人表皮生长因子
.10.12每日一药
人表皮生长因子(hEGF)是由53个氨基酸组成的小分子多肽,分子量约为道尔顿,等电点约为4.6,分子内有三对二硫键,因而对酸、碱、热等理化因素均较稳定
。hEGF具有广泛的生物学效应,能极强地促进各种表皮组织生长,在医学上己用于烧烫伤、溃疡、各类创伤以及角膜损伤等的治疗。EGF还能促进正常表皮细胞的新陈代谢,添加到美容护肤品中可以达到美白、抗皱、延缓衰老的作用。20世纪80年代前,hEGF的来源主要是通过组织和体液提取,由于hEGF的含量极微,造成提取成本高且产品纯度低,使hEGF的应用受到了限制。80年代以后,随着基因工程技术的发展,人们通过基因重组技术,利用大肠杆菌、酵母菌等生产hEGF获得了成功,为工业化生产基因重组人表皮生长因子打下了基础。
年,Cohen用羧甲基纤维素从小鼠颌下腺分离纯化神经生长因子(NGF)时,发现另一类促进新生小鼠出牙和睁眼的“Tooth-Factor”,后改名为EpidermalGrowthFactor(EGF)。随后,在人尿、大白鼠、猪等中均发现了各种各样的表皮生长因子hEGF、mEGF和g-PEGF。年,CarpenterG等报道了hEGF的氨基酸残基组成。同年,Gregory从人尿中发现了能抑制胃酸分泌的胃抑素(Urogastrone),其实与hEGF为同一物质。年,Cohen由于在hEGF的杰出贡献而荣获诺贝尔医学与生理学奖。不同来源的EGF的结构略有差异,一般同源性在70%左右。天然hEGF是人生长因子中的一种,是由53个氨基酸组成的相对分子质量为的小分子多肽。多肽链上N-端为天冬酰酸,C-端为精氨酸,等电点4.12,粒比体积cm3/g。hEGF分子具有较高稳定性,二硫键是hEGF生物活性所必须的结构。hEGF二级结构只有β-折叠,构成残基1-33的N-端结构域和34-53的C-端结构域。多肽链上几乎所有残基的芳香侧链都在分子表面成簇存在,形成疏水的袋。
在过去30年中,有关hEGF及hEGF受体(EGFR)的研究揭示了hEGF在控制正常细胞生长和伤口愈合中的分子机理。其作用机理是当hEGF与特异的跨细胞膜表面的EGFR结合后,刺激了EGFR复合物中的酪氨酸激酶的活性,通过EGFR复合物的自磷酸化作用,在细胞内形成快速的信息传递网络,激活蛋白酶和磷酸酯酶等的一系列生化反应,促进体内Ca2+、K+和糖等低分子物大量进入细胞内(主动运输),糖酵解量增大,RNA与蛋白质合成增多,作用一段时间后,EGFR复合物开始促进DNA合成,并由此趋向刺激内皮细胞、单核细胞等多种细胞分裂、增殖和分化,使之向创伤部位迁移,加速启动创伤组织再生、修复和胞外间质形成。另一方面,hEGF能增加其他内源性生长因子,促进羟脯氨酸合成,调节胶原酶和胶原的合成、分泌和沉淀,调节胶原降解,使胶原纤维以线性方式排列,增强创面抗张程度,减少疤痕形成,提高愈合质量。
研究表明,表皮内、中、外3个胚层的细胞均有EGFR存在。人的角质细胞、层细胞和纤维细胞等正常细胞均有特异性的EGFR。人的表皮成纤维细胞有4×个~10×个EGFR结合部位,这从理论上为人体皮肤细胞吸收hEGF提供依据。但这种作用具有别靶向性(即:靶细胞为上皮细胞、内皮细胞和成纤维细胞等)和实时性。
人的尿、血液、乳汁及胃液等中含内源hEGF大约为50ng/mL[10],且常与EGFR结合,因此从自然来源中提取hEGF相当困难,仅限用于理论研究。规模生产hEGF有2种途径:一是固相化学合成法,但因为hEGF中含3个二硫键和多种官能团的氨基酸的残基,所以合成产物纯度与产率不高,无法工业化生产。另一种方法是利用基因工程技术生产hEGF。基因重组hEGF的基本策略是首先从cDNA基因文库中探测并分离出hEGF目的基因;其次将目的基因克隆至如pETAC质粒上,构建强启动子下的含hEGF目的基因质粒;然后将质粒转化至基因工程菌中筛选、培养和表达hEGF,并分离纯化hEGF。产物hEGF主要存在3种表达形式:①是细胞内以融合蛋白形式表达,鉴于hEGF在胞内以包涵体形式存在,在分离中需破裂细胞,导致纯化困难,且产量低;②是在细胞周质中表达,主要是将大肠杆菌(E1coli)的碱性磷酸酶的信号肽与hEGF基因相连,最高表达水平为mg/L~mg/L;③是细胞外表达,主要利用细胞外膜蛋白信号肽基因优化、构建质粒,产物表达水平为0.25g/L~1.10g/L。胞外分泌型表达是最先进的且适于工业化的表达方式。
表皮生长因子(EGF重组人表皮生长因子)的三大难题是怎么突破的
中国科学院遗传研究所研究员汤懋竑教授历经无数次试验,用国际首创的“汤氏芽胞杆菌”对EGF重组人表皮生长因子进行完全表达,生产出结构和生物活性等方面与人体内源表皮生长因子高度一致的高活性(每瓶含00以上国际单位活性)、真空封存的EGF重组人表皮生长因子冻干粉。
这项高科技生物基因技术成果攻克了困扰科学界40多年的世界难关,实现了EGF重组人表皮生长因子的规模化生产,百胜斯成为世界上最大的EGF重组人表皮生长因子生产基地,其生产技术和规模超过了美国等发达国家,居世界首位。
这种规模化的提取极大的降低了生产成本,彻底解决了影响EGF重组人表皮生长因子推广的三大难题,使EGF重组人表皮生长因子这一荣获诺贝尔奖的成果开始真正走进普通老百姓,应用于大众美容。
烟台康达尔采用了冷冻干燥技术将EGF重组人表皮生长因子制备成冻干粉,配制相匹配的溶媒,有效的解决了EG重组表皮生长因子在常温下易失活的问题。与同类EGF重组人表皮生长因子产品比较,该产品最大的特点是:克服EGF重组人表皮生长因子常温保存不能超过七天的限制,可在常温下保存两年。[1]
EGF不仅具有促进皮肤和黏膜创伤的愈合、防治溃疡及消炎镇痛等方面的作用,而且能有效地促进和调节表皮细胞的生长与增殖。因此,EGF对保护和疗养皮肤、黏膜具有十分独特的功效。除了用于各种医疗药品(如:国家一类新药外用冻干鼠表皮生长因子,表皮生长因子滴眼液,外用冻干重组人表皮因子制剂等)外,EGF在护肤保健化妆品中也具有广泛的应用价值和市场前景。
比天然内源hEGF相对价廉的基因重组hEGF更适合用于护肤美容化妆品中。添加了hEGF(一般为1×10-6~1×10-4)的美容化妆品可促进皮肤新细胞的产生,同时增加其他内源性生长因子的含量,促进细胞分泌透明质酸和糖蛋白,合理调整皮肤结构,延缓皮肤衰老,减少皱纹,抑制粉刺和青春痘生长并具有增白等作用。研究还发现含hEGF美容化妆品能使受损皮肤快速修复,使皮肤青春光润,富有弹性。比如,含hEGF的保养护肤品———酵素洁面乳的配方为(w/%):氢化羊毛酯1.5,甘油6,金楼梅提取液6,柠檬酸0.01,增溶剂0.1,香精0.1,hEGF粉末0.,纯净水加至。
在重组的胞外分泌型高产量质粒表达hEGF技术的基础上,浙大生物工程所试开发了含重组hEGF的保养护肤化妆品和重组hEGF美容因子(冻干粉),经应用试验表明产品在消除细小皱纹、预防皮肤老化、保持皮肤润泽、柔软与富有弹性等方面具有显著效果。另外含hEGF的发用化妆品能刺激头皮血液循环,改善表皮供养源,防止头发干涩、枯黄与异常脱落。
经美国柏玫思生物科技研究所研究发现hEGF与肽类化合物和透明质酸等保湿因子具有优良的正协同作用,因此在配制含hEGF化妆品中应考虑添加天然肽和透明质酸,起到保护hEGF生物活性、提高hEGF透渗性和有利皮肤吸收hEGF的作用。研究也表明,hEGF的用量应控制合理范围,对表皮肿瘤及其引起的溃疡坏死患者禁用。
hEGF是发现的热、酸稳定性最高的生物活性多肽之一,hEGF半衰期较长。在我国美容化妆品市场快速增长的良好态势下,含hEGF美容化妆品具有广阔的市场潜量,由此引入生物美容的新观念与新时尚,引发美容化妆品行业的又一次革命。
hEGF基因已在各种异源表达系统中成功表达。大肠杆菌是异源蛋白质表达的优选生物之一,被认为是生产商业重组hEGF的最简单和最便宜的表达系统。然而,对于三个分子内二硫键,天然hEGF(没有额外的氨基酸残基)不可能正确折叠并且不易在原核表达系统中可溶性表达。
因此使用各种标签蛋白融合系统,例如6x组氨酸,硫氧还蛋白和谷胱甘肽-S-转移酶,已用于表达和纯化重组hEGF;然而,这些方法在可溶性表达,标签切割和纯化方面不具有高效性。对具有生物活性的hEGF在大肠杆菌中借助信号肽和几种真核系统如Saccharomycescerevisiae(酿酒酵母),Yarrowialipolytica(解脂耶氏酵母),和Hansenulapolymorpha(多形汉森酵母)的细胞外表达进行了研究,与细胞内表达相比,显著降低了hEGF的产量。
由于对hEGF的浓厚兴趣,研究人员对hEGF生物合成的研究从未停止过。为了解决上述问题,尤其是低效的可溶性表达,一些研究人员采用了一种有效的SUMO融合策略(该策略已广泛应用于靶蛋白的可溶性表达),以产生和纯化带His标签融合的hEGF。然而,SUMO和基于afnity标签的表达系统需要SUMO蛋白酶在蛋白纯化中切割SUMO标签。添加该蛋白酶不仅成本高,而且还需要额外的步骤以将蛋白酶与纯化的hEGF蛋白分离。
但有文献报道,天然hEGF通过蛋白质融合策略在大肠杆菌中表达为可溶形式,该方法可通过MTT测定鉴定重组hEGF的活性。在该研究中,hEGF基因与内含肽,SUMO和组氨酸亲和标签一起使用以在大肠杆菌中实现可溶性表达,然后进行有效的纯化和活性测定。将重组质粒hEGF-Mxe-SUMOHis10转化到BL21(DE3)中。在20mMDTT诱导的C末端内含肽切割后获得约29.4mg/L生物活性的hEGF。该新方法显著提高了大肠杆菌体内系统中可溶性部分中hEGF的表达水平,使其更易于纯化,并在还原系统中产生含有多个分子内二硫键和天然生物活性的重组hEGF。
上皮细胞、成纤维细胞和许多其他细胞类型均可产生EGF(1,2)。对更大(约,)分子量的跨膜前体进行蛋白水解可产生低分子量可溶性EGF(1,2)。EGF的可溶形式和膜形式都是活性的(2)。EGF会诱导肿瘤细胞等许多细胞类型的增殖、分化和存活(1,2,3)。EGF家族和Erb/HerEGF受体家族均有多个成员。EGF结合ErbB1/HER1,并诱导与其他Erb/Her成员发生同源二聚化或异源二聚化(1)。EGF结合通过MAPK、PI3K/Akt和STAT5通路传递信号(1)。EGF、EGF家族成员、EGF受体及其信号转导通路均与许多癌症相关,并且是治疗干预的靶标(1,2)。
洗胃
.10.12每日一术
洗胃是指将一定成分的液体灌入胃腔内,混和胃内容物后再抽出,如此反复多次。其目的是为了清除胃内未被吸收的毒物或清洁胃腔,临床上用以胃部手术、检查前准备。对于急性中毒如短时间内吞服有机磷、无机磷、生物碱、巴比妥类药物等,洗胃是一项重要的抢救措施。
洗胃术即洗胃法,是指将一定成分的液体灌入胃腔内,混和胃内容物后再抽出,如此反复多次。其目的是为了清除胃内未被吸收的毒物或清洁胃腔,为胃部手术、检查作准备。对于急性中毒如吞服有机磷、无机磷、生物碱、巴比要类药物等,洗胃是一项极其重要的抢救措施。洗胃术有催吐洗胃术、胃管洗胃术、剖腹胃造口洗胃术3种。这里重点介绍前两种洗胃方法。
-、催吐洗胃术
呕吐是人体排除胃内毒物的本能自卫反应。因催吐洗胃术简便易行,对于服毒物不久,且意识清醒的急性中毒患者(除外服腐蚀性毒物、石油制品及食道静脉曲张、上消化道出血等)是一种现场抢救有效的自救、互救措施。
(一)适应证
1、意识清醒、具有呕吐反射,且能合作配合的急性中毒者,应首先鼓励口服洗胃。
2、口服毒物时间不久,2h以内效果最好。
3、在现场自救无胃管时。
(二)禁忌证
1、意识障碍者。
2.抽搐、惊厥未控制之前。
3、病人不合作,拒绝饮水者。
4、服腐蚀性毒物及石油制品等急性中毒者。
5、合并有上消化道出血、主动脉瘤、食管静脉曲张等。
6、孕妇及老年人。
(三)方法
1、首先做好患者思想工作,具体说明要求和方法,以取得配合,有利于操作顺利进行。
2、患者取坐位,频繁口服大量洗胃液约~ml,至患者感胀饱为度。
3、随即取压舌板或竹筷子(均用纱布包裹)刺激患者咽后壁,即可引起反射性呕吐,排出洗胃液或胃内容物。如此反复多次,直至排出的洗胃液清晰无味为止。
(四)注意事项
1、催吐洗胃后,医院,酌情施行插胃管洗胃术。
2、催吐洗胃要当心误吸,因剧烈呕吐可能诱发急性上消化道出血。
3、要注意饮入量与吐出量大致相等。
二、胃管洗胃术
胃管洗胃术就是将胃管从鼻腔或口腔插入经食管到达胃内,先吸出毒物后注入洗胃液,并将胃内容物排出,以达到消除毒物的目的。口服毒物的患者有条件时应尽早插胃管洗胃,不要受时间限制。对服大量毒物在4~6h之内者,因排毒效果好且并发症较少,故应首选此种洗胃方法。有人主张即使服毒超过6h也要洗胃。
(—)适应证
1、催吐洗胃法无效或有意识障碍、不合作者。
2、需留取胃液标本送毒物分析者应首选胃管洗胃术。
3、凡口服毒物中毒、无禁忌证者均应采用胃管洗胃术。
(二)禁忌证
1、强酸、强碱及其他对消化道有明显腐蚀作用的毒物中毒。
2、伴有上消化道出血、食管静脉曲张、主动脉瘤、严重心脏疾病等患者。
3、中毒诱发惊厥未控制者。
4、乙醇中毒,因呕吐反射亢进,插胃管时容易发生误吸,所以慎用胃管洗胃术。
(三)方法
1、器械准备
治疗盘内各有漏斗形洗胃管、镊子、石蜡油、纱布、弯盘、棉签、压舌板、开口器、1%麻黄碱滴鼻液、听诊器等,量杯内盛有洗胃液。
2、病人取坐位或半坐位,中毒较重者取左侧卧位。胸前垫以防水布,有活动假牙应取下,盛水桶放于患者头部床下,弯盘放于病人的口角处。
3、将消毒的胃管前端涂石蜡油后左手用纱布捏着胃管,右手用纱布裹住胃管5~6cm处,自鼻腔或口腔缓缓插入。当胃管插入10~15cm(咽喉部)时,嘱病人做吞咽动作,轻轻将胃管推进。如患者呈昏迷状态,则应轻轻拾起其头部,使咽喉部弧度增大,轻快地把胃管插入。当插到45cm左右时,胃管进入胃内(插入长度以45~55cm为宜,约前额发际到剑突的距离)。
4、有意识障碍,则可用开口器撑开上下牙列,徐徐地送入胃管,切不可勉强用力。
5、在插入胃管过程中如遇病人剧烈呛咳、呼吸困难、面色发钳,应立即拔出胃管,休息片刻后再插,避免误入气管。
6、为证实胃管已进入胃内,可采用一边用注射器快速将空气注入胃管,一边用听诊器在胃部听到气泡响声,即可确定胃管已在胃腔内。
7、洗胃时,先将漏斗放置低于胃的位置,挤压橡皮球,抽尽胃内容物,必要时取标本送验。
8、再举漏斗高过头部30~50cm,每次将洗胃液慢慢倒入漏斗约~ml.当漏斗内尚余少量洗胃液时,迅速将漏斗降至低于胃的部位,并倒置于盛水桶,利用虹吸作用排出胃内灌洗液。若引流不畅时,再挤压橡皮球吸引,并再次高举漏斗注入溶液。这样反复灌洗,直至洗出液澄清无味为止。
9、洗胃完毕,可根据病情从胃管内注入解毒剂、活性炭、导泻药等,然后反折胃管后迅速拔出,以防管内液体误入气管。
注洗器或注射器洗胃法
用注洗器或注射器接胃管吸尽胃内容物后,注入洗胃液约ml~ml,再抽出弃去,反复冲洗,直至洗净为止。
自动洗胃机洗胃法
将配好的洗胃液置清洁溶液桶(瓶)内。将洗胃机上的药液管一端放入溶液桶内液面以下,出水管的一端放入污水桶(瓶)内,胃管的一端和患者洗胃管相连接。调节好液量大小,接通电源后按“开始”键,机器开始对胃进行自动冲洗。待冲洗干净后,按“停机”键。
注意事项
用自动洗胃机洗胃,使用前必须接妥地线,以防触电,并检查机器各管道衔接是否正确,接牢,运转是否正常。打开控制台上的按钮向胃内注入洗胃液的同时观察正压表(一般压力不超过40kPa),并观察洗胃液的出入量。使用前洗胃机须空载运转一次,如有水流不畅,进、出液量相差较大,可按均衡键进行调整;用毕及时清洗。
三、剖腹胃造口洗胃术
用于急性口服中毒、凡插管洗胃确有困难的危重病例。
方法:病人取仰卧位,常规消毒铺巾,局部麻醉,取上腹部纵行切口7-8㎝进入腹腔,胃前壁先作一荷包缝合,切开胃壁,插
入吸引导管,先吸尽胃内容物,反复灌洗。术后将导管保留,以便必要时再次灌洗,还可由此注入解毒剂或营养物质。
(四)常用的洗胃液
洗胃液的温度一般为35~38℃,温度过高可使血管扩张,加速血液循环,而促使毒物吸收。用量一般为2~0ml.
1、温水或者生理盐水
对毒物性质不明的急性中毒者,应抽出胃内容物送检验,洗胃液选用温开水或生理盐水,待毒物性质确定后,再采用对抗剂洗胃。[医学教育网搜集整理]
2、碳酸氢钠溶液
一般用2%~4%的溶液洗胃,常用于有机磷农药中毒,能度其分解失去毒性。但敌百虫中毒时禁用,因敌百虫在碱性环境中能变成毒性更强的敌敌畏。砷(砒霜)中毒也可用碳酸氢钠溶液洗胃。
3、高锰酸钾溶液
为强氧化剂,一般用1:2~1:5的浓度,常用于急性巴比妥类药物、阿托品及毒蕈中毒的洗胃液。但有机磷农药对硫磷()中毒时,不宜用高锰酸钾,因能使其氧化成毒性更强的对氧磷()。
4、茶叶水含有丰富鞣酸,具有沉淀重金属及生物碱等毒物的作用,且来源容易。
(五)注意事项
1、洗胃多是在危急情况下的急救措施,急救人员必须迅速、准确、轻柔、敏捷的操作来完成洗胃的全过程,以尽最大努力来抢救病人生命。
2、在洗胃过程中应随时观察病人生命体征的变化,如病人感觉腹痛、流出血性灌洗液或出现休克现象,应立即停止洗胃。
3、要注意每次灌入量与吸出量的基本平衡。每次灌入量不宜超过m1.灌入量过多可引起急性胃扩张,使胃内压上升,增加毒物吸收。
4、凡呼吸停止、心脏停搏者,应先作CPR,再行洗胃术。洗胃前应检查生命体征,如有缺氧或呼吸道分泌物过多,应先吸取痰液、保持呼吸道通畅,再行胃管洗胃术。
5、口服毒物时间过长(超过6h以上者),可酌情采用血液透析治疗。
1.洗胃术多用于急性中毒,要求吐出一个“快”字,因为延误时间则毒物吸收增多,会危机生命,因此要争取时间,分秒必争,迅速准备物品,立即实施洗胃术。
2.洗胃时间掌握总的原则为愈早愈好,尽快实施。一般原则服毒后4~6个小时内洗胃最有效。但有些患者就诊时已超过6小时,仍可考虑洗胃,以下因素可使毒物较长时间留在胃内:①患者胃肠功能差,使毒物滞留胃内时间长;②毒物吸收后的再吸收;③毒物进入胃内较多;④有的毒物吸收慢,如毒物本身带有胶囊外壳等。
3.向胃内置入导管应轻柔敏捷熟练,并确认导管已进入胃内(以抽出胃液最可靠)后开始灌洗,切忌将导管误入呼吸道而进行灌洗。置管时如出现剧咳、呼吸急促或发绀挣扎表明误入气道应迅速拔出重新插管。昏迷和插管时伴呕吐者易发生吸入性肺炎,应予以警惕预防。
4.洗胃液以温开水最常用且有效安全,2%碳酸氢钠液常用于有机磷农药等中毒,但应注意不宜用作敌百虫、水杨酸盐和强酸类中毒;1:5高锰酸钾溶液对生物碱、毒蕈碱类有氧化解毒作用,但禁用于对硫磷中毒者洗胃。故洗胃液的选择应根据不同的毒物考虑,唯有清水最广泛。
5.洗胃时每次灌注量不宜过多,一般每次灌入~ml即应进行抽吸。尤其是应用电动机正压送入洗胃液时应严密观察,当达到ml时即关闭正压及改为负压吸引,切忌开机后操作者即开现场,以防灌注量过大引起急性胃扩张甚至胃穿孔,一次灌注量过多还易造成多量毒物进入肠内、致毒物吸收增多。应用电动洗胃机还应随时向瓶内添加洗胃液,以免向胃内送入多量空气。溃疡病合并幽门梗阻洗胃时,一次灌洗量应少,压力应低,防治出现穿孔或出血。
6.如为强腐蚀性毒物洗胃会造成一定损害,插管时有可能引起穿孔,一般不宜进行洗胃,且当大量液体进入时极易造成胃穿孔、撕裂。惊厥患者进行插管时可能诱发惊厥。昏迷患者插管易导致吸入性肺炎,洗胃应慎重,必须洗胃时应去枕平卧,头偏向一侧,防治误吸而引起窒息。食管静脉曲张患者不宜洗胃。
7.水中毒及电解质紊乱:由于洗胃及其他各种原因使体内水分过多引起水平衡失调而发生水中毒。洗胃时大量的钾离子及氯离子丧失,且在补液时输入过多的糖、脱水治疗及激素的应用多会使钾离子丢失更严重。因此洗胃时应注意低钾血症和低氯性碱中毒。
8.凡呼吸停止、心脏停搏患者应先行心肺复苏,再行洗胃术。洗胃前应检查生命体征,如有缺氧或呼吸道分泌过多,应先吸取痰液,保持呼吸道通畅,再行洗胃术。在洗胃过程中应随时观察病人生命体征的变化,如病人感觉腹痛、流出血性灌洗液或出现休克现象,应立即停止洗胃。
9.首次灌洗后抽出液应留取标本送入有关化
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