目前市场上已上市的以及还在研究实验阶段的生物技术药物数量众多,结构多种多样,功能十分广泛,按照这些生物技术药物的化学性质及临床用途可以分类如下。
11.1.3.1 按化学特性分类
1.多肽和蛋白质类药物
多肽和蛋白质类生物药物可以用于疾病的预防、诊断与治疗。多肽是α-氨基酸以肽链连接在一起而形成的化合物,也是蛋白质水解的中间产物。多条肽链按照一定的空间结构缠绕构成了蛋白质。大分子蛋白质水解生成多肽。随着基因组学和蛋白质组学的进展,蛋白多肽类药物可以通过的DNA重组技术开发可用于临床的多肽及蛋白质类药物,包括细胞生长因子(如聚乙二醇干扰素α-2b、重组粒细胞集落刺激因子G-CSF等)、激素类药物(如人促红细胞生成素、重组人生长激素等)、酶和辅酶类药物(如胰脂肪酶、L-天门冬酰胺酶、羧肽酶、溶组织羧菌胶原酶等)、氨基酸及其衍生物类药物(如谷氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等)、糖类药物(如银耳多糖、人参多糖、人胎盘脂多糖等)和脂类药物(如卵磷脂、胆固醇、胆红素等)等。
2.核酸类药物
蛋白质类药物是在蛋白质水平对疾病进行诊断、预防和治疗,而核酸药物是在遗传水平上发挥作用。核酸存在于所有生物的细胞中,是生物遗传的基本物质。核酸类药物在抗病毒、抗肿瘤方面显示了强大的治疗作用。如治疗艾滋病药物AZT、3TC,抗病毒药物三氮唑核苷、阿昔洛韦等。核酸类药物包括:①反义寡核苷酸。这是一种以应用反义核酸技术,与特定的基因进行杂交,在基因水平上干扰蛋白质的翻译及合成过程的药物。②核酸疫苗。它分为DNA及RNA疫苗两种,是将编码外源性抗原的基因及表达所必需的调控元件的质粒DNA直接通过肌肉注射或微弹轰击等方法导入生物体内,让其在宿主细胞中表达抗原蛋白,诱导机体产生免疫应答。1995年FDA批准了世界上第一例DNA疫苗,即治疗艾滋病的DNA疫苗。③基因治疗药物,利用病毒或非病毒作为载体进行基因置换或基因过渡。基因置换是指将先天性遗传疾病中的缺陷基因替换为正常基因后以达到治疗的目的,而基因过渡则指选择一些载体携带治疗基因后转到正常或变异细胞,利用细胞的转录和翻译系统,将生成的目的产物释放到细胞外。重组人p53腺病毒就是以E1区缺失的复制缺陷型5型腺病毒为载体,将人野生型p53基因导入肿瘤细胞进行肿瘤治疗的基因工程药物。p53基因指导合成p53蛋白,在正常组织中,p53蛋白的表达量很低,在受到DNA损伤等刺激时,p53蛋白表达量升高,发挥细胞增殖调控作用,抑制肿瘤细胞分裂,诱导细胞凋亡。
3.抗体药物
抗体指机体的免疫系统在抗原刺激下,由B淋巴细胞或记忆细胞增殖分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。1986年,第一种治疗性单克隆抗体药物muromonab-CD3(OKT3)经FDA批准上市后,治疗性单抗药物已经成为目前生物技术药物中品种最多,销售额最大的类型,超过促红细胞生长素、胰岛素和干扰素类产品,成功用于治疗肿瘤、自身免疫性疾病、感染性疾病和移植排斥反应等多种疾病。单克隆抗体是使用具有可大量增殖的小鼠骨髓瘤细胞与可以产生特异性抗体的小鼠脾细胞融合,成为杂交细胞系,同时具有体外无限增殖及合成和分泌抗体的特点。单克隆抗体药物经历了鼠源化单抗、人鼠嵌合单抗和人源化单抗阶段。目前,由于可以降低免疫原性并提高疗效,全人源抗体已成为治疗性单抗的主流。应用于类风湿关节炎的阿达木单抗是全球第一个全人源抗体,此外还有英夫利昔单抗、利妥昔单抗、贝伐单抗和曲妥珠单抗等,这些均为年销售额超过10亿美元的“重磅炸弹”药物。
4.多糖类药物
多糖是指由10个以上的单糖基通过糖苷键连接而成的聚合物及其衍生物。多糖在自然界中分布极广,几乎存在于所有的生物体中,发挥能量储存、结构支持、防御功能等多方面的生物功能,是自然界中含量最丰富的生物聚合物。由于单糖的种类繁多及立体异构复杂,人们不断地发现,糖类物质生物功能具有多样性,它们在抗肿瘤、抗病毒、抗衰老和降血糖等方面发挥重要作用。多糖按来源可分为动物多糖(多来自动物结缔组织基质和细胞间质,如硫酸软骨素)、植物多糖(来源于植物的根、茎、叶、皮、种子和花,如黄芪多糖等)、微生物多糖(来源于细菌和真菌,可以从菌体或培养液中提取,如灵芝多糖)和海藻多糖(是一种海藻提取物,如海洋硫酸多糖,具有抗病毒活性)。
5.脂类药物
脂类是脂肪、类脂及其衍生物的总称。脂类药物通常不溶于水,因而能被乙醚、氯仿、苯等非极性有机溶剂提取。脂类是机体内的一类有机小分子物质,范围很广,化学结构差异较大,生理功能也各不相同。如前列腺素、花生四烯酸和DHA等有降血脂、降血压、抗脂肪肝的作用;脑磷脂、卵磷脂可用于治疗肝病、冠心病等;血红素、胆红素可用作肿瘤的诊断和治疗。
11.1.3.2 按临床用途分类按照药物在临床上所发挥的作用将生物技术药物分为预防药物、诊断药物、治疗药物。
1.预防药物
对于某些病源明确、症状严重的传染性疾病来说,早期的预防要比疾病大规模爆发之后的治疗更为重要,它能够降低疾病发生的可能性,缩小疾病发生的覆盖面。常见的预防用的生物技术药物有疫苗、菌苗等。如肺炎球菌13价结合疫苗用于脑膜炎的预防;重组抗纤维蛋白酶预防手术和产后血栓患者抗凝血酶的缺乏;Hiberix灭活疫苗可预防年龄为15个月~4岁的婴幼儿感染B型流感嗜血杆菌。
2.诊断药物
用于造影、器官功能检查及其他疾病诊断用的药物。分为两类,一类是体内使用的诊断药物,另外一类则是符合药品管理标准的体外诊断试剂。绝大多数的临床诊断试剂都来自生物技术药物,生物技术药物用作诊断药物具有高灵敏度和高特异性的优点。如Anti-C为单克隆IgG抗体,来源于人鼠杂交骨髓瘤细胞H-48,用于Rh血型的体外检测与鉴定;Anti-B为单克隆IgM抗体,来源于鼠杂交骨髓瘤细胞LB3,用于ABO血型的体外检测与鉴定;Abbltt Prism Plus是一种重组病毒蛋白与人工合成多肽,用于HIV-1和HIV-2的抗体体外大量检测。
3.治疗药物
针对临床上各种疾病的治疗所使用的药物。生物技术药物对许多常见和多发病症疗效显著,在一些严重疾病(如恶性肿瘤、艾滋病、乙型肝炎、糖尿病、免疫性疾病等)的治疗方面,生物技术药物也发挥了重要的作用。在目前处于临床试验阶段的生物技术药物中,绝大多数都是以治疗困扰人类健康发展的疑难病症为研究目标。如维拉苷酶α,临床上用于Ⅰ型戈谢病的治疗。戈谢病是一种常染色体隐性遗传病,基因突变使得体内α-葡萄糖脑苷酯酶异常,葡萄糖脑苷酯无法正常分解,积蓄在组织引发疾病。维拉苷酶α适用于儿童和成人长期酶替代治疗。聚乙二醇尿酸酶被批准用于慢性痛风的治疗。妥西珠单抗被批准用于类风湿关节炎的治疗,适用于对一种或多种TNF拮抗剂反应不佳的中重度患者。
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