PEG-蛋白质类药物的体内代谢与安全性评价

章佳佳

哈药集团生物工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150025

随着社会技术的不断发展，医疗技术的研究也取得了非常多的成果，基因工程技术就是其中最重要的一种[1]。而蛋白质类药物作为基因工程技术的主要构成部分，已经越来越受到人们的重视，研究工作也逐渐开展起来。但是由于蛋白质类药物的血浆半衰期比较短，免疫原性不足，严重阻碍其在临床医学上的推广[2]。为了扩大蛋白质类药物的使用范围，研究人员采用化学修饰方法，化学修饰主要是将相对分子质量小的蛋白质类药物共价连接到相对分子质量比较大的药物上，如聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）。通过修饰后，PEG-蛋白质类药物成为了新一代的高效、低毒药物[3]。为了加强对PEG-蛋白质类药物的体内代谢与安全性评价的认识，本文从PEG-蛋白质体内组织分布与排泄、代谢与安全性、动物和临床应用的安全性着手。

1 PEG-蛋白质体内组织分布与排泄研究方法

主要采用同位素标记方法对新药的体内组织分布和排泄进行研究。常用的同位素如131I、3H等，将这些同位素标记为PEG分子。对于利用相对分子质量＞20000的PEG分子所偶联形成的PEG-蛋白质，血浆清除半衰期比较长，一般情况下需要超过20小时[4]。这是由于该类型的PEG-蛋白质在排泄时，主要是以原型形式排泄，速度慢，因此时间延长，使得胆汁或尿液中的浓度下降，导致研究人员无法检测出PEG的浓度和分子的完整性。不仅如此，PEG-蛋白质在进行血液循环时，容易受到蛋白酶、PEG链脱落或断裂影响，导致其分子的稳定性和完整性无法确定[5]。在目前，还没有最有效的方法来对PEG-蛋白质的体内组织和排泄进行完整的检测，而同位素标记方法虽然方法简单，易操作，但是研究价值却非常的有限。

2 PEG的代谢与安全性

2.1 PEG的清除途径

通过相关研究表明，相对分子质量＜190000的PEG分子，清除途径主要是肾脏，只有极少部分是经胆汁从肠道清除的。主要原因是：①相对分子质量越大，PEG分子的肾清除率就不会下降，但是即使如此，肾清除依旧是主要的清除途径；②相对分子质量在50000时，PEG分子的胆汁清除率是最低的，但是若大于会小于50000时，清除率就会提高。

2.2 PEG的代谢

人和动物的PEG体内代谢的方法是相似的，一般情况下，都是通过乙醇脱氢酶对PEG的乙醇基进行氧化，以此形成羧酸。不仅如此，PEG分子体内代谢的情况会随着相对分子质量的变化而变化[6]。相对分子质量≦5000的PEG分子，出现体内代谢的几率几乎为零；5000～50000之间的PEG分子，其胆汁清除率会随着相对分子质量的增加而降低。这主要是因为PEG分子的主要代谢点“-OH”被甲基化或者是与蛋白氨基进行偶联，这样就使PEG分子不会通过酶代谢。这种情况从代谢角度来分析，大分子PEG的安全性比小分子的要高，代谢物乙二酸和羧酸的毒性非常的小，但是大量使用时，会有很大概率出现酸中毒和高钙血症等并发症[7]。

2.3 PEG的安全性

研究人员在动物研究的基础上对人体进行用药研究，如Mc-Cabe研究中，采用呋喃旦啶静脉滴注方式对32例尿路感染患者进行治疗，每周用量为120～220g，在32例患者中有6例患者出现急性肾小管坏死，并引发血容量减少和氮质血症。若是对患者进行局部用药呋喃西林，也会引发相似的并发症[8]。由此研究可以得出，反复应用PEG会产生毒素，对人体的肾脏造成严重的伤害，集中表现在急性肾小管坏死，并由此而引发的急性肾功能衰竭[9]。根据研究结果可以证明，PEG的毒性很低，只有有效地控制剂量，应用在人体时安全性会比较高。

3 PEG-蛋白质动物和临床应用的安全性

3.1 PEG-蛋白质动物应用的安全性

研究人员选择在食蟹猴身上进行重复毒性试验，主要采用Pegasys和PEG-Intron（相对分子质量 12000 PEG与干扰素 alfa-2b的偶联产物）两种药物。试验方法主要是Pegasys562.5μ g/kg，每周2次或 者是600μg/kg，每天一次，连续应用 4周；EG-Intron隔日在食蟹猴皮下注射1次，连续1个月。从试验中可以得出，两种药物的毒性反应一致，一旦停药则会恢复正常[10]。前者的毒性主要体现在抑制造血系统并增加肝脏的转氨酶；而后者主要是血细胞出现可逆性，并降低了体内的血钙、钾、磷等含量，而且主要表现是“protein”分子出现药理反应或毒副作用，而“PEG”却未出现毒副作用。

3.2 PEG-蛋白质临床应用的安全性

现在面市的PEG-蛋白质类药物主要有聚乙二醇化可溶性肿瘤坏死因子受体（PEG-sTNFRI）[11]和聚乙二醇化人生长抑素（somavert）[12]，前者的相对分子质量是 60000，给药方式是60mg／次、1次／2周、连续 28周，通过研究后未发现任何的PEG分子毒副作用。而后者的相对分子质量是42000、47000和 52000，给药方式是20mg／次、1次/d，连续 12周，也为发现与PEG分子相关的毒副作用。由此也证明PEG-蛋白质类药物的安全性评价非常的高。

4 结语

在对PEG-蛋白质类药物的代谢物进行检测时，只是采用同位素标记法是无法得出有价值的代谢和排泄的研究结果，这是因为代谢清除的PEG-蛋白质非常的少，应用剂量也非常的低，因此所投入的PEG量远远低于引起机体毒素的PEG投入量，差距最少在600倍以上[13]。所以，在对PEG-蛋白质新药进行代谢与安全性评价时，可以减少对代谢和排泄的研究，就如现在上市的新药，在提交的临床研究报告中未出现相应的体内组织分布和排泄试验的资料和数据。

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