01
糖尿病与肥胖症
糖尿病和肥胖症是慢性疾病，在世界范围内导致大量发病率和高死亡率，尤其是在发达国家。它们被认为是21世纪的双胞胎流行病。这两种疾病都不是一个简单的问题；相反，两者都是复杂的健康问题，结合了遗传、表观遗传和生活方式因素，包括社会经济和环境影响。世界卫生组织（World Health Organization, WHO）对成人做出的肥胖定义是可损害健康的异常或过量脂肪堆积。身体质量指数（BMI）是身高体重的简便指数，其定义为按公斤计算的体重除以按米计算的身高的平方，BMI等于或大于30为肥胖。应该强调的是，肥胖与其他严重疾病的风险增加有关，如糖尿病、高血压、心血管疾病、癌症、哮喘、高胆固醇血症等。迄今为止，与肥胖的斗争一直是最大的挑战之一。到目前为止，治疗仅基于均衡的饮食和定期的体育锻炼【1】。
图1.GLP-1在葡萄糖代谢中的作用。
02
促胰岛素肽
GLP-1和GIP是肽类激素，利用肠道中称为肠内分泌细胞来响应营养物质的消耗，它们在餐后代谢中具有重要功能。随着葡萄糖平衡的确定，它们最有利的条件，肠促胰岛素效应，开始改善葡萄糖刺激的胰腺胰岛素释放。GIP被认为是导致这种作用的必需肠促胰岛素激素，尽管当它们一起给药时，它们表现出协同作用。
03
替尔泊肽
2016年初，礼来公司（美国印第安纳州印第安纳波利斯）首次应用了一种使用tirzepatide控制血糖的方法。2022年5月14日，礼来公司获得了美国FDA对备受期待的抗糖尿病药物Mounjaro（tirzepatide）的批准，又于2023年11月在美国获得减肥批准。Tirzepatide是一种合成产生的肽分子，作为受体激动剂作用于GIP和GLP-1受体。由于这种独特的双重活性特性，它也被称为“双侧丘脑”。每周皮下给药1次就足够了，因为它的半衰期约为5日。
图2.tirzepatide的结构特征，氨基酸由字母代码表示
替尔泊肽是一种合成的线性肽分子，在39个氨基酸中，37个是天然存在的（或编码的），两个是非天然存在的，位于位置2和13的非编码氨基异丁酸残基，为了获得双重活性，替尔泊肽构建主要来自GLP-1、GIP、艾塞那肽和司美格鲁肽，少数残基是独特的。更具体地说，该结构基于天然GIP序列，包括C20脂肪酸二酸片段（二十碳二酸），通过亲水性连接物(γ-Glu-2xAdo，γ谷氨酸和双氨基二氧基乙酰)连接到C20位置的赖氨酸残基。tizepatide肽序列的2位和13位含有两个非编码氨基酸残基(Aib， α-氨基异丁酸)，这是tizepatide半衰期长和与白蛋白亲和力高的原因，肽的c端被修饰(图2)。替西帕肽分子式为C225H348N48O68，分子量为4813.45。Tirzepatide是第一种作为人类GLP-1和GIP两种主要肠促胰素双重激动剂的药物，是一种有前景的治疗T2D和肥胖的药物，它具有显著的降糖功效。此外，它是首个在T2D患者的三期研究中显示出显著体重减轻的有效药物。
04
合成工艺
Eli Lilly展示了一种连续公斤级的GMP生产方法，该方法使用混合固相肽合成/液相肽合成（SPPS/LPPS）方法合成tirzepatide[2]。该策略还包括用于纯化中间体的纳滤和实时分析监测，从而开发了具有高纯度和产量的稳健合成工艺。考虑到SPPS和LPPS的优缺点，研究人员选择了纯度最高且易于分离的四个片段（图3）来合成tirzepatide。通过SPPS合成了这4个片段，并使用LPPS对这些片段进行了偶联【2】。
图3.用于使用SPPS/LPPS方法合成tirzepatide的片段
第一步：连接前两个片段2和3，分别代表氨基酸30-39和22-29。预先制备2和3在二甲基亚砜（DMSO）和乙腈（ACN）中的单独溶液、在ACN中的PyOxim和纯二异丙基乙胺，并在进入塞流式反应器（PFR）27之前流动在一起，进行在线混合以确保均匀性；
第二步：得到的氨基酸22-39（化合物6）接着与片段4偶联，得到氨基酸15-39（化合物7）；
第三步：得到的氨基酸15-39（化合物7）与片段5偶联得到Boc保护的替尔泊肽；
第四步：脱保护即可得到替尔泊肽【2】。
05
临床以及药代动力学
图4.tirzepatide在人体内的作用机制
在1期和2期临床试验中，Tirzepatide在降低HbA1c和减轻体重方面显示出一定的疗效。SURPASS-1至SURPASS-5人体临床试验通过与类似部分（如索马鲁肽和度拉糖肽）进行比较，取得了有利的结果。美国食品药品监督管理局（USFDA）已批准商品名为Mounjaro的tirzepatide，该药已成为治疗T2D和实现减肥的革命性药物。患者的依从性和剂量依从性也受到青睐，因为它具有每周一次剂量给药的优点。
全合成替尔泊肽粗品纯化方法开发
01
采用飞诺美工艺放大填料产品对合成粗品进行方法筛选：
流动相A：水（10mM乙酸铵）
流动相B：乙腈:水=80:20（10mM乙酸铵）
流速：1mL/min
波长：220nm
进样量：10µL（1.5mg/mL）
梯度：
Time
B%04030504060
对于此粗品，在乙酸铵条件下，Durashell C18（蓝色）的前后杂质分离一般，Gemini C8（黑色）对后杂质的分离好一些但保留稍弱，整体上Luna C18（粉色）对前后杂质分离更好且保留合适。
02
上样量测试
色谱柱：Luna C18(3) 10µm 100Å 10×250mm
流动相A：水（10mM乙酸铵）
流动相B：乙腈:水=80:20（10mM乙酸铵）
流速：5mL/min
波长：220nm；280nm
梯度：
Time
B%0435050
粗品检测图谱
60mg（0.5%上样量）制备谱图
120mg（1%上样量）制备谱图
03
纯度检测
主峰馏分检测谱图
Luna C18(3) (10µm,10×250mm)上样120mg，收集纯度97.43%，收率为58.9%；收集纯度93.28%，收率为73.44%。
04
稳定性考察
主峰馏分室温放置一天后检测图谱
乙腈乙酸铵体系制备替尔泊肽全合成粗品，未发现变质，且一步纯化即可得到比较高的纯度，适合放大工艺开发。
产品信息
Luna填料具备了先进的硅胶技术，该颗粒的球形度、表面光滑度和整体物理性质有着很高的一致性。
Luna(3)填料具备：
高比表面积
提高载样量
硅胶光滑度
柱床更稳定
更佳的粒径和孔径分布
带来卓越的性能
更佳的孔体积
带来更高的比表面积
精心优化的键合密度
实现出色的可重现性
我们通过孔隙度测定法来仔细控制孔径和孔体积，从而实现高色谱柱性能和载样量。通过严格控制孔径分布和总体孔体积来确保稳定的质量。
更低背压
更窄的粒径分布
新的Luna(3)填料的一大特点就是其粒径分布相比其它纯化填料更窄。
Luna(3)能够：
通过更加均匀一致的
颗粒带来更高的柱效
通过填装更加均匀的
柱床实现更高的性能
改善流体动力学
实现更低的背压
颗粒的粒径会影响重要的色谱柱特性，同时也是决定质量和性能的重要指标。填料颗粒的粒径和形态会影响填装后色谱柱柱床的均匀度和流速。像Luna(3)这样均一度和球形度更高的颗粒填装起来要比粒径不一的颗粒更加方便,而且最后得到的柱床也能具备更好的流动特性。
散装HPLC填料订购信息
非手性填料
参考文献：
1. Tirzepatide, a New Era of Dual-Targeted Treatment for Diabetes and Obesity: A Mini-Review.
Chavda, V.P.; Ajabiya, J.; Teli, D.; Bojarska, J.; Apostolopoulos, V.
Molecules 2022, 27, 4315
https://doi.org/10.3390/molecules27134315
2. Kilogram-Scale GMP Manufacture of Tirzepatide Using a Hybrid SPPS/LPPS Approach with Continuous Manufacturing
Michael O. Frederick, Raymond A. Boyse, Timothy M. Braden, Joel R. Calvin, Bradley M. Campbell, Shujauddin M. Changi, Stephanie R. Coffin, Carmel Condon, Olivia Gowran, Jennifer McClary Groh, Stephen R. Groskreutz, Zachary D. Harms, Ashley A. Humenik, Neil J. Kallman, Nicholas D. Klitzing, Michael E. Kopach, Juliana K. Kretsinger, Gordon R. Lambertus, Jeffrey T. Lampert, Laura M. Maguire, Humphrey A. Moynihan, Nessa S. Mullane, John D. Murphy, Marie E. O’Mahony, Rachel N. Richey, Kevin D. Seibert, Richard D. Spencer, Mark A. Strege, Nil Tandogan, Frank L. Torres Torres, Sergey V. Tsukanov, and Han Xia
Organic Process Research & Development 2021 25 (7), 1628-1636
DOI: 10.1021/acs.oprd.1c00108
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