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生物药和小分子药物的区别

发布时间: 2024-07-27
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一、生物药的定义
目前,行业内还未针对生物药形成统一的定义。比较广义的生物药是指以生物质为原料的各种生物活性物质及其人工合成类似物以及通过现代生物技术制得的药物。按照这个定义,许多利用生物技术生产的药物都可以归为广义的生物药,包括从血液中提取的活性物质(如多克降抗体、凝血因子).用微生物发酵生产的抗生素 (如青霉素)、用生物技术生产的人用和兽用疫苗(如流感疫苗、甲肝疫苗等)、从动物、植物、微生物或海洋生物中提取的活性物质(如从猪胰脏中提取的胰岛素、从红豆杉中提取的紫杉醇等),这些药物都可被称为广义的生物药。考虑到与小分子药物的区别,目前,人们更倾向于采用狭义的生物药定义:生物药指利用基因工程、抗体工程或细胞工程技术生产的源自生物体内的物质,用于体内诊断、治疗或预防。具体来说生物药包括:激素、酶、生长因子、疫苗、单克隆抗体、反义寡核甘酸或核酸、细胞治疗或组织工程产品等。本书主要以狭义的概念来定义生物药,主要介绍大肠杆菌、酵母或动植物细胞表达的重组蛋白用杂交瘤技术生产的治疗性抗体、用细胞培养技术制备的组织工程产品等。本书中介绍的生物类似药不包括以下几类更早期的生物制品:①用细胞培养方法生产的减毒或灭毒疫苗,从血液、尿液或组织中提取的生物活性物质。

二、生物药和小分子药物的区别

生物药和小分子药物有着本质的区别,二者在结构、制备及药学性质上的区别

生物药

小分子药物

结构

分子量

通常大于5000Da

小于1000Da

复杂程度

多为混合物,具有三级或以上结构,难以描述

多为单一实体,结构简单、明确,易于表征

制备

方法

利用活的细胞或生物体,工艺复杂,投人高

化学合成,工艺简单,投人少

工艺适应性

敏感,微小变化对产品质量的影响大

微小变化对产品质量的影响小

药学性质

稳定性

对热、光、酸喊不稳定

稳定

给药途径

注射

口服、注射及外用

分布位置

一般难以透过细胞膜,分布于血浆或组织细胞外

可分布于任何器官或组织

免疫原性





配向特异性





1、结构差异

一般来说,小分子药物指的是分子量小于 1000 道尔顿 (Da) 的化合物,且大多数小分子药物的分子量小于500Da。例如,阿司匹林的活性物质乙酰水杨酸 (acetylsalicylic acidASA),其分子量约为180g/mol 180Da。与此相比,生物药在分子量上要大几百甚至上千倍,如抗体药物的分子量高达150000Da。这两者的差别不仅仅在于分子大小,更重要的是,生物药的分子结构远比小分子药物复杂,比如蛋白质类药物有一级结构(氨基酸序列)、二级结构(α螺旋、β折叠等) 以及复杂的三级结构(在二级结构的基础上进一步盘折)。有些生物药的蛋白质亚基通过疏水作用、氢键、离子键等结合后,还会形成四级结构。更为复杂的是,在生物合成过程中,这些生物药的结构通常带有翻译后修饰(post -translational modificationPTM),包括乙酰化、甲基化、糖基化、磷酸化等。因此,即使氨基酸序列相同,由于可能存在不同的翻译后修饰(例如不同的糖型),生物药通常是蛋白质的混合物而没有单一的分子式和分子量。生物药的结构复杂性使其结构表征面临很大的挑战,即使将最先进的仪器设备全用上,也不可能将生物药的结构特性完全表征清楚。而对于传统的小分子化学药,由于其一般都有非常确定且稳定的化学结构,现有的分析方法(比如红外、核磁共振、X 射线射、质谱等)足以将其化学结构完全确证。

2、制备工艺差异

生物药在结构上的特点也注定着其生产过程更加复杂。生产过程中的许多步骤,如细胞的培养(温度和营养)以及产品的加工、纯化、储存和包装等的微小差别都可能会对最终产品的质量、纯度生物特性以及临床效果产生较大的影响。而小分子药物是通过经典的化学反应方法进行合成。因此生物药对于生产条件的要求远比小分子化学药苛刻,并且其生产成本也更高。

3、药学性质差异

小分子药物由于分子结构简单,可制成口服的片剂、胶囊或其他剂型。在消化道内,活性物质会被机体吸收进入血液,几乎可到达体内的任何位置。此外,凭借其小巧的结构和化学组成,小分子药物一般可以轻易穿透细胞膜。生物药一般通过注射方式进行给药,这是因为生物药与其他蛋白质一样,口服后会被胃肠道消化而导致药物无效。生物药可与疾病过程中存在的特异性细胞受体相结合,例如在癌症治疗中,单克隆抗体可识别细胞表面的高度特异性结构,从而识别并攻击特定的肿瘤细胞而不攻击正常细胞。因此与标准化疗相比,生物制品的副作用通常较轻。但需要注意的是,生物药是一种外源性大分子物质可能会引发不必要的免疫反应,从而导致有效性或安全性的问题。

4、作用机制异

由于生物药和小分子药物本身结构的不同,即使两种药物作用于同一靶点,二者对于疾病的作用机制也完全不同。