生長(zhǎng)激素基礎(chǔ)知識(shí)上海課件

生長(zhǎng)激素基礎(chǔ)知識(shí)2010-6醫(yī)學(xué)部主要內(nèi)容生長(zhǎng)激素的概述生長(zhǎng)激素的生物學(xué)特性生長(zhǎng)激素結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)激素分泌調(diào)節(jié)生長(zhǎng)激素的分泌特點(diǎn)生長(zhǎng)激素分泌的影響因素生長(zhǎng)激素分泌的調(diào)節(jié)生長(zhǎng)激素的生理作用、作用機(jī)制一、生長(zhǎng)激素概述生長(zhǎng)激素的生物學(xué)特性生長(zhǎng)激素結(jié)構(gòu)GH生物學(xué)特性人生長(zhǎng)激素（hGH）：垂體前葉（腺垂體）嗜酸細(xì)胞分泌的、由191個(gè)AA組成的非糖化多肽。腺垂體中含量最多的激素,約占腺垂體激素的50%。人類(lèi)GH基因簇是一組多基因家族hGH基因（hGH-1和hGH-2）hGH-1為正常的hGH基因，主要在垂體的生長(zhǎng)激素細(xì)胞中表達(dá)；

hGH-2是一個(gè)變異基因，幾乎只在胎盤(pán)中表達(dá)；病理情況下，hGH-2基因可在垂體瘤組織中表達(dá)。絨毛膜促生長(zhǎng)泌乳素基因（hCS-A、hCS-B和hCS-C）GH生物學(xué)特性垂體和循環(huán)中hGH的分子是非均一的，包括單體、單體聚合體、分子片段和單體與其它蛋白的復(fù)合物。hGH的分子量20KD：約占垂體和循環(huán)中hGH的5～10％，對(duì)糖代謝影響較小，對(duì)促生長(zhǎng)、IGF生成和生乳作用于22KD的單體相似，但與hGH受體親和力較弱。22KD：是主要的hGH單體的分子形式，約占垂體內(nèi)hGH的70～75％，也是循環(huán)中主要的hGH（約占43％左右）。25KD：hGH-2基因的翻譯產(chǎn)物，可發(fā)生糖基化，故分子量增加。GH的一級(jí)結(jié)構(gòu)二硫鍵GH的天然構(gòu)象第一張hGH晶體衍射照片SCIENCE，1992；255：306-312二、GH分泌調(diào)節(jié)生長(zhǎng)激素的分泌特點(diǎn)生長(zhǎng)激素分泌的影響因素生長(zhǎng)激素分泌的調(diào)節(jié)GH的分泌特點(diǎn)脈沖式分泌GH以脈沖形式分泌，晝夜波動(dòng)大，在分泌低峰時(shí),血循環(huán)中難測(cè)到。一般GH分泌頻率夜間比白天多，青春期前和青春期24h內(nèi)約有6~8次脈沖數(shù),約每3～4小時(shí)1次。青春發(fā)育中期分泌脈沖幅度最大，分泌量最多。24h內(nèi)脈沖數(shù)和振幅與年齡相關(guān)。晝夜節(jié)律正常人入睡后1小時(shí)（45~90min）左右分泌達(dá)高峰，分泌量是1天總量的一半以上。如睡眠時(shí)間變化，GH峰值出現(xiàn)時(shí)間也相應(yīng)變化。重點(diǎn)間隔3~4小時(shí)*，約6~8個(gè)脈沖/日，夜間最高生理情況下GH的分泌模式

各年齡階段垂體GH的分泌青春前期青春期成人早中后年齡（歲）9.0±0.311.5±0.214.4±0.216.4±0.423.0±0.624hGH濃度(ug/L)6.7±1.04.7±0.713.8±2.44.4±0.93.9±0.5GH脈沖強(qiáng)度(ug/L)14.4±1.312.8±1.322.4±2.814.7±3.910.3±1.3GH脈沖數(shù)(24h)8.8±0.77.0±0.57.8±0.66.6±0.66.1±0.5GH分泌(ug?kg-1?24h-1)2920601917GH分泌的影響因素重點(diǎn)調(diào)節(jié)GH分泌的體內(nèi)外因素及藥物興奮抑制生理睡眠、運(yùn)動(dòng)、物理應(yīng)激心理應(yīng)激血氨基酸升高、低血糖血糖升高、脂肪酸升高藥理胰島素（誘導(dǎo)低血糖）糖皮質(zhì)激素ACTH、MSH、E2血管緊張素5-羥色胺拮抗劑胃腸及下丘腦激素多巴胺拮抗劑（吩噻嗪）r-氨基丁酸拮抗劑β-腎上腺素能促效劑（異丙腎）5-羥色胺、多巴胺促效劑α-腎上腺素能拮抗劑（酚妥拉明）β-腎上腺素能拮抗劑膽堿能拮抗劑（丙咪嗪）α-腎上腺素能促效劑（可樂(lè)寧）病理饑餓、蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)缺乏甲狀腺功能減退肥胖GH分泌的調(diào)節(jié)高級(jí)神經(jīng)中樞下丘腦垂體前葉GHGHRH(+)SRIF(-)IGFs(亦稱(chēng)生長(zhǎng)介素)直接作用三、GH的生理作用、作用機(jī)制生理作用：促進(jìn)生長(zhǎng)，調(diào)節(jié)骨代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝其他作用作用機(jī)制生長(zhǎng)激素受體（GHR）和生長(zhǎng)激素結(jié)合蛋白（GHBP）胰島素樣生長(zhǎng)因子（IGFs）GH生理作用（一）促進(jìn)生長(zhǎng)，調(diào)節(jié)骨代謝刺激骨骺端軟骨細(xì)胞分化、增殖，從而促進(jìn)骨生長(zhǎng)，使骨長(zhǎng)度增加?？芍苯哟碳こ晒羌?xì)胞代謝，并對(duì)維持骨礦物質(zhì)含量、骨密度起重要作用。協(xié)同性激素及促鈣化激素共同干預(yù)骨的重塑。重點(diǎn)GH生理作用（二）調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，糾正負(fù)氮平衡。調(diào)節(jié)脂代謝，降低機(jī)體脂肪儲(chǔ)備，增加血清脂肪酸含量，降低血清膽固醇和低密度脂蛋白水平?？山档图?xì)胞對(duì)胰島素的敏感性，減少外周組織對(duì)葡萄糖利用，使血糖升高。對(duì)水、礦物質(zhì)代謝有重要作用。可使細(xì)胞內(nèi)鉀鹽、磷酸鹽潴留，還可促進(jìn)腎小管鈉回吸收，引起水、鈉潴留。重點(diǎn)GH生理作用（三）重點(diǎn)GH的作用機(jī)制（一）生長(zhǎng)激素受體（GHR）和生長(zhǎng)激素結(jié)合蛋白（GHBP）GHR是由620個(gè)AA組成的跨膜糖蛋白，包括胞外域、跨膜域和胞內(nèi)域。2個(gè)GHR形成同源二聚體，分別與1個(gè)GH分子上的2個(gè)不同位點(diǎn)結(jié)合，結(jié)合后受體的胞內(nèi)部分與細(xì)胞質(zhì)中JAK酪氨酸家族結(jié)合，使受體羧基端酪氨酸磷酸化，從而傳遞信號(hào)，發(fā)揮生物效應(yīng)。GHBP是膜受體的片段，可與GHR競(jìng)爭(zhēng)與GH結(jié)合，所以GHBP可抑制過(guò)高的GH結(jié)合到組織受體上。重點(diǎn)JAK2JAK2PPGH細(xì)胞膜GH受體GH的作用機(jī)制（二）垂體肝臟局部直接作用，不依賴(lài)IGF-I線(xiàn)性生長(zhǎng)

細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)通路三聚體（循環(huán)）重點(diǎn)總結(jié)生長(zhǎng)激素的分泌特點(diǎn)生長(zhǎng)激素分泌的影響因素生長(zhǎng)激素分泌的調(diào)節(jié)生長(zhǎng)激素的生理作用、作用機(jī)制藥用GH發(fā)展史1993-,E.Coli分泌型表達(dá)技術(shù)和蛋白質(zhì)水相穩(wěn)定技術(shù)相結(jié)合1987-,E.Coli和小鼠C127細(xì)胞分泌型表達(dá)技術(shù)1985-2004,E.Coli包涵體技術(shù)1958-1985,人垂體中提取人垂體源性GH(somatotropin)192AA-rhGH(somatrem)191AA-rhGH(somatropin，粉劑)191AA-rhGH(somatropin，水劑)1999-,PLGA微球緩釋技術(shù)的應(yīng)用長(zhǎng)效rhGH粉劑長(zhǎng)效rhGH水劑2007-,PEG化學(xué)修飾等長(zhǎng)效技術(shù)的應(yīng)用人垂體源性hGH(somatotropin)1958年，Raben首次從人垂體中成功提取hGH，Kabi公司進(jìn)行商業(yè)性銷(xiāo)售缺點(diǎn):﹡因來(lái)源受限，產(chǎn)量稀少﹡因含人類(lèi)多種分子量的GH（主要是22kDa，20kDa，也有少量5KD），22kDa占垂體hGH的70~75%，20kDa占5~10%（其與受體親和力較弱），所以產(chǎn)品中22kDa的GH含量并非100%，相對(duì)純度較低1*易受hGH供體病毒污染因不斷報(bào)道因使用hGH罹患Creutzfeldt-Jakobdisease，于1985年被禁止使用顏純、王慕逖小兒內(nèi)分泌學(xué).2006,92.192個(gè)氨基酸rhGH（somatrem）

KaplanSL,etal.TheLancet.1986:697-700TakanoK,etal.ActaPaediatrScandSuppl,1986,325:19-24.GuyMassa,etal.ClinicalEndocrinology(1993)38,137-142191個(gè)氨基酸rhGH粉劑(somatropin)國(guó)際上主要Somatropin粉劑品牌商品名上市時(shí)間制藥公司E.Coli表達(dá)Humatrope03/08/1987EliLillyNutropin11/13/1993GenentechGenotropin08/24/1995Pfizer賽增1998年8月*金賽Norditropin06/20/2000NovoNordisk小鼠C127Saizen10/08/1996Serono*SFDA批準(zhǔn)時(shí)間，其余均為FDA批準(zhǔn)時(shí)間1995年開(kāi)始問(wèn)世目前國(guó)際上共有3種水針劑產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)：避免了冷凍、干燥、再溶解過(guò)程，保持了蛋白質(zhì)的天然空間構(gòu)象直接使用，勿需再溶解，而且避免污染生長(zhǎng)激素水針劑（Somatropin水劑）產(chǎn)品名上市時(shí)間制藥公司NutropinAQ12/29/1995GenentechNorditropinNordiflex06/20/2000NovoNordisk賽增水劑2005*金賽*SFDA批準(zhǔn)時(shí)間，余均為美國(guó)FDA批準(zhǔn)上時(shí)間長(zhǎng)效緩釋粉劑（NutropinDepot）SilvermanBL,etal.JPediatrEndocrinolMetab2002,15Suppl2:715-722.長(zhǎng)效生長(zhǎng)激素水劑：金賽增（2010年上市）國(guó)際領(lǐng)先（諾和公司PEG-GH尚在一期臨床）通過(guò)化學(xué)偶聯(lián)方法使聚乙二醇分子與蛋白質(zhì)分子偶聯(lián)，通過(guò)分子量的加大使半衰期延長(zhǎng)PEG化學(xué)修飾能夠保護(hù)被修飾蛋白的生物學(xué)活性，降低免疫原性1不易聚合產(chǎn)生高分子蛋白保護(hù)rhGH分子免于被脫氨、氧化產(chǎn)生相關(guān)蛋白PEG-rhGH活性更高：約7IU/mg2PEG-rhGH抗體產(chǎn)生率更低：0%**來(lái)自金賽藥業(yè)PEG-rhGHII期和III期臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)1WebsterR,etal.DrugMetabDispos2007,35:9-162李湛軍.中國(guó)臨床藥理學(xué)和治療學(xué)2005,10:1270-1274.眾多生物制劑顯示：

粉劑向水劑的發(fā)展是國(guó)際趨勢(shì)干擾素：1996年全球上市重組干擾素α-2a