PEG-蛋白質(zhì)類藥物的體內(nèi)代謝與安全性評(píng)價(jià)

章佳佳

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隨著社會(huì)技術(shù)的不斷發(fā)展，醫(yī)療技術(shù)的研究也取得了非常多的成果，基因工程技術(shù)就是其中最重要的一種[1]。而蛋白質(zhì)類藥物作為基因工程技術(shù)的主要構(gòu)成部分，已經(jīng)越來越受到人們的重視，研究工作也逐漸開展起來。但是由于蛋白質(zhì)類藥物的血漿半衰期比較短，免疫原性不足，嚴(yán)重阻礙其在臨床醫(yī)學(xué)上的推廣[2]。為了擴(kuò)大蛋白質(zhì)類藥物的使用范圍，研究人員采用化學(xué)修飾方法，化學(xué)修飾主要是將相對(duì)分子質(zhì)量小的蛋白質(zhì)類藥物共價(jià)連接到相對(duì)分子質(zhì)量比較大的藥物上，如聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）。通過修飾后，PEG-蛋白質(zhì)類藥物成為了新一代的高效、低毒藥物[3]。為了加強(qiáng)對(duì)PEG-蛋白質(zhì)類藥物的體內(nèi)代謝與安全性評(píng)價(jià)的認(rèn)識(shí)，本文從PEG-蛋白質(zhì)體內(nèi)組織分布與排泄、代謝與安全性、動(dòng)物和臨床應(yīng)用的安全性著手。

1 PEG-蛋白質(zhì)體內(nèi)組織分布與排泄研究方法

主要采用同位素標(biāo)記方法對(duì)新藥的體內(nèi)組織分布和排泄進(jìn)行研究。常用的同位素如131I、3H等，將這些同位素標(biāo)記為PEG分子。對(duì)于利用相對(duì)分子質(zhì)量＞20000的PEG分子所偶聯(lián)形成的PEG-蛋白質(zhì)，血漿清除半衰期比較長(zhǎng)，一般情況下需要超過20小時(shí)[4]。這是由于該類型的PEG-蛋白質(zhì)在排泄時(shí)，主要是以原型形式排泄，速度慢，因此時(shí)間延長(zhǎng)，使得膽汁或尿液中的濃度下降，導(dǎo)致研究人員無法檢測(cè)出PEG的濃度和分子的完整性。不僅如此，PEG-蛋白質(zhì)在進(jìn)行血液循環(huán)時(shí)，容易受到蛋白酶、PEG鏈脫落或斷裂影響，導(dǎo)致其分子的穩(wěn)定性和完整性無法確定[5]。在目前，還沒有最有效的方法來對(duì)PEG-蛋白質(zhì)的體內(nèi)組織和排泄進(jìn)行完整的檢測(cè)，而同位素標(biāo)記方法雖然方法簡(jiǎn)單，易操作，但是研究?jī)r(jià)值卻非常的有限。

2 PEG的代謝與安全性

2.1 PEG的清除途徑

通過相關(guān)研究表明，相對(duì)分子質(zhì)量＜190000的PEG分子，清除途徑主要是腎臟，只有極少部分是經(jīng)膽汁從腸道清除的。主要原因是：①相對(duì)分子質(zhì)量越大，PEG分子的腎清除率就不會(huì)下降，但是即使如此，腎清除依舊是主要的清除途徑；②相對(duì)分子質(zhì)量在50000時(shí)，PEG分子的膽汁清除率是最低的，但是若大于會(huì)小于50000時(shí)，清除率就會(huì)提高。

2.2 PEG的代謝

人和動(dòng)物的PEG體內(nèi)代謝的方法是相似的，一般情況下，都是通過乙醇脫氫酶對(duì)PEG的乙醇基進(jìn)行氧化，以此形成羧酸。不僅如此，PEG分子體內(nèi)代謝的情況會(huì)隨著相對(duì)分子質(zhì)量的變化而變化[6]。相對(duì)分子質(zhì)量≦5000的PEG分子，出現(xiàn)體內(nèi)代謝的幾率幾乎為零；5000～50000之間的PEG分子，其膽汁清除率會(huì)隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增加而降低。這主要是因?yàn)镻EG分子的主要代謝點(diǎn)“-OH”被甲基化或者是與蛋白氨基進(jìn)行偶聯(lián)，這樣就使PEG分子不會(huì)通過酶代謝。這種情況從代謝角度來分析，大分子PEG的安全性比小分子的要高，代謝物乙二酸和羧酸的毒性非常的小，但是大量使用時(shí)，會(huì)有很大概率出現(xiàn)酸中毒和高鈣血癥等并發(fā)癥[7]。

2.3 PEG的安全性

研究人員在動(dòng)物研究的基礎(chǔ)上對(duì)人體進(jìn)行用藥研究，如Mc-Cabe研究中，采用呋喃旦啶靜脈滴注方式對(duì)32例尿路感染患者進(jìn)行治療，每周用量為120～220g，在32例患者中有6例患者出現(xiàn)急性腎小管壞死，并引發(fā)血容量減少和氮質(zhì)血癥。若是對(duì)患者進(jìn)行局部用藥呋喃西林，也會(huì)引發(fā)相似的并發(fā)癥[8]。由此研究可以得出，反復(fù)應(yīng)用PEG會(huì)產(chǎn)生毒素，對(duì)人體的腎臟造成嚴(yán)重的傷害，集中表現(xiàn)在急性腎小管壞死，并由此而引發(fā)的急性腎功能衰竭[9]。根據(jù)研究結(jié)果可以證明，PEG的毒性很低，只有有效地控制劑量，應(yīng)用在人體時(shí)安全性會(huì)比較高。

3 PEG-蛋白質(zhì)動(dòng)物和臨床應(yīng)用的安全性

3.1 PEG-蛋白質(zhì)動(dòng)物應(yīng)用的安全性

研究人員選擇在食蟹猴身上進(jìn)行重復(fù)毒性試驗(yàn)，主要采用Pegasys和PEG-Intron（相對(duì)分子質(zhì)量 12000 PEG與干擾素 alfa-2b的偶聯(lián)產(chǎn)物）兩種藥物。試驗(yàn)方法主要是Pegasys562.5μ g/kg，每周2次或 者是600μg/kg，每天一次，連續(xù)應(yīng)用 4周；EG-Intron隔日在食蟹猴皮下注射1次，連續(xù)1個(gè)月。從試驗(yàn)中可以得出，兩種藥物的毒性反應(yīng)一致，一旦停藥則會(huì)恢復(fù)正常[10]。前者的毒性主要體現(xiàn)在抑制造血系統(tǒng)并增加肝臟的轉(zhuǎn)氨酶；而后者主要是血細(xì)胞出現(xiàn)可逆性，并降低了體內(nèi)的血鈣、鉀、磷等含量，而且主要表現(xiàn)是“protein”分子出現(xiàn)藥理反應(yīng)或毒副作用，而“PEG”卻未出現(xiàn)毒副作用。

3.2 PEG-蛋白質(zhì)臨床應(yīng)用的安全性

現(xiàn)在面市的PEG-蛋白質(zhì)類藥物主要有聚乙二醇化可溶性腫瘤壞死因子受體（PEG-sTNFRI）[11]和聚乙二醇化人生長(zhǎng)抑素（somavert）[12]，前者的相對(duì)分子質(zhì)量是 60000，給藥方式是60mg／次、1次／2周、連續(xù) 28周，通過研究后未發(fā)現(xiàn)任何的PEG分子毒副作用。而后者的相對(duì)分子質(zhì)量是42000、47000和 52000，給藥方式是20mg／次、1次/d，連續(xù) 12周，也為發(fā)現(xiàn)與PEG分子相關(guān)的毒副作用。由此也證明PEG-蛋白質(zhì)類藥物的安全性評(píng)價(jià)非常的高。

4 結(jié)語

在對(duì)PEG-蛋白質(zhì)類藥物的代謝物進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，只是采用同位素標(biāo)記法是無法得出有價(jià)值的代謝和排泄的研究結(jié)果，這是因?yàn)榇x清除的PEG-蛋白質(zhì)非常的少，應(yīng)用劑量也非常的低，因此所投入的PEG量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于引起機(jī)體毒素的PEG投入量，差距最少在600倍以上[13]。所以，在對(duì)PEG-蛋白質(zhì)新藥進(jìn)行代謝與安全性評(píng)價(jià)時(shí)，可以減少對(duì)代謝和排泄的研究，就如現(xiàn)在上市的新藥，在提交的臨床研究報(bào)告中未出現(xiàn)相應(yīng)的體內(nèi)組織分布和排泄試驗(yàn)的資料和數(shù)據(jù)。

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