合成多肽药物药学研究技术指导原则.pdf
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1、附件三附件三指导原则编号:指导原则编号:【H H】G G P P H H 1111-1 1合成多肽药物药学研究技术指导原则合成多肽药物药学研究技术指导原则合成多肽药物药学研究技术指导原则合成多肽药物药学研究技术指导原则一、前言一、前言多肽类化合物是一类重要的生物活性分子。20 世纪 70 年代生物技术在生命科学领域的应用,使多肽等生物技术药物的研究进展迅速;与此同时,随着多肽固相合成技术及高效液相色谱(HPLC)纯化、分析技术等的发展,合成多肽药物的开发也成为药物研究中的一个活跃领域。采用化学合成方法制备多肽,可以对天然多肽的结构进行修饰,从而增长多肽与受体的亲和力、选择性,增强对酶降解的抵抗
2、力或改善药代动力学特性,甚至由受体的激动剂变为拮抗剂;此外,新技术的发展,例如以多肽固相合成和组合化学为基础的组合肽库合成技术,使得在短时间内获得大量的多肽化合物成为也许,药物筛选的效率不断提高。因此,将会有越来越多的采用化学合成方法制备的多肽类化合物成为治疗用药物。合成多肽药物是指采用化学合成方法制备的多肽类药物。这类药物的药学研究同样遵循国家食品药品监督管理局已经发布的相关技术指导原则的一般性规定。但是,由于多肽重要由氨基酸(涉及天然氨基酸和非天然氨基酸)构成,这使得多肽类药物在制备方法、结构确证、质量研究等方面又有与一般药物不同的独特问题。本指导原则就是在已有的相关指导原则基础上,对合成
3、多肽药物药学研究方面所涉及的特殊问题进行分析,结合国内对多肽药物研究和评价的实践经验,提出多肽药物药学各项研究的一般性规定。当然,具体品种研究的内容与深度还要取决于品种自身的特性。本指导原则合用于采用液相或固相合成方法制备的多肽药物。二、合成多肽药物药学研究的基本考虑二、合成多肽药物药学研究的基本考虑合成多肽药物药学研究的重要内容、研究思绪、研究方法及一般性的技术规定与其他类型的化学药物基本一致。但是,由于多肽药物的特点,在进行药学研究时还应注意考虑以下问题。1 1、关于多肽(原料药)合成工艺选择的考虑、关于多肽(原料药)合成工艺选择的考虑多肽的化学合成是有机合成的一个非常特殊的分支,目前重要
4、有液相合成和固相合成两种方法。液相合成是经典的多肽合成方法,一般采用逐步合成或片段缩合方法。逐步合成法通常从链的 C末端氨基酸开始,向不断增长的氨基酸组分中反复添加单个-氨基保护的氨基酸。片段缩合一般先将目的序列合理分割为片段,再逐步合成各个片段,最后按序列规定将各个片段进行缩合。液相合成的优点是每步中间产物都可以纯化、可以获得中间产物的理化常数、可以随意进行非氨基酸修饰、可以避免氨基酸缺失,缺陷是较为费时、费力等。固相合成是将目的肽的第一个氨基酸的羧基以共价键的形式与固相载体(树脂)相连,再以这一氨基酸的氨基为合成起点,使其与相邻氨基酸(氨基保护)的羧基发生酰化反映,形成肽键。然后让包具有这
5、两个氨基酸的树脂肽的氨基脱保护后与下一个氨基酸的羧基反映,不断反复这一过程,直至目的肽形成为止。其优点是简化了每步反映的后解决操作,避免因手工操作和物料转移而产生的损失,产率较高且可以实现自动化等;其缺陷是每步中间产物不可以纯化,必须采用较大的氨基酸过量投料,粗品纯度不如液相合成物,必需通过可靠的分离手段进行纯化等。液相合成和固相合成各有优缺陷,应根据合成的实际需要选择适合的工艺。一般而言,液相合成法较适于合成短肽;固相合成法更适于合成中、长肽。当然,也可以将两种方法结合应用,比如采用液相方法合成短肽片断,然后将该片断应用到固相合成中。无论是液相合成还是固相合成,均是按照设计的氨基酸顺序,通过
6、定向形成酰胺键方法得到目的分子。从理论上讲这并不复杂,但实行起来需要考虑的因素还是比较多。简朴的羧酸与胺之间形成酰胺键,一般是先将羧基转变成一个活泼的羧基衍生物(如酰氯或酸酐)再与胺作用,或者在反映体系中加入缩合剂。但是,氨基酸之间形成酰胺键情况则复杂得多,这是由于每一个氨基酸既具有氨基,同时又具有羧基。假如将一种氨基酸的羧基活化,则其可以和同一种或另一种氨基酸分子的氨基反映;假如将几种氨基酸混合在一起,加入缩合剂,则只能得到由具有多种不同氨基酸顺序的多肽组成的混合物。因此,多肽合成的研究中不仅需要关注活化方法、偶联方法等,更要关注保护/脱保护策略的选择。在多肽合成过程中,会产生一些与目的肽结
7、构类似的杂肽,例如因氨基酸消旋化产生的非对映异构体、因部分氨基酸未连接上产生的缺失肽、因肽键断裂产生的断裂肽等。因此,需要考虑选择可靠的分离和纯化方法使多肽的纯度达成规定。多肽药物的纯化通常采用色谱方法,但在一些情况下,有机合成中常见的纯化方法(例如重结晶)也也许合用。2 2、关于多肽结构确证研究的考虑、关于多肽结构确证研究的考虑鉴于多肽分子重要是由各种氨基酸构成,单纯运用有机化合物结构研究常用的一些方法例如紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱等来解析多肽的结构也许有一定的困难;一般而言,氨基酸组成分析、质谱、氨基酸序列测定等对其结构确证有重要意义。氨基酸组成分析可说明多肽的组成是否对的;质谱可以提
8、供分子量以及序列信息。上述两项数据除用于证明多肽的结构外,还能在一定限度上反映测试样品的纯度(是否具有合成杂质)。氨基酸序列测定可以直观地说明氨基酸的连接顺序是否对的,对于说明合成多肽的结构特别是中、长肽的结构有非常重要的价值。在进行多肽药物的结构研究时,应注意结合多肽的合成工艺(涉及中间体的结构研究)、多肽的分子大小(涉及组成多肽的氨基酸数量和种类)、拟解决的结构问题、各种测试方法所能提供的结构信息等,综合考虑选用合适的研究方法。对于具有一定空间结构才干发挥其活性的多肽,应进行必要的立体化学研究。3 3、关于多肽制剂处方工艺研究的考虑、关于多肽制剂处方工艺研究的考虑合成多肽药物制剂研究的总体
9、目的和规定与其它类型化学药物制剂是一致的,即通过一系列研究工作保证制剂剂型选择依据充足、处方合理、工艺稳定、生产过程得到有效控制,并能实现工业化生产。但是,由于多肽药物的生物活性也许和其空间结构相关,多肽分子中存在大量的酰胺键,此外还也许有羧基、羟基、氨基、巯基等较为活泼的基团,较易水解或降解,因此了解合成多肽药物的物理化学稳定性和生物学稳定性对选择适宜的剂型和合理的处方、制备工艺有重要作用。4 4、关于多肽药物质量研究的考虑、关于多肽药物质量研究的考虑多肽药物(涉及原料药和制剂)的质量研究的重要项目、相关检测方法建立和验证的规定与其它类型化学药物基本一致。但是,多肽药物的一些特点在质量研究中
10、需要给予充足的考虑,在研究时需要增长一些特别的考察项目,例如氨基酸组成分析等;对于一些中、长肽,生物特性例如效价、免疫原性和抗原活性等也有必要进行研究。此外,由于合成工艺、结构等方面的独特性,合成多肽药物在部分质控项目的检测方法建立和方法学验证方面也有一些特殊的考虑。例如,合成多肽原料药中工艺杂质的来源和一般化学药物有所不同,其也许的工艺杂质如:缺失(不完全)肽、断裂肽、去酰胺多肽、氨基酸侧链的不完全脱保护所形成的副产物、氧化肽、二硫键互换的产物、非对映异构的多肽、低聚物和/或聚合物及合成中所用的毒性试剂和溶剂等。在合成多肽药物的有关物质检查方法的研究中需要充足考虑这些也许的工艺杂质,对这些工
11、艺杂质检出能力的验证是方法学验证的重要方面。5 5、关于多肽药物稳定性研究的考虑、关于多肽药物稳定性研究的考虑由于多肽的结构特点,这类药物的稳定性相对较差,引起多肽药物不稳定的因素重要有水解、氧化、外消旋化、二硫键的断裂及重排、消除、凝聚、沉淀、吸附等。稳定性研究应根据多肽药物稳定性的特点合理选择实验条件、考察项目。三、合成多肽药物药学研究的重要内容三、合成多肽药物药学研究的重要内容合成多肽药物的药学研究内容和一般化学药物同样,重要涉及原料药的制备工艺研究和结构确证研究、制剂的处方工艺研究、质量研究和质量标准的制订、稳定性研究等。这些研究内容的一般性的技术规定也和一般化学药物基本一致。但是,正
12、如前面所讨论的,多肽药物尚有一些特殊的方面需要在研究中予以考虑,以下重要是针对多肽药物药学研究的特殊内容及其技术规定进行讨论,这些技术规定也涉及了对申报资料内容的一些规定。(一)原料药制备工艺研究(一)原料药制备工艺研究1 1、工艺选择、工艺选择研究者可以根据目的肽的结构、自身生产条件等考虑选用液相合成或固相合成工艺。但无论采用何种合成工艺,均需要提供化学反映式、工艺流程图、操作过程等,对工艺参数(如投料量、反映条件、反映试剂)要有具体的描述,涉及对于多肽的修饰(例如二硫键的形成等)。2 2、起始原料、试剂的质量控制、起始原料、试剂的质量控制(1)氨基酸及其衍生物氨基酸及其衍生物作为多肽合成的
13、起始原料,其质量对合成多肽的质量有重要影响,因此应关注氨基酸及其衍生物的来源、质控方法等。对于起始原料的质量控制应足以保证其质量的一致性,以最终保证合成的多肽批间质量的稳定。作为起始原料的氨基酸及其衍生物的质量标准一般应涉及性状、熔点、比旋度、化学纯度、色谱纯度及光学纯度、含量等,其中对于起始原料的化学纯度和光学纯度的控制尤为重要。假如使用了特殊的氨基酸或其衍生物,例如通过复杂修饰的非天然氨基酸、采用新工艺合成的氨基酸等,申报资料中还应提供其合成工艺及结构研究的相关资料。(2)树脂采用固相合成方法制备多肽,应提供树脂的来源、质量标准和检查报告,并对树脂的摩尔取代系数、在不同溶剂中的膨胀系数、所
14、用合成条件下的稳定性情况、交联度等予以说明。常用树脂涉及聚苯乙烯-苯二乙烯交联树脂、聚丙烯酰胺和聚乙烯-乙二醇类树脂及衍生物等,应根据目的多肽 C 末端氨基酸的不同类型(如羧酸型、酰胺型等)选择特定用途的树脂,并说明选择的依据。(3)试剂和溶剂可以参考化学药物原料药制备和结构确证研究的技术指导原则的基本规定。3 3、工艺的过程控制、工艺的过程控制(1)反映终点监控液相合成属于常规有机合成,一般可采用色谱法(如 TLC 法、HPLC 法)监测;固相合成偶合反映的终点可采用茚三酮法、三硝基苯磺酸(TNBS)法和四氯苯醌等监测。二硫键连接的终点可用Ellman 实验或 HPLC 法监测。除上述方法外
15、,其他合适的方法也可以使用。(2)中间体质量控制对于液相合成,应参照化学药物原料药制备和结构确证研究的技术指导原则对中间体的质量进行控制,特别要对缩合片段制订合适的质量标准(例如对比旋度、熔点和纯度等进行控制),具有较长序列的中间体还应进行结构研究(例如氨基酸组成分析、氨基酸序列分析、质谱、比旋度等)。对于固相合成,一般无中间体分离过程。但假如多肽从树脂上切割后还需进行后续反映,对中间体的质量也要进行相应控制,同时还要进行相应的结构研究。4 4、分离和纯化、分离和纯化在多肽合成过程中,会产生一些与目的多肽结构和性质类似的杂肽,例如缺失肽、非对映异构体等,随着肽链的增长,也许存在的杂肽数量也随之
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