据Datamonitor公司的研究报告显示:蛋白类药物市场在今后10年内将快速增
长,并更具吸引力。2002年全球蛋白类药物的销售额已超过600亿美元,约为2001
年的2倍多。这几年蛋白类药物市场的发展速度惊人,年增长率达19%,与增长率
仅为9%的总体医药市场相比,该领域引人注目。而在蛋白类药物市场中,多肽药
物更是不容忽视的亮点。
众所周知,蛋白质是机体内最重要的一类生物大分子,目前也被广泛地作为药
物用于疾病的治疗。但是,蛋白类药物也有缺点,如分子量大、制备困难、存在抗
原性、体内易降解等。令人惊喜的是,人们发现某些分子量较小的多肽同样具有类
似蛋白质的话性,且功能更显著。随着对这类生物活性多肽的进一步研究,已为新
药的研制和开发提供了一个新的途径。
一、抗菌肽(Antimicrobial peptides)
几乎所有类型的生物在微生物入侵时,其机体都会产生一些物质加以抵御,这
些物质中大部分是小分子多肽,即抗菌肽,也称多肽抗生素。
抗菌肽一般由12~45个氨基酸构成,来自不同物种的抗菌肽一级结构有相似之
处,因含精氨酸、赖氨酸、组氨酸等碱性氨基酸而带有正电,呈疏水性或双亲性。
抗菌肽因其结构和作用方式不同可分成两大类:一类是具有螺旋结构的线性多肽;
另一类是由一个或多个二硫键或硫醚连接构成的环形多肽,含有β-折叠和/或α-
螺旋。
由于其独特的结构,抗菌肽具有分子量小、热稳定、水溶性好,无免疫原性、
作用迅速、抗菌谱广等特点,不仅可以抑杀细菌、真菌、病毒和寄生虫,对多种癌
细胞、转化细胞和实体瘤也有明显的抑制作用,且某些抗菌肽在发挥以上作用时对
正常细胞没有破坏作用。
目前,传统的抗生素大都出现了与其相应的耐药致病菌株,常用的抗癌药物又
对“敌我”细胞不能区分,而抗菌肽不受已产生的耐药性突变影响,靶菌株也不易
出现耐药性突变,另外其独特的选择毒性作用和其不具免疫原性引起厂人们广泛的
兴趣,使其成为新一代的抗菌、抗癌药物。
现在,人们对抗菌肽应用于临床已经进行了大量的工作,并取得一定的成果、
Iseganan盐酸化合物(IB-36)就是一个成功的例子。它是IntraBiotics公司在天
然抗菌肽protegrin的基础上合成的一个17肽,并且活性更强.抗菌谱更广,并适
合高pH值和高盐浓度。IB-367对革兰氏阳性菌、阴性菌和真菌具有广谱抗菌性,且
耐药件较低。临床上,IB-367能降低口腔粘膜炎的疼痛和严重性,对其它疾病如呼
吸器获得性肺炎也有效。In- traBiotics正在计划进行相关的临床试验。该公司正
在开发IB-367的三个制剂:①治疗口腔粘膜炎的漱剂;②治疗呼吸系统感染的气雾
剂;③治疗肺炎的凝胶剂。专家预测IB-367的潜在市场为1~2亿美元。
Tachyplesin-Ⅰ是1988年首次从鲎血中提取出的一种抗菌肽,是鲎天然免疫物
质中重要的一类,由17个氨基酸组成。Tachyplesin-Ⅰ对细菌、真菌有强烈作用(
最小抑制浓度1~10μg/ml)。我国学者经研究证实:Tachyplesin-Ⅰ作为一类环
形抗菌肽,其强烈的电性反应和高效的抑菌作用对癌细胞有高效的抑制作用。但是
会引起低水平的溶血作用,不适合直接应用,而需经适当的改造修饰。另一方面,
Tachyplesin-Ⅰ的结构具有强有力的电性作用和相当程度的脂类专一性,无疑是先
导化合物好的模板,为开发高效低毒的新型抗菌肽提供了一个新的选择。
虽然抗菌肽在医药工业中有广阔的应用前景,但要成为能实际应用于临床的抗
生素类药物,还存在一些亟待解决的问题:①抗菌肽现多采用化学方法会成,成本
偏高;②若采用基因工程方法合成,目前又尚未形成一种适用于工业化生产的方法
;③外源性的抗菌肽会被体内蛋白酶降解,尚未有成熟的方法解决这一问题;④抗
菌肽的毒性、免疫原性、稳定性、药物配方及给药途径都需要进一步研究解决。
二、多肽疫苗
传染性疾病,如肝炎、流感、疟疾和血吸虫病等,流行很广,对感染人群的危
害很大。目前,虽然可用化学药物治疗且疗效较好,但治愈后再感染率很高,在疫
区需对再次感染者不停地进行治疗。因此,若要根本防治这些传染性疾病,就必须
借助于疫苗。虽然灭话或减毒疫苗较有效,但仍有引起感染的可能。因此,对于危
险性很大的传染病,如艾滋病等,人们就不敢使用灭活或减毒疫苗,而合成多肽疫
苗在此显得尤为重要。
80年代初,Lerner提出了发展合成多肽疫苗的方法。首先确定天然抗原(如病
毒或其亚单位)的氨基酸序列,并寻找抗原决定簇肽段;然后合成抗原肽,并试验
其诱导产生抗体的能力,选出具有免疫性和保护性的特异性抗原肽制备疫苗,多肽
抗原作为完整病毒的一部分,不具备传染疾病的危险性,并可以大量合成生产,是
未来疫苗发展的重要途径之一。
合成多肽疫苗研究的第一步是确定出抗原肽,其后的关键是制备出有很好免疫
原性、又无毒副作用的多肽抗原,并结合使用适当的佐剂,以得到较好的免疫效果
。由抗原肽制备的合成多肽抗原主要有三类:①抗原肽-载体复合抗原;②多抗原
肽抗原;③多价合成多肽疫苗抗原。
合成多肽疫苗作为疫苗研究的一个方向,目前仍处于发展阶段,但已经取得了
一些可喜的研究结果。如疟疾和计划生育等的合成多肽疫苗目前已经进入Ⅰ、Ⅱ期
临床阶段,在非洲的一些国家已开始试用。另外,未来合成多肽疫苗的一个重要发
展方向是联合合成多肽疫苗,将使人们接种一个疫苗就能防治多种传染性疾病,从
而减少接种次数。
三、食品感官肽
作为一种非糖甜味剂,阿斯巴甜(Aspartame)就是一类开发较成功的食品感
官肽。阿斯巴甜由苯丙氨酸与天冬氨酸为原料合成,其甜度为蔗糖的200倍,可供
糖尿病患者等忌糖者食用,且热量低,可用于减肥保健品。赖氨酸二肽(如 N-Ac
-Phe-Lys)被证明是有效的阿斯巴甜替代品,因为它不含有酯的功能特性,因而在
食品加工和储存过程中更加稳定,我国人口众多,食品消费量数值惊人,甜味剂需
求潜力巨大。目前我国每年需消耗760万吨蔗糖,若其中的5%由肽类甜味剂(比如
阿斯巴甜)来代替,即需阿斯巴甜约1600吨,以400元/千克的市值计算,即有6.4
亿元的市场,其经济效益十分可观。
其它食品感官肽,还有苦味肽、酸味肽、咸味肽、风味肽、抗氧化肽、表面活
性肽等。这些食品感官肽也大有用武之地,如咸味肽作为无钠调味剂,可为糖尿病
患者和高血压患者所用,也可作为保健食品。而风味肽则可作为加工食品的风味和
香味的前体,起到增强风味的作用。表面活性肽则可作为食品的稳定剂和乳化剂。
食品感官肽在我国生产和应用刚刚起步,但市场潜力巨大,值得进一步研究与开发
。(