切向流超滤技术解锁GLP-1药物制备新境界

2023年年底，Science期刊将GLP-1类药物评为年度十大科学突破（Science’s 2023 Breakthrough of the Year）之首，同时，Nature也将GLP-1研究先驱 Svetlana Mojsov 评为年度十大人物之一。在商业层面，GLP-1类药物也无愧年度明星，2023年，诺和诺德旗下王牌产品司美格鲁肽大卖211.57亿美元，排名全球第二，距离全球药王席位仅一步之遥。
在治疗2型糖尿病中，GLP-1类药物因其卓越的降糖效果，成为了糖尿病治疗的新宠。然而，GLP-1的快速降解特性在一定程度上限制了其作为药物的广泛使用。为了克服这一挑战，在GLP-1药物的下游工艺中，切向流过滤技术（TFF）扮演了至关重要的角色，它通过精密的过滤过程，有效延长了GLP-1类药物的稳定性和半衰期，从而为患者提供了更为安全和有效的治疗方案。
 

GLP-1全名胰高血糖素样肽-1，是一种由肠道细胞分泌的激素，它在餐后迅速释放，刺激胰岛β细胞分泌胰岛素，从而降低血糖。GLP-1的作用不仅限于此，它还能减缓胃排空速度，增加饱腹感，减少食物摄入，从而帮助控制体重。然而天然的GLP-1进入体内后并不稳定，很容易被快速分解，因此人们一直在研发改进，想要生产一种长效的GLP-1药物。

 

GLP-1药物是由多个氨基酸通过肽链链接成的多肽类药物，其生产制备是一个复杂的过程。分为生物发酵合成和化学合成两类。
生物发酵合成通过大肠杆菌或酵母发酵表达包涵体，然后经过一系列收菌、破菌、变复性、澄清等步骤。
化学合成法则通过固相或液相合成技术，将氨基酸逐个添加到生长中的肽链上。
无论哪种方法，最终都需要通过层析、超滤等工艺步骤来纯化和调整药物的浓度。
*科普小贴士：GLP-1受体激动剂是一类能够模拟GLP-1作用的药物，它们与GLP-1受体结合，发挥降糖作用。与天然GLP-1相比，这些激动剂具有更长的半衰期，能够更持久地控制血糖水平。
 

1、膜材质的选择
       在GLP-1的化学合成工艺以及后续的化学修饰中，通常会需要使用有机溶剂溶解反应物和产物，加速反应进程并促进产物的分离与纯化。常见的有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮和二甲基亚砜等。在这些溶剂中，纤维素材质展现出比聚醚砜更佳的兼容性，同时，纤维素对蛋白质的吸附性较低，这使得再生纤维素（RC）成为GLP-1超滤/透析（UF/DF）工艺中的首选过滤材质。
2、膜孔径的选择
  GLP-1目标多肽的分子量为3.4KD，在超滤过程中，选择截留分子量的标准通常是目标分子量的1/3至1/5。基于这一原则，我们推荐选用1-2KD截留分子量的膜来进行浓缩和缓冲液的置换，以确保多肽的完整性和活性。
3、下游工艺运用

从工艺流程可看出，UF/DF参与了GLP-1下游工艺的很多流程，不仅起着浓缩、缓冲液置换等功能，还有效减轻了后续层析工艺的压力，提高了整体生产效率和产品质量。
 
GLP-1药物和切向流过滤技术的结合，不仅提高了糖尿病治疗的效率，也为患者带来了更安全、更便捷的治疗选择。随着科技的不断进步，我们有理由相信，这一领域将不断涌现新的突破，为糖尿病患者带来更多的希望和光明。