PEG-蛋白質類藥物的體內代謝與安全性評價

章佳佳

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隨著社會技術的不斷發展，醫療技術的研究也取得了非常多的成果，基因工程技術就是其中最重要的一種[1]。而蛋白質類藥物作為基因工程技術的主要構成部分，已經越來越受到人們的重視，研究工作也逐漸開展起來。但是由于蛋白質類藥物的血漿半衰期比較短，免疫原性不足，嚴重阻礙其在臨床醫學上的推廣[2]。為了擴大蛋白質類藥物的使用范圍，研究人員采用化學修飾方法，化學修飾主要是將相對分子質量小的蛋白質類藥物共價連接到相對分子質量比較大的藥物上，如聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）。通過修飾后，PEG-蛋白質類藥物成為了新一代的高效、低毒藥物[3]。為了加強對PEG-蛋白質類藥物的體內代謝與安全性評價的認識，本文從PEG-蛋白質體內組織分布與排泄、代謝與安全性、動物和臨床應用的安全性著手。

1 PEG-蛋白質體內組織分布與排泄研究方法

主要采用同位素標記方法對新藥的體內組織分布和排泄進行研究。常用的同位素如131I、3H等，將這些同位素標記為PEG分子。對于利用相對分子質量＞20000的PEG分子所偶聯形成的PEG-蛋白質，血漿清除半衰期比較長，一般情況下需要超過20小時[4]。這是由于該類型的PEG-蛋白質在排泄時，主要是以原型形式排泄，速度慢，因此時間延長，使得膽汁或尿液中的濃度下降，導致研究人員無法檢測出PEG的濃度和分子的完整性。不僅如此，PEG-蛋白質在進行血液循環時，容易受到蛋白酶、PEG鏈脫落或斷裂影響，導致其分子的穩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PEG-蛋白質的體內組織和排泄進行完整的檢測，而同位素標記方法雖然方法簡單，易操作，但是研究價值卻非常的有限。

2 PEG的代謝與安全性

2.1 PEG的清除途徑

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

2.2 PEG的代謝

人和動物的PEG體內代謝的方法是相似的，一般情況下，都是通過乙醇脫氫酶對PEG的乙醇基進行氧化，以此形成羧酸。不僅如此，PEG分子體內代謝的情況會隨著相對分子質量的變化而變化[6]。相對分子質量≦5000的PEG分子，出現體內代謝的幾率幾乎為零；5000～50000之間的PEG分子，其膽汁清除率會隨著相對分子質量的增加而降低。這主要是因為PEG分子的主要代謝點“-OH”被甲基化或者是與蛋白氨基進行偶聯，這樣就使PEG分子不會通過酶代謝。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，會有很大概率出現酸中毒和高鈣血癥等并發癥[7]。

2.3 PEG的安全性

研究人員在動物研究的基礎上對人體進行用藥研究，如Mc-Cabe研究中，采用呋喃旦啶靜脈滴注方式對32例尿路感染患者進行治療，每周用量為120～220g，在32例患者中有6例患者出現急性腎小管壞死，并引發血容量減少和氮質血癥。若是對患者進行局部用藥呋喃西林，也會引發相似的并發癥[8]。由此研究可以得出，反復應用PEG會產生毒素，對人體的腎臟造成嚴重的傷害，集中表現在急性腎小管壞死，并由此而引發的急性腎功能衰竭[9]。根據研究結果可以證明，PEG的毒性很低，只有有效地控制劑量，應用在人體時安全性會比較高。

3 PEG-蛋白質動物和臨床應用的安全性

3.1 PEG-蛋白質動物應用的安全性

研究人員選擇在食蟹猴身上進行重復毒性試驗，主要采用Pegasys和PEG-Intron（相對分子質量 12000 PEG與干擾素 alfa-2b的偶聯產物）兩種藥物。試驗方法主要是Pegasys562.5μ g/kg，每周2次或 者是600μg/kg，每天一次，連續應用 4周；EG-Intron隔日在食蟹猴皮下注射1次，連續1個月。從試驗中可以得出，兩種藥物的毒性反應一致，一旦停藥則會恢復正常[10]。前者的毒性主要體現在抑制造血系統并增加肝臟的轉氨酶；而后者主要是血細胞出現可逆性，并降低了體內的血鈣、鉀、磷等含量，而且主要表現是“protein”分子出現藥理反應或毒副作用，而“PEG”卻未出現毒副作用。

3.2 PEG-蛋白質臨床應用的安全性

現在面市的PEG-蛋白質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抑素（somavert）[12]，前者的相對分子質量是 60000，給藥方式是60mg／次、1次／2周、連續 28周，通過研究后未發現任何的PEG分子毒副作用。而后者的相對分子質量是42000、47000和 52000，給藥方式是20mg／次、1次/d，連續 12周，也為發現與PEG分子相關的毒副作用。由此也證明PEG-蛋白質類藥物的安全性評價非常的高。

4 結語

在對PEG-蛋白質類藥物的代謝物進行檢測時，只是采用同位素標記法是無法得出有價值的代謝和排泄的研究結果，這是因為代謝清除的PEG-蛋白質非常的少，應用劑量也非常的低，因此所投入的PEG量遠遠低于引起機體毒素的PEG投入量，差距最少在600倍以上[13]。所以，在對PEG-蛋白質新藥進行代謝與安全性評價時，可以減少對代謝和排泄的研究，就如現在上市的新藥，在提交的臨床研究報告中未出現相應的體內組織分布和排泄試驗的資料和數據。

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