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干擾素制備技術的發展
- 來源： 中國醫學論壇報 作者：百濟動態 瀏覽： 發布時間：2007/11/3 15:53:00
干擾素(IFN)是一類具有抗病毒、抗腫瘤及免疫調節作用的蛋白質。1957年,Isaacs和Lindenmann在雞胚絨毛尿囊膜研究中發現IFN后,學者們開始在很多動物的組織和器官中發現IFN樣物質。于是,Cantell等學者嘗試從病毒感染的白細胞中分離IFN并提純。雖然那個時期制備的干擾素純度僅1%,卻是干擾素制備技術發展的起點。
隨著對IFN作用機制研究的深入,其臨床應用價值被逐漸肯定,但因IFN制備技術的限制,IFN不能被真正廣泛地應用于臨床治療。直至20世紀80年代,由于DNA重組技術的應用,基因工程合成IFN取代了從人血中提取IFN,這一制備工藝的跨越性進步使IFN得以日益廣泛地應用于臨床。
● 人干擾素
最初,研究者從病毒感染患者體內分離出白細胞進行體外培養,至20世紀70年代,研究者先分離出人白細胞,在體外培養過程中加入IFN誘導劑,在一定周期后,從人白細胞培養液中提取IFN并純化,經配液調劑得到IFN制劑。經過這種制備技術得到的IFN稱為人血提取白細胞IFN,簡稱人IFN。
人IFN為人白細胞所分泌,為多種干擾素亞型的混合物。限于當時的制備技術問題,制備周期長,人IFN純度低,所含的多種亞型生物活性極低,從而影響了人IFN的應用。同時,這種制備技術需要大量血液,潛在的多種血液制品污染因素難以避免,因此,人IFN始終未投入大規模生產,從而嚴重限制了IFN的臨床研究和應用。
● 基因工程干擾素
DNA重組技術使傳統生物技術完成了向現代生物技術的飛躍,IFN的制備技術也因之有了極大提高。
第一代基因工程IFN 第一代基因工程藥物的一級結構與天然產物相近。在基因工程IFN研究最初,人IFN的蛋白結構、轉錄基因的序列還未完全明確,因此即使有了DNA重組技術,研究依然十分艱難。多個國家的研究者嘗試多種途徑克隆人IFN的cDNA,共同得到人IFNα-2a的基因序列。
上世紀80年代初,瑞士科學家和美國科學家幾乎同時成功研究出第一代基因工程IFNα。1981年初,Pestka等合成并純化了IFNα-2a,并得到FDA批準進行臨床試驗。
第二代基因工程IFN 20世紀80年代中期,第二代基因工程IFNα-2b問世,其分子結構與人IFN完全一致,于1986年,FDA批準IFNα-2b應用于治療慢性乙型肝炎。此后,IFNα-1b、IFNβ、IFNγ等基因工程IFN相繼研究成功,根據其作用特點應用于不同的臨床領域。
第一代和第二代基因工程IFN常被稱為普通干擾素,目前,仍然應用于臨床治療慢性肝炎(乙型和丙型)等。但是,由于普通干擾素的半衰期短(約4個小時),血藥濃度不穩定,在一定程度上,限制了其應用。
聚乙二醇化IFN 聚乙二醇(PEG)化技術早在20世紀70年代由Frank等學者提出,即將PEG分子附于蛋白質,既盡可能地優化了藥代動力學性質,又保持了原藥物活性。許多學者依據這種技術,開始在延長藥物半衰期和保持生物學活性兩方面尋找平衡點,研究更為優化的PEG IFN。
將IFN進行PEG化的研究,經歷了從線性PEG到支鏈PEG對IFN進行修飾,先后研發了PEG IFNα-2b和PEG IFNα-2a,這兩種干擾素為目前所稱的長效干擾素。
PEG IFNα-2b為小分子直鏈PEG IFN,半衰期約為40小時,藥物全身分布,按體重給藥,經FDA批準用于治療慢性丙型肝炎。PEG IFNα-2a為大分子支鏈PEG IFN,半衰期約為80小時,藥物可濃聚于靶器官如肝臟,無需按體重給藥,被FDA批準用于慢性丙型肝炎和慢性乙型肝炎的治療。
隨著對IFN作用機制研究的深入,其臨床應用價值被逐漸肯定,但因IFN制備技術的限制,IFN不能被真正廣泛地應用于臨床治療。直至20世紀80年代,由于DNA重組技術的應用,基因工程合成IFN取代了從人血中提取IFN,這一制備工藝的跨越性進步使IFN得以日益廣泛地應用于臨床。
● 人干擾素
最初,研究者從病毒感染患者體內分離出白細胞進行體外培養,至20世紀70年代,研究者先分離出人白細胞,在體外培養過程中加入IFN誘導劑,在一定周期后,從人白細胞培養液中提取IFN并純化,經配液調劑得到IFN制劑。經過這種制備技術得到的IFN稱為人血提取白細胞IFN,簡稱人IFN。
人IFN為人白細胞所分泌,為多種干擾素亞型的混合物。限于當時的制備技術問題,制備周期長,人IFN純度低,所含的多種亞型生物活性極低,從而影響了人IFN的應用。同時,這種制備技術需要大量血液,潛在的多種血液制品污染因素難以避免,因此,人IFN始終未投入大規模生產,從而嚴重限制了IFN的臨床研究和應用。
● 基因工程干擾素
DNA重組技術使傳統生物技術完成了向現代生物技術的飛躍,IFN的制備技術也因之有了極大提高。
第一代基因工程IFN 第一代基因工程藥物的一級結構與天然產物相近。在基因工程IFN研究最初,人IFN的蛋白結構、轉錄基因的序列還未完全明確,因此即使有了DNA重組技術,研究依然十分艱難。多個國家的研究者嘗試多種途徑克隆人IFN的cDNA,共同得到人IFNα-2a的基因序列。
上世紀80年代初,瑞士科學家和美國科學家幾乎同時成功研究出第一代基因工程IFNα。1981年初,Pestka等合成并純化了IFNα-2a,并得到FDA批準進行臨床試驗。
第二代基因工程IFN 20世紀80年代中期,第二代基因工程IFNα-2b問世,其分子結構與人IFN完全一致,于1986年,FDA批準IFNα-2b應用于治療慢性乙型肝炎。此后,IFNα-1b、IFNβ、IFNγ等基因工程IFN相繼研究成功,根據其作用特點應用于不同的臨床領域。
第一代和第二代基因工程IFN常被稱為普通干擾素,目前,仍然應用于臨床治療慢性肝炎(乙型和丙型)等。但是,由于普通干擾素的半衰期短(約4個小時),血藥濃度不穩定,在一定程度上,限制了其應用。
聚乙二醇化IFN 聚乙二醇(PEG)化技術早在20世紀70年代由Frank等學者提出,即將PEG分子附于蛋白質,既盡可能地優化了藥代動力學性質,又保持了原藥物活性。許多學者依據這種技術,開始在延長藥物半衰期和保持生物學活性兩方面尋找平衡點,研究更為優化的PEG IFN。
將IFN進行PEG化的研究,經歷了從線性PEG到支鏈PEG對IFN進行修飾,先后研發了PEG IFNα-2b和PEG IFNα-2a,這兩種干擾素為目前所稱的長效干擾素。
PEG IFNα-2b為小分子直鏈PEG IFN,半衰期約為40小時,藥物全身分布,按體重給藥,經FDA批準用于治療慢性丙型肝炎。PEG IFNα-2a為大分子支鏈PEG IFN,半衰期約為80小時,藥物可濃聚于靶器官如肝臟,無需按體重給藥,被FDA批準用于慢性丙型肝炎和慢性乙型肝炎的治療。
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