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新闻资讯

多肽药物药代动力学研究服务

2026-09-21
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多肽药物分子量介于小分子和蛋白质之间,具有独特的生物学与物理化学特性,也面临体内不稳定、膜通透性差、稳定性差等研发挑战。美迪西 DMPK 平台覆盖体内外 ADME 全流程,针对多肽药物特点专门布局,帮助指导结构优化、评估给药途径、确定代谢相关种属。

多肽药物概述与药代动力学研究价值

什么是多肽药物?

多肽药物是由多个氨基酸经肽键连接而成的一类化合物,通常长度小于 100 个氨基酸且分子量小于 10kDa,分子量介于小分子和蛋白质之间,具有独特的生物学和物理化学特性。

与小分子药物相比,多肽与靶点的亲和力强、特异性高、副作用小;与大分子药物(抗体/蛋白等)相比,多肽药物具有免疫原性低、生产成本低、组织渗透性好等明显优势。虽然多肽药物具有其独特的优势,但在研发过程中也面临着很多的挑战,如:体内不稳定、膜通透性差、药物稳定性差等。

多肽药物的研发优势与挑战

对比维度相比小分子药物相比大分子药物(抗体/蛋白等)
靶点亲和力
特异性
副作用
免疫原性
生产成本
组织渗透性

多肽药物.webp

药代动力学在多肽药物研发中的核心作用

药代动力学研究可以帮助指导多肽药物的结构优化、评估合适的给药途径、确定代谢相关种属,是多肽药物研发中的重要环节。美迪西具备成熟的多肽药物药代动力学研究能力,能提供从早期发现到 IND 申报的完整 DMPK 服务,并已承接多肽药物的非临床药代、毒代及安全性评价项目。

针对多肽药物研发中的重重挑战,美迪西探索并建立了一套经过验证的多肽药物研发服务平台,旨在为制药企业和生物技术公司提供全面的多肽药物研发支持,可用于多肽药物设计和合成、制剂开发、临床前药效药代、非临床安全性评价等全链条服务。

研究模型与平台

美迪西的 DMPK 平台覆盖体内外 ADME 全流程,并针对多肽药物的特点做了专门布局。

IV

体外药代动力学研究(In Vitro ADME)

覆盖血浆蛋白结合、代谢稳定性、CYP450 酶抑制与诱导、代谢表型鉴定、代谢产物鉴定与代谢途径确证、跨膜转运试验及体外药物-药物相互作用(DDI)风险评估等全套服务,以高通量、可追溯的数据支持候选药物早期筛选与 IND 申报。

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IV

体内药代动力学研究(In Vivo PK / 体内 DMPK)

覆盖小分子至大分子药物,提供单次与多次给药药代动力学、组织分布、排泄与物料平衡、代谢产物鉴定、体内药物-药物相互作用、荷瘤鼠 PK/PD 等全套研究服务,以合规、可追溯的数据支持候选药物筛选与 IND 申报。

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ID

代谢产物鉴定平台(MetID)

美迪西 MetID 团队由经验丰富的科学家组成,可提供高效可靠的体内外代谢产物鉴定及反应性代谢产物捕获服务,支持新药筛选与国内外申报。自组建以来,团队已成功完成大量研究项目,其中包括颇具挑战性的多肽 MetID 研究。

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AI

特色平台:AI-ADMET 预测与 PBPK 建模

美迪西自主建立了 AI-ADMET 预测平台和基于生理药代动力学(PBPK)的模型,可利用临床前数据预测人体 PK 参数,为临床起始剂量选择提供依据。

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BA

生物分析平台

多肽的生物分析主要包括 PK 药代动力学试验、TK 毒代动力学试验以及抗药抗体 ADA 试验,分析方法主要包括 LC-MS/MS 和 LBA 配体结合试验。美迪西具备 LC-MS/MS、免疫分析(LBA)等方法学开发能力,可应对多肽药物浓度低、内源干扰大、易吸附等分析难点。

美迪西生物技术药物分析部灵活运用 ELISA、ECL、TRFIA、CLIA、IF、IP、CoIP、qPCR、FACS、ELISpot、酶学等多种方法,支持前沿生物药如蛋白、抗体(单抗、双或多特异性抗体、抗体片段)、ADC、多肽、核酸、疫苗及细胞基因治疗等药物在早期开发、临床前和临床阶段的 PK/TK/Immunogenicity(Total ADA & Nab)/Biomarker & Cytokine 等研究评价。目前已支持多个涉及 Her2、Trop2、Muc1 等靶点的 ADC 药物,以及 EGFR、PCSK9、IL-17A、IL-6、IL-23、VEGF、CD47、TNF-α、CD20、TIGIT 等热门靶点和 4-1BB、PD1、PDL-1、CTLA4 等免疫检查点的单抗或多抗药物。

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立即与专家沟通您的多肽药物研发需求

从早期发现到 IND 申报,美迪西提供完整的多肽 DMPK 解决方案

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多肽药物的药代动力学特征

01 吸收

多肽类药物的常用给药途径可分为注射给药(静脉、皮下、肌肉注射等)和非侵入给药(口服、鼻腔、吸入等)。多肽药物的吸收呈现明显的给药途径依赖性,药物的生物利用度可随给药途径的改变而发生显著变化。

主要吸收机制

被动扩散:分子量 ≤ 3500Da 的小肽可通过被动扩散穿过细胞膜吸收。
淋巴吸收:分子量较大的多肽(5000–12000Da)因难以通过细胞间隙,主要依赖淋巴系统吸收和转运。
主动转运:小分子寡肽可通过体内的 PEPT1 和 PEPT2 转运体进行主动吸收。

多肽药物吸收.webp

不同给药途径的吸收特点

吸收迅速、避免肝脏首过效应、生物利用度相对较高
给药途径优势局限适用场景
静脉注射避免首过代谢,生物利用度 100%起效后代谢快速效、稳定剂型
皮下注射避开首过代谢,依从性好注射部位存在蛋白酶/肽酶,生物利用度一般<100%缓释、长效多肽
肌肉注射避开首过代谢注射部位存在蛋白酶降解疫苗、特殊制剂
口服给药操作方便、依从性好代谢稳定性差、肠上皮渗透性差,生物利用度极低当前仍为研发难点
鼻腔/吸入给药吸收迅速、避免肝脏首过效应、生物利用度相对较高给药装置要求高呼吸系统靶部位、需快速起效

静脉给药可避免肝脏和胃肠道酶的首过代谢,能直接将药物送入体循环,生物利用度通常较高,是多肽类药物常见的给药方式。

皮下注射和肌肉注射也能避开首过代谢,通过毛细血管和淋巴管吸收进入体循环,但皮下和肌肉注射部位的细胞间隙中存在蛋白酶和肽酶,可能导致多肽药物降解,因此生物利用度一般低于 100%。

口服给药虽操作方便、依从性好,但多肽类药物因代谢稳定性差和肠上皮细胞渗透性差,导致口服生物利用度极低。因此,口服多肽类药物的开发仍是难点,目前主要通过结构优化、SNEDDS 技术、促渗剂、肠溶技术等手段尝试解决。

鼻腔和吸入给药具有吸收迅速、起效快、避免肝脏首过效应、生物利用度相对较高、可直接到达呼吸系统靶部位等优点,尤其适用于需要快速起效或针对呼吸系统的多肽药物。

02 分布

多肽通常亲脂性较弱,难以通过被动扩散穿透细胞膜,因此其表观分布容积一般较小,主要分布在细胞外液,难以广泛分布到细胞内组织。

受体介导的内吞:多肽药物常通过受体介导的内吞作用进入细胞,例如与近端小管中表达的 megalin 或 cubilin 等受体结合,随后被内体摄取,这是多肽进入细胞的常见途径。
白蛋白结合:部分多肽可与血清白蛋白(HSA)发生较强结合,降低游离率,提升体内稳定性和半衰期。
穿膜肽载体:穿膜肽是一类特殊多肽,其穿膜能力不依赖经典胞吞作用,可通过直接穿过细胞膜或利用内吞后内体逃逸等机制进入细胞,还可与其他药物偶联,帮助渗透性较差的大分子进入细胞,起到药物载体转运作用。

多肽药物分布.webp

03 代谢

蛋白酶降解:酰胺键在体内非常不稳定,容易被蛋白酶降解。产生的氨基酸及小肽大多会进入内源氨基酸库,用于内源性物质的合成。根据蛋白酶降解的位点,可分为内肽酶和外肽酶。多肽和蛋白质的水解通常起始于内肽酶,它作用于蛋白质的中间部分,酶解产生的短肽可进一步被外肽酶水解。为提高多肽类药物的稳定性,可对多肽的酶切位点进行合理的修饰,使其可被蛋白酶解的位点达到最小化。
靶点介导的代谢:多肽因活性较好,在体内与很多生物学靶点都有较强的结合,因此靶点介导的药物消除也是多肽清除的一个主要方向。
   CYP 酶代谢:CYP 酶是介导小分子代谢最主要的代谢酶之一,多肽通常不被 CYP 酶代谢,但如果多肽做成前药或带有修饰成分,则有可能被 CYP 酶代谢。

多肽药物代谢.webp

04 排泄

除蛋白酶或肽酶降解外,多肽还存在内吞消除、靶点介导和肾小球过滤的消除,且一般认为以酶解消除和肾小球过滤为主。

肾小球过滤:多肽分子因含较多极性基团,易通过肾小球滤过膜,通常小于 50kDa 的多肽可通过肾脏清除,且分子量越小,肾脏清除率越大。
大分子多肽的清除:较大的多肽经肾小球滤过后,可通过胞吞进入肾小管上皮细胞,在溶酶体中降解为小肽碎片和氨基酸。
小分子多肽的再吸收:经肾小球滤过的小分子多肽,被近端肾小管管腔内的刷状边缘膜中的外肽酶水解成氨基酸,再经特异性氨基酸转运体重新吸收进入体循环;或先断裂成小肽,再转运至近曲小管上皮细胞内水解。

多肽药物排泄.webp

不同给药途径多肽新药制剂的早期开发重点

按剂型维度梳理各给药途径在早期阶段的开发侧重点,以及开展制剂研究的意义。

剂型早期开发侧重点早期阶段进行制剂研究的意义
多肽注射剂型

静脉注射:速效稳定(防吸附降解,用缓冲/冻干/稳定剂等)
皮下/肌注:增溶缓释(PEG 化/脂肪酸/微球/凝胶/Fc 融合等)
添加多元醇、糖类、氨基酸等添加剂或某些特殊盐类可提高多肽稳定性
防聚集:表面活性剂(防吸附/聚集/沉淀)

对难溶性多肽的增溶研究
不稳定特性导致的杂质增加,对毒理学的意义
渗透压、不溶性微粒等对动物给药制剂安全性的影响
纳米制剂或特殊给药剂型对药代动力学的改变,对药效和安全性的影响

多肽口服剂型

多肽口服给药有利于提高患者依从性
易被降解,更难以实现口服给药
研究多集中在提高多肽药物穿过生理屏障和抗蛋白质降解的能力上

肽不稳定特性导致的杂质增加,对毒理学的意义
制剂处方和工艺开发对溶解度和渗透性的改善,对分子筛选的意义
制剂开发对分子生物利用度以及对体内药代的影响

多肽吸入剂型

需对肺部给药的多肽进一步优化
干粉吸入剂(如胰岛素 Afrezza,有较强的脂溶性,粒径和可分散性对药代动力学的影响)
雾化液(需考虑可溶解性、稳定性,需优化肽的耐剪切性)

干粉吸入粒径对吸入量和分布的影响
脂溶性多肽可能带来半衰期延长
溶液剂型对溶解度和渗透性的改善,对分子筛选的意义
雾化器方式、雾化器、吸入装置等对生物利用度及对体内药代的影响

多肽外用剂型

局部作用:作用于皮肤表面
经皮给药:作用于真皮层,需增溶或促渗作用
微针阵列、离子导入等特殊促进药物吸收方式
稳定性较小分子差,需尽早考虑化合物在制剂中的稳定方式

物质增加对毒理和临床的影响
溶解度对皮肤渗透的影响
促渗剂对皮肤渗透性的影响
IVPT、IVRT 等筛选对分子筛选的意义
评估原辅料对皮肤局部刺激性和过敏性的意义
制剂处方对药效和毒理学的影响

案例分享

司美格鲁肽注射液全套临床前研究

项目背景
美迪西为质肽生物的司美格鲁肽注射液提供临床前研究服务,该项目属于代谢性疾病领域的多肽药物开发。

服务内容
美迪西为其提供了全套临床前研究服务,涵盖药效、药代、安评等模块。

解决方案
美迪西凭借在代谢性疾病领域积累的丰富经验和有效的动物模型,为其制订了一系列严谨的试验方案,并协调排期无缝对接一站式研发服务。

项目成果
严格、系统的临床前研究证实ZT002分子与目前临床治疗用GLP1有相同疗效,但2-3倍长的半衰期,有希望成为全球第一个每月仅给药一次的GLP1受体激动剂。这对糖尿病等慢性病患者具有里程碑意义,它将极大地改善病人治疗负担,显著提高患者的依从性,从而达到更好的治疗效果。

资质与合规

美迪西的药代动力学实验室已经通过NMPA的GLP认证,实验研究遵循ICH、NMPA和FDA的指导原则,可以根据客户需求设计并开展体内、体外药代动力学试验,为客户提供一整套药代动力学评价和优化服务。美迪西药代动力学服务高质量的数据、高效率的实验周期,满足客户从早期药物发现到新药申报的需求,受到国内外众多客户的好评。

GLP

NMPA GLP 认证

中国国家药品监督管理局良好实验室规范

AAALAC

AAALAC 国际认证

实验动物管理质量标准获得国际认可

ICH

遵循 ICH / NMPA / FDA 指导原则

研究设计与数据合规可追溯

CN/US

支持中美双报

满足国际申报要求

常见问题

多肽药物与蛋白质药物、小分子药物的关键区别是什么?

多肽药物分子量介于小分子和蛋白质之间(一般小于 10kDa,长度小于 100 个氨基酸),兼具小分子药物的高靶点亲和力、高特异性和低副作用,以及大分子药物的低免疫原性、低生产成本和良好的组织渗透性。

为什么多肽药物的口服生物利用度极低?

多肽药物口服给药时面临两大主要障碍:一是胃肠道中存在大量蛋白酶和肽酶,导致多肽被降解;二是多肽分子难以透过肠上皮细胞,膜通透性差。因此,口服多肽的开发目前主要依靠结构优化、SNEDDS 技术、促渗剂、肠溶技术等手段。

多肽药物的主要消除途径有哪些?

主要包括:① 蛋白酶或肽酶的酶解消除;② 肾小球过滤(一般小于 50kDa 的多肽可通过肾脏清除);③ 靶点介导的药物消除(TMDD);④ 内吞消除。通常以酶解消除和肾小球过滤为主。

什么是靶点介导的药物消除(TMDD)?

TMDD(Target-Mediated Drug Disposition)指多肽药物因其与体内靶点的高亲和力结合而发生的消除过程。由于多肽活性较强,在体内与很多生物学靶点都有较强结合,因此 TMDD 成为多肽清除的主要方向之一,与传统小分子的 CYP 酶代谢途径形成鲜明对比。

为什么药代动力学研究在多肽药物研发中至关重要?

药代动力学研究能够帮助:① 指导多肽药物的结构优化;② 评估合适的给药途径;③ 确定代谢相关种属;④ 为临床起始剂量选择提供依据;⑤ 支持 IND 申报。它贯穿从早期发现到临床前评价的全链条。

什么是 PBPK 模型?它在多肽药物研发中有什么作用?

PBPK(Physiologically-Based Pharmacokinetic)模型是基于机体生理学、药物特性和制剂参数构建的药代动力学建模方法。在多肽药物研发中,PBPK 模型可利用临床前数据预测人体 PK 参数,为临床起始剂量选择提供依据,是从动物数据外推到人体的有力工具。

多肽药物的药代动力学研究贯穿药物发现、临床前评价到临床开发的全链条,是决定多肽药物能否成功上市的关键环节之一。借助专业的 DMPK 平台、AI-ADMET 预测与 PBPK 建模,结合注射、口服、吸入、外用等多种给药途径的早期制剂开发,可以系统解决多肽药物在体内稳定性、膜通透性等方面的核心挑战。

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