泳技术
双向凝胶电泳技术(Two-dimensional gel electrophoresis,2-DE)原理是在相互垂直的两个方向上,分别基于蛋白质不同的等电点和分子量,运用等电聚焦电泳(Isoelectric focusing,IEF)和SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)把复杂的蛋白质成分分离和展现在二维平面上。该技术主要用于分离细胞或组织蛋白质提取物,构建特定细胞或组织蛋白质的二维电泳图谱,分析特定条件下蛋白质的表达状况,进行差异蛋白质组比较。高分辨率的2-DE技术,它将电荷分离过程即等电聚集(IEF)与质量分离过程(SD PAGE)结合到一起,以期获得细胞内的全部基因产物。其完整步骤应包括样品制备、等电聚焦、平衡转移、SD PAGE、斑点染色、图像捕获和图谱分析等。
1.2 质谱技术
质谱鉴定技术(Mass spectrometry,MS)可以精确测定由蛋白酶(通常用胰蛋白酶)水解多肽斑点后得到的几个肽段的质量,然后用这些肽段的质量查询数据库,如Genbank、PIR蛋白数据库、SWISS PROT数据库和EMBL[5]。蛋白质根据质量的精确度,一个未知的多肽一般可由5条肽段加以鉴定。虽然,用少量的肽段不能完全清楚地鉴定一个蛋白质,但用串联质谱仪则可得到更为确切的肽序列信息,一个肽的序列通常代表一个蛋白质。
1.3 生物信息学
生物信息学是是蛋白质组研究的一个不可缺少的部分,生物信息学在蛋白质组研究中有两个重要作用:一是分析和构建双向凝胶电泳图谱,二是搜索与构建数据库。各种不同类型的蛋白质组和基因组数据库既是实现已知蛋白质分析鉴定和未知蛋白质发展的前提,也是分析蛋白质结构、性质和功能,实现模拟和预测的基础。用于蛋白质鉴定的数据库主要有以下几类:蛋白质氨基酸序列数据库,蛋白质结构域与家族数据库,蛋白质高级结构及分类数据库,蛋白质2-DE图谱数据库,蛋白质相互作用数据库。蛋白质组研究中使用的软件主要有以下几类:蛋白质双向电泳图谱分析软件,蛋白质鉴定软件,蛋白质结构和功能预测软件[6]。
近年来,蛋白质芯片(或蛋白微阵列)技术[7]、噬菌体展示文库技术逐渐趋于成熟,可以预计,这些技术将广泛用于蛋白质组学的研究。
2 药物药效机制研究
目前的研究结果表明,蛋白质基因表达的调控构成了真正的药物作用机理。蛋白质组学可以发现在活性化合物作用下数千种蛋白质中表达异常的蛋白质,进一步推断这种化合物的目标靶蛋白质,可以将这些目标靶蛋白质作为药物筛选的作用靶点。例如在黄曲霉素诱发的肝癌细胞中加入dithioethione(一种治疗黄曲霉素诱发的肝癌的药物),通过与对照组的蛋白质图谱比较,可发现,一种名为黄曲霉素B,还原酶的蛋白质得以表达,这种蛋白质具有使黄曲霉素失去毒性的作用,从而表明蛋白质组学在这方面具有明显的优势。Graves[8]研究了喹琳作用后的蛋白质双向电泳图谱,发现醛脱氢酶(ALDH)和喹啉还原酶2(QR2)在人和小鼠红细胞裂解液中有表达,而在恶性疟原虫内则没有。提示喹啉类药物的作用可能与抑制疟原虫这两种酶的作用有关,这两种酶可能是喹啉类药物的作用靶点,而体外的一些研究也表明,喹琳类药物可以抑制这两种酶的活性,说明喹啉类药物的作用机制可能与这些酶的抑制有关。
应用蛋白质组学,高通量地对比分析药物作用前后蛋白质表达谱或蛋白质表达丰度的改变,可以提示药物的作用机制。如Steiner等[9]通过分析抑制素类降胆固醇化合物对小鼠肝脏蛋白质组的影响,从药物治疗前后表达变化的蛋白质中鉴定出HMG.CoA合成酶(胆固醇合成途径的关键酶之一)。国内有人研究雷米普利延迟相药理性预适应心脏保护作用,及其对心肌组织蛋白表达的影响[10]。用雄性Wistar大鼠分为2组,分别用生理盐水(NS组)和雷米普利(lmg/kg)(RAM组)灌胃,24h后冠脉左前降支行30min缺血/2h再灌注。每组各2只大鼠于预处理后24h取心室肌组织进行蛋白质组学研究。双向电泳及凝胶染色后,对表达有显著性变化的12个蛋白点进行质谱分析,初步鉴定RAM组一种未命名蛋白表达增加。结论:雷米普利在大鼠整体模型诱导延迟相心脏保护作用,此作用可能与一种未命名蛋白的表达增加有关。Mdluli K等[11]用低浓度异烟肼(1mmol/ml,该浓度诱导积累hexacosanoic acid)处理结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,MTB),双向电泳分析MTB的蛋白质表达谱。s甲硫氨酸脉冲标记发现分子量分别为12 000和80 000的蛋白质明显上调。同样条件下用C醋酸标记发现积累的分子量为12 000蛋白质与脂类结合。Ⅱ型FAS系统合成枝菌酸,50个碳原子的脂类的载体是KcpM;AasA可望作为药物开发靶标,因为抑制其功能将导致细菌死亡;伴随着抑制枝菌酸合成,AcpM和KasA被上调,这提示存在某种对枝菌酸的水平作出反应的调控机制。该调控系统可以被用来构建报道菌株,筛选MTB细胞壁关键元件合成的抑制药。
3 药物毒理机制研究
毒理蛋白质组学的应用主要分为两大部分:(1)在临床前、临床中发现毒性标志物(单一物质或表达谱)以预测或早期发现药物毒性;(2)药物毒理机制的研究。与传统方法相结合,蛋白质组学在鉴定药物毒理机制上具有广阔的应用前景,能更准确地预测药物在人体中所发生的毒性[12]。
通过筛选的先导药物到药物开发的阶段,这一过程包括药物的药效学、药代动力学、毒理学研究、安全性评价及临床试验等步骤。这一过程耗时、又耗资,且常常是有价值的药物寥寥无几。传统毒理学研究通常是将病理与生化技术结合,利用动物实验来评价一个新药的安全性。然而,随着新药开发速度的加快,毒理学家需要借助一些新技术来理解一些药物毒理现象和临床前实验预测。蛋白质组学则可快速通过对药物作用后蛋白质的变化情况,对毒理机制加以认识,从而有效地弥补传统方法中的一些缺陷。Charlwood[13]等研究了庆大霉素作用后的肾脏双向电泳图谱,发现涉及柠檬酸循环,葡糖异生及脂肪酸合成的蛋白质发生了改变,从而有力地支持了庆大霉素毒性是由于能量产生受阻和线粒体损伤而导致肾脏毒性。蛋白质组学应用于毒理学研究比较经典的例子是Steiner等[14]对环孢菌素A(CsA)肾毒性机理的研究。比较CsA处理后的鼠肾细胞蛋白质组图谱,发现CsA处理后的图谱中,参与钙结合和转运的钙结合蛋白(calbindin)明显消失,从而解释了使用该药后肾小管钙化的毒性作用。蛋白质组学应用于毒理学研究比传统的动物实验更为简洁,也更具有说服力。
海马是一个调节学习记忆功能的重要脑组织,近年来研究表明,它在阿片等毒品成瘾机理中也有重要作用[15]。研究海马组织蛋白表达改变与阿片类物质成瘾的关系,对认识阿片类物质成瘾的机理和发现药物作用的靶标的重要意义。应用蛋白质组学方法,我们观察到慢性吗啡处理能引起小鼠海马中与能量代谢密切相关的呼吸链中的NADH脱氢酶的辅基Fe-s蛋白,三羧酸循环中丙酮酸脱氢酶复合物中二氢硫辛酰转乙酰基酶和糖酵解关键酶乳酸脱氢酶表达显著地降低。荧光实时定量PCR(RT-PCR)分析表明,编码这三个蛋白质表达的mRNA含量相应地降低。吗啡慢性处理小鼠海马组织中的ATP水平显著地低于正常小鼠海马组织中ATP水平,进一步证实慢性吗啡依赖小鼠海马中三个与能量代谢相关的酶表达降低。
4 结语
蛋白质组学作为基因表达分析的有力替换和补充方法,它在近几年中开始崭露头角,随着全球蛋白质组研究技术的快速发展和成熟,蛋白质组与基因组研究成果的相互补充,以及蛋白质组向产业化和市场化进程的推进,蛋白质组研究一定会为人们更完整地揭示生长、发育和代谢调控等生命活动的规律和重大疾病的发生机理,为人类进行疾病诊断、防治和新药开发提供重要的理论基础。
小心药物作用“变脸” 篇2
退热药致发热
有些药物在服用后会导致人体发热，但服用退热药也会致人发烧，却鲜为人知。通常情况下，它会发生在第二次或者长期服用某种退热药之后，发热的特点是服药后体温升高，如果继续服药则热度持续不退，停药后则自动退热。像安乃近、复方氨基比林等退热药都可引起发热的症状。
平喘药致哮喘
近年来，因药物引起哮喘的情况渐趋升高，平喘药加重哮喘症状的事例也屡见不鲜。之所以会出现这种情况，大多是因为剂量过大，如果病人按照常规剂量用药，药物成分会很快分解，排出体外，并不会发生不良后果。
通鼻药加重鼻塞
滴鼻净一般只是缓解症状，并不能根除疾病。长期使用滴鼻净会导致血管收缩过度，持续时间过久就会使鼻腔更为肿胀，鼻子通气更差，甚至有可能引起药物性鼻炎、萎缩性鼻炎，所以通鼻药不可常年使用。
利尿剂致水肿
尽管利尿剂本身是治疗水肿的药物，但也会出现用药时水肿加重，而停药后水肿消失的奇怪现象。譬如排钠利尿剂双氢克尿噻，长期使用后就会出现血钠降低，加重水肿症状，甚至发生肾功能衰竭的情况。
抗癌药致癌
一般情况下，抗癌药的毒副作用很大，除了常见的损害消化系统以及对心脏、肝、肾造成损害外，还会让患者的免疫功能受到抑制，导致第二种恶性肿瘤的发生。
抗精神病药引发精神障碍
抗精神病药物有不良反应是不争的事实，有时会使人反应变迟钝，面部表情呆板。倘若长期且大量使用，还可能加剧精神症状，或出现新的精神症状。
抗心绞痛药引起心绞痛
硝酸甘油是治疗心绞痛的常用药和特效药，但如果使用不当，就会产生相反的效果。长期或大量使用硝酸甘油后，可导致心律加快，心肌收缩力加强，增加心肌的耗氧量，从而诱发或加剧心绞痛发作。
保肝药加重肝损害
滥用保肝药不仅会增加肝脏的负担，部分保肝药还会长期在体内蓄积，对肝脏造成损害。譬如服用联苯双酯时间过长，这种药会使人“上瘾”，不可突然停药，否则易引起肝功能受损。
抗心律失常药致心律失常
许多抗心律失常药物都可能在治疗过程中引发新的心律失常，或使原有的心律失常加重。这一方面是由于药物的作用机理单一，无法实现整合调节；另一方面也由于药物的治疗剂量与发生副反应的剂量非常接近，难以把握造成的，所以服药时需要仔细咨询医生的意见。
血红蛋白/药物作用 篇3
1 阿尔兹海默病
阿尔兹海默病 (Alzheimer’sdisease, AD) 是一种常见的中枢神经系统退行性疾病。全球有超过3500万AD患者, 给社会造成了巨大的经济压力[1]。我国65岁以上的老人患病率达6.6%以上, 年龄每增加5岁, 患病率增长一倍。Meta分析结果显示, 增龄、抑郁、遗传、心脑血管因素 (如高血压、糖尿病、肥胖等) 能增加AD的发病风险[2]。AD的病理学特征为:在大脑皮层和海马区出现β淀粉样蛋白 (beta-amyloidprotein, Aβ) 聚集形成的老年斑 (SP) , Tau蛋白异常聚集形成的神经纤维缠结 (NFT) 以及脑皮层和海马区神经细胞减少[3]。根据发病年龄和家族聚集性, AD可分为早发性AD和迟发性AD, 家族性 (FAD) 和散发性 (SAD) 。与早发性AD发病相关的遗传因素有淀粉样前体蛋白基因 (APP) 、早老素1基因 (PS1;PSEN1) 和早老素2基因 (PS2;PSEN2) 。与迟发性AD发病相关的基因为载脂蛋白Eε4等位基因 (APOEε4) [4]。
2 Aβ级联反应假说
2.1 Aβ蛋白的形成
Aβ蛋白是由淀粉样前体蛋白 (APP) 体内代谢生成的39~43个氨基酸残基的蛋白质。APP是一种跨膜蛋白质, 在脑组织中的表达最高。APP在β和γ分泌酶的作用下生成Aβ40/42, Aβ42易于形成具有AD特征的致密纤维状神经炎块斑。γ分泌酶在Aβ产生过程起着重要的作用, 决定了Aβ42的比例。此酶至少由4种跨膜蛋白组成, 其中早老蛋白是γ分泌酶的催化亚基。现已发现编码早老蛋白-1的基因突变能引起家族性老年痴呆, FAD的致病机制很可能是因为突变体改变γ分泌酶活性, 增加Aβ42产生的比例[5]。在AD患者的脑中, Aβ的羧基端自聚形成核因子, 以核因子为核心, 形成透明状的Aβ原纤维, 再经过连续的β折叠, 最终形成可以用电镜观察到的Aβ纤维丝[6]。Aβ蛋白聚集形成的纤维丝具有神经毒性, 有研究显示Aβ寡聚体的毒性比Aβ纤维的毒性大很多, 可以快速引起大量的神经细胞死亡。Aβ的神经毒性涉及到分子机制主要包括破坏细胞内的Ca2+稳态, 促进自由基的形成, 降低K+通道的功能, 增强致炎细胞因子引起的炎症反应等[7]。
2.2 Aβ蛋白在阿尔兹海默病中的作用
Aβ蛋白虽然不是唯一的致病原因, 但是Aβ蛋白在阿尔兹海默病的发展中起着核心的作用。其他能引起AD原因如在FAD中由于APP、PS1基因缺陷引起的细胞内溶酶体传递缺陷, 导致大面积神经炎性反应;早老蛋白 (presenilin) 缺失影响神经递质释放导致的突触功能紊乱、细胞周期依赖性激酶5 (Cdk5) 激活引发神经损伤。这些原因与Aβ蛋白毒性一样, 都能导致DNA损伤, Ca2+失衡, 突触功能紊乱和神经元损伤而最终导致AD的发生[8]。
在AD的病程中, Aβ蛋白起着重要的作用。首先, Aβ蛋白自身的清除和降解代谢障碍导致Aβ蛋白沉积形成Aβ蛋白斑块。AD患者单核巨噬细胞对Aβ蛋白的吞噬清除能力下降, 导致Aβ无法及时有效清除, 产生免疫反应[9]。其次, Aβ蛋白能促进神经细胞凋亡。Aβ能引起线粒体损伤, 引起氧化应激和Ca2+超载, 环氧酶COX的表达和活性下降可以导致细胞色素C的释放和半胱胺酸天冬氨酸蛋白酶的活化, 启动神经元的凋亡过程[10]。再次, Aβ还可以激活神经胶质细胞, 释放细胞因子和炎症介质, 产生炎症反应, Aβ作为刺激物质通过激活周围小胶质细胞产生细胞因子和神经系统免疫炎症应答, 加速神经细胞死亡, 导致记忆减退和认知障碍[11]。最后, Aβ蛋白不仅是NFT形成的重要因素, 还可以通过NFT引发神经元凋亡。Aβ的生成和沉积可以对线粒体产生毒性作用和损伤, 造成Ca2+超载, 激活钙调素依赖的蛋白激酶Ⅱ (CaMKⅡ) , 导致Tau过度磷酸化, 微管蛋白无法正确组装, 引起神经纤维缠结[12]。
3 针对Aβ蛋白的药物研究
虽然AD的发现已经有一百多年的历史, 但是目前尚未有针对其的特效药物出现。临床上用于AD治疗的药物包括以下几种: (1) 胆碱能药物:胆碱酯酶抑制剂和乙酰胆碱释放增强剂; (2) 防止神经纤维缠结药物; (3) 抗Aβ蛋白沉积的药物:胰岛素样激素、结晶抑制剂和分泌酶抑制剂等; (4) N-甲基-D-天冬氨酸受体拮抗药:美金刚; (5) 其他类:神经保护剂、促智药、自由基清除剂和神经生长因子等。AD是神经退行性疾病, 病程中所造成的神经细胞的死亡是不可逆的, 所以减缓病理进程的药物是主要的研究方向[13]。由于Aβ蛋白在AD发病中的重要地位也使其成为近年来有关AD药物开发研究的热点, 主要有以下几种研究思路:
3.1 调节Aβ蛋白产生
Aβ蛋白是在β分泌酶和γ分泌酶作用于APP生成的, 可以通过研究β分泌酶或者γ分泌酶抑制剂来阻断其产生。Notch信号通路为广泛存在的, 调节细胞、组织、器官的分化和发育的信号通路, Notch蛋白要经过γ分泌酶水解才能发挥正常作用。γ分泌酶抑制剂能影响Notch信号通路, 影响正常的生理活动[14]。因此, 开发不影响Notch蛋白的作用而又能抑制γ分泌酶的活性的药物显得尤为重要。
3.2 增加Aβ蛋白清除
有关Aβ蛋白积聚的研究, 随着时间的推移逐步加深, 早期研究认为Aβ蛋白积聚为成熟的纤维状淀粉样斑才会有神经毒性, 进一步研究表明Aβ蛋白的寡聚体具有更强烈的毒性, 它可以直接导致突触功能紊乱[15]。那么, 寻找能够透过血脑屏障并且作用于Aβ蛋白纤维或者寡聚物的药物将很有前景。比较有前景的治疗思路为金属离子螯合剂治疗法, 研究表明铜、锌等金属离子能促进Aβ蛋白, 寻找亲合能力合适的螯合剂作用于过渡金属离子, 减少Aβ蛋白低聚物的形成从而降低其神经毒性[16]。氯碘羟喹 (Clioquinol, CQ) 是该类药物的代表, CQ与金属离子螯合能力合适, 动物实验结果表明大鼠口服CQ9周能减轻AD症状。虽然其副作用影响了其进一步的应用, 但是以CQ为母体的新型金属离子螯合剂正在研究[17]。
3.3 抑制Aβ蛋白聚集
寻找特异性的酶加快Aβ蛋白的清除和Aβ免疫法都是这种思路。Aβ免疫是指通过Aβ蛋白结合在载体蛋白上或者直接注入Aβ蛋白抗体, 诱发细胞和体液免疫产生Aβ蛋白抗体, 进而减少Aβ蛋白的聚集。今后疫苗的开发要更注重于Aβ表面免疫, 避免T细胞免疫反应, 同时不同给药剂型的研发也要受到关注[18]。
4 展望
正确应对药物副作用 篇4
“副作用”是老百姓经常念叨的说法。在药学上，“副作用”仅仅是“药品不良反应”中的一种。副作用是指药物在正常用法、用量下出现的与治疗作用无关的作用，它属于药物的固有效应。大多数药物都具有一种以上的药理作用，用于治疗目的一般只是其中的一种或者两种，其他暂时不需要的作用就变成了副作用。比如，异丙嗪具有抗过敏作用和镇静作用，在用于抗过敏治疗时，它的镇静作用所引起的困倦、嗜睡就是副作用；阿托品可以解除胃肠绞痛，但存在口干、视力模糊等副作用。用药后除产生治疗作用外，有时还会产生一些不良反应，常见的有以下几种：
过敏反应
是某些特殊体质（一般称过敏体质）的病人用药时出现的一些特殊反应。多见于抗菌素和生物制品，如青霉素、链霉素、庆大霉素、氯霉素等；生物制品，如破伤风抗毒素、各种疫苗等。发生过敏反应，轻者出现皮疹、药物热等，重者则可出现休克，甚至引起死亡。因此，在使用一些会引起过敏反应的药物时一定要作过敏试验。
副作用
即治疗作用以外的其他作用。如用阿托品治疗胃肠痉挛性腹痛时，可出现口干、视力模糊等现象；用非那根治疗荨麻疹时，病人出现嗜睡、乏力。因为这些副作用是在应用常用量时与治疗作用同时出现，所以难以避免。
毒性反应
是用药剂量过大或用药时间过久，或人体敏感性较高时出现的对人体有害反应。如磺胺类药可引起血尿；链霉素、卡那霉素、新霉素等可引起眩晕、耳鸣、耳聋等；合霉素、氯霉素可致再生障碍性贫血、白细胞减少；新霉素、四环素还可对肝、肾产生损害等。
依赖性与成瘾性
常服某些药物，如可待因、眠尔通等，会造成对药物的依赖性或成瘾性，停用后可产生一系列心理上和身体上的不良反应。又如长期服用去痛片、雷米封对氨基水杨酸钠容易产生依赖性，使药效降低。因此，使用药物时，既要重视药物的治疗作用，又不可忽视药物的不良反应。
医学界对药品不良反应的认识是长期的。有的药品上市时间长，使用经验较多，对不良反应的认识也较全面，其说明书上罗列的不良反应内容也较多。相反，有的药品上市时间很短，人们对其安全性的认识很有限，其说明书上可能没有很多内容可写，但并不说明其更安全。需要警惕的是，某些广告宣称某药品“无任何副作用”，绝对是不可信的。
一般来说，大多数常见药品的不良反应是轻微的，停药后就会消失，不需要特别处理。用药后出现的不良反应是因人而异的，个体的差异在量方面，表现为有些人对某种药物特别敏感，同量的药物可以引起和一般人性质相似但强度很大的不良反应。因此，用药者首先在正规医院的医生指导下合理用药，切不可到黑诊所找没有行医资格的游医那里开处方拿药，更不能自己随意到药店买药滥服。其次，买回来的药物自己要认真查看药品说明书，看看有哪些需要特别注意的事项，并严格遵照执行，千万不可擅自更改药物剂量和用药时间。再其次是对副作用大的药物不应长期连续服药，有药物过敏史及肝肾功能受损者，在用药前必须向医生说明。如果长期服用某些药物，应定期去医院做检查，以预防药品不良反应的发生。另外，用药者一旦发现自己有较为严重的药品不良反应，应该立即停药，并咨询专业医生或药师，及时接受诊治。如果能真正做到上述要求，从细节做起，完全可以有效避免用药风险。
Fc融合蛋白药物的研究进展 篇5
关键词：免疫球蛋白,Fc,融合蛋白
近年来,随着生物制药技术的快速发展,全球药物研发的重心正从小分子化药向生物大分子药物转移。但是,除抗体类药物外,大多数蛋白类药物半衰期较短,必须通过频繁给药或提高剂量才能达到预期的治疗效果,这样不仅给病人带来巨大的痛苦、潜在的风险,也给病人带来了巨大的经济负担。因此,如何有效延长蛋白质和多肽类药物的半衰期,成为生物药研发的重要内容。
目前,延长蛋白质和多肽类药物的半衰期可以从三方面入手:a.增加药物蛋白的分子量,减少肾小球的滤过率;b.提高药物蛋白的可溶性及稳定性,防止蛋白药物在体内被降解;c.减少异源蛋白的免疫原性,降低蛋白药物的体内清除率。
1 Fc融合蛋白概述
现阶段研究成果最突出的天然长半衰期蛋白就是Ig G,其体内半衰期长达2-4周。Ig G的超长半衰期源于新生儿Fc受体(Fc Rn)介导的再循环机制。Ig G通过胞饮作用进入小肠上皮细胞内,在早期酸化的内吞体(endosome)中与Fc Rn结合,因此能逃避胞内溶酶体的降解。而在十二指肠中,管腔环境为酸性,Ig G在被细胞内吞之前就已在顶膜表面与Fc Rn结合,从而使Ig G被安全转运到细胞的另一个膜表面,或再次循环到同一膜表面。由于这种结合是p H依赖性的,在胞外p H为中性时,Ig G将脱离Fc Rn再次进入循环。除了胞内Fc Rn的保护机制外,Ig G分子质量较大,肾清除率低,也是其半衰期较长的原因之一。
免疫球蛋白G由在木瓜蛋白酶的水解作用下,会降解为两个Fab`段和一个Fc段。Fc相当于Ig G的重链的CH2和CH3功能区,这一区域包括FcγR和Fc Rn两个不同区域。除前面介绍的Fc Rn介导Ig G的再循环机制外,FcγR主要介导细胞毒作用(ADCC)和补体激活作用(CDC)作用。
Fc融合蛋白类药物系将Ig G中的Fc片段作为融合伴侣,通过DNA重组技术将其直接连接到另一个活性分子上所研制的药物。Fc融合蛋白大大增加蛋白质和多肽类药物的分子量,降低肾小球的滤过率,而Fc Rn介导的再循环机制可以避免蛋白降解,有效延长半衰期,另外人源的Fc片段降低了融合蛋白的免疫原性,防止人体自身免疫系统对药物的消除作用。值得一提的是,蛋白或多肽类药物与Fc融合后稳定性提高;作为一种异源蛋白可在酵母中实现高效分泌表达,当然作为一个生物大分子,高等动物细胞(如,CHO细胞)是更为理想的表达体系;由于Fc片段能与Protein A特异性结合,可利用Protein A亲和色谱对融合蛋白进行分离,使其后期纯化工艺变得简便易行。
2 Fc融合蛋白药物发展现状
Fc融合蛋白技术发展迅速,其融合对象非常广泛,包括受体结构域、配体、抗体片段以、多肽,以及近年来分子展示技术筛选出的模拟肽,已发展为一种可靠的药物研发手段。已经成功上市的药物中,Fc融合蛋白的半衰期都得到了大大提高,如ahatacept的半衰期长达13.1天,aldfacept的半衰期为12天。已上市的依那西普(etanercept)等药物,不仅保留了融合对象的生物活性,还具有Fc的抗体活性,其功效可与当克隆抗体类药物相媲美,上市后市场反应强烈,其中依那西普2010年全球销售额高达73亿美元,超过了利妥昔单抗、英夫利昔单抗等单抗类药物。2011年,融合蛋白药物在美国销售额达43亿美元,是最畅销的4种生物药物之一。截至2011年,共有七种Fc融合蛋白类药物上市,四种进行三期临床研究,另有多种相关药物也相继进入了临床研究阶段。
3 Fc融合蛋白药物存在的问题及改良方向
当然没有任何事物是十全十美的,Fc融合蛋白类药物也存在一些问题,需要不断进行改进完善。
首先,现阶段Fc融合蛋白的半衰期,与天然Ig G还有很大的差距,针对Fc Rn的改造主要是为了增加抗体的稳定性,延长抗体在体内的半衰期。采用点突变技术将250位的苏氨酸突变为谷氨酰胺,将428位的甲硫氨酸突变为亮氨酸,可增加人抗体Fc Rn和人Ig G在酸性条件下(p H6.0)的粘附性,不改变在中性条件(p H7.4)下的粘附力,因此可逃避细胞内涵体介导的清除作用,延长抗体半衰期。
其次,Fc段的FcγR结合域所诱导的细胞毒作用和补体激活作用,对于某些药物毒力不足,对另一些药物却非必须。针对FcγR的改造分为两个方面,一是增强抗体介导的效应功能,即提高抗体介导的ADCC和CDC作用,另外在一些自身免疫性疾病和炎性疾病的治疗过程中,只需发挥抗体阻断配体受体结合作用,而抗体的效应作用是不需要的,甚至会引起副作用,针对这种类型的抗体,则需要对FcγR进行改造以降低或灭活抗体的效应功能。
另外,Fc融合蛋白毕竟是人工产物,在结构的合理性上无法与亿万年的自然进化相媲美,Fc片段可能会在一定程度上影响治疗性分子的活性,这一问题可通过选择不同的Fc亚型来改善,而保留抗体的铰链区可使被融合的2个分子间互不影响,生物活性相比于那些没有连接肽的融合蛋白更显著。Fc融合蛋白多为二聚体形式,过大的分子质量会影响药物分子通过黏膜的速率。
4前景及展望
Fc融合蛋白技术,已经成为前景广阔的生物药研发方向,不断有新药进入临床试验阶段。然而,问题同样存在,如何进一步延长半衰期,如何根据需要调整ADCC和CDC活性,以及新的给药方式,都需要研究人员一步步去解决。但不可否认,Fc融合蛋白技术,所带来的长效生物药,是优于单克隆抗体药物的新型治癌药物,在此基础上可以进一步发展ADC药物,这展示了一个美好、广阔的药物研发空间。
参考文献
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血红蛋白/药物作用 篇6
1 资料与方法
1.1 对象
1.1.1 病例选择
从2007年5月~2007年12月在广西壮族自治区龙泉山医院精神科住院的患者中随机抽取。入组标准:(1)符合中国精神障碍分类与诊断标准第3版(CCMD-3)和国际疾病分类第10版(ICD-10)精神分裂症或分裂样精神障碍的诊断标准。(2)年龄18~65岁,男女均可。入组前30 d未服用抗精神病药物进行治疗,阳性和阴性症状量表(PANSS)≥70分。(3)患病前无糖尿病史或内分泌疾病,无单纯性肥胖,无高血压、高血脂、心脑血管疾病及其他严重躯体和神经系统或器质性疾病。(4)血常规、肝功能、肾功能、心电图、血糖、血清胰岛素和糖化血红蛋白检查无异常。(5)单一使用利培酮、喹硫平、阿立哌唑和齐拉西酮治疗。
排除标准:患精神分裂症前已患有消化系统疾病、影响饮食和活动的躯体疾病、不合作者及请假出院未归者;女性妊娠和哺乳期;患者监护人或其本人不同意参与者。
1.1.2 一般资料的收集
共360例精神分裂症患者符合入组标准,按区组随机法分为4组。其中,用利培酮治疗的患者90例,男34例(38%),女56例(62%),平均(32.51±14.30)岁;用喹硫平治疗的患者90例,男4例(4.4%),女86例(95.6%),平均(35.53±14.23)岁;用阿立哌唑治疗的患者90例,男22例(24.4%),女68例(75.6%),平均(30.72±11.59)岁;用齐拉西酮治疗的患者90例,男65例(72.2.%),女25例(27.8%)平均(26.03±7.23)岁。其中,利培酮组有1例因闭经而退出实验,喹硫平组有2例患者因依从性差而退出实验,阿立哌唑组有1例因疗效差;2例因实验室数据不全而退出实验,齐拉西酮组有1例因Q-T间隙延长而退出实验。资料完整的有效受试对象为353例,失访率1.94%。喹硫平组的男女比例比较,差异有显著性,平均年龄无显著性;其余各组间的平均年龄、组间及组内性别间各实验室基线指标的差异无显著性。
1.2 方法
1.2.1 研究方法
360例患者治疗前和治疗后2、4及8周末检测空腹和餐后2 h的血糖和血清胰岛素1次,同时检测糖化血红蛋白,比较4种抗精神病药对上述指标的影响,观察时间为8周。所有患者均统一饮食。
1.2.2 给药方法
治疗药物均从小剂量开始,一般约15 d达到治疗量。治疗剂量:利培酮2~5 mg/d,喹硫平200~600 mg/d,阿立哌唑10~30 mg/d,齐拉西酮120~140 mg/d。必要时可合用小剂量苯二氮卓类药物及苯海索。
1.2.3 血样的采集及检测
入组患者于第2天清晨6时空腹采静脉血5 mL,口服75 g葡萄糖2 h后采静脉血5 mL,以上血液离心后取血清在-40℃条件下保存,血糖、血清胰岛素和糖化血红蛋白测定在全自动生化仪上完成。治疗后第2、4及8周末当天清晨6时,同样空腹及口服75 g葡萄糖2 h后采静脉血。
1.3 统计方法
全部数据采用SPSS 11.0软件包进行统计,各种测定结果均以均数±标准差表示。P<0.05为差异有显著性。治疗前后数据的比较采用配对t检验,组间多重比较采用SNK-q检验,性别间差异比较采用成组t检验,糖化血红蛋白与空腹血糖、餐后血糖、空腹胰岛素和餐后胰岛素的相关性采用Speatmen'Rho相关性分析。脱落病例资料采用末次统计法分析。
2 结果
2.1 4组患者治疗第8周末与治疗前各指标测定结果的比较
由表1可见,治疗8周后,利培酮组、阿立哌唑组和齐拉西酮组患者治疗前后的空腹血糖、餐后血糖、空腹胰岛素、餐后胰岛素和糖化血红蛋白的比较,差异有显著性;喹硫平组治疗前后空腹血糖和餐后血糖差异均无显著性,但其空腹胰岛素、餐后胰岛素和糖化血红蛋白的比较,差异有显著性。4组患者的餐后2 h胰岛素分泌均明显减少。
2.2 治疗第8周末4种抗精神病药对各指标影响程度的比较
组间治疗前后各指标差值经SNK-q检验,4种抗精神病药对空腹血糖、餐后血糖和餐后胰岛素的影响差异无显著性(P>0.05),对空腹胰岛素的影响除阿立哌唑组与喹硫平组对比差异无显著性外,其余各组对比差异均有显著性(P<0.05或P<0.01);对餐后血糖的影响除利培酮组与齐拉西酮组对比差异有显著性外(P<0.05),其余各组对比均无统计学意义;对糖化血红蛋白的影响利培酮组与阿立哌唑组、阿立哌唑组与齐拉西酮组和喹硫平组与齐拉西酮组对比差异有显著性。对空腹血糖影响程度为齐拉西酮>阿立哌唑>利培酮>喹硫平;对餐后血糖的影响程度为齐拉西酮>阿立哌唑>喹硫平>利培酮;对空腹胰岛素的影响为利培酮>齐拉西酮>阿立哌唑>喹硫平;对餐后胰岛素的影响程度为喹硫平>阿立哌唑>利培酮>齐拉西酮;对糖化血红蛋白的影响程度为齐拉西酮>利培酮>喹硫平>阿立哌唑。
注:治疗后为治疗第8周末。1)表示组内治疗前后比较,P<0.05;2)表示组内治疗前后比较,P<0.01,差值为治疗后与治疗前之差
2.3 治疗第8周末与治疗前各组男女患者间各指标差值的比较
由表2可见,各组治疗前后各指标的比较均有显著性;各组治疗第8周末与治疗前各指标差值比较,利培酮组男性患者的空腹血糖、餐后血糖、餐后胰岛素和糖化血红蛋白差值低于组内女性,而空腹血糖差值均高于组内女性患者,差异无显著性;喹硫平组男性患者的空腹血糖和餐后血糖差值高于组内女性患者,空腹胰岛素、餐后胰岛素和糖化血红蛋白均低于组内女性患者,除餐后胰岛素外差异均无显著性;阿立哌唑组男性患者的空腹血糖和餐后血糖差值高于组内女性患者,空腹胰岛素、餐后胰岛素和糖化血红蛋白均低于组内女性患者,除餐后胰岛素外,差异均无显著性;齐拉西酮组男性患者的空腹血糖和餐后血糖差值高于组内女性患者,空腹胰岛素、餐后胰岛素和糖化血红蛋白均低于组内女性患者,差异均无显著性。
注:治疗后为治疗第8周末。1)表示组内治疗前后比较,P<0.05;2)表示组内治疗前后比较,P<0.01,差值为治疗后与治疗前之差;3)表示组内男女差值比较,P<0.05
2.4 4组患者治疗8周末糖化血红蛋白与空腹血糖、空腹胰岛素、餐后血糖及餐后胰岛素之间的关系
由表3可见,各组治疗8周末糖化血红蛋白与糖代谢各指标的关系,经Speatmen'Rho相关性分析发现,与利培酮组患者的空腹血糖和空腹胰岛素呈显著正相关,与餐后血糖和餐后胰岛素却没有关系;喹硫平组患者的空腹血糖和餐后血糖呈非常显著正相关,阿立哌唑组患者的空腹血糖和餐后血糖呈显著正相关,与空腹胰岛素和餐后胰岛素无关;齐拉西酮组患者的所有指标均无关。
3 讨论
KAMRAN等[3]首先报道,由氯氮平联用苯扎托品、雷尼替丁可致胰岛素依赖型高血糖症。随着非典型抗精神病药物的广泛使用,近年来有关这方面的报道越来越多,但少有多种非典型抗精神病药物间的比较。研究显示,不同抗精神病药物对糖代谢功能(主要是治疗后)的影响具有差异性。糖化血红蛋白可反映采血前数周至2个月内糖负荷后(或餐后)高血糖的发生情况,而餐后高血糖又是2型糖尿病最早出现、最易发现的特征性改变。因此,多数研究者认为:糖化血红蛋白异常是糖代谢受损的一个早期、敏感的指标[4]。
本结果显示,与治疗前相比,治疗8周末患者的空腹胰岛素水平除利培酮组外均有明显的增高,差异有显著性;餐后2 h血糖均有不同程度升高,除喹硫平组外差异均有显著性;空腹血糖虽略有升高,但治疗前后的差异无显著性,且均在正常范围内。这可能是由于抗精神病药物可通过直接或间接作用,先引起体内胰岛素分泌稳态发生变化,从而引起空腹血糖的相应变化;在引起空腹血糖发生变化前,机体可通过自身调节作用使胰岛素的作用控制在一个相对稳定水平。此结果与CITROME[5]报道的患者服用抗精神病药物8周后体质量明显增加,体内胰岛素敏感性明显下降,空腹血糖在正常范围内的结果一致。国内也有与之相似的报道[6],但刘燕[7]等则报道,患者服用利培酮后出现明显的空腹血糖降低。
本结果显示,不同的抗精神病药物对糖代谢的影响程度具有差异性,对空腹血糖的影响以喹硫平最强,以阿立哌唑最弱;对餐后血糖的影响以阿立哌唑最强,喹硫平最弱;对空腹胰岛素的影响除利培酮为降低外其余均为增加;对餐后胰岛素的影响以喹硫平最强,齐拉西酮最弱;对糖化血红蛋白的影响以齐拉西酮最强,阿立哌唑最弱。非典型抗精神病药物中,喹硫平对空腹血糖和餐后胰岛素影响最强,这可能是喹硫平的化学结构与氯氮平相似有关,与AL-LISON[8]等报道引起体质量增加的抗精神病药排名为氯氮平、奥氮平、利培酮的结果一致;与国内的相似报道结果一致[9]。结果还显示,治疗8周后患者的餐后胰岛素水平明显下降,这可能是由于氯氮平可拮抗胰岛素细胞的5-羟色胺LA受体,从而降低胰岛素细胞的反应性,导致胰岛素水平的下降及高空腹血糖症,而高空腹血糖通过反馈作用促进胰岛素分泌,进而产生高胰岛素血症,甚至胰岛素抵抗。喹硫平化学结构与氯氮平相似,因此对胰岛素的影响也相似。
治疗第8周末与治疗前各组男女患者各指标差值的比较显示,抗精神病药对糖代谢的影响存在性别间的差异,4组男性患者空腹胰岛素的升高或降低和餐后2 h胰岛素的下降程度明显少于女性患者;齐拉西酮组、喹硫平组和阿立哌唑组男性患者空腹血糖和餐后血糖升高程度高于女性患者,而利培酮组低于女性患者。因此,男性患者可能更容易引起继发高胰岛素血症,这与吴仁容[10]等报道的结果相一致。
研究发现,不同抗精神病药物对糖化血红蛋白水平的影响有差异性,糖化血红蛋白与糖代谢的各组各个指标的关联性,除齐拉西酮组外,与其余3组患者的空腹血糖均呈正相关;与餐后血糖除利培酮组和齐拉西酮组外,均呈正相关;与餐后胰岛素除利培酮组呈正相关外,其余各组均无关系。这表明,抗精神病药物对糖代谢影响药物学效应,与自身糖代谢功能状态密切相关的。齐拉西酮对糖代谢功能影响最小。因此,在长期使用抗精神病药物治疗时,应定时复查糖化血红蛋白水平,为及时发现患者糖代谢异常的倾向,是很有必要的。
出于对患者的临床治疗原则和经济条件的考虑,本研究未选用引起体重增加和血糖增高最明显的氯氮平和奥氮平进行研究;其次样本量过小,入组病例存在性别上的偏倚,得出的结论会有所偏频。此外,随访抗精神病药物长期治疗的结果,以确定不同抗精神病药物对血糖的影响是十分重要的。
摘要：目的 探讨4种非典型抗精神病药物对精神分裂症患者糖代谢的影响及与糖化血红蛋白的关系。方法 将360例精神分裂症患者随机分成4组,接受利培酮、喹硫平、阿立哌唑和齐拉西酮治疗,测定单药治疗前和治疗后8周空腹血糖、血清胰岛素及餐后2 h血糖、血清胰岛素和糖化血红蛋白。结果 利培酮、喹硫平、阿立哌唑及齐拉西酮对糖代谢及糖化血红蛋白的水平均有影响。结论 不同抗精神病药物对糖代谢及糖化血红蛋白的影响存在差异,齐拉西酮对糖代谢的影响与糖化血红蛋白无关联性。
关键词：非典型抗精神病药物,糖化血红蛋白,糖代谢,精神分裂症
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血红蛋白/药物作用 篇7
研究表明一类叫做小RNA的非编码RNA能调节许多真核细胞的功能, 如真核生物细胞的基因表达、细胞周期调控和个体发育, miRNA在细胞基因调控网络中扮演着重要的角色。它的结构中含有茎环结构的miRNA前体, 经过Dicer加工之后的一类非编码的小RNA分子, 在动物和植物中miRNA广泛表达。因之具有抑制靶mRNA转录、翻译或者能够剪切靶mRNA并促进其降解的功能, miRNA被认为在个体成长发育过程中有着重要的作用。
1 microRNA的形成及调节机制
早在20世纪90年代Ambros研究小组从秀丽隐杆线虫中发现了一种具有调控功能的小分子RNA, 后续还发现了miR-NAlet-7等小RNA[1], 成为生物学研究的一个大焦点, 在生物发育时序调控和疾病的发生过程中起到非常重要的作用。例如:在生物的早期发育、细胞增殖和死亡、脂肪代谢、细胞分化等。其结构是非编码单链RNA, 长度为21~25nt的短序列, 它是长度为70~80nt的单链RNA前体 (pre-miRNA) 剪切后形成, 在进化上具有高度的保守性, 无开放阅读框及蛋白质编码基因的特点[2]。现阶段主要利用生物信息学和实验相结合的方法来识别miRNA, 生物信息学预测主要是根据miRNA前体的二级结构来预测, miRNA验证一般利用的是核酸杂交或扩增的原理。
研究发现在人体细胞中miRNA的表达是有差异的, 这种表达的差异性依赖药物以及所研究的不同细胞。例如:地塞米松、长春碱可以诱导和抑制miRNA-27b、miRNA-148a、miRNA-451的表达[3]。滥用药物或毒素及激素都会影响miRNA在细胞和组织中的表达[4]。
生物体内miRNA通过两种方式调控基因表达:靶mRNA的切割和翻译抑制。植物中miRNA与靶mRNA完全或几乎完全互补, 通过RNA干扰机制即单链miRNA进入一种类似于RNA诱导沉默复合体 (RISC) 的核糖蛋白复合体 (miRNP) , miRNA通过与靶mRNA的3, 非翻译区 (3, -UTR) 互补配对调节RNA的切割与降解, 靶mRNA切割与降解的平衡决定于miRNA与靶mRNA的互补程度, 这种基因调控机制除了在植物中存在外, 在一些动物、病毒等其他生物体内也有发现[5]。miRNA的另一种调控机制称为翻译抑制, miRNA并不直接作用于mRNA而是间接作用于相应的蛋白质的表达, 对这种调节机制现阶段了解的比较少, 动物体内miRNA调控主要采用这种方式, miRNA与靶mRNA并不完全互补, 通过这种现阶段不是很了解的方式调节蛋白质合成同时保持了靶mRNA的稳定性。
为了弄清药物在体内的代谢我们组建了药物基因组学, 但是尽管如此一些药物的代谢差异也无法用基因序列差异解释, 因此miRNA可能是个体化差异的另外一个原因。现阶段研究者们对它的调控机制还不是完全清楚, 弄明白miRNA的调节机制是个体化给药的重要前提。
2 microRNA对药物转运蛋白的调节
药物转运蛋白属于ABC家族的转运蛋白, 他能和ATP结合转运体内的物质, 对药物体内的转运、吸收和代谢有着极其重要的作用, ABC家族成员之间有很多共性如物质的转运和结构, 但随着基因的不断进化成员之间又产生了很多不同如结构、功能、分布、和亚细胞定位。转运蛋白之间存在着许多特异性和功能差异所以对转运蛋白的调节机制的研究也越来越多。以下是miRNA调节转运蛋白的报道:有研究报道miRNA-145可以负性调节转运蛋白, miRNA-145作用于MDR1的mRNA3'-UTR来调节糖蛋白的表达, 通过进一步的研究发现miR-451使MDR1中P-糖蛋白过度表达从而导致耐药, 而且miRNA-145将促进肝缺血再灌注之后小肠内糖蛋白的表达[6]。
miRNA有一个重要的调节作用就是耐药性, 在治疗癌症疾病时特别明显, 这也是今年来研究的一个热点。在治疗体卵巢癌细胞中发现miRNA-27a可以调节卵巢癌细胞P-糖蛋白 (P-gp) 的表达, 通过作用于同源异型结构域相互作用蛋白激酶-2 (HIPK2) 导致细胞对化疗药物紫杉醇产生耐药, 这也为临床治疗体卵巢癌细胞提供了新的思路[7]。
研究还证实miRNA-328可下调乳腺癌耐药蛋白ABCG2的表达水平, 在耐药细胞系MCF-7/MX100中抑制miRNA-328的表达可导致乳腺癌耐药蛋白ABCG2的高表达。从而增加了药物的外运降低了细胞内的药物浓度导致耐药现象的产生[8]。
3 microRNA对药物代谢酶的调节
药物代谢酶即药酶, 也称肝微粒体混合功能氧化酶, 由血红素蛋白 (P450) 、黄素蛋白 (NADPH2细胞色素C还原酶) 及磷脂3部分组成。药物代谢酶是氧化还原外来化合物而存在的一类酶, 它能将外来化合物水解易于排泄使个体保持正常运作, 药物的体内代谢需要代谢酶的参与, 然而影响代谢酶的因素很多如代谢酶的种类、代谢酶的突变及存在于个体之间的差异, 这些都是个体药物代谢异常的最主要原因。其中P450在人体代谢酶中占有很重要的分量, P450由K lingberg和G or finkle在1958年发现的, 由于P450在还原状态下可以与CO结合并在波长为450nm时有最大吸收峰而得名。P450的活性和表达很受基因和外周环境的影响, 然而即使我们知道了一些CYP的变异原因[9], 但是仍然有大量的个体差异表达的原因是我们现阶段无法解释的。然而研究发现miRNA已经解释了一些不明原因的CYP的变异, 例如P4501B1[10], P4502E1等。代谢酶在生物体内起着至关重要的作用, 它表达的好坏直接影响着生物体的健康生长发育, 所以对它的研究是很迫切的。下面是miRNA家族基因对药物代谢酶的调节, 这对研究药物代谢酶的调节有着极其重要的意义。如MiRNA-21和miRNA-27b在人干细胞中负性调节PPARα, 影响它的下游基因的表达。PPARα是重要的脂肪酸分解代谢的调节器, 所以MiRNA-21和miRNA-27b是脂代谢过程中的重要调控因素[11]。研究还表明miRNA能够抑制VKORC1 (Vitamin K 2, 3-Epoxide Reductase Complex Subunit 1) 的表达, 但是这需要受计量的影响。通过对患者VKORC1基因多态性的检测, 实施个体化用药不失为一个好的办法, VKORC1不仅在肝脏还存在于内皮和心脏[12]。另外报道miRAN-133在人体所必要的基因, 它对骨骼肌和心脏的功能和生长有着深远的影响, 参与肌肉疾病肥大、萎缩、转导阻滞等[13]。除此之外miRNA-103、miRNA-107可以调节人类CYP2C家族的的转录后表达, 这会影响CYP2C8在人类肝脏的水平, 这些研究在CYP2C8和CYP2C家族的另外成员在肝脏和别的组织当中的大量个体差异表达的机制方面提供了新的见解, 并且在正常生理或病理时这些基因也可以调节这些酶, 这些都在今后研究miRNA-103、miRNA-107家族和CYP2C8在时提供了新的研究思维[14]。
4 microRNA在疾病治疗中的调节
很长一段时间人们都认为RNA的功能只限于转递遗传信息的媒介, 在转录过程中从DNA获取信息再指导蛋白质的合成过程, 以往人们认为的基因调控也是指对转录或翻译过程的调控, 近年来研究表明miRNA可以参与多种生理病理过程, 如细胞分化和增殖、炎症和免疫反应、肿瘤的发生以及心律失常心肌肥厚和心力衰竭等心血管疾病[15]。
最近的研究发现miRNA在高血压的发病发展过程中扮演着很重要的角色, 治疗高血压可以从这方面深究, 以miRNA为治疗靶标的根本是使异常表达的miRNA恢复正常从而使对影响高血压的因素产生积极的作用, 从基因水平上治疗高血压。miRNA作为新型的基因调节物, 将成为高血压诊断和预后评价的新指标及治疗高血压的新型药物靶点[16]。
心律失常是最常见的疾病之一, 它的发生发展主要是细胞电生理异常所致的。导致这种功能异常的原因有很多, 有可能是原发的也可能继发于某些心脏疾病, 研究表明, 某些心律失常可能与miRNA的表达异常相关, 通过实验测定出miRNA-1对于心律失常有重要影响, 在实验中miRNA-1不仅表现出了促心律失常作用, 同样也表现出了致心律失常作用[17]。
5 结语与展望
现阶段的研究表明miRNA对人体的各项重要系统都有着不同程度的调节作用, 它在生理病理过程中是不可缺少的调节因素。随着人们对miRNA的越来越多的研究, 从最开始的只知道结构到现在的miRNA用什么样的方式在参与人体的生理过程中, 虽说这是很伟大的科学研究进步但是对miRNA的调节机制的研究来说只是冰山一角还有很多机制现阶段我们是无法解释的, 这需要研究者们要继续努力探索。
通过对miRNA的研究, 我们发现基因的非编码区蕴藏着庞大的生命功能信息这是我们现阶段还没深入了解过的。尽管这些年对miRNA的研究取得了突破性进展, 但是还有很多ncRNA待我们去探索, 很多ncRNA的功能有待我们去研究。
血红蛋白/药物作用 篇8
1 药代相关动力学影响
引入聚乙二醇基团后药物分子大小提升, 其相关物理化学性质也会发生变化, 主要体现在结构组成、水溶性、等电点、亲电性等方面。最终蛋白多肽类药物在人体内的代谢机制发生微变, 亦影响药物类分子和受体细胞之间结合, 进而造成药物相关药代动力学变化。
1.1 吸收
导入聚乙二醇基团后的蛋白多肽类药物的血管给药过程无明显变化。药物分子进入机体后不先吸收, 而是直接进分散和消减。血管外的给药过程恰好与之相反, 先吸收掉接着分散消减。
据相关研究显示, 蛋白多肽类药物IFNα-2a的正常吸收半衰期为2.3h左右, 一旦导入聚乙二醇基团后变为50h左右。在机体内达一次血药峰值过程为80~100h左右, 体现了其持续性缓慢作用的特征。其机制为: (1) 分子量提升随之带来渗透作用过程弱化; (2) 导入位点为活性基团, 防止了酶的水解作用。除此之外据相关数据来看, 血管外给药后, 导入聚乙二醇亦会影响蛋白多肽类药物分子相关生物学活性。把导入聚乙二醇的SOD分别以三种方式皮下给药、腹部给药和肌肉给药作用于实验大鼠机体内。数据表明, 同正常条件的静脉注射相比, 导入聚乙二醇后的SOD在以上各条件下最终的生物学活性为71%、54%以及29%。另外正常的SOD在同样方式下生物学活性只为导入聚乙二醇后的SOD的约1%。近来有数据表明, 导入聚乙二醇修饰也会帮助口腔入药吸收, 例如当某蛋白多肽类药物连上几条高分子量的PEG后, 肠道处检测到的吸收比率明显呈提高趋势。
蛋白多肽类药物在导入聚乙二醇之后, 如果静脉给药, 数据显示药物分子在人体内首先通过四周组织扩散。其分布的具体方式一般它分子自身和机体共同决定。另一方面, 机体与药分子间还存在一定的物理作用力, 也是一个因素。
1.2 排泄与消除
药物排泄与消除方式一般为几种情况, 酶作用、肾功能作用、肝功能作用、免疫代谢作用以及人体自身相关降解作用。
聚乙二醇修饰的作用分子点一般为亲核性活泼基团, 由于聚乙二醇自身分子的亲电性, 两者相互作用后可防止水解作用。另一方面, 聚乙二醇可在药物表面与水分子相作用, 类似一层水分子保护层。以上方面是提升蛋白多肽类药物分子在机体内作用时间的主要缘故。
2 导入聚乙二醇后的生物学活性
PEG化对药物蛋白来说具有提升稳定性、延缓半衰期、减弱抗原性等作用。另一方面, 蛋白多肽分子中导入聚乙二醇基团后会在一定程度上造成其活性消减。机制是药物分子、聚乙二醇及其之间相互化学键的缘故, 除此此外, 导入作用的条件、相关过程中的副产物亦有影响。药物分子种类不一样, 其作用亦随之变化, 这体现在导入聚乙二醇基团具体过程的复杂多变。每一种药物分子都有相应最佳的作用方式。主要研究内容是修饰剂种类以及作用过程的条件。现今涉及到的主流探索方向多集中于导入作用目标数以及导入的聚乙二醇基团大小。实际操作观察中显示, 从导入的聚乙二醇活化一直到整个作用过程的所有方面会产生不同程度的影响。故此考虑一种修饰剂是否合适时务必全面的分析它的自身稳定性、相关活性、作用位点、化学键和抗原性等特点。
2.1 修饰反应条件
对热敏性蛋白的修饰要在低温下开展。酸碱度条件亦是作用过程一敏感因素。通常, 采取变换聚乙二醇分子与受体分子的式量比与pH值即可快捷得出相应合适的实验条件。以液相条件下导入聚乙二醇基团来看, 药物分子与聚乙二醇的摩尔比通常为1∶3~5;pH 6~7;反应温度4~8℃;时间8~16h。接下来用冰乙酸改变pH到4左右, 反应随之结束。另外, 导入成功的与未导入的药物分子可采用增加缓冲液体系下盐的成分浓度来达到分离目的。
2.2 聚乙二醇式量及数目
导入支链结构的聚乙二醇后会减缓作用药物分子在肾组织中的作用过程。增加作用的聚乙二醇数目, 亦导致半衰期增加。药物种类不同, 作用程度亦差异化。
基因工程的持续探索进展使得更多具有活性的生物分子被研究出来, 关于蛋白多肽类药物最大生物活性和相关引起不良反应的研究课题也渐渐发展起来, 故此, 导入聚乙二醇进行的改良工作刻不容缓。其研究方向大致有: (1) 寻找各方面性能更加优良的修饰剂; (2) 探索最佳修饰条件;3.制定更加理想全面的分析检测方案。
3 PEG衍生物
在蛋白多肽类药物中导入聚乙二醇基团一般要求条件温和。初代的聚乙二醇衍生物常常选择活化其结构末端位置羟基, 导入到药物分子中后选择性的与α或者ε位氨基相结合。在研究初期其取得重大突破, 不足的是修饰过后药物抗原性及半衰期变化不明显, 且易引起蛋白质多肽的交联团聚, 另外不足的是相互作用产生的化学键往往不太稳定, 目标选择性不是很好。第二代的聚乙二醇药物则表现更加优良。
3.1 作用于氨基的聚乙二醇药物
(1) 烷基聚乙二醇化药物:经还原剂还原之后, 可以选择的和药物一端的α-氨基相作用。从伯胺在一定条件下转变成仲胺, 这样过程的作用键稳定性以及选择性都表现较好。聚乙二醇和蛋白多肽上的残基结合由残基自身的亲核性决定。在药物体系pH值不低于选择位点残基的pKa条件下, 相互作用发生率高。导入聚乙二醇基团后的丙醛在体系约pH为5时可选择性地和多肽药物分子最末端α-氨基相作用成稳定性较高的连接键。聚乙二醇化乙醛稳定性不高, 常常缩合作用生成缩醛存在。 (2) 酰基聚乙二醇药物:Veronese的研究表明, 酰化聚乙二醇衍生物引进亚甲基之后能够影响其反应的活性。比如导入聚乙二醇基团后有三个亚甲基团的SBA在pH 8和温度为25℃时, 检测半衰期为23min;而只有2个的聚乙二醇化的SPA在以上情况下的半衰期数据较短, 为16min。数据显示, 氨解选择性也随pH越高而增加。
初代聚乙二醇化SS是一种普及性最高的修饰剂, 它的骨架存在酯键作用力, 所以在机体内很容易水分解, 除此之外残留的酯片段分子也存在一定程度的免疫作用。第二代的聚乙二醇化衍生物诸如聚乙二醇SPA和聚乙二醇SBA, 它们的结构中没有酯键, 故能够与蛋白多肽类药物分子作用成稳定性较高的化学键。Somavert通过采用聚乙二醇SPA 5000Da提升了治疗肢端肥大药物的相关药动学参数。
导入聚乙二醇基团的NHS是一种功能单一的修饰作用剂, 只有唯一一个作用位置。正常情况下它基本无法穿过药物分子的空间。分枝型的空间构成直接导致相互作用的空间位阻变大, 延长了相互作用过程。
3.2 硫基聚乙二醇衍生物
硫基团在相关药物构成中一般的比率不是较低。不过位点少变化, 故此也存在对某些对无关相关生物活性且活性化的硫基来导入聚乙二醇基团的可能性, 有定点优势。除此之外, 某些无活泼的硫基也可通过生物工程手段在无明显影响的位点导入游离的活性基团之后再导入聚乙二醇。
与硫基作用的聚乙二醇类药物有多种, 其中以聚乙二醇MAL在实际中比较普遍。一定条件下, 它和硫基相互作用成稳定性较高的硫醚化学键。不足之处在于其易水解形成开环。另一种作用剂PEG-VS在弱碱性体系下, 经一定时间作用后有稳定性相对更高的硫醚化学键产生, 整个过程随着碱性增强而更易作用。聚乙二醇IA的亲核取代作用与药物分子生成的硫醚化学键更加不易断裂。其可取之处在于强酸条件下水解后可快捷检测。作用过程有一点需考特别虑避光条件, 防止分解游离出碘。遇酸碱能够和药物分子特异性作用成二硫键的聚乙二醇吡啶二硫, 它和药物分子的结合物在机体内易水解, 这种作用帮助活化药分子。
3.3 其他
除以上之外还有一些如修饰羧基的聚乙二醇衍生物, 分支状聚乙二醇衍生物, 修饰精氨酸的聚乙二醇衍生物等。
除了线型构型的聚乙二醇分子之外, 实际中还存在不少分支链状构型的聚乙二醇的衍生物。这一类物质是由两个线型化构型的聚乙二醇和作用剂的结构中其中两个基团相互作用而生成, 剩下的第三个的活性基团和药物分子相互作用。此过程在机体代谢过程中起到保护药物分子作用特点。聚乙二醇化的1, 3-二氧代衍生物能够和蛋白多肽类药物分子上的精氨酸基团相互作用成化学连接键, 不足在于作用过程过于缓缓, 生成的产物在相对稳定性方面表现不太好, 选择性亦欠缺。除此之外, 其他一些氨基酸诸如组氨酸与赖氨酸等亦可与之相互作用, 但就目前来看, 此类探索的相关数据还比较少。
4 结束语
聚乙二醇由于其在蛋白多肽类药物修饰方面的优良特点被广泛的研究, 目前聚乙二醇修饰探究的新方向大多集中在:改良聚乙二醇基团与各类蛋白多肽类药物分子相互作用后生成的化学键的相对稳定性;聚乙二醇分子上合适的未被发现的具有生物活性的位点;防止作用中中药物失活的新连接方式等。伴随着时代的日新月异化发展, 相关辅助手段更先进, 聚乙二醇修饰研究也越来越快的在发展着, 市场上也能见到越来越多的此类药物, 而且能够看到, 这种快速的趋势亦将越来月明显。
摘要：对于蛋白多肽类药物来说, 在其上导入聚乙二醇基团是一种改良相关生物、物理化学性质的重要方式。目前比较热门的研究方向大多集中在相关药代动力学、生物学活性影响等方面。
关键词：聚乙二醇,蛋白特性,影响
参考文献
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[3]李春民, 候庆爱, 潘显玲.蛋白质药物聚乙二醇修饰方法的生物优化[J].山东医药工业, 2009, 22 (4) :22-23.
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利用药物的副作用治病 篇9
☆伟哥美国辉瑞公司的药学专家历时多年，研究出一种治疗心绞痛的药物枸橼酸西地尔，但在临床验证中，发现它在缓解心绞痛的同时，有增加病人死亡的风险。不过另一个发现却挽回了辉瑞公司的投资：患者服用此药后，阴茎海绵体在半小时至1小时内充血，达到完全勃起，并能完成性交，总有效率为60％～80％。这一意外收获让辉瑞公司如获至宝，干脆名正言顺的将其作为治疗阳痿的药物。由于疗效确切，推向市场后引起了世界性的轰动。不过，心脏病人还是要慎用。
☆阿司匹林是一种老牌的解热镇痛药，长期广泛用于治疗感冒发热、头痛、神经痛、、关节痛、月经痛，是治疗风湿、类风湿关节炎的首选药物。但在临床应用时，发现有抑制血小板聚集、导致机体内出血的副作用。进一步研究发现，减少它的用药剂量，可以有效减少内出血的发生率，同时保持抑制血小板聚集的作用，可以预防心绞痛、心肌梗死和脑血栓形成。如今，小剂量阿司匹林已成为心脑血管疾病的常用药物，并普遍用于心脏手术前给药。不过，心脑血管病人用药剂量一定要小，而且要注意防止机体内出血的副作用。
☆普萘洛尔亦称心得安，它能减慢传导，降低窦房结自律性，治疗室上性及窦性心动过速，故最先用于抗心律失常。但临床发现它对β受体有阻滞作用，能减弱心肌收缩力，减少心输出量，还有减少肾素分泌的作用。将其用于降血压，作用平稳，尤其适用心律较快或伴有心绞痛的高血压患者。
☆异丙嗉亦称非那根、非那更，为组胺受体阻断剂，具有较好的抗过敏作用，对药疹、接触性皮炎、过敏性鼻炎均有效，并用于抗晕及止吐。其副作用是抑制延髓咳嗽中枢的反射作用。利用这一特点，将其用于止咳，效果很好。常用的有非那根(更)止咳糖浆。
☆硫酸镁又称泻盐，为容积性泻药，能阻止肠道内水分的吸收，刺激肠壁，反射性地引起肠蠕动而导泻。口服其高浓度溶液，能导致胆总括约肌松弛，胆囊收敛，促进胆汁排出而呈现利胆作用，用于治疗胆石症、慢性胆囊炎、阻断f生黄疸。若采用静脉点滴注射，则可利用其中枢抑制的副作用来抗惊厥，尤其对子痫的惊厥有良好的救治效果。
血红蛋白/药物作用 篇10
关键词：免疫蛋白质组学,病原物,保护性抗原,频率
随着基因组测序的完成，人类对全基因组功能基因的研究进一步加深，研究者逐渐认识到仅仅对基因组的研究是不能够完全理解生命的。蛋白质是生命的体现者，随着研究蛋白质研究技术的发展和完善，尤其是双向电泳技术、生物质谱及生物信息学飞速发展，使得能够对复杂的病原菌和其他组织的蛋白进行高分辨率的分离及高成功率的鉴定。90年代中期建立的蛋白质组学 (Proteomics) 研究方法，用来研究在一种细胞内存在的全部蛋白质，即在特定时间/空间、特定的细胞/组织和特定的环境条件下(生理、药理、病理等)基因表达的全部蛋白质[1];另一方面，快速发展的免疫组学用于研究免疫相关的全套分子、其作用靶标及其功能[2]。随着蛋白组学和免疫组学的发展，两项学科相互渗透，逐渐产生了一项新兴交叉技术―免疫蛋白质组学。该技术已广泛应用于病原微生物、自身免疫疾病、寄生虫、生物材料等多个方面的研究，促进对于致病机理的理解，为疾病诊断标志、药物靶标的筛选和疫苗的开发提供了候选物。
1 免疫蛋白质组学的应用
免疫蛋白质组学已广泛应用于生物医学的许多方面，例如细菌、真菌、衣原体、力克次(氏)体细菌、自身免疫疾病、寄生虫、生物材料等。目前，只有部分致病菌有相应的疫苗，并且随着耐药菌株的出现以及疫苗保护性降低(例如结核分枝杆菌、布鲁氏流产杆菌)，另外很多病原微生物没有相应的疫苗，使得对病原菌的防治面临严重的挑战。通过病原微生物的免疫蛋白质组学研究，期望能够高通量的筛选到病原微生物的保护性抗原，为药靶和疫苗的开发提供基础。
2 利用免疫蛋白质组学方法鉴定的各类保护性抗原
本文详细总结了各种保护性抗原以及其出现的频率，主要的病原微生物包括引起胃癌的幽门螺旋杆菌[3,4](Helicobacter pylor)、鱼苗疫情的嗜水气单胞菌[5](Aeromonas hydrophila)和黄杆菌属[6](Flavobacterium psychrophilum)、痢疾的福氏志贺菌[7,8,9](Shigella flexneri)、沙眼和肺炎的衣原体[10,11](Chlamydia)等21种病原微生物。自身免疫疾病包括自身免疫性肝炎[12](autoimmune hepatitis)、全身性红斑狼疮[13] (europsychiatric systemic lupus erythematosus) 和糖尿病性视网膜病[14](diabetic retinopathy, DR)。通过对各种保护性抗原的统计，期望找到高频出现的保护性抗原。
2.1出现2次以上的各类保护性抗原
通过统计发现，在以上病原微生物和疾病中的免疫原性蛋白共有211个，最高有出现7次的保护性抗原(ATP合酶、EF-Tu)，出现2次以上的保护性抗原在病原物中的具体分布见Table1。出现2次以上的保护性抗原属于病原物中的关键蛋白，参与病原物的物质代谢、能量合成、氨基酸代谢、蛋白质合成、折叠以及膜转运等重要的生理过程。将这些保护性抗原根据功能进行分类。糖酵解途径的3-磷酸甘油脱氢酶(GAPDH) (6)、果糖二磷酸醛缩酶(fructose-bisphosphate aldolase, FBA) (6)、烯醇化酶(enolase) (4)和磷酸甘油酸酯激酶(phosphoglycerate kinase, PGK) (3)以及表中其他高频率出现的保护性抗原，它们在多种病原微生物中被鉴定出来，说明其对于病原微生物的生存和致病性具有非常重要的意义，这些高频出现的保护性抗原能够为药物靶标、疾病诊断标志的筛选以及疫苗的开发提供一定的启示，期望能够通过这些高频出现的保护性抗原，开发合适的疫苗和药物，可同时预防和治疗多种疾病。
2.1.1疾病诊断标志
幽门螺旋杆菌(Helicobacter pylori)是引起胃癌的致病菌。Krah, A.等[3]和Yu-Fen Lin等[4]对其感染引起胃癌的病人进行血清学研究，都发现GroES具有相当高的胃癌血清阳性，Gro ES是胃癌的主要保护性抗原蛋白，GroES (4)也是在统计表中高频出现的保护性抗原。
2.1.2疫苗
猪链球菌 (Streptococcus suis) 是一种能引起急性人畜共患传染病的病原菌。目前对于其疫苗的研究主要是集中在最具侵染力的2型S.suis (SS2) , 而对中国病猪中高频出现的9型S.suis (SS9) 的免疫蛋白知之甚少。Wu, Z.等[16]研究了SS9 GZ0565, 鉴定了8种具有免疫原性的蛋白, 在该研究中出现的精氨酸脱氨基酶 (3) 、EF-Ts (4) 、FBA (6) 是高频出现的保护性抗原 (见表1) 。
2.1.3药物靶标
由结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis)引起的结核病，是一种严重威胁人类生命健康的疾病。多耐药性结核菌的出现，以及目前所用的卡介苗的免疫效果下降，使得结核病在世界范围内死灰复燃，开发治疗结核病的新型药物和疫苗迫在眉睫。Sheng Gu等[17]利用蛋白质组学分析了结核分枝杆菌(Mycobacterium-tuberculosis) H37Rv的膜组成蛋白，总共鉴定出739个蛋白，大约450个蛋白是第一次被鉴定出，100多个是膜相关蛋白，包括细胞包被蛋白和能量代谢相关蛋白。
本实验室课题组利用功能基因组学和蛋白质组学，开展了大量系统性挖掘结核分枝杆菌免疫原性蛋白和潜在药靶，采用双向电泳技术比较分析猫爪草提取物作用前后结核分枝杆菌临床分离株的全细胞蛋白表达差异，发现其中22个蛋白质斑点的浓度具有差异，明显下调的蛋白包括60k D的分子伴侣2 (gro EL2)[18]、硫代硫酸硫转移酶(thiosulfate sulfurtransferase)，延长因子Ts (EF-Ts)和热休克蛋白X (hspX)[19]，说明猫爪草提取物可能作用靶标是groEL2、硫代硫酸转移酶、EF-Ts和hsp X，这些蛋白也是在统计表中高频出现的保护性抗原，这些为药物靶标的筛选和新疫苗的开发提供基础。
3 展望