醋酸齐考诺肽性质、用途与生产工艺
齐考诺肽(ziconotide)，商品名Prialt，系从南太平洋海洋蜗牛Conusmagus提取的包含25个氨基酸,三个二硫键肽类毒素合成物。是第一种新型的神经治疗药物—N型钙离子通道阻断剂( NCCB)。可选择性作用于树突和轴突终末支N型电敏钙通道,从而抑制最初的伤害刺激传入。适用于需要鞘内治疗且对其他镇痛治疗(如应用全身性镇痛药或鞘内注射吗啡等)不耐受或疗效差的严重慢性疼痛患者。鞘内注射齐考诺肽可以治疗带状疱疹后遗神经痛,幻肢痛, HIV相关神经病理性疼痛,难治性癌痛,手术后疼痛。
齐考诺肽是人工合成的ω-MⅦA 芋螺毒素, 它首先作为致幻芋螺毒素的一种多肽成分被报道。它的25个氨基酸序列为:Cys- Lys- Gly- Lys- Gly- Ala- Lys- Cys- Ser- Arg- Leu- Met- Tyr- Asp-Cys- Cys- Thr- Gly- Ser- Cys- Arg- Scr- Gly- Lya- Cys- amiSe。
这种多肽的药理学活性依赖于完整的二硫键, 这些连接键是分子单位结构的关键决定因素。齐考诺肽的三维结构已经磁共振方法获得, C1-C16、C8-C20 和 C15-C25二硫键使多肽折叠成为ω结, 具有ω家族的特征。除了二硫键外, 还有3股β折叠进一步稳定结构。蛋白的表面由于电荷和氨基酸极性面的连接,导致齐考诺肽是高度亲水性的。齐考诺肽的结构预示了它可能成为药物: 首先, 氨基酸序列的长度及其折叠成有活性的结构,给人工合成临床应用药物提供了新机遇; 第二, 分子的亲水性使其易于形成水合的药物形式; 第三, 由于二硫键和12位上的甲硫氨酸, 齐考诺肽的稳定性可以被氧化剂或还原剂如氧气改变;第四, 它的相对大小和亲水性限制了它的组织渗透, 因此, 齐考诺肽可被直接运输到治疗分子靶细胞所在区域, 产生最有效的作用。
图1为齐考诺肽
鞘内注射齐考诺肽, 在一些啮齿类疼痛动物模型中可以起到镇痛作用, 如炎性疼痛和慢性神经性疼痛等。同时, 这些结果也充分表明齐考诺肽是作用于 N- VSCC 靶点而达到镇痛目的的。
本品临床作用机制尚未明确，动物试验结果显示，本品结合并阻断脊髓背角浅层内的初级伤害感受性传入神经上的N-型钙通道，从而阻止初级传入神经末梢兴奋性神经递质的释放，对抗伤害感受。
齐考诺肽的3个二硫键形成紧密的刚性结构并包含四个不对称环。这使其与NCCs选择性结合具有高度的亲和力,从而可逆性地阻断钙离子内流与阻止神经元的兴奋和神经递质的释放。动物实验证实,齐考诺肽可以可逆性、剂量依赖性地减轻实验大鼠模型的疼痛。其可能对疼痛受体具有特异性作用。当齐考诺肽直接用于大鼠神经损伤的部位,能够减轻热痛觉过敏和机械性触诱发痛,但作用于对照大鼠的正常神经却没有任何作用。向大鼠鞘内注射齐考诺肽不会产生对镇痛效果的耐受。与吗啡不同的是,鞘内使用抗伤害性疼痛剂量的齐考诺肽不会对二氧化碳吸入大鼠产生呼吸抑制作用。 24位患有慢性疼痛的病人鞘内注射齐考诺肽(每小时1、5、7.5或10μg),既没有发现与剂量或时间相关的呼吸频率、脉搏和血压的改变,也没有发现身体或精神评估方面的改变。体外实验示,齐考诺肽能有效地部分阻断去甲肾上腺素的释放而不影响GABA和谷氨酸的释放,也不阻断神经元烟碱乙酰胆碱受体离子通道。
图2为齐考诺肽通过鼻腔给药到达脑脊液
给予慢性疼痛患者持续1小时鞘内输注本品1～10mg后，脑脊液(CSF)中的药物峰浓度为16.4～132ng/mL，消除半衰期约为4.6小时(2.9～6.5小时)，与人血浆蛋白的结合率约为50%。本品进入全身循环后，被组织中的肽酶或蛋白酶降解为多肽片段和游离氨基酸，随尿液排泄的量极微。
1.齐考诺肽(1)的固相合成
（1）树脂的连接
在多肽合成反应柱中加入Fmoc-Linker-MB-HA-Resin树脂1g(0.28mmol·L- 1),用DCM溶胀,抽干,加入20%(体积分数,下同)吡啶/DMF溶液,振荡反应20min。脱除Fmoc基团,用DMF洗涤9遍,抽干。加入Fmoc-Cys(trt)-OH 320mg的DMF(10mL)溶液,TBTU 217mg,HOBT 85mg和DIEA 0.17mL,氮气振荡反应1h。用DMF洗涤树脂除去多余的Fmoc-Cys(trt)-OH制得连接树脂。
（2）线性肽链的合成
脱除Fmoc保护基:向装有连接树脂的反应柱中加入20%吡啶/DMF溶液10mL,振荡反应20min。抽干,用DMF冲洗树脂9遍。
形成肽键:向反应柱中加入定量的保护氨基酸(用DMF 10mL溶解,加入定量的TBTU和DIEA),氮气振荡反应1h。抽干,用DMF洗涤6遍。
肽链延长:将前一步合成的树脂肽作为下一步合成的氨基组分,重复上述接肽过程,进行25次接肽反应制得树脂线性肽链。
（3）树脂线性肽链的切割
在单口烧瓶中加入干燥的树脂线性肽链,TFA 16.5mL,EDT 1mL,对甲苯酚1mL,苯甲硫醚0.5mL和水1mL,搅拌下于20℃反应2h。抽滤,滤饼用少量TFA洗涤2次,洗液与滤液合并,用无水乙醚(5倍～ 10倍量)析晶,离心分离,沉淀用少量无水乙醚洗涤,真空干燥得2粗肽。
（4）2的分离纯化
HPLC纯化条件:21.4mm×250mm C18柱,粒径5μm,检测波220nm。洗脱液A: 0.1%TFA水溶液;洗脱液B: 0.1%TFA乙腈溶液;选择洗脱梯度10%～ 100%,洗脱时间15min,流速1mL·min-1。 2粗肽经HPLC纯化制得2,分子量2787.18,纯度91%(HPLC,下同); MS m/z:558.20{[M+5H]5+}, 697.50{[M+4H]4+},929.75{[M+3H]3+}。
2. 齐考诺肽1的合成
(1)第一步氧化形成两对二硫键
在烧杯中加入2,纯水100mL,用氨水调至pH 8左右,搅拌下于室温反应24h。浓缩制得3粗肽,经HPLC纯化制得3,分子量2784.18,纯度95%;MSm/z: 557.60{[M+5H]5+}, 696.55{[M+4H]4+}, 929.10{[M+3H]3+}。
(2)第二步氧化形成第三对二硫键
在单口烧瓶中加入纯肽,25%甲醇溶液和碘8eq,搅拌下于室温反应2h。滴加硫代硫酸钠至溶液无色,浓缩制得1粗肽,经HPLC纯化制得1,分子量2639.18,纯度95%;MSm/z: 528.80{[M+5H]5+}, 660.70{[M+4H]4+}, 880.55{[M+3H]3+}。
图3为齐考诺肽的合成路线
本品适用于需要鞘内治疗且对其他镇痛治疗(如应用全身性镇痛药或鞘内注射吗啡等)不耐受或疗效差的严重慢性疼痛患者。
1.镇痛效能
齐考诺肽适用于对其他治疗不能耐受或无反应的慢性疼痛病人,包括全身用药,辅助治疗或吗啡鞘内注射。鞘内注射齐考诺肽在癌症或AIDS的病人中有临床和统计学意义的显著镇痛效能。
2.脊髓保护
短时脊髓缺血脊髓神经元损害时存在N型电敏钙离子通路激活,齐考诺肽在大动脉手术中可提供神经保护及镇痛。
临床研究中，本品主要不良反应有：心血管系统反应，如心率缓慢和直立性低血压，呈剂量依赖性；中枢神经系统反应，眩晕、眼球震颤、共济失调、兴奋、幻觉、镇静和昏迷等均有报道，其中部分不良反应在减量或停药后数日至数周才消除；胃肠道反应，如恶心、呕吐和腹泻等；其他尚有皮疹、结膜充血、鼻充血、肝功能异常和尿潴留等。
本品治疗期间可能出现严重的精神症状和神经损害，因此有精神病史者禁用本品。用药过程中应密切监测患者是否出现认知损害，幻觉或情绪、意识改变的迹象。当出现严重的神经学或精神病学体征或症状时可以突然停用本品，不会产生停药效应。
本品应鞘内输注给药。起始剂量不应超过一日2.4mg(或一小时0.1mg)。宜缓慢增量，即每周增加剂量不超过2～3次，每次增量不超过一日2.4mg(或有小时0.1mg)，直至第21天时达最大推荐剂量一日19.2mg(或一小时0.8mg)。
鞘内输注液，规格有1、2或5m L装，分别含本品100、200或500mg(100mg/mL)，20m L装含本品500mg(25mg/mL)。
[1]张树卓,郑建全,李锦. 齐考诺肽——新一类治疗慢性疼痛的药物[J]. 生物技术通讯,2007,(05):885-887.
[2]杨帆,刘慧. 齐考诺肽应用现状[J]. 华西医学,2006,(03):642-643.
[3]李晓东. 镇痛药 齐考诺肽(ziconotide)[J]. 世界临床药物,2007,(06):381.
[4]曹本文,王卫国,李战雄,徐红岩. 选择性氧化形成三对二硫键合成齐考诺肽[J]. 合成化学,2011,19(01):145-147.
类别
有毒物质
毒性分级
高毒
急性毒性
口服-大鼠 TDL0: 50 毫克/公斤
可燃性危险特性
可燃, 燃烧时分解有毒氟化物, 硫氧化物气体
储运特性
库房低温, 通风, 干燥; 与食品原料分开存放
灭火剂
水, 二氧化碳, 干粉, 砂土
醋酸齐考诺肽
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