切向流超濾技術(shù)如何解鎖GLP-1藥物制備新境界

2023年年底，Science期刊將GLP-1類藥物評(píng)為年度十大科學(xué)突破（Science’s 2023 Breakthrough of the Year）之首，同時(shí)，Nature也將GLP-1研究先驅(qū) Svetlana Mojsov 評(píng)為年度十大人物之一。在商業(yè)層面，GLP-1類藥物也無(wú)愧年度明星，2023年，諾和諾德旗下王牌產(chǎn)品司美格魯肽大賣211.57億美元，排名全球第二，距離全球藥王席位僅一步之遙。
在治療2型糖尿病中，GLP-1類藥物因其卓越的降糖效果，成為了糖尿病治療的新寵。然而，GLP-1的快速降解特性在一定程度上限制了其作為藥物的廣泛使用。為了克服這一挑戰(zhàn)，在GLP-1藥物的下游工藝中，切向流過(guò)濾技術(shù)（TFF）扮演了至關(guān)重要的角色，它通過(guò)精密的過(guò)濾過(guò)程，有效延長(zhǎng)了GLP-1類藥物的穩(wěn)定性和半衰期，從而為患者提供了更為安全和有效的治療方案。

一、關(guān)于GLP-1
GLP-1全名胰高血糖素樣肽-1，是一種由腸道細(xì)胞分泌的激素，它在餐后迅速釋放，刺激胰島β細(xì)胞分泌胰島素，從而降低血糖。GLP-1的作用不僅限于此，它還能減緩胃排空速度，增加飽腹感，減少食物攝入，從而幫助控制體重。然而天然的GLP-1進(jìn)入體內(nèi)后并不穩(wěn)定，很容易被快速分解，因此人們一直在研發(fā)改進(jìn)，想要生產(chǎn)一種長(zhǎng)效的GLP-1藥物。
二、關(guān)于GLP-1藥物
GLP-1藥物是由多個(gè)氨基酸通過(guò)肽鏈鏈接成的多肽類藥物，其生產(chǎn)制備是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。分為生物發(fā)酵合成和化學(xué)合成兩類。
生物發(fā)酵合成通過(guò)大腸桿菌或酵母發(fā)酵表達(dá)包涵體，然后經(jīng)過(guò)一系列收菌、破菌、變復(fù)性、澄清等步驟。
化學(xué)合成法則通過(guò)固相或液相合成技術(shù)，將氨基酸逐個(gè)添加到生長(zhǎng)中的肽鏈上。
無(wú)論哪種方法，最終都需要通過(guò)層析、超濾等工藝步驟來(lái)純化和調(diào)整藥物的濃度。
*科普小貼士：GLP-1受體激動(dòng)劑是一類能夠模擬GLP-1作用的藥物，它們與GLP-1受體結(jié)合，發(fā)揮降糖作用。與天然GLP-1相比，這些激動(dòng)劑具有更長(zhǎng)的半衰期，能夠更持久地控制血糖水平。
三、切向流過(guò)濾在GLP-1藥物制備中的應(yīng)用

• 膜材質(zhì)的選擇

       在GLP-1的化學(xué)合成工藝以及后續(xù)的化學(xué)修飾中，通常會(huì)需要使用有機(jī)溶劑溶解反應(yīng)物和產(chǎn)物，加速反應(yīng)進(jìn)程并促進(jìn)產(chǎn)物的分離與純化。常見(jiàn)的有機(jī)溶劑包括甲醇、乙醇、丙酮和二甲基亞砜等。在這些溶劑中，纖維素材質(zhì)展現(xiàn)出比聚醚砜更佳的兼容性，同時(shí)，纖維素對(duì)蛋白質(zhì)的吸附性較低，這使得再生纖維素（RC）成為GLP-1超濾/透析（UF/DF）工藝中的首選過(guò)濾材質(zhì)。

• 膜孔徑的選擇

  GLP-1目標(biāo)多肽的分子量為3.4KD，在超濾過(guò)程中，選擇截留分子量的標(biāo)準(zhǔn)通常是目標(biāo)分子量的1/3至1/5�；�于這一原則，我們推薦選用1-2KD截留分子量的膜來(lái)進(jìn)行濃縮和緩沖液的置換，以確保多肽的完整性和活性。

• 下游工藝運(yùn)用

從工藝流程可看出，UF/DF參與了GLP-1下游工藝的很多流程，不僅起著濃縮、緩沖液置換等功能，還有效減輕了后續(xù)層析工藝的壓力，提高了整體生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
GLP-1藥物和切向流過(guò)濾技術(shù)的結(jié)合，不僅提高了糖尿病治療的效率，也為患者帶來(lái)了更安全、更便捷的治療選擇。隨著科技的不斷進(jìn)步，我們有理由相信，這一領(lǐng)域?qū)⒉粩嘤楷F(xiàn)新的突破，為糖尿病患者帶來(lái)更多的希望和光明。