《AAPS Open》:Advancements and challenges in large molecule drug delivery and devices for patient-centric care
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大分子治疗药物,包括单克隆抗体(monoclonal antibodies, mAbs)、重组蛋白(recombinant proteins)和核酸(nucleic acids),提供了精准性和有效性,已改变了自身免疫性疾病、癌症和遗传性疾病等复杂疾病的治疗。
大分子治疗药物,包括单克隆抗体(monoclonal antibodies, mAbs)、重组蛋白(recombinant proteins)和核酸(nucleic acids),提供了精准性和有效性,已改变了自身免疫性疾病、癌症和遗传性疾病等复杂疾病的治疗。尽管具有潜力,但其大尺寸、结构复杂性和固有的生物不稳定性对有效递送构成了重大障碍,常常需要侵入性的肠外给药(parenteral administration,例如静脉(intravenous, IV)、皮下(subcutaneous, SC)或肌内(intramuscular, IM)途径)。虽然有效,但这些传统给药途径通常需要频繁的就诊,限制了可及性,增加了给药错误的风险,并影响患者依从性。最近在制剂科学和药物递送装置技术方面的进展——例如预充式注射器(prefilled syringes)、自动注射器(autoinjectors)、可穿戴注射器(wearable injectors)、透皮贴剂(transdermal patches)和智能递送系统(smart delivery systems)——正在推动向以患者为中心的护理的模式转变。这些创新促进了自我给药和居家治疗,提高了剂量准确性、便利性和患者依从性。此外,制剂科学、纳米技术、创新装置技术和数字健康(digital health)的进展正在开创新的微创至非侵入性及直接递送途径,例如肺、透皮、眼和神经途径。智能装置和可持续实践等新兴趋势正在重新定义治疗策略,强调有效性、可及性和个性化护理。本微型综述探讨了大分子药物递送的挑战,重点介绍了制剂和装置技术的进展,并讨论了正在塑造以患者为中心的大分子治疗未来新兴趋势——包括可持续实践和数字健康整合。
大分子递送的内在挑战
理化不稳定性
大分子药物因三维结构复杂,在热、冻融、光、pH极端、金属离子、溶剂及机械应力等条件下易发生降解。单克隆抗体在失稳条件下易聚集,高浓度溶液会加剧黏度和聚集倾向。缓解策略包括分子工程(氨基酸替换、二硫键工程、糖基化)、优化pH、添加稳定赋形剂(如糖类、盐类、表面活性剂、抗氧化剂)、冻干、喷雾干燥以及纳米颗粒或脂质体包封。抗体药物偶联物(ADCs)传统上需冻干制剂,但通过位点特异性偶联和先进连接子技术,现已可开发液体配方。
酶降解
生物制品口服时易被胃蛋白酶、胰蛋白酶等蛋白水解酶快速降解,导致活性丧失。即使肠外给药后,血液和组织中的蛋白酶也会缩短其半衰期。应对策略包括脂质纳米颗粒或水凝胶包封,以屏蔽酶暴露;PEG化(PEGylation)可提高稳定性并减少蛋白酶介导的降解;局部给药时水凝胶提供物理屏障,延长治疗半衰期。
半衰期短
许多生物制品因酶降解或肾过滤而快速清除,需频繁给药。延长半衰期的策略包括Fc融合蛋白,利用新生儿Fc受体(FcRn)再循环途径延长循环时间,商业实例包括Ultomiris、Evusheld、Enspryng和PiaSky等。FcRn拮抗剂如Vyvgart、Rystiggo和Imaavy则用于促进致病性IgG清除。非FcRn