聚乙二醇修飾抗腫瘤藥物的研究進(jìn)展

金明姬，范博，陳衛(wèi)，黃偉，高鐘鎬

化療是治療腫瘤的主要手段之一，然而傳統(tǒng)的化療有嚴(yán)重的不良反應(yīng)，導(dǎo)致其應(yīng)用受到限制。一方面各種抗腫瘤藥物的生物半衰期過短，傳統(tǒng)給藥后只有少量藥物能到達(dá)腫瘤部位，因此要提高腫瘤部位的藥物濃度必須增加給藥劑量，但同時(shí)增加了不良反應(yīng)，患者耐受較差；另一方面，腫瘤的化療需要持續(xù)很長時(shí)間，反復(fù)給藥使不良反應(yīng)更加嚴(yán)重，易產(chǎn)生抗藥性[1]。藥物的聚乙二醇化（pegylation）是將活化的聚乙二醇（PEG）通過化學(xué)方法偶聯(lián)到蛋白質(zhì)、多肽、小分子有機(jī)藥物和脂質(zhì)體上。作為傳統(tǒng)藥物制劑輔料的 PEG，由于其獨(dú)特的物理學(xué)和生物學(xué)特性，在抗腫瘤藥物給藥系統(tǒng)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。對抗癌藥物的 PEG 化研究已經(jīng)有40 多年的歷史，這些藥物包括蛋白質(zhì)、多肽、小分子藥物等，其中多種藥物已被批準(zhǔn)上市或已進(jìn)入臨床研究。PEG 化抗腫瘤藥物技術(shù)能夠延長藥物的半衰期，增強(qiáng)藥物的穩(wěn)定性，降低免疫原性和抗原性，通過改變藥物的分子結(jié)構(gòu)，從而改進(jìn)了藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)性質(zhì)，提高了作用部位的血藥濃度。同時(shí)，相比于未修飾的藥物，經(jīng)過 PEG 化的藥物表現(xiàn)出更好的耐受性，因而增加了注射藥物的臨床應(yīng)用范圍和療效，已成為抗腫瘤藥物研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)[2-3]。本文對 PEG修飾抗腫瘤藥物的研究現(xiàn)狀加以綜述，在總結(jié)現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上分析尚存在的問題并展望其發(fā)展方向，為今后研究打下基礎(chǔ)。

1 PEG 的性質(zhì)及 PEG 修飾抗腫瘤藥物的意義

PEG 是一種安全無毒、無活性的聚合物，是以重復(fù)的乙二醇氧化乙烯為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的長鏈大分子聚合物，有 2 個(gè)末端羥基，其分子結(jié)構(gòu)可以是線形（相對分子質(zhì)量為 5000 ～30000）或分枝形（相對分子質(zhì)量為 40000～60000），根據(jù) OCH2CH2數(shù)目的不同而有不同的分子量。PEG 修飾是指一個(gè)或幾個(gè) PEG 分子吸附于蛋白質(zhì)、多肽等生物大分子或是通過化學(xué)鍵或化學(xué)作用力與小分子藥物作用，改進(jìn)它們的藥代動(dòng)力學(xué)和藥學(xué)性狀，使之達(dá)到較好的臨床效果。由于PEG 末端羥基的反應(yīng)活性低，為了能在溫和條件下，以較高的速率與蛋白偶聯(lián)，常把 PEG 的一個(gè)末端羥基活化為甲氧基。用作藥物修飾的 PEG 其實(shí)是單甲氧基聚乙二醇（mPEG），線性 mPEG 的分子式為 CH3-(O-CH2-CH2)n-OH。因此，藥物的 PEG 化修飾是將活化的 PEG 通過化學(xué)方法偶聯(lián)到藥物上的過程[4-5]。普遍認(rèn)為，經(jīng) PEG 修飾后，大多數(shù)抗腫瘤藥物會(huì)發(fā)生以下變化：①免疫原性和抗原性降低；②改善藥物的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)（半衰期延長、清除率下降、血藥峰濃度下降）；③溶解性增加；④熱穩(wěn)定性提高；⑤毒性減?。虎弈偷鞍酌杆?；⑦用藥頻率減少；⑧生物利用度提高；⑨ PEG 修飾的脂質(zhì)體對腫瘤有更強(qiáng)的被動(dòng)靶向作用等。

2 PEG 對小分子抗腫瘤藥物的修飾

目前，很多小分子抗腫瘤藥物存在水溶性差、生物利用度低、體內(nèi)循環(huán)半衰期短、組織分布不合理及毒副作用大等缺點(diǎn)。多年來，這些缺點(diǎn)一直限制著小分子抗腫瘤藥物的發(fā)展。因此，PEG 常作為載體負(fù)載小分子藥物，如紫杉醇、喜樹堿、阿霉素等，以改善這些藥物的藥動(dòng)學(xué)和藥效學(xué)特性。經(jīng) PEG 修飾后，其水溶性、體內(nèi)循環(huán)半衰期、不良反應(yīng)等均得到了極大的改善，而且所形成的大分子復(fù)合物具有明顯增強(qiáng)滲透和滯留效應(yīng)（enhanced perneability and retention effect，EPR）[6]，對腫瘤組織起到被動(dòng)靶向作用。以下是對最常見的幾種小分子類抗腫瘤藥物進(jìn)行 PEG 修飾研究現(xiàn)狀的概述。

2.1 PEG-喜樹堿

喜樹堿（camptothecin，CPT）具有廣抗瘤譜，且與其他抗腫瘤藥物無交叉耐藥性，對胃癌、原發(fā)性肝癌、白血病、直腸癌、膀胱癌等惡性腫瘤均具有療效[7-8]，然而其不穩(wěn)定性和極低的溶解性限制了該藥物的臨床應(yīng)用。Conover 等[9]用 40 kD 的不同修飾劑對 CPT 進(jìn)行了修飾，并對其體外生物活性進(jìn)行了研究評價(jià)。結(jié)果，PEG-ala-CPT 的載藥量高達(dá) 1.7%，與 CPT 相比，在小鼠體內(nèi)有相對較長的半衰期、較低的毒性和較高的生物活性，人體藥代動(dòng)力學(xué)表明 70 h后血藥濃度仍保持在 CPT 每天給藥的最大血藥濃度的水平。另有研究表明，用 40 kD 的 PEG 對喜樹堿 20-OH 進(jìn)行修飾后在水中的溶解度約為 2 mg/ml，是原藥喜樹堿溶解度的 800 倍[10-12]。喜樹堿結(jié)構(gòu)中的內(nèi)酯和 20 位的叔醇都是抑制拓?fù)涿傅幕净钚圆课?，PEG 對 20-OH 的修飾不僅增加了藥物的水溶性，還提高了內(nèi)酯的穩(wěn)定性，同時(shí)賦予了藥物抗腫瘤的靶向性，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)經(jīng) PEG 化的喜樹堿前藥在腫瘤部位的藥物濃度是喜樹堿的 30 倍，大大提高了其療效。目前，PEG 化喜樹堿的研究已進(jìn)入臨床階段。

2.2 PEG-阿霉素

阿霉素（doxorubicin）是一種廣譜抗腫瘤藥，但其對心臟等器官的毒副作用及腫瘤細(xì)胞對其產(chǎn)生的耐藥性限制了它在臨床上的廣泛應(yīng)用[13]。阿霉素脂質(zhì)體不夠穩(wěn)定，藥物易泄露，而且脂質(zhì)體的靶向作用交叉。而 PEG 修飾的脂質(zhì)體不易被血漿中的脂肪酶分解，也不易被網(wǎng)狀內(nèi)皮組織攝取而降低療效[14]。我國自主創(chuàng)新的中國首枚 PEG 化阿霉素脂質(zhì)體——里葆多，目前可作為乳腺癌、淋巴癌等癌癥的一線化療藥物。里葆多改變了脂質(zhì)體的藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)性質(zhì)，比普通的阿霉素治療效果提升 50% 以上，而毒副作用不到普通阿霉素的 10%，而且能夠精確識別腫瘤組織存在的部位，在提高療效的同時(shí)不影響正常組織的作用，能大大減輕或避免常規(guī)化療藥物難以克服的心臟毒性、脫發(fā)、神經(jīng)毒性等嚴(yán)重毒副反應(yīng)。

2.3 PEG-紫杉醇

紫杉醇（paclitaxel）主要作用于微管，與細(xì)胞微管蛋白結(jié)合，通過誘導(dǎo)和促進(jìn)微管蛋白聚合，使微管過穩(wěn)定化及排列異常，使細(xì)胞有絲分裂受到阻斷而發(fā)揮其抗腫瘤作用，對卵巢癌、乳腺癌、肺癌、宮頸癌、頸部癌癥以及前列腺癌均有較好的抗癌作用[15]。目前臨床用的紫杉醇注射液是以聚氧乙烯蓖麻油-無水乙醇（50∶50）制成的。聚氧乙烯蓖麻油易引起過敏反應(yīng)和低血壓等不良反應(yīng)，極大地限制了臨床應(yīng)用[16]。為獲得低毒性 PEG 化紫杉醇，田浤等[17]制備了不同相對分子質(zhì)量的 PEG 氨基酸衍生物，并通過氨基酸連接臂將 PEG 連接到紫杉醇上，獲得了具有特殊連接臂的PEG 化紫杉醇。PEG 化紫杉醇水溶性較天然紫杉醇提高了約 1000 倍，且對 MCF-7 和 SGC-7901 等腫瘤細(xì)胞都具有顯著抑制作用，并呈現(xiàn)出明顯的濃度依賴性。

2.4 PEG-多西紫杉醇

多西紫杉醇（docetaxol）是紫杉醇類藥物家族的一員，可抑制微管解聚和紡錘體形成，通過干擾細(xì)胞的有絲分裂使其停止于分裂中期而抑制細(xì)胞增殖[18]，在臨床上用于治療乳腺癌、非小細(xì)胞癌和前列腺癌。但由于其水溶性很差，目前市售的注射劑多帕菲、泰索帝等濃溶液中含有大量的助溶劑——吐溫 80，臨床應(yīng)用易引發(fā)嚴(yán)重過敏反應(yīng)。另外由于單用藥物治療毒副作用大，特別是對血液毒性較重，老年患者耐受性差。本課題組用 mPEG-PDLLA 兩親型嵌段共聚物，利用薄膜水化法成功制備了 PEG 化多西紫杉醇膠束，大大提高了多西紫杉醇的溶解度，其粒徑在 16 nm 左右，載藥量達(dá)到（20.74 ± 1.23）%，MTT 結(jié)果表明，其細(xì)胞毒性優(yōu)于市售的多帕菲[19]。

2.5 PEG-7-乙基-10-羥基喜樹堿

7-乙基-10-羥基喜樹堿（7-ethyl-10-hydroxycamptothaci，SN38）是喜樹堿類新藥伊立替康（irinotecan）的活性代謝物，是一種具有廣泛應(yīng)用前景的廣譜抗腫瘤新藥，其細(xì)胞毒性是伊立替康的 100～1000 倍，但水溶性很差。Zhao 等[20]用 4 個(gè)連接基團(tuán)的 PEG 包載 SN38，使其載藥量達(dá)到3.7%，明顯高于 PEG 伊立替康的載藥量 1.7%。產(chǎn)物的水溶性為 120～180 g/L（相當(dāng)于 6.7 g/L 的游離 SN38），比原藥 SN38 的水溶性（0.0072 g/L）提高了 400～1000 倍；體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)證明，其抗癌活性與 SN38 相當(dāng)，比伊立替康提高了 6.5～666 倍；在移植 MX-l 腫瘤的小鼠體內(nèi)，其腫瘤生長抑制率達(dá) 99%。PEG-甘氨酸-(20)-SN38（商品名為 EZN-2208）已進(jìn)入 I 期臨床。

3 PEG 對蛋白類抗腫瘤藥物的修飾

眾所周知，傳統(tǒng)的蛋白多肽藥物在消化道中遇酸和消化酶后會(huì)發(fā)生降解反應(yīng)，成為氨基酸類物質(zhì)，從而失去療效。目前大部分生物蛋白質(zhì)類藥物為注射劑，而且必須冷藏保存，患者使用非常不方便。另一顯而易見的缺點(diǎn)即它們在人體內(nèi)的半衰期太短，有時(shí)候需要一天注射好幾次，不僅帶來身體上的痛苦，還給患者家屬帶來經(jīng)濟(jì)上的負(fù)擔(dān)。因此，新的技術(shù)不斷運(yùn)用于解決生物大分子類藥物存在的上述缺陷，而 PEG 化為目前應(yīng)用最為廣泛、最為成功的攻克這些問題的技術(shù)手段之一。一方面，由于 PEG 是一種親水、不帶電荷的大分子，當(dāng)與蛋白質(zhì)藥物的非必需基團(tuán)共價(jià)結(jié)合時(shí)，可作為一種屏障擋住蛋白質(zhì)分子表面的抗原決定簇，避免抗體的產(chǎn)生，或者阻止抗原與抗體的結(jié)合而抑制免疫反應(yīng)[21]。同時(shí)，PEG 的屏蔽作用可以避免蛋白質(zhì)被酶降解，從而增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。另一方面，修飾蛋白質(zhì)使分子量增加，不易被腎臟代謝而延長藥物在體內(nèi)的半衰期，因此可以減少用藥次數(shù)。經(jīng) PEG 化的生物大分子類藥物由于分子量增加，腎小球的濾過減少，PEG 的屏障作用保護(hù)了蛋白質(zhì)不易被蛋白酶水解，同時(shí)減少了抗體的產(chǎn)生，這些均有助于生物大分子類藥物循環(huán)半衰期的延長。由于以上特性，PEG 修飾的蛋白質(zhì)藥物的研究有很大的發(fā)展。

3.1 粒細(xì)胞集落刺激因子

粒細(xì)胞集落刺激因子（granulocyte colony-stimulating factor，G-CSF）是一種糖蛋白，分子量約為 20 kD，在臨床主要用于預(yù)防和治療腫瘤放療或化療后引起的白細(xì)胞減少癥、治療骨髓造血機(jī)能障礙及骨髓增生異常綜合征、預(yù)防白細(xì)胞減少可能潛在的感染并發(fā)癥、以及加快感染引起的中性粒細(xì)胞減少的恢復(fù)。美國 Amgen 公司開發(fā)的 PEG-CSF（商品名為 Neulasta），延長 CSF 在體內(nèi)的代謝時(shí)間，獲得更好的療效，在 2002年獲得 FDA 的上市批準(zhǔn)，2003年全年的銷售額達(dá)到 13 億美元。Maxygen 公司現(xiàn)在研發(fā)PEG 化的 G-CSF（代號為 Maxy-G34），用于治療化療中的嗜中性白血球減少癥，目前處于臨床 II 期[22]。

3.2 干擾素

干擾素（interferon，IFN）是臨床用于抗腫瘤、抗肝炎病毒的重要藥物[23]，但在臨床上由于半衰期短易被腎臟清除，給藥頻繁，給藥后易出現(xiàn)“峰-谷”現(xiàn)象，從而導(dǎo)致體內(nèi)的一系列毒副作用。為了解決以上弊端，美國先靈公司和瑞士羅氏公司研究并上市了聚乙二醇化干擾素注射劑（商品名分別為 PEG-Intron 和 Pegasys）。兩者均用于治療成人丙型肝炎感染，與未修飾的干擾素相比，臨床劑量從每周皮下注射 3 次減少到 1 次[24]，也是目前 PEG 化技術(shù)研發(fā)出的最為成功的產(chǎn)品。目前，日本 Toray 公司研發(fā)的 PEGinterferon-β 處于臨床試驗(yàn)第 I 階段[25]；而美國必治妥施貴寶公司研發(fā)的 PEGinterferon-γ1a 也處于第 IIb 階段[26]，這兩種藥物也均用于治療成人丙型肝炎感染。

3.3 IL-2

白介素是在白細(xì)胞或免疫細(xì)胞間相互作用的淋巴因子，它和血細(xì)胞生長因子同屬細(xì)胞因子，兩者相互協(xié)調(diào)，相互作用，共同完成造血和免疫調(diào)節(jié)功能。IL-2 在臨床上主要用于治療腎癌、黑色素瘤和非何杰金淋巴瘤等。Goodson 和Katre[27]用 PEG-馬來酰亞胺試劑對 IL-2 進(jìn)行了修飾，得到PEG-cys3-rIL-2。修飾后的 PEG-cys3-rIL-2 具有與未修飾IL 相同的生物活性，其流體動(dòng)力學(xué)比原來增加了 4 倍，使得其在生產(chǎn)制備過程中不易聚合，不易失活。

4 PEG 對酶類抗腫瘤藥物的修飾

消除酶對腫瘤的治療是通過減少腫瘤細(xì)胞中必需氨基酸的量來實(shí)現(xiàn)的。這些酶對腫瘤細(xì)胞的抑制作用已通過很多體外試驗(yàn)得到驗(yàn)證，但由于其多種復(fù)雜因素，很難實(shí)施到體內(nèi)[28]。事實(shí)上，某種氨基酸長期被消耗才可能導(dǎo)致癌細(xì)胞死亡，這要求酶類藥物在體內(nèi)具有較長血液循環(huán)時(shí)間。但一般情況下，原生酶易發(fā)生蛋白質(zhì)降解作用、在腎臟消除的速度快、易產(chǎn)生強(qiáng)烈的宿主免疫應(yīng)答反應(yīng)，因此通常在體內(nèi)的滯留時(shí)間非常短，易被機(jī)體清除。消除酶的免疫原性能夠極大地干預(yù)它們的使用，因?yàn)槎啻谓o藥后易誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)，導(dǎo)致后續(xù)給藥不能達(dá)到有效的血藥濃度。為了克服上述問題，一種有效的解決方法是使用來自于不同起源的酶異構(gòu)體。天門冬酰胺酶是一個(gè)很好的例子，它是從大腸桿菌體內(nèi)得到的異構(gòu)體酶，與菊歐文菌之間不會(huì)發(fā)生抗原之間的交叉反應(yīng)。但這種方法不能徹底解決問題，因異構(gòu)體本身仍具有一定的免疫原性，當(dāng)有抗體產(chǎn)生時(shí)，天門冬酰胺酶必須停止使用。PEG 化技術(shù)成為解決酶類抗腫瘤藥物現(xiàn)存問題的重要手段。PEG 化能夠消除蛋白酶的免疫原性、增加藥物的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間，使藥物不易被腎臟清除、同時(shí)可避免被降解。

4.1 超氧化歧化酶

超氧化歧化酶（super oxide dismutase，SOD）是生物體內(nèi)重要的抗氧化酶，相對分子質(zhì)量為 32～80 kD，具有特殊的生理活性，是生物體內(nèi)清除自由基的首要物質(zhì)。SOD 在臨床上應(yīng)用于抑制心腦血管疾病、抗衰老、防治自身免疫性疾病、治療肺氣腫、輻射病及輻射防護(hù)、老年性白內(nèi)障、抗氧化、抗疲勞等，而且還常用于臨床腫瘤患者放化療防護(hù)，但其生物半衰期短，由于不穩(wěn)定而易失活，異體蛋白免疫原性和患者不易吸收利用等缺點(diǎn)，限制了其在臨床上的廣泛應(yīng)用。Veronese 等[29]考察了 PEG-SOD 對抗各臟器疾病的療效，得出了以下結(jié)論：在血管水平上，PEG-SOD能起到強(qiáng)烈的內(nèi)皮舒張功能和抑制脂質(zhì)氧化效果；在心臟方面，PEG-SOD 在對抗再灌注性心律失常和心肌缺血癥狀上至少與 SOD 起到了相同療效；在對抗肺部損傷時(shí)，PEG-SOD能減少氧中毒現(xiàn)象，對大腸桿菌引起的肺損傷起到修復(fù)作用，但對急性肺損傷和石棉誘導(dǎo)的肺細(xì)胞損傷起不到很好的療效；在肝腎缺血方面，PEG-SOD 能起到改善再灌注損傷的功能。Ichihara 等[30]考察了氧化應(yīng)激和 Akt 信號對阿霉素誘導(dǎo)心臟毒性的作用。C57BL/6J 小鼠首先用阿霉素進(jìn)行靜脈注射后，再分別口服給藥非諾貝特和 PEG-SOD，每日1 次，共 4 d。結(jié)果顯示，兩組小鼠均對阿霉素引起的心肌功能障礙起到很好的防護(hù)作用，而只有 PEG-SOD 能夠很好地抑制阿霉素誘導(dǎo)的 Akt 激活和 Akt-調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，從而降低心臟毒性。

4.2 L-天門冬酰胺酶

L-天門冬酰胺酶（L-asparaginase）是酰胺基水解酶，是從大腸桿菌菌體中提取分離的高分子藥物，對白血病和淋巴肉瘤等有顯著的療效。但若直接注射到人體內(nèi)，容易被蛋白酶分解，且在血液中的半衰期較短，反復(fù)注射游離的 L-天門冬酰胺酶會(huì)產(chǎn)生抗原抗體反應(yīng)和過敏反應(yīng)。早在 1994年，美國 Enzon 公司用 PEG 修飾 L-天門冬酰胺酶（商品名為Oncaspar），增加了藥物在體內(nèi)的循環(huán)時(shí)間、降低免疫原性，臨床上用于治療急性淋巴細(xì)胞白血病，取得了很好的療效，也為初期的 PEG 化商品市場打好了基礎(chǔ)。近期，Wang等[31]用活化的 mPEG-ALD20000以氨基定位修飾法對 L-天門冬酰胺酶進(jìn)行了修飾。反應(yīng)體系的 pH 為 5.0、投料比為1∶10、反應(yīng)時(shí)間為 16 h、溫度在 25 ℃。用 PEG 修飾后的L-天門冬酰胺酶還保留 43.5% 的活性，末端 N 基上的修飾率達(dá)到 3.67%。

4.3 精氨酸酶

精氨酸酶（arginase）參與體內(nèi)尿素循環(huán)，對氨的解毒起重要作用，而精氨酸是人體的條件必需氨基酸，更為腫瘤組織所必需。香港理工大學(xué)研究人員成功研發(fā)出了新一代靶標(biāo)式抗癌藥物 BCA，用以對抗多種癌癥。新藥物的主要成分是天然酵素——精氨酸酶，可分解癌細(xì)胞生長所需的養(yǎng)分，從而使癌細(xì)胞死亡[32]。眾多新藥研發(fā)人員后續(xù)相繼證實(shí)人 I 型精氨酸酶及 PEG 修飾后的 I 型精氨酸酶均對腫瘤細(xì)胞具有抑制作用[33]。Cheng 等[32]用 5 kD 的 PEG 修飾了重組人精氨酸酶（rhArg），修飾后的 PEG-rhArg 每個(gè)分子中存在 10～20 個(gè)聚合物鏈的活性基團(tuán)，而且修飾產(chǎn)物具有生理學(xué)催化活性，在體內(nèi)的血藥濃度能維持 3 d 左右。PEG-rhArg 與修飾之前的 Arg 對 HCC 肝癌細(xì)胞具有相同的 IC50值。在做體內(nèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)給予單劑量的 rhArg-PEG5000或 rhArg-PEG5000 與 5-氟尿嘧啶混合給藥，都能很好地抑制腫瘤的生長，而 rhArg-PEG5000 甚至對一些精氨酸脫亞氨酶抵抗性腫瘤也起到一定作用。PEG-rhArg 的研發(fā)目前處于臨床試驗(yàn)第 I/II 階段。

4.4 谷氨酰胺酶

谷氨酰胺酶（glutaminase）是酰胺酶的一種，是一種能夠?qū)⒐劝滨０反呋纸鉃楣劝彼岷桶钡纳锩?，對其抑制有望用于癌癥的治療，起到獨(dú)到的作用。事實(shí)上，為了克服其自身表達(dá)合成的谷氨酰胺量低的弱點(diǎn)，癌癥細(xì)胞必須依賴于從血漿中攝取谷氨酰胺來滿足生長需求。研究發(fā)現(xiàn)，PEG-PLA 聚合物可以提高 6-重氮-5-氧代-L-亮氨酸（DON）的體內(nèi)抗癌活性。DON 是 L-谷氨酰胺的拮抗劑，它能夠阻斷與 L-谷氨酰胺相關(guān)的生化反應(yīng)，例如，DON 可以阻斷嘌呤和嘧啶的合成從而抑制 DNA 的從頭合成途徑。另一方面，谷氨酰胺可以抑制細(xì)胞對 DON 的攝取，因?yàn)镈ON 的攝取需要一種谷氨酰胺轉(zhuǎn)運(yùn)酶，同時(shí)谷氨酰胺能夠與 DON 競爭體內(nèi)靶點(diǎn)，這兩種因素加起來就使得 DON的臨床療效降低。藥物 PEG-PLA/DON 的臨床 I 期試驗(yàn)分為兩步，第一步為 PEG-PLA 的劑量遞增試驗(yàn)，試驗(yàn)周期為3 周，給藥頻次為每周 2 次。第二步在第一步研究得出的最適 PEG-PLA 劑量下，考察 DON 的劑量遞增[34-35]。試驗(yàn)中，患者出現(xiàn)了一些可能與藥物相關(guān)的毒性反應(yīng)，最主要的是過敏反應(yīng)。在最適藥物濃度（120 IU/m2）下，所有患者體內(nèi)的谷氨酰胺濃度均被降低至 10% 以下。臨床 IIa 階段試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)顯示，DON 連接 PEG-PLA 形成的藥物對晚期的直腸癌和肺癌有治療作用[36]。

4.5 蛋氨酸酶

蛋氨酸酶（methioninase）能夠減少體內(nèi)血漿或腫瘤中的蛋氨酸，起到抗腫瘤的作用，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已證明經(jīng)腹膜內(nèi)注射蛋氨酸酶可以抑制裸鼠的吉田肉瘤和肺腫瘤的增長[37-38]。蛋氨酸酶的抗腫瘤療效已被多種品系的腫瘤細(xì)胞所證明[39]，也應(yīng)用于臨床試驗(yàn)第 I 階段的腫瘤患者身上[40-41]。蛋氨酸酶最大的缺點(diǎn)是免疫原性[42]和體內(nèi)滯留時(shí)間短（t1/2= 80 ～120 min）。Yang 等[43]用 5 kD 的 PEG 修飾了蛋氨酸酶，得到的 PEG-蛋氨酸酶的活性達(dá)到未修飾酶活性的 70%；在體內(nèi)的免疫原性優(yōu)于未修飾的酶。靜脈注射小鼠后，未修飾蛋氨酸酶的體內(nèi)半衰期為 2 h，分別用 4、6 和 8 個(gè)分子的 PEG 進(jìn)行修飾后，其體內(nèi)半衰期分別延長至 12、18 和30 h。

5 PEG 在納米載體中的應(yīng)用

最近抗腫瘤藥物研究趨勢之一是對納米載體進(jìn)行聚乙二醇化，形成 PEG 化納米共聚物給藥系統(tǒng)。由于正常組織的血管內(nèi)皮細(xì)胞排列緊密，大分子的 PEG 難以像小分子藥物一樣透過血管。但在類似于腫瘤等病變組織中，新生血管豐富，且血管內(nèi)皮細(xì)胞彼此連接疏松，間隙較大，因此大分子 PEG 攜帶的藥物可以進(jìn)入病變組織，進(jìn)而 PEG 藥物可通過被動(dòng)靶向作用改善藥物在病變組織的分布，以此提高療效[44]。近年來，有大量關(guān)于將 PEG 作為親水基團(tuán)引入納米粒載體制備抗腫瘤納米粒的研究報(bào)道。PEG 化納米共聚物給藥系統(tǒng)主要有 PEG 化的兩親型共聚物納米給藥系統(tǒng)、PEG 化的離子型聚合物納米給藥系統(tǒng)、PEG 化脂質(zhì)體等[45]。與一般納米載藥微粒相比，經(jīng) PEG 修飾的共聚物納米微粒由于 PEG 在其表面形成一個(gè)保護(hù)層，增加藥物在體內(nèi)滯留時(shí)間，延長其血漿半衰期，改變體內(nèi)分布，產(chǎn)生器官靶向性，提高主動(dòng)靶向性從而實(shí)現(xiàn)更好的抗腫瘤作用。

6 問題與展望

近年來，隨著對 PEG 技術(shù)的不斷深入研究，許多小分子、蛋白以及酶類藥物的 PEG 修飾已卓有成效，諸多國際知名的制藥公司已經(jīng)或正在積極推進(jìn)藥物的 PEG 修飾，但技術(shù)中也有一些難點(diǎn)和不確定性。例如：① PEG 對蛋白多肽的修飾是一種非選擇性化學(xué)反應(yīng)，PEG 往往不能針對特定的氨基酸進(jìn)行修飾。如果修飾位點(diǎn)選擇不當(dāng)，可導(dǎo)致修飾后的產(chǎn)物活性降低或改變蛋白的活性。因此，在對生物大分子類藥物進(jìn)行 PEG 修飾時(shí)，一定要把握好修飾位點(diǎn)、PEG的分子量以及實(shí)驗(yàn)過程中的反應(yīng)體系等各方面因素。②PEG 化反應(yīng)僅僅能夠共價(jià)結(jié)合單一相同鏈長的 PEG，有些時(shí)候單一相、統(tǒng)一鏈長的 PEG 并不能完全達(dá)到增加生物利用度和延長生物活性半衰期的目的。③目前大多研究采用的是單甲氧基 PEG（mPEG），而一般商品化 mPEG 中均不同程度混有 PEG 二醇，致使不同批次合成的藥物重現(xiàn)性不好，藥效也存在差異。④ PEG 前藥主要通過 EPR 效應(yīng)增強(qiáng)對病變組織的靶向作用，但靶向性不強(qiáng)，因此，非常有必要對其進(jìn)一步結(jié)構(gòu)修飾以增強(qiáng)其療效。⑤ PEG 兩端只有兩個(gè)活性游離羥基，因此其載藥量低（尤其對小分子藥物）。雖然已有部分 PEG 樹枝狀聚合物合成，從而在一定程度上增加了載藥量，但相對其合成難度及費(fèi)用來說，還有待進(jìn)一步改進(jìn)。

隨著 PEG 研究的高速發(fā)展及許多 PEG 衍生試劑的商品化，PEG 化藥物陸續(xù)上市，可以預(yù)測抗腫瘤藥物的PEG 修飾研究將得到越來越廣泛的重視，特別是提高溶解度、延長血漿半衰期、降低毒性和提高藥物在腫瘤蓄積部位的靶向性方面，PEG 具有持續(xù)的魅力。繼 2009年江蘇恒瑞醫(yī)藥的 PEG 化天門冬酰胺酶（培門冬酶）和 2011年石藥集團(tuán)百客（濟(jì)南）生物制藥有限公司生產(chǎn)的聚乙二醇化重組人粒細(xì)胞刺激因子注射液（津優(yōu)力）先后獲得生產(chǎn)批件后，中國踏進(jìn)了 PEG 化抗腫瘤藥物的研發(fā)之路。目前全世界的研究者也共同關(guān)注 PEG 化抗腫瘤藥物的研究，但查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)在這一領(lǐng)域研究報(bào)道較少，所以有待進(jìn)一步研究。隨著技術(shù)的發(fā)展和科研工作者的努力，PEG 修飾抗腫瘤藥物具有持續(xù)的魅力和非常廣闊的前景。

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