多肽在生物医药和诊断试剂中的应用

多肽在生物医药和诊断试剂中的应用

姚连琦 星奕昂（上海）生物科技有限公司 上海 200240

摘要:多肽作为大量存在的天然蛋白质水解物,在生物活性中起着非常重要的调节作用。本文围绕多肽在医疗卫生系统中的特性,并研究了它们在抗病毒药物、癌症诊断反应,疫苗,导向药物,抗菌,心血管疾病等不同领域的医疗药用价值。

关键词:磷酸多肽;功能调节;多肽药用价值;临床诊断药用试剂

一.多肽在生物医药中的特点和研究状况

自然界中有许多生物活性多肽。它们在分子识别、信号传递等生物活动、细胞分化和个性发育中起着非常重要的调控作用。这些活性皮肤的应用可作为药物、疫苗、提供药物、诊断试剂,因此,研究生物活性肽具有很高的理论和实用价值。

早期应用生物活性肽主要用途是从天然动植物、昆虫等体内肽中提取,这是一个漫长而成本昂贵的周期。20世纪80年代末90年代初,生物组合肽库及化学基因组合生物肽库的正式出现分别带来了生物多肽科学研究应用领域的两项革命性重大进展。生物活性肽是目前医药工业的一个重要研究方向。因此,近10年来,国外对生物肽进行了大量的基础和应用研究。

我国对天然肽和生物活性肽的生物科学技术研究主要工作重点一直集中在天然肽的化学生物纯化分离以及生物纯化、生物肽库的选择和利用、肽的化学基团等方面。多肽类药物的结构相对简单,分子量少,合成容易,生产成本低;更重要的就是多肽药物容易以各种方式被吸收,如口服、喷雾、皮肤吸收等。也正是因为多肽药物有如此多的优点,所以国内外特别关注肽类药物的研究,目前市场上有几十种肽制剂,如降钙素,奥曲肽,催产素等等。这些多肽制剂被广泛应用于肿瘤控制、抗病毒、疫苗和增强造血等领域。

1.1生物多肽的特点

生物活性肽是一种分子量较小的物质,安全性高,不含免疫蛋白。它的成分相对简单,副作用一般较低。此外,多肽还具有易吸收的特点,这在医疗、口服、喷雾剂等方面发挥了巨大的作用。

1.2生物多肽的发展

在早期,生物肽往往主要是从天然动植物中进行提取制造出来的,通常提取时间长,成本相对较高,其次的则是提取成本相对较低,随着生物科学的和技术的不断进步,生物肽肽聚集的化学肽库和生物化学聚集肽库已经开始同时出现,并且通常有两个化学肽库,这样就节省了很多肽的成本和提取时间。

二.生物医药和诊断试剂中多肽的应用

2.1抗癌多肽

抗癌生物多肽也可被称为一种抗恶性肿瘤生物多肽。一般来说,肿瘤的正常发生可能是由多种不同原因结合引起的,但最终可能会直接涉及影响到一些癌细胞基因的正常表达。治疗中一般需要采用各种多肽酶所产生的腺苷酶作用来抑制调节,因为每种恶性肿瘤的细胞产生中都需要不同的多肽酶,所以需要选择不同的特异性肽来抑制调节肿瘤因子,使其广泛作用于各种肿瘤,阻断活性部位,防止各种肿瘤的反复发生。研究结果表明,在各类抗癌肿瘤药物中已经发现了许多与抑制肿瘤生长相关的重要基因和肽对肿瘤细胞产生具有调节性的因子,可以通过筛选与肿瘤靶向位点特异因子结合的肽,如可以阻止前列腺癌细胞生长的小肽(6个抗癌氨基酸)。

2.2多肽在疫苗中的应用

1999年美国一项针对h和hiv-1的早期多肽细胞研究结果发现,多肽细胞疫苗对于进入人体的第i期肿瘤患者经过早期临床免疫试验,可以有效促使初期机体细胞产生特异性免疫抗体和特异性免疫细胞进行免疫,正如我们的研究人员所证实的那样,因此,受影响最严重的HIV感染者得到较好的疫苗。

与核酸病毒疫苗一样,多肽疫苗相关研究也同样受到重视。多肽轮状病毒接种疫苗已被广泛用于研究。1999年,美国科学研究工作人员成功发表这两种人类疫苗的首次同类人体细胞临床免疫试验报告,确认含有HIV-I肽,这两种多肽药物能分别刺激人类机体细胞产生特异性免疫抗体和特异性免疫细胞进行免疫,提高机体的安全性。丙型肝炎的多肽疫苗也显示出良好的发展前景。国外科学家通过研究各种病毒,比如甲型肝炎、麻疹、辛德比斯等病毒,研制出许多特异性的多肽疫苗。多肽疫苗在避孕方面也发挥了巨大的作用,比如美国科学家从噬菌体肽库中提取了少量肽,其可在卵子中进行特殊处理,防止精子和卵子的形成,从而研制出避孕疫苗。

2.3导向药物的多肽

在人类生活中,有很多病毒和细胞因子,对肿瘤细胞有很强的毒性,如果我们不注意正常人体细胞的规律性损伤,临床研究表明,例如,由于肿瘤细胞和肽的特殊结合,这些活性物质可以集中在肿瘤部位,有效减少毒素和副作用。

2.4抗病毒性

一般人体被病毒感染时,病毒必须经历核酸吸附、传递和核算复制的不同阶段,无论是否有的组织发生病毒复制,最有效的阻断过程可能阻止病毒的有效复制。只有在同时被病毒吸收和核酸分解的情况下,才能从肽库中选择肽。它可以连接到宿主细胞以及活性点,如蛋白酶病毒,可以作为抗病毒治疗。目前许多免疫毒素(也例如用于绿脓杆菌外用的毒素)和免疫细胞因子都可能是这样的,这些因子受体的细胞数量可能是正常肿瘤细胞的几十倍甚至几百倍。这些活性生长因子也可能特异而活性地与某些肿瘤胞和细胞中因子结合,包括恶性肿瘤细和细胞表面生长因子。

2.5抗菌活性肽

这种抗菌多肽在生物医学上通常可以用于直接杀死多种肿瘤昆虫细胞,由于不受外界的细菌刺激,昆虫细胞可以直接产生多种具有很强抗菌活性的活性阳性阴离子抗菌多肽,这些活性抗菌肽可以用于杀死癌细胞,具有很高的生物杀菌活性,如从非洲蛇毒里细菌分解提取出来的小肽对一个G+和的两个G-细胞具有很强的生物杀菌抑制能力。

2.6多肽对心脑血管疾病的应用

心血管疾病血压是我国临床上的常见病之一,一般来说,植物肽类制剂不仅有助于有效降血压、降血脂和快速溶解人的血液,它甚至可以适合作为多种医疗卫生用品和保健食品同时配合使用,许多疾病治疗中有效的植物分子都认为是一种小分子肽。例如,我们的美国科学家从一种大豆淀粉加工中成功分离出活性肽。可直接由肠吸收进入小肠内部经络,控制急性高血压、高血脂、高血栓。

2.7其它药用小肽

除了在这些几个领域已经取得一些重大进展外,在其他几个领域也已经取得了一些重要进展。例如,TP508有助于提高对10种合成肽的检测水平。这样做可能会更有助于恢复伤口和微血管的正常恢复。ptister和其他研究人共同发现了一种角膜小肽,这种肽生物可以有效防止急性角膜炎上皮细胞的强酸碱性皮质损伤,抑制角膜炎症修复反应。carton等小组选择了其中经筛选的二个主要合成肽基均能有效抑制骨质破骨细胞对合成骨质的重要性吸收。

2.8细胞分子模拟肽

细胞生长因子多肽是通过利用目前已知的各种细胞因子活性模拟肽从其他肽库中进行提取的,近年来已发展成为国内外医学研究的重要中心,包括各类人凝血酶原、人生长激素、人人脑神经生长因子和人人白细胞生长介素,这些因子模拟肽中的氨基酸分子序列与其他肽相应的含有细胞因子的主要舞基酸分子序列不同,但是都具有类似细胞生长因子的活性,并且同时具有细胞分子量小的巨大优点,尚且正处于医学临床或药物临床研究的新阶段。

三．总 结

随着国内医学的发展,多肽制剂和诊断试剂的研究也在不断完善,我国也逐渐受到重视,目前多肽不仅用于抗病毒,还用于人体调节,我们也在研究在临床条件下增加使用多肽药物和试剂的问题,这是一个影响人类健康和发展的问题。

参考文献

[1] 萨仁娜 , 等 . 生物多肽的色谱分离 [J]. 内蒙古医学院学报,2004,04:309-312.

[2] 张 亚,等.多肽的分离纯化技术研究进展[J].微生物学杂志,2013,05:87-91.