司美格魯肽（Semaglutide，又稱索馬魯肽）與替爾泊肽（Tirzepatide，又稱替西帕肽）等GLP-1多肽藥物成為目前減重治療的“明星藥品”。獨特的臨床療效，讓GLP-1類似物正成為越來越重要的藥物類別和研發(fā)熱點。

　　1. GLP-1類似物

　　GLP-1全稱為Glucagon-Like Peptide-1，即胰高血糖素樣肽-1，是一種主要由腸道L細(xì)胞所產(chǎn)生的激素，屬于腸促胰島素的一種。1971年腸促胰素效應(yīng)提出，胰高血糖素樣肽（GLP-1）應(yīng)運(yùn)而生。

　　研究表明人體內(nèi)除了胰高血糖素樣肽1（GLP-1）之外，還有一種腸促胰素-葡萄糖依賴性胰島素釋放肽（GIP），兩者都可以通過促進(jìn)胰島素的分泌的機(jī)制來調(diào)節(jié)血糖[1]。

　　但由于受體內(nèi)二肽基肽酶4（DPP-4）以及中性肽鏈內(nèi)切酶（NEP）的降解，導(dǎo)致GLP-1在體內(nèi)的半衰期很短，圖為DPP-4在Ala8和Glu9氨基酸之間切割GLP-1。

　　 DPP-4酶切位點

　　NEP通過在中心和C末端肽結(jié)構(gòu)域內(nèi)的六個位點：Asp15-Val16、Ser18-Tyr19、Tyr19-Leu20、Glu27-Phe28、Phe28-Ile29和Trp31-Leu32處裂解，在GLP-1降解中起次要作用。

　　故通過以GLP-1為中間體，通過結(jié)構(gòu)修飾[2]、氨基酸序列改造等方式以延長半衰期[3]，出現(xiàn)了利拉魯肽、阿必魯肽、杜拉魯肽、索馬魯肽等藥物，在糖尿病領(lǐng)域效果顯著。

　　其中脂肪酸的共價連接，稱為?；?，被廣泛用于控制治療肽的半衰期。比如地特胰島素，B鏈30號位點的蘇氨酸去除并在29號位點的賴氨酸添加了一個十四碳脂肪酸（肉豆蔻酸），肉豆蔻酸的結(jié)合使得半衰期從4-6 分鐘（胰島素）延長到5-7小時（地特胰島素）。

　　同樣的還有德谷胰島素，B鏈30號位點的蘇氨酸被去除并通過一個谷氨酸連接子，在29號位點的賴氨酸連接上一個十六碳脂肪酸側(cè)鏈，使得其半衰期更長。

　　?；疓LP-1成功的例子是利拉魯肽。其在GLP-1序列中的第34位Lys替換為Arg，即得到Arg34-GLP[7-37]，在其26位Lys增加一個16碳棕櫚酰脂肪酸側(cè)鏈即形成長效GLP-1類似物利拉魯肽。

　　一旦給藥，脂肪酸鏈會導(dǎo)致利拉魯肽低聚，從而在注射部位形成低聚物。利拉魯肽的自締合導(dǎo)致其延遲吸收到系統(tǒng)循環(huán)中，使得半衰期延長到約為9-13小時，將使用頻次輕松降為每天注射一次。

　　利拉魯肽結(jié)構(gòu)示意圖

　　司美格魯肽是基于利拉魯肽的下一代GLP-1 RA， 司美格魯肽在第8位的Ala氨基酸被非天然的α氨基丁酸（Aib）氨基酸取代，以避免DPP-4降解。

　　一個更長的十八碳硬脂酸二酸脂肪鏈被引入司美格魯肽，脂肪二酸鏈通過一個谷氨酸和兩個8-氨基-3,6-二氧辛酸（ADO）部分連接到Lys26上，以實現(xiàn)對白蛋白的更高親和力。更長的脂肪酸側(cè)鏈和硬脂酸上存在末端酸基團(tuán)，使得司美格魯肽的半衰期延長至7天。

　　司美格魯肽結(jié)構(gòu)示意圖

　　2.多肽類藥物雜質(zhì)成因

　　多肽類藥物的有關(guān)雜質(zhì)可以分為合成過程中帶入的工藝雜質(zhì)、降解雜質(zhì)、聚合物和光學(xué)雜質(zhì)等，合成多肽過程中，雜質(zhì)眾多，其成分也較為復(fù)雜，以下歸納了幾種雜質(zhì)形成機(jī)制：

　　a 氨基酸缺失和插入

　　在Fmoc-去保護(hù)中可以引起氨基酸殘基的外消旋化，從而引入對映異構(gòu)體雜質(zhì)。氨基酸側(cè)鏈的低效去保護(hù)會導(dǎo)致肽保護(hù)加和物，同時未受保護(hù)的側(cè)鏈又可以與工藝路線中各種試劑進(jìn)行反應(yīng)；

　　b 肽降解機(jī)制

　　典型的β-消除，二酮哌嗪，焦谷氨酸和琥珀酰亞胺形成；

　　c 側(cè)鏈/末鏈雜質(zhì)

　　精氨酸側(cè)鏈胺化產(chǎn)生伯胺，肽鍵縮合劑TSTU引入雜質(zhì)；

　　d 二聚體

　　多個單體通過二硫鍵或酪氨酸氧化成二酪氨酸形成；

　　e 氧化還原

　　組氨酸和賴氨酸易氧化，產(chǎn)生2-氧代-組氨酸和氨基己二酸，色氨酸側(cè)鏈在酸性條件下具有很強(qiáng)的反應(yīng)性，易被氧化；

　　f 降解產(chǎn)物

　　H+或OH-催化α-β消除半胱氨酸中的C-S鍵等，產(chǎn)生新的殘基；

　　g 殘留溶劑等

　　如司美格魯肽中N-甲基吡咯烷酮（NMP）、乙酸乙酯、二氯甲烷、正庚烷等的殘留；

　　3.GLP-1類似物雜質(zhì)檢測

　　多肽類雜質(zhì)的檢測方法主要有(H)UPLC、毛細(xì)管電泳、LCMS、NMR、拉曼光譜、圓二色性（CD）等。以HPLC為例，通常使用乙腈、三氟乙酸為流動相（TFA對蛋白、多肽的洗脫及峰型改善），高分辨LCMS技術(shù)則在未知雜質(zhì)結(jié)構(gòu)確證中起到關(guān)鍵作用。

　　圖為對利拉魯肽中間體重組Arg34GLP[7-37]有關(guān)物質(zhì)分析，以0.1%TFA水溶液為流動相A，0.1%TFA乙腈為流動相B，通過梯度洗脫：

　　重組Arg34GLP[7-37]有關(guān)物質(zhì)分析圖譜

　　其中含有許多雜質(zhì)峰。對于微生物發(fā)酵所得的重組多肽，在純化過程中難免會引入諸多未知雜質(zhì)，同時極易被破壞產(chǎn)生新的雜質(zhì)，如高溫、酸堿、氧化等條件，則可通過2D-LCHMS二維高分辨液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對未知雜質(zhì)峰進(jìn)行定性。

　　4.GLP-1類似物雜質(zhì)檢測

　　針對市面上越來越多的多肽類藥物的立項和上市，微源檢測實驗室基于豐富的藥物質(zhì)量研究經(jīng)驗和全面的技術(shù)平臺優(yōu)勢，提供多肽類藥物IND階段的雜質(zhì)研究服務(wù)，涵蓋：

　　√ 遺傳毒性雜質(zhì)

　　√ 亞硝胺雜質(zhì)

　　√ 元素雜質(zhì)

　　√ 工藝相關(guān)雜質(zhì)

　　等提供雜質(zhì)研究技術(shù)服務(wù)/雜質(zhì)風(fēng)險評估，建立合適的分析方法，對工藝中可能存在的產(chǎn)品相關(guān)雜質(zhì)進(jìn)行全面的分析和表征，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行控制，減少后續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生影響的風(fēng)險。為藥品生產(chǎn)企業(yè)、創(chuàng)新企業(yè)、生物技術(shù)企業(yè)和新材料研發(fā)機(jī)構(gòu)提供生物藥工藝雜質(zhì)研究、蛋白質(zhì)殘留研究、藥物雜質(zhì)分離鑒定、元素雜質(zhì)研究等多項技術(shù)服務(wù)。儀器設(shè)備齊全，覆蓋全面，質(zhì)管完善，確保研究工作的系統(tǒng)性、規(guī)范性和可追溯性，如您有相關(guān)需求，歡迎咨詢！

參考文獻(xiàn)[1] FarillaL1,BulottaA,HirshbergB．Glucagon-like peptide 1 inhibits cell apoptosis and improve glucose responsiveness of freshly isolated human islets [J].Endocrinology,2003,144(12):5149-5158．[2] AbuR,RabieeA,MeneilyGS,eta1．The extra pancreatic effects of glucagon-like peptide-1 andrelated peptides[J].Clafi Endocfinal Me tab,2009,94(10):1843．[3] Saeid, Saghahazrati, Seyed Abdul Majid, Ayatollahi, Farzad, Kobarfard, Bagher, Minaii Zang.The Synergistic Effect of Glucagon-Like Peptide-1 and Chamomile Oil on Differentiation ofMesenchymal Stem Cells into Insulin-Producing Cells. [J]. Cell journal,2020,21(4):371-378.

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網(wǎng)址: 微源實驗室針對胰高血糖素樣肽1GLP http://m.u1s5d6.cn/newsview1532369.html