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學習重點 辨別化學、物理與光不安定性；遺傳不安定性不是蛋白質製劑本身的特性。 掌握反應與胺基酸的配對：脫醯胺看 Asn、氧化看 Met/Cys、光解看 Trp、消旋看 Asp。 理解 D-胺基酸取代、環化、末端修飾與 PEG 化如何延長胜肽或蛋白質藥物的作用時間。 區分添加物用途：白蛋白減少容器吸附，methionine 清除過氧化物。 一般蛋白質製劑以約 4 ℃冷藏為考試重點；不宜口服的關鍵包括吸收差、怕酸、酵素降解快與物理不安定。 核心觀念 一、不安定性的分類 類型主要變化判斷關鍵 化學不安定性共價結構改變，如水解、脫醯胺、氧化、消旋及雙硫鍵還原或交換。胺基酸殘基或化學鍵發生變化。 物理不安定性變性、凝集、沉澱與表面吸附，通常不以共價結構改變為起點。構形、分子間作用或分散狀態改變。 光不安定性光照引發光解或光氧化，也可能進一步造成凝集。由光照啟動，可與化學、物理變化相互關聯。 溫度劇變造成變質，考試主要歸為物理不安定性，因為可能破壞高級結構，引起變性與凝集。但溫度也會影響化學反應速率，不能延伸成「溫度只影響物理安定性」。 Genetic instability涉及細胞或遺傳物質的變化，可出現在生產細胞株等情境，不是已製成的蛋白質藥物本身的不安定性。 二、化學降解與關鍵胺基酸 反應關鍵殘基考試重點 脫醯胺化（deamidation）Asn、Gln側鏈醯胺基發生變化；Asn 可生成 Asp 或 isoAsp，反應途徑與速率受 pH、序列及構形影響。 氧化（oxidation）Met、Cys 等含硫殘基容易氧化；Met 可形成 methionine sulfoxide，影響活性與安定性。 胜肽鍵水解胜肽主鏈酸鹼條件或蛋白酶可促進斷裂，造成片段化及活性降低。 消旋化（racemization）Asp在 Asp、Glu、Ser、Trp 的比較中選 Asp；可涉及環狀琥珀醯亞胺中間體，使立體組態改變。 雙硫鍵還原或交換Cys 所形成的雙硫鍵破壞原有連結或形成錯誤配對，改變蛋白質構形。 光降解（photodegradation）TrpTrp 的吲哚環具有紫外光吸收能力；在 Ala、Gly、His、Trp 的比較中，以 Trp 為答案。 鋅胰島素溶液在室溫下最容易發生的變化為脫醯胺化。判斷時應優先想到胰島素的 Asn 殘基，不能因為是蛋白質，就一律選凝集、沉澱或二聚化。 蛋白質或胜肽藥物作用時間短，可與胜肽鍵水解、含硫殘基氧化、雙硫鍵還原及體內清除有關。烯烴環氧化（olefin epoxidation）不是一般胜肽或蛋白質藥物的典型降解途徑。 三、結構修飾與半衰期延長 D-胺基酸取代可降低某些蛋白酶對序列的辨識或切割效率，增加抗酵素分解能力；效果取決於取代位置，不能說所有蛋白酶都完全無法作用於含 D-胺基酸的胜肽。 環化可限制構形並降低部分酵素的接近；末端修飾如 N 端封閉、C 端醯胺化或還原為醇，可減少外切酶作用。縮短序列時，仍須保留受體結合所需的核心結構。 Somatostatin 是含雙硫鍵環的十四胜肽，第 7～10 位的 Phe-Trp-Lys-Thr為重要活性序列，半衰期短於 3 分鐘。其類似物 octreotide透過縮短序列、引入 D-胺基酸及末端修飾，使半衰期延長至約100 分鐘。 Octreotide 的結構辨識重點為八胜肽、雙硫鍵環、N 端 D-Phe、環內 D-Trp，以及 C 端 threoninol（Thr-ol，蘇胺醇）。其序列可記為 D-Phe-Cys-Phe-D-Trp-Lys-Thr-Cys-Thr-ol，其中兩個 Cys 形成雙硫鍵。遇到結構圖，應綜合辨認這些特徵。 四、PEG 化與代表藥物 PEGylation 是將聚乙二醇接到藥物上，可增加水合體積、減少腎清除與蛋白酶接近，並可能藉由遮蔽表面而降低免疫辨識，延長作用時間。 一般蛋白質 PEG 化的常見位點是lysine 的 ε-胺基，也可利用 N 端胺基。若問一般主要鍵結的胺基酸，在 Lys、Cys、Asp、Gln 中選Lys；但特定位點的 PEG 化也能利用 Cys 的硫醇基，因此不能說 PEG 只能接 Lys。 藥物結構與辨識重點 Certolizumab pegolPEG 化的人源化抗 TNF-α Fab′ 片段；本單元辨認加入 PEG 以降低免疫反應的藥物時選它，其 PEG 接合利用片段上的硫醇基。 EtanerceptTNF 受體與 Fc 的融合蛋白。 Golimumab全人源抗 TNF-α 單株抗體。 Rituximab嵌合型抗 CD20 單株抗體。 上述比較中，certolizumab pegol是 PEG 化的代表。PEG 化可能降低免疫原性，但不代表完全不會產生抗藥物或抗 PEG 抗體。 五、添加物與儲存條件 白蛋白（albumin）：在 interferon 等製劑中，可先占據玻璃容器表面，減少低濃度主藥吸附造成的損失。考試問主要目的時，選減少玻璃管壁吸附。 Methionine（Met）：可作為過氧化物清除劑及犧牲性抗氧化劑，優先被氧化，降低主藥氧化及其引發的凝集。 冷藏：一般蛋白質製劑的適宜儲存條件以約4 ℃為重點。冷凍與反覆凍融可能因冰晶、局部濃縮及 pH 變動而損害安定性；實際產品仍依標示保存，並非所有蛋白質都禁止冷凍。 六、不適合一般口服給藥的原因 吸收差：分子大、極性高，難以穿過腸道上皮。 酸不安定：胃酸可能促進變性及部分胜肽鍵的水解。 酵素降解快：胃腸道蛋白酶與胜肽酶容易將藥物分解。 物理不安定：胃腸環境可能引起構形改變或凝集。 因此，slow enzymatic degradation（酵素降解緩慢）不是不宜口服的原因；正確方向是快速降解。 常考陷阱 「溫度劇變＝化學不安定」：典型判斷應選物理不安定，著重變性與凝集。 「遺傳不安定是蛋白質製劑特性」：混淆製劑與生產細胞株。 「光解選 His、消旋選 Glu」：本單元分別掌握 Trp 與 Asp。 「白蛋白主要用來稀釋或減少凝集」：interferon 製劑的指定重點是減少玻璃壁吸附。 「Met 只能被氧化，不能保護製劑」：作為添加物時，可犧牲自身以清除過氧化物。 「PEG 一律接 Cys」或「PEG 絕不接 Cys」：一般位點考 Lys；特定藥物可利用 Cys 硫醇基。 「越冷越安定」：一般儲存溫度選 4 ℃，不能任意改放冷凍庫。 「Octreotide 只要縮短序列即可」：須同時辨認 D-Phe、D-Trp、雙硫鍵環與末端 Thr-ol。 記憶口訣 「Asn 脫醯、Met 怕氧；Trp 怕光、Asp 易轉。」 「白蛋白防黏，Met 擋過氧；一般 PEG 找 Lys。」 「口服四關：吸收差、怕胃酸、酵素快、易變性。」 「八肽雙硫環，雙 D 加末醇。」：記 octreotide 的 D-Phe、D-Trp 與 Thr-ol。