17．1．4　提高蛋白質(zhì)（酶）及肽類藥物生物利用度的方法

蛋白質(zhì)（酶）和肽類藥物為一類重要的預防和治療藥物。與其他藥物相比，它們的相對分子質(zhì)量大，易受生物體內(nèi)酶的作用，且不易透過生物膜。常規(guī)的給藥途徑是注射，口服通常認為難以吸收或生物利用度太低。但近期人們對于這類藥物口服給藥發(fā)生了興趣，許多研究表明，像胰島素這樣的生物大分子經(jīng)適當?shù)奈沾龠M劑作用后，能夠經(jīng)口腔吸收發(fā)揮生物學效應。下面就蛋白酶及肽類藥物口服吸收機理、吸收部位及口服生物利用度低的原因進行討論，并介紹改善口服吸收的方法。

17．1．4．1　蛋白酶和肽類藥物口服吸收部位及吸收機理

蛋白酶和肽類藥物進入口腔后，就開始其吸收過程，但一般認為這類藥物的吸收主要是在腸道進行。藥物從胃到結腸所需要的時間約為3h，而在十二指腸內(nèi)滯留的時間只有幾分鐘，藥物通過小腸的轉(zhuǎn)運速度是較快的。大腸黏膜盡管不是理想的吸收部位，然而蛋白質(zhì)和肽類物質(zhì)在此卻較少受消化酶作用，而且在此有較長的滯留時間，因而是這類藥物吸收的主要部位。Saffran用聚合物將胰島素用微囊包裹，表明藥物在大腸吸收后具有明顯的降血糖作用。

關于蛋白酶和肽類藥物口服吸收機理的研究，目前還處于初級階段。許多相對分子質(zhì)量較小的肽可通過被動擴散的方式進入腸細胞內(nèi)（包括細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運途徑和細胞側途徑），而且其擴散的速度與肽類的親脂性有一定關系。有些二肽和三肽可以通過腸黏膜上特異性載體轉(zhuǎn)運進入細胞。對于相對分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)類藥物，其透過胃腸道黏膜的能力很弱，它們也可能是與特異性受體結合后，經(jīng)過胞飲作用而被吸收，而高度親脂的藥物則能通過淋巴系統(tǒng)吸收。

17．1．4．2　蛋白酶和肽類藥物口服生物利用度低的原因

盡管已有證據(jù)表明蛋白酶和肽類藥物能經(jīng)口腔途徑被胃腸黏膜吸收，但是消化道的各種生物、物理、化學及機械屏障作用都不利于蛋白酶的吸收。這些不利因素主要有如下幾個方面。

（1）胃酸和胃腸道酶的作用。藥物在胃腸道中的降解和不穩(wěn)定性主要是由于胃酸的破壞和各種消化酶的作用。胃酸的pH在1～2．5左右，在飲食后有所提高，許多蛋白酶和肽類在這樣的環(huán)境中其生物活性絕大部分或者全部喪失；而胃蛋白酶卻在此pH條件下具有最高活性，它對相鄰芳香族氨基酸構成的肽鍵有較強的水解作用。小腸中也有豐富的蛋白水解酶，包括胰蛋白酶、α－糜蛋白酶、彈性蛋白酶、羧肽酶等，如L－精氨酸加壓素可被腸黏膜胰蛋白酶、羧肽酶水解，血管緊張肽原酶抑制素可被刷狀緣天冬氨酰蛋白酶或鋅蛋白酶所破壞。但也有些藥物在胃腸道環(huán)境中較為穩(wěn)定，如超氧化物歧化酶能耐受胃酸和蛋白水解酶的作用，環(huán)孢菌素也有較強的耐受消化酶的作用。蛋白酶和肽類耐受胃酸和酶解的能力與其結構和組成有很大關系。

（2）胃道黏膜的低通透性。蛋白酶類藥物的大分子性和極性對其透過細胞膜不利。最近的研究表明，許多中性肽類在體外透過腸CaCO₃細胞的能力與其形成氫鍵的傾向有關。Artursson發(fā)現(xiàn)在體內(nèi)和體外，腸黏膜對這些物質(zhì)的通透性和其分子大小有一定關系。另外，結合在腸道黏膜上的化合物與蛋白質(zhì)、肽類的吸收也存在著一定關系。

（3）肝臟對藥物的首過效應及腎臟的排泄作用。肝臟是最重要的藥物代謝器官，腸道的刷狀緣、腸內(nèi)皮細胞溶酶體也同樣參與首過效應。此外，膽汁內(nèi)容物也有一定的作用，包括氧化、脫烷基化、水解還原等。

胃腸道表面黏液層和不流動水層的機械屏障作用也是不利因素之一。

17．1．4．3　提高蛋白酶及肽類藥物口服生物利用度的方法

（1）對藥物結構進行改造。蛋白酶和肽類藥物的大分子性和極性，增加了吸收難度，因此對其進行化學修飾以增加其親脂性，如取代蛋白酶形成氫鍵的基團或減小蛋白酶相對分子質(zhì)量等都有利于吸收。Keigo等用月桂酸修飾促甲狀腺素釋放激素（TRH），并用I標記法測定其穩(wěn)定性和腸吸收能力，結果表明月桂酸修飾的TRH不僅親脂性增加，而且抗酶解能力也有所提高。Muneaki等用棕櫚酸修飾胰島素后，其生物利用度就有明顯提高。

（2）酶抑制劑的作用。蛋白酶和肽類藥物與其代謝酶的抑制劑一起使用，能降低或抑制代謝酶的活性，減弱這些酶對藥物的作用，從而提高生物利用度。當糜蛋白酶抑制劑和胰島素一起口服時，胰島素的吸收明顯增加。硼化亮氨酸與亮氨酸腦啡肽合用時，能抑制氨肽酶對亮氨酸腦啡肽的降解作用。所有的酶的抑制劑應該是特異性的，而且當藥物到達一定部位時才發(fā)揮作用，因此酶抑制劑應和藥物合用，而且必須到達藥物降解部位。常用的方法是把藥物和酶抑制劑包裹在聚合物膜、脂質(zhì)膠囊或微囊中。

（3）應用膜透過促進劑。增加蛋白酶和肽類透膜吸收的方法包括對蛋白酶結構進行修飾和改變藥物劑型。前面已討論了蛋白酶經(jīng)化學修飾后通透性的增加。有許多物質(zhì)可以改變胃腸黏膜的通透性，如脂肪酸類、膽酸類、金屬螯合劑、表面活性劑等，這些物質(zhì)通過不同的機理增加膜的通透性。早在1961年Windsor和Cronhein就發(fā)現(xiàn)EDTA對肝素和類肝素的修飾具有促進作用。他們發(fā)現(xiàn)膜上的Ca^2＋、Mg^2＋能調(diào)節(jié)膜的通透性，而加入EDTA能改變這種作用。以后的研究表明EDTA主要是增加胞內(nèi)轉(zhuǎn)運，另外還能抑制腸道內(nèi)的肽酶，從而增加蛋白酶和肽類的吸收。值得注意的是EDTA對內(nèi)皮細胞膜也有一定的損傷作用。水楊酸鹽能增加小腸和大腸對肽類化合物的吸收，其機理之一也是增加細胞轉(zhuǎn)運的通透性。這好似因為腸內(nèi)皮細胞的流動性增加之故。此外水楊酸鹽能夠減少黏膜非蛋白的硫醇類物質(zhì)（如谷胱甘肽）的濃度，從而增加膜的通透性。

水溶性藥物可以通過添加表面活性劑或用脂類載體來增加其生物利用度。它們以幾種不同的方式增加膜的吸收，這些機理包括增加藥物的溶解度、延長藥物在胃腸道內(nèi)的滯留時間、保護藥物免受胃腸道消化液降解和增加膜的通透性等。環(huán)孢菌素可以溶解在脂類溶劑中，也可包裹在含有植物油、表面活性劑的膠囊中，使其生物利用度有較大提高。鏈霉素用各種混合脂類包裹在微膠粒內(nèi)，可增加胃腸道內(nèi)的吸收，這主要是由于膜的通透性增加所致。

（4）脂質(zhì)體和微囊包埋。脂質(zhì)體的主要成分是磷脂和膽固醇，因此可以認為其作用方式與前述的脂類和表面活性劑相似。脂質(zhì)體被認為是最有前途的載藥系統(tǒng)之一，這種人造雙層脂質(zhì)膜的結構和特性都與細胞膜相似，它們進入體內(nèi)后易和腸黏膜細胞發(fā)生融合、吸附及脂質(zhì)交換等作用，從而使藥物進入細胞內(nèi)。另外脂質(zhì)體可保護藥物免受腸道內(nèi)代謝酶的降解作用。許多人用脂質(zhì)體包裹胰島素后，成功地觀察到胰島素經(jīng)口腔吸收的降血糖作用。Stefanove等把胰島素包埋于脂質(zhì)體中，經(jīng)口服對糖尿病患鼠有明顯的降血糖作用，口服3h后，這種作用最為明顯，Arrieta等也報道了同樣的效果。

（5）其他方法。Saffran等把胰島素及其他肽類藥物包裹在以偶氮化基團交聯(lián)的聚合物內(nèi)，形成一種非滲透性膜來保護藥物免受胃腸道消化液破壞。當這種聚合物到達大腸時，該部位的微生物能夠裂解氮鍵，破壞交聯(lián)，降解聚合物膜，使藥物在大腸內(nèi)釋放、吸收。Bird等把胰島素與酶的抑制劑包裹在紅細胞內(nèi)，口服后可在體內(nèi)降解、吸收。

盡管早在1921年就已經(jīng)有人進行胰島素口服吸收的嘗試，然而對蛋白酶和肽類藥物口服吸收進行廣泛的研究還是近幾年的事。蛋白質(zhì)大分子經(jīng)口服后絕大部分被胃腸道酶分解，因此口服吸收的關鍵是如何克服那些不利因素，設法提高其生物利用度。在這方面人們已經(jīng)作了不少努力，相信口服給藥將成為蛋白質(zhì)和肽類藥物在生物體內(nèi)發(fā)揮作用的一條有效途徑。以上討論的雖是蛋白酶和多肽類藥物，但由于SOD是特殊酶，其本質(zhì)也是蛋白質(zhì)，故上述討論同樣適用于SOD，對研究SOD的口服途徑是一個借鑒。