多肽藥物是由氨基酸通過(guò)肽鍵連接而成的一類(lèi)化合物，具有分子結構復雜、活性高、特異性強等特點(diǎn)。相較于小分子藥，多肽化學(xué)藥的技術(shù)要求在各國的監管體系下尚不完善，法規文件也較少，存在監管空白。本文將結合案例，深入分析多肽化學(xué)仿制藥的質(zhì)量研究技術(shù)。
一、何為多肽類(lèi)藥物？
1.1 多肽類(lèi)藥物概念
多肽藥物為氨基酸通過(guò)肽鍵連接而成的一類(lèi)化合物，通常具有明顯生物活性的多肽都可視為多肽藥物。多肽藥物可通過(guò)從天然物質(zhì)中提取、化學(xué)合成、天然微生物發(fā)酵及生物重組表達等手段制備得到。
1.2 多肽類(lèi)藥物分類(lèi)
根據分泌部位可分為內源性與外源性生物活性肽。從藥品注冊角度來(lái)看，各國監管部門(mén)均按照多肽的制備方法進(jìn)行分類(lèi)。此外，美國FDA進(jìn)一步細分不超過(guò)40個(gè)氨基酸組成的多肽及41-99個(gè)全合成多肽為多肽化學(xué)藥物，41-99個(gè)非化學(xué)合成多肽或100個(gè)以上氨基酸組成的多肽為多肽類(lèi)生物制品。
1.3 多肽類(lèi)藥物優(yōu)勢
多肽藥物兼具小分子化藥和蛋白藥物的優(yōu)點(diǎn)。而且，研發(fā)中可通過(guò)化學(xué)修飾優(yōu)化其親和力、溶解性、藥代動(dòng)力學(xué)和毒性，利于快速篩選出候選藥物。
圖1 多肽藥物與傳統小分子化藥和蛋白質(zhì)藥物的比較（圖源：作者自制）
1.4 多肽類(lèi)藥物市場(chǎng)
目前全球已批準上市多肽的藥物有100種以上，并有多種藥品已在國內上市，涉及消化、內分泌等各適應證領(lǐng)域。
圖2全球銷(xiāo)售額前25的多肽類(lèi)藥物（圖源：作者自制）
二、多肽化學(xué)仿制藥的監管現狀
由于多肽藥物研發(fā)難度大、技術(shù)壁壘高，國內外企業(yè)對多肽化學(xué)仿制藥的研發(fā)熱情較高。當前，國內多肽藥物仍以仿制藥為主，但創(chuàng )新藥占比逐年提升，總體上呈現出仿制藥與創(chuàng )新藥并存的情況。多肽化學(xué)仿制藥是指通過(guò)化學(xué)合成方法制備，與原研多肽藥物在結構、質(zhì)量和療效上一致的仿制藥物。然而，由于多肽主要由氨基酸（包括天然氨基酸和非天然氨基酸）構成，這使得多肽類(lèi)藥物在制備方法、結構確證、質(zhì)量研究等方面又有與一般藥物不同的獨特問(wèn)題，且存在一定的監管空白。
2.1 國內監管現狀
國家藥品監督管理局早在2007年就出臺了《合成多肽藥物藥學(xué)研究技術(shù)指導原則》，2023年2月又發(fā)布了12號最新文件，為多肽仿制藥的研發(fā)和監管進(jìn)一步提供了參考依據。
圖3 最新文件發(fā)布（圖源：CDE）
2.2 國外監管現狀
美國FDA曾于1994年頒布過(guò)關(guān)于遞交合成多肽原料藥申請藥學(xué)資料的相關(guān)要求，但已失效。2021年頒布了《仿制重組DNA來(lái)源藥物的高純度合成多肽藥物指導原則》，并公布了多個(gè)復雜多肽仿制藥的個(gè)藥指南。歐盟未曾發(fā)布專(zhuān)門(mén)針對多肽化學(xué)藥物的指導原則，僅在抗生素藥物雜質(zhì)限度指導原則及歐洲藥典藥用物質(zhì)通則中提到了多肽藥物雜質(zhì)控制的一般要求。
三、多肽化學(xué)仿制藥質(zhì)量研究的特殊技術(shù)要求
3.1 結構確證
多肽以氨基酸為基本單元，可以形成鏈狀、分支狀或環(huán)狀結構。與結構確證的小分子化學(xué)藥相比，多肽的結構確認不僅需要依賴(lài)元素分析、光譜、質(zhì)譜等常規技術(shù)，更關(guān)鍵的是要結合其獨特的結構特征，采用專(zhuān)門(mén)的分析方法。這些方法包括用于確定一級結構的氨基酸組成和手性分析、序列分析或肽圖測繪，以及用于確定高級結構的圓二色散、熒光光譜、光散射和X射線(xiàn)衍射等。
3.2 聚集特性研究
部分多肽藥物會(huì )自發(fā)形成由少數幾個(gè)分子（寡聚物）或許多分子（多聚物）組成的超分子聚集結構。這種聚集現象與藥物本身的生物活性及其在體內的吸收、分布、代謝和排泄（藥代動(dòng)力學(xué)）過(guò)程密切相關(guān)。為了研究這種性質(zhì)，可以采用多種分析方法，例如分子排阻色譜法、光散射法、熒光分析法、分析超速離心法、凝膠電泳法、場(chǎng)流分離法以及核磁共振法等。
3.3 雜質(zhì)研究
雖然我們要求仿制藥在結構和物質(zhì)基礎方面與參比制劑等同，并且降解雜質(zhì)譜也應無(wú)太大差異，但現實(shí)的挑戰在于，仿制藥的制備工藝幾乎不可能做到與原研藥完全相同。這就使得工藝中產(chǎn)生的雜質(zhì)，特別是結構相似的肽類(lèi)雜質(zhì)，可能會(huì )出現明顯不同。對這些雜質(zhì)的定性和定量分析，正是決定多肽化學(xué)仿制藥質(zhì)量能否得到合理控制的核心環(huán)節。
四、多肽化學(xué)仿制藥質(zhì)量研究的案例分析
4.1 醋酸地加瑞克
原料藥為化學(xué)合成線(xiàn)性十肽，易溶于水但會(huì )自發(fā)聚集。原研公司對聚集狀態(tài)進(jìn)行了結構表征，美國FDA于2021年3月提出了該品種的個(gè)藥指南草案稿，明確仿制藥需滿(mǎn)足與參比制劑Q1和Q2的要求，需證明原料藥一級和二級結構及聚集性質(zhì)與參比制劑的一致性等。
4.2 醋酸格拉替雷
鑒于原料藥是由谷氨酸、賴(lài)氨酸、丙氨酸和酪氨酸組成的肽段共聚混合物，美國FDA專(zhuān)門(mén)發(fā)布了針對此類(lèi)藥物的指南。該指南明確指出，評估仿制藥時(shí)，在確保其組成及理化性質(zhì)與參比制劑一致的基礎上，制備工藝、起始原料、過(guò)程控制及生物活性測試結果的綜合考量也必不可少。
4.3 鮭降鈣素
原料藥是從大馬哈魚(yú)體內提取的一種由32個(gè)氨基酸組成的肽，其分子結構中含有一個(gè)二硫鍵。美國藥典建議使用高效液相色譜法來(lái)控制合成來(lái)源的鮭降鈣素原料藥中的相關(guān)雜質(zhì)，但并未具體規定需要檢測哪些特定的雜質(zhì)。然而，美國FDA基于其審評經(jīng)驗，開(kāi)發(fā)了一種液質(zhì)聯(lián)用方法，并應用此方法對市面上某款鮭降鈣素鼻腔噴霧劑進(jìn)行了研究，結果發(fā)現該產(chǎn)品中的總雜質(zhì)水平遠超出了藥典推薦方法所能檢測到的水平。
總結
總之，多肽仿制藥的研究應符合仿制藥研究的一般要求，同時(shí)要考慮其技術(shù)上的特殊性，仿制藥結構和物化特性與參比制劑的等同及對雜質(zhì)的合理控制是獲得成功的關(guān)鍵。隨著(zhù)多肽藥物研究技術(shù)的提高和相關(guān)法規的完善，多肽化學(xué)仿制藥的質(zhì)量研究技術(shù)也將不斷進(jìn)步，從而為患者提供更安全、有效的藥物。
參考資料：
[1] Zeng K, Geerlof-Vidavisky I, Gucinski A, Jiang X, Boyne MT 2nd. Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry for Peptide Drug Quality Control. AAPS J. 2015 May;17(3):643-51. doi: 10.1208/s12248-015-9730-z.
[2] Gucinski AC, Boyne MT 2nd, Keire DA. Modern analytics for naturally derived complex drug substances: NMR and MS tests for protamine sulfate from chum salmon. Anal Bioanal Chem. 2015 Jan;407(3):749-59. doi: 10.1007/s00216-014-8172-2.
[3] CDE官網(wǎng)，https://www.cde.org.cn/
[4] FDA官網(wǎng)，https://www.fda.gov/
作者簡(jiǎn)介：雅韻，從事藥物治療機制、藥物臨床試驗與藥物研發(fā)等。
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