【行业新闻】从酿酒到口服多肽药:人类用药方式的千年进化史


临研通
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  从8000年前的古波斯酒罐到今天的"减肥神药",人类用药史是一部充满智慧的进化史。让我们揭开这段跨越千年的医药革命,看科学家如何突破多肽药物口服化的世界难题。

 

  人类最早的“万能药”:酒精的双重使命

  考古学家在伊朗扎格罗斯山脉发现的酒罐(公元前6000年)揭示了酒精作为最早药物的证据。除了伊朗之外,高加索地区、安纳托利亚(现代土耳其)和古代近东等地的考古遗址中也都发现了古代酿酒的证据。

  这些历史悠久的早期的酿酒文化是许多古代文明的重要组成部分,在其仪式、农业、贸易中发挥着重要作用,在医药健康方面也同样不可忽视。

  这种古老饮品饮用可以在一定程度上抵御寒冷和减轻疼痛,外用可以消毒伤口,预防感染,在早期人类生活的条件下是非常重要的。

  直到17世纪,英国科学家克里斯托弗·雷恩才发明玻璃注射器,而真正现代注射技术要到1853年苏格兰医生亚历山大·伍德发明空心针头才实现。

 

  药物进入人体的科学密码

  现代医学揭示了一个关键原理:药物必须进入血液才能生效。不同给药方式效率差异巨大:

 

从酿酒到口服多肽药:人类用药方式的千年进化史

 

  “生物利用度”是指以静脉注射作为基准,用一个百分比来表示同样剂量下其它给药途径的效率。如果是口服给药,那就是“口服生物利用度”。比如口服给药后进入血液的药物量是同剂量下静脉注射的一半,那么这个药物的“口服生物利用度”就是50%。在这种情况下,如果希望口服药物达到同样的治疗效果,剂量就必须是静脉注射的两倍。

  为什么不全用注射?

  注射药物,尤其是静脉注射药物的制作要求和成本都远远高于口服药物。注射药物的运输的贮存费用也很高,有效期还短了不少。而且注射需要专业医疗操作。更重要的是,需要长期用药的慢性病患者的依从性也会因此而大打折扣。 相比之下,口服药物大多经济实惠,患者可自行服用,用药便利性大大提升,很好地提升了患者依从性。

 

  多肽药物的世纪难题

  多肽(polypeptide)是指氨基酸残基经肽键链接而形成的分子,作为药物的历史可以追溯到20世纪初。多肽包括寡肽(oligopeptide),大多数是链状的,也有少数是环状的。多肽和寡肽没有严格的区别,一般来说多肽的氨基酸残基数目多一些,寡肽则少一些,但它们都是蛋白质的组成部分。多肽(如胰岛素)作为重要药物却面临天然缺陷:

  1.消化系统"绞肉机"效应

  胃酸→胃蛋白酶→胰蛋白酶→肽酶,层层分解使口服生物利用度为0%

  2.血液中"短命"特性

  天然GLP-1半衰期仅2分钟

  科学家如何破局?

  20世纪60年代,美国洛克菲勒大学化学家罗伯特·梅里菲尔德(Robert B. Merrifield)创立了固相多肽合成方法(Solid Phase Peptide Synthesis,缩写SPPS),革命性地突破了多肽合成的瓶颈,获得了1984年诺贝尔化学奖。

  20世纪70年代,研究人员又在大脑中发现了有调节中枢神经功能的内啡肽,为更多合成肽药物的开发铺平了道路。

 

  从0到1的突破:口服多肽诞生记

  司美格鲁肽是多肽类肠促胰岛激素(incretin)的主要成员之一,GLP-1的类似物。但是天然GLP-1在血液中的半衰期只有2分钟,无法起效。诺和诺德的科学家们像精密的“分子裁缝”一样,对天然GLP-1进行了巧妙的改造。

  通过分析GLP-1的结构,团队精准定位了容易被酶攻击的“代谢热点”(metabolic hotspots),将这些“薄弱环节”的天然氨基酸替换成更稳定的非天然氨基酸,显著提升了分子的抗降解能力。

  他们为GLP-1设计了特殊的化学修饰—在分子表面连接亲脂性侧链(如脂肪酸链)。这些修饰就像给多肽披上了“隐形斗篷”,既能掩盖易受攻击的位点,又能让药物与血液中的白蛋白结合,形成“移动避难所”,大幅延长了药物在血液循环中的存活时间。

  多次尝试之后,司美格鲁肽项目团队把天然GLP-1的2分钟半衰期提高到了惊人的160小时半衰期,实现了一周注射一针的预设目标!司美格鲁肽一上市就成了治疗2型糖尿病的重磅大药,获得了巨大的商业成功。

  接下来,口服司美格鲁肽制剂研发团队要实现口服生物利用度“零”的突破。

  团队聚焦到能增强药物局部吸收的辅剂,一款简称为“SNAC”的辅剂是一种有效的药物吸收增强剂。经过实验室的多次尝试,当SNAC辅剂比例达100:1时,司美格鲁肽口服吸收率突破1%。成功实现了“从0到1”的突破!

  口服司美格鲁肽片三期临床试验的代号叫“PIONEER”,先驱的意思,是“Peptide InnOvatioN for Early diabEtes tReatment”的选择性缩写。

  该临床试验评估了11000多名处于不同阶段的糖尿病患者(平均病史3.5~15年)口服司美格鲁肽片的疗效和安全性,以及一系列背景治疗方案,包括单药疗法,添加到1或2种口服降糖药中,或添加到胰岛素中。

  以中国人群为主的PIONEER 11研究中,中国新诊断2型糖尿病患者单药治疗HbA1c达标率(<7.0%)最高达92.3%。此外,获得优质达标(HbA1c<7%、无严重或确证性低血糖且无体重增加)的患者比例高达72.4%。这论证了司美格鲁肽片在2型糖尿病患者早期控糖中的卓越疗效。

  2019年,全球首个口服GLP-1药物Rybelsus获批,2024年1月26日,中国药监局也批准了司美格鲁肽片(诺和忻)在中国上市。

  

  多肽药物的未来蓝图

  从1980年代发现GLP-1机理到今日口服药物,科学家用40年完成三级跳:

  *2005年:首款注射GLP-1药物

  *2009年:每日一针的利拉鲁肽

  *2017年:每周一针的司美格鲁肽

  *2019年:每日一片的口服剂型

  司美格鲁肽的医学价值正在经历一场革命性的蜕变。这款最初以控糖为核心使命的药物,如今已展现出超越血糖管理的多维度治疗潜力。

  在持续深入的临床研究中,司美格鲁肽展现出令人惊喜的"代谢协同效应":

  *降糖效果显著(HbA1c降低达1.5-2.0%)

  *体重管理突出(平均减重5-15%)

  *心血管获益明确(收缩压降低3-5mmHg)

  *血脂谱全面改善(甘油三酯降低20-30%)

  *心肾功能保护作用(肾病进展风险降低24%)

  这种从"单点突破"到"系统调节"的转变,使其成为代谢综合征管理的标杆疗法。更令人振奋的是,其治疗疆域仍在持续拓展:

  *代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH):肝脏脂肪含量显著降低

  *慢性肾病:延缓肾功能恶化进程

  *神经退行性疾病:潜在神经保护作用正在验证中

  凭借这一系列突破性进展,司美格鲁肽正在重新定义代谢类疾病的治疗范式,为全球数千万患者带来更全面的健康改善。

 

  结 语

  从酿酒陶罐到纳米制剂,人类用药史就是一部对抗疾病的智慧史诗。每一次给药方式的革新,都让治病救人的理想照进更多人的生活。正如司美格鲁肽的研发故事所示:科学没有捷径,但坚持终将突破不可能。

 

铭研医药