任 雪,廖海明,杨洪淼,范慧红
(中国食品药品检定研究院,北京 100050)
胸腺激素概况及我国胸腺素制剂的生产现状及存在问题
任 雪,廖海明,杨洪淼,范慧红
(中国食品药品检定研究院,北京 100050)
胸腺激素是一类从机体内提取分离出的具有免疫活性的肽类激素,组成成分复杂,生物学功能多样,主要用于慢性乙型肝炎、恶性肿瘤辅助治疗、免疫功能低下、自身免疫疾病以及严重感染,效果显著。胸腺激素制剂应用广泛,需要对其在生产、运输、保存、应用及日常监管等环节进行严格控制。
胸腺激素;胸腺素;胸腺生成素;胸腺肽;胸腺体液因子
胸腺(thymus)是机体重要的中枢免疫器官,是T细胞分化、发育、成熟的主要场所。胸腺实质中的胸腺上皮细胞是胸腺微环境最重要的组分,分泌多种肽类激素,促进胸腺细胞增殖、分化和发育,目前已确定的哺乳动物胸腺激素有4种,即胸腺素(thymosins)、胸腺生成素(thymopoietin)、胸腺肽(thymulin)和胸腺体液因子(thymic humoral factor)[1]。
1972年,从小牛胸腺提取出的胸腺组分5(TF5)[2]是一类对热稳定的肽类物质,相对分子质量(Mr)为1 000~15 000,由10种主要肽类及至少30种次要肽类组成,呈现广泛的生物学活性,如引发T细胞分化、增强动物及人免疫功能;提升促肾上腺皮质激素(ACTH);释放β-内皮素及糖皮质激素;刺激单核细胞对转移因子(MIF)、人T细胞生长因子(TCGF)、白介素2(IL-2)、α干扰素、γ干扰素及其他淋巴因子生成等。按照TF5在pH 3.5~9.5范围内的等电聚焦凝胶电泳结果对各组成成分命名,其中pI(等电点)<5.0的部分为 α 族,5.0<pI<7.0的部分为 β 族,pI>7.0的部分为γ 族,分别以 α1,α2,…,β1,β2,…,γ1,γ2,…等依次命名。
1.1.1 胸腺素 α 族
1.1.1.1 胸腺素 α1(Tα1) Tα1 是从小牛 TF5 中高酸性区分离提纯得到的第一个多肽,由28个氨基酸残基组成,Mr为3 108,pI为 4.2,氨基酸序列为 Ac-Ser-Asp-Ala-Ala-Val-Asp-Thr-Ser-Ser-Glu-Ile-Thr-Thr-Lys-Asp-Leu-Lys-Glu-Lys-Lys-Glu-Val-Val-Glu-Glu-Ala-Glu-Asn-OH,人、猪、绵羊的 Tα1 氨基酸序列与牛的完全一致,具有多种生物学功能如抗肿瘤、抗凋亡、免疫调节等[3]。
1.1.1.2 胸腺素 α5(Tα5)及 α7(Tα7) 以相同步骤从 TF5中分离出来的还有Tα5和Tα7,Mr分别约为3 000和2 200,pI均约为3.5,属高度酸性多肽。
1.1.1.3 胸腺素 α11(Tα11) Tα11 与 Tα1 有高度同源性,含35个氨基酸残基,其氨基端的28个氨基酸残基序列与Tα1完全一致,羧基端增加的7个氨基酸序列为-Gly-Arg-Glu-Ala-Pro-Ala-Asn-OH。在增强易感小鼠抗感染能力方面,Tα11的活性是TF5的30倍,与Tα1相当。
1.1.1.4 胸腺素 α 原(ProTα) ProTα 含有 111 个氨基酸残基,其N端前28位氨基酸序列与Tα1完全一致[4],广泛分布在哺乳动物的各种组织中,以胸腺和脾中含量最高,根据种属不同,为含有109~113个氨基酸残基的小蛋白,Mr约为12 600。由于含有大量门冬氨酸和谷氨酸(约占残基总数的50%),使得 ProTα高度亲水且酸性很强,pI为3.55。ProTα具有胞外免疫调节活性和胞内促进细胞增殖作用,其细胞免疫增强活性优于TF5及Tα1,同等剂量下,ProTα增强小鼠抗白色念珠菌感染能力是Tα1的10~20倍,其刺激单核细胞对MIF释放的作用也比Tα1强10~20倍[5]。
1.1.2 胸腺素 β 族
1.1.2.1 多肽 β1 多肽 β1由74个氨基酸残基组成,与泛素的前74 位相同[6],Mr为4 851,PI为6.7,在体内外均无显著的生物学活性。
1.1.2.2 胸腺素 β3(Tβ3)及 β4(Tβ4) Tβ3 及 Tβ4 的 Mr分别约为5 500和4 963,pI分别为5.2和5.1,两者的氨基酸残基序列氨基端一致,羧基端有所不同。Tβ4由43个氨基酸残基组成。Tβ4在体内及体外显著增强小鼠或去胸腺小鼠骨髓细胞TdT的活性,刺激LH-RH(LRF)及LF释放,抑制巨噬细胞转移,在体内及体外促进人脐静脉内皮细胞定向移动至损伤区域,促进血管生成。
1.1.2.3 其他β胸腺素 目前为止,通过组织提取、蛋白水解变性、固相萃取浓缩提取物并脱盐、根据pI(等点聚焦和色谱聚焦)及亲水性(反相HPLC)进行分离纯化等步骤,从脊椎动物及无脊椎动物体内得到的其他14种β族胸腺素[7],含有 40 ~44 个氨基酸残基,Mr约为 5 000,氨基酸序列与Tβ4相比均有70% ~80%的同源性。
从小牛胸腺中分离得到的胸腺生成素Ⅰ和Ⅱ,两者仅相差2个氨基酸残基,其中胸腺生成素Ⅱ由49个氨基酸残基组成,Mr约为5 562,pI为5.5,其氨基酸序列32~36 位的5肽(Arg-Lys-Asp-Val-Tyr)命名为胸腺五肽(TP5),作为单一组分药物用于治疗慢性乙型肝炎、先天性免疫缺陷病、自身免疫性疾病、免疫功能低下疾病、外科手术严重感染及肿瘤的辅助治疗。
胸腺肽曾被称为血清胸腺因子(FTS),由囊下皮质及髓质胸腺上皮细胞产生,含有9个氨基酸残基,Mr为876,pI为7.5,与Zn等物质的络合,可促进胸腺前体细胞成熟和分化、增强T细胞及NK细胞活性,促进垂体对黄体生成素、促肾上腺皮质激素、生长激素、催乳素/促甲状腺素以及促性腺激素的释放。
胸腺体液因子是从胸腺组织中得到的一种粗制品,是诱导T细胞亚群克隆增殖、分化、和成熟过程所必需的。从粗制品中纯化得到的活性组分THF2γ,含有8个氨基酸残基,Mr为 918。
其他从胸腺中提取得到的胸腺激素还包括:胸腺刺激素(Thymostimulin)、胸腺因子X(TFX)等。胸腺刺激素Mr小于10 000,具有促进T淋巴细胞分化的生物学功能,对成熟淋巴细胞包括NK细胞在内有免疫调节活性。胸腺因子主成分Mr为4 200,可增加血液中T细胞的数量。
目前胸腺激素类药物在临床上主要用于慢性乙型肝炎、急性重症肝炎、恶性肿瘤辅助治疗、皮肤病、活性类风湿性关节炎、免疫功能低下、自身免疫性疾病、严重感染及外科手术感染。
目前我国临床上应用的胸腺激素类药物主要分为两类。一类是由人工固相合成的单一多肽分子,剂型有“注射用胸腺肽α1”、“注射用胸腺五肽”及“胸腺五肽注射液”,共同优点是结构明确、纯度高、质量稳定、不存在异源蛋白,因而过敏反应少,安全可靠,缺点也同时存在,比如胸腺五肽制剂虽然价格便宜,可与多种药物联合使用且无干扰,但药物半衰期短(约为30 s),需频繁注射,对患者而言并不方便;而Tα1虽然半衰期长,疗效维持时间长,但合成成本较高,价格比较贵。另一类是主要成分为自健康猪或小牛胸腺中提取的含有多种组分的胸腺肽制剂,剂型有“注射用胸腺肽”、“胸腺肽注射液”、“胸腺肽氯化钠注射液”、“胸腺肽肠溶片”及“注射胸腺肽肠溶胶囊”,在临床使用范围广、应用时间长。口服制剂使用方便且副作用小,但主成分易被胃肠道蛋白酶分解,生物利用度低;而用于注射的剂型见效迅速,但可能含有大分子蛋白,存在较多不良反应。另外,对胸腺肽缓释制剂的研究主要有关脂质体和微球。脂质体可保护药物免受胃肠道蛋白酶分解从而减少治疗剂量,并且使其释放减缓,延长作用时间。微球对药物的包封率高,且更稳定,体内代谢更慢,有研究表明,胸腺肽微球的生物利用度是胸腺肽胶囊的 2.4 倍[8]。
到目前为止,收集到的胸腺肽的不良反应主要表现为皮疹、过敏样反应、寒战、发热、瘙痒、呼吸困难、心悸、过敏性休克、胸闷、恶心、头晕、憋气、呕吐、潮红、过敏反应、荨麻疹、斑丘疹等。
笔者实验室正开展对多组分胸腺肽制剂包括“注射用胸腺肽”及“胸腺肽注射液”的评价性抽验工作,其中抽取了“注射用胸腺肽”品种21个厂家8种规格126批样品,“胸腺肽注射液”品种10个厂家5种规格53批样品,分别按照国家药品监督管理局国家药品标准地标升国标第十六册WS1-XG-043-2000、WS1-XG-044-2000及非标方法进行了检验。在评价过程中我们发现了许多方面的问题。
胸腺肽注射剂系自健康猪或小牛胸腺中提取的Mr小于10 000的多肽溶液加适量的辅料制成的无菌溶液或冻干品。但原料来源不同,紫外鉴别项下供试品溶液最大吸收波长有较大差异,以牛胸腺为原料的制剂最大吸收波长在257~263 nm,以猪胸腺为原料的制剂最大吸收波长在251~254 nm。大部分企业未提供原料采集资料,极少企业对原料采集有所描述但也非常笼统,产品包装、标签及说明书上也未对原料来源有任何说明。由于原材料的质量直接决定终产品的质量,因此有必要严格控制原材料的来源,如对动物的饲养坏境、种属、年龄、健康状况、采集时间、采集方法、保存和运输条件等进行限定,并制订原材料的质量控制标准。
不同企业生产的胸腺肽注射剂在溶液的澄清度与颜色、高分子物质的含量及特征图谱方面存在较大差异。究其原因可能在于生产工艺的不同。由于胸腺肽注射剂为多组分生化药品,组分复杂,其组成、质量与原材料和制备工艺密切相关。有文献报道,胸腺肽溶液制备工艺不同可导致质量标准中Tɑ1、多肽含量及活性项测定结果的不同[9],这就提示我们,应在规范原材料的来源的基础上统一生产工艺,尽可能控制制备工艺对终产品质量的影响。
部分企业生产的胸腺肽注射剂存在降压反应,不同企业生产的胸腺肽注射剂的特征图谱差异较大,表明不同企业的腺肽注射剂产品在质量方面存在一定的差异。因此在质量标准方面应进一步完善,如增加必要的安全性指标和产品的专属性鉴别项目,保证该产品的安全性及不同生产企业生产的药品质量的一致性。
Tα1是胸腺肽注射剂质量标准中的一项检查,标准规定Tα1的含量不得低于1.0%。评价性抽验结果显示,部分企业生产的胸腺肽注射剂Tα1的含量不符合标准规定,但活性测定(T细胞活性测定法-脱E受体法)仍符合标准规定。这提示我们,胸腺肽注射剂中发挥活性作用的可能不单单是Tα1,有可能还有胸腺激素范围内或外的其他物质在发挥活性作用,这就提示我们做进一步工作争取取得活性物质对照品,并在质量标准中补充其他活性物质的检查项。
在胸腺肽制剂的运输保存过程中,注射剂严格保存于2~8℃冷藏条件,冻干粉针剂密闭凉暗处保存;在冻干粉针剂配制成药液过程中若出现混浊、絮状物等异常情况,应立即禁用。
有报道显示,胸腺肽所致过敏性休克与药物剂量、原患疾病等关系不大,与制剂纯度、患者过敏体质有关,且有可能皮试阴性但连续注射几次后突发过敏反应,故每次静脉给药前应不仅仅做到严格进行皮试、按照说明书阐述的给药途径给药,更要在注射过程中密切观察,一旦出现轻度反应,需立即停药并及时进行抢救。
由于胸腺肽注射剂为多组分药品,生产企业众多,应用面较广,起始原料的来源与质量直接影响最终成品的质量,因此建议日常监管中重点对所使用的胸腺原材料的来源及质量情况进行监督检查,从源头保证产品的安全性。
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Review on thymic hormones and domestic production status and existing problems of thymopolypeptides preparations
REN Xue,LIAO Hia-ming,YANG Hong-miao,FAN Hui-hong
(National Institutes for Food and Drug Control,Beijing 100050,China)
R977.1;TQ467
A
1005-1678(2012)02-0204-03
2010-11-25
卫生行业科研专项(200902008-05)
任 雪,女,助理研究员,E-mail:xueren961@sina.com;范慧红,通信作者,研究员,Tel:010-67095349,E-mail:shenghuayaoshi@126.com。