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摘 要
常规干扰素半衰期较短，每周3次用药出现典型的“峰-谷曲线”，影响抗HCV治疗效果且副 作用大.将聚乙二醇共价结合于干扰素，形成聚乙二醇化干扰素，通过延缓吸收，增加水溶 性，减少肾脏排泄，降低抗原性等途径延长了半衰期，只需每周注射1次，减轻了副作用， 用于慢性丙型肝炎以及肝硬化的治疗可达到较高的持续病毒清除率.因为聚乙二醇化干扰素 使用方便，容易接受，现正采用该剂型延长疗程治疗以往干扰素治疗失败的进展性丙型肝炎 .
主题词 肝炎，丙型/药物治疗；干扰素类/治疗应用；聚乙烯 二醇类
魏来.聚乙二醇化干扰素及在丙型肝炎治疗中的应用.世界华人消化杂志,2001;9(1 1):1296-1299
0 引言
丙型肝炎病毒(hepatitis C virus, HCV)感染呈全球分布，易慢性化［1］.其中，20 %的慢性患者将发展为肝硬化等终末期肝病，而HCV感染引起的肝硬化又是肝细胞癌的重要相 关因素［2-3］.迄今为止，干扰素是唯一相对有效的治疗［4］，然而，仅30 %左右的干扰素治疗者可保持长期的丙氨酸氨基转移酶正常.即使在干扰素治疗中合并使用病 毒唑，其长期效果也仅仅达40%［5］.干扰素单剂或干扰素联合病毒唑治疗丙型肝炎 的低反应率主要与病毒因素、宿主因素以及治疗制剂因素三个方面有关.病毒因素方面表现 为基因2型或基因3型感染者以及病毒滴度低于2 X 109拷贝.L-1者可能取得持续的 反应率［6］，然而，大多数慢性丙型肝炎患者不具备这些条件；宿主因素中性别与年龄可能影响持续反应率；治疗制剂因素中，干扰素在体内的药代动力学过程影响了 其有效性，同时，干扰素是广谱的抗病毒制剂，对HCV的复制与转录缺乏特异性的作用可能 影响了其抗HCV作用.干扰素药代动力学过程对有效性的影响与HCV的复制特性有关.干扰素SC后吸收很快并分布 到全身，肾脏清除率高［7］，由于其这一特性，在聚乙二醇干扰素之前所有的天然 的干扰素或基因工程干扰素半衰期都很短，在血清中仅持续6h（4h～8h）.按照目前α干扰 素3～6MU，每周3次的用药方法，体内干扰素水平有显著的波动，呈现典型的“峰-谷曲线 ”，而HCV有很高的复制率，每日约产生1012新的病毒颗粒.所以，单剂干扰素注射后 ，血清HCV水平与干扰素剂量成比例的降低，在干扰素半衰期后，HCV复制活跃，水平逐渐增 高，至24h～48h后，下一次干扰素应用前升高至干扰素注射前水平［8］.干扰素血清 水平大幅度波动还造成另外2个不利于治疗的因素，①在干扰素水平低谷期，干扰素不能有 效地抑制病毒的复制，有利于抗干扰素变异株的产生；②干扰素的副作用可能与谷浓度后干 扰素水平的快速升高有关.针对干扰素水平波动的问题，几个研究小组试图通过增加用药剂 量与用药频率来达到更高的反应率［9］，遗憾的是，虽然增加用药剂量与用药频率 均可达到很高的反应率，甚至最高可达66%～70%，但是，停药或减量、延长用药间隔后，大 部分患者出现反弹，病毒持续反应率并不高于标准剂量，每周3次治疗者［10] .联合应用病毒唑似乎并不能显著改变这一结果［11］.基于以上基础与临床研究， 延长干扰素的半衰期在理论上有助于增强其生物学活性、减轻副作用.
1 聚乙二醇化对蛋白特性的影响及在生物治疗中的意义［1 2，13］
聚乙二醇（polyethylene glycol, PEG）是一种无毒、水溶性的多聚物，由长度为 几个至几千个不等的多聚甲基组成.聚乙二醇化是将聚乙二醇多聚物以酯键或酰胺键共价形 式结合于药物蛋白质表面的赖氨酸残基上，也可能结合于蛋白质的组氨酸或其他氨基酸残基 上，聚乙二醇（PEG）化干扰素α-2b即是将PEG共价结合于组氨酸残基的咪唑侧链上.共价 结合于蛋白质的PEG可以为单链也可以是分支链，共价结合位点可以在一点也可以为多点.蛋 白质在聚乙二醇化以后半衰期延长，其PEG链越长，分支越多，其分子质量就越大，半衰期 就越长. 聚乙二醇化通过以下几个方面的机制来延长聚乙二醇化药物蛋白的半衰期，从而达到增强其生物学活性的作用，①蛋白质在聚乙二醇化以后，分子质量增大，皮下注射后吸收缓慢；② 聚乙二醇的甲基中含有大量的氢原子，其氢键可与水分子结合，因此，增加了聚乙二醇蛋白 质的水溶性；③聚乙二醇蛋白分子质量增大，减少了肾脏的排泄.一般分子质量在68kD以下的蛋白质常由肾小球滤过经尿排出，聚乙二醇化蛋白分子质量加大，同时流体半径加大，导 致肾小球滤过减少.聚乙二醇链的复杂程度同样影响了聚乙二醇蛋白的肾脏清除，所以，结 合分支链PEG的蛋白比结合线性PEG蛋白肾脏清除率更低，半衰期更长.④PEG干扰了细胞清 除机制，减少了蛋白质的细胞清除；⑤聚乙二醇化增加了蛋白对血循环中蛋白酶与肽酶的抵 抗.这一特性可能与PEG包裹了蛋白，阻断蛋白与蛋白酶的接触有关，此外，血循环中的胰 蛋白酶的作用位点位于赖氨酸与精氨酸之间，而聚乙二醇化的主要位点也是赖氨酸，该位点 的聚乙二醇化妨碍了蛋白酶进入活性位点；⑥结合于组氨酸的PEG结合位点往往位于蛋白三 级结构核心，保证了聚乙二醇化的稳定性，⑦PEG本身并不具备抗原性，当蛋白聚乙二醇化 以后，PEG遮盖了蛋白的抗原决定族，从而降低了蛋白的抗原性.除了以上所述及的增强药 物蛋白质的生物学活性外，聚乙二醇化还可干扰药物蛋白与细胞受体结合的能力，导致药物 蛋白生物学活性的降低.因为PEG对蛋白生物活性的影响是双向的，所以，蛋白在聚乙二醇 化以后净变化的生物活性是增加生物活性与降低生物活性之间的平衡.具体到各个特定蛋白 ，通过观察聚乙二醇的位点、共价结合的方式、PEG为分支或单链等对体内、外生物活性， 可找到最佳的方式及作用.由于以上聚乙二醇化蛋白质的特性，近几年来，已经有包括干扰素在内的一些药物蛋白被加 以聚乙二醇化改造，其中大部分通过实验并获得FDA的批准.比如治疗急性淋巴母细胞白血 病的PEG-L-天冬酰胺酶［14］、治疗严重的联合免疫缺陷综合征的PEG-腺苷脱氨 酶［15］.白介素-2，链激酶以及γ干扰素等半衰期很短的药物蛋白也正通过聚乙二 醇化来改善其生物学活性.对α干扰素的聚乙二醇化也是成功的范例.
2 聚乙二醇化干扰素的特性
几年前已有通过聚乙二醇化的方法修饰干扰素并用于丙型肝炎治疗的报告［14 ］，但其时所采用的PEG链短，分子质量低，仅5kD，所以，其药代动力学和生物作用均与 常规干扰素相仿，并无显著的改善.近几年聚乙二醇化技术的改善才使得通过聚乙二醇化改 善干扰素的生物作用方式成为可能，并在慢性丙型肝炎、委内瑞拉马脑炎［17］、肾 细胞癌［18］等疾病中进行临床试验.目前，已开发出两个亚型的聚乙二醇化干扰素并用于慢性丙型肝炎的治疗［12］，分 别为干扰素α-2a与干扰素α-2b.与各自的常规干扰素相比，这两个亚型的干扰素聚乙二 醇化以后都表现为肾脏清除率明显降低，半衰期延长，免疫原性降低.因为半衰期延长，明 显方便了使用，可将每周3次注射改为每周1次.同时，PEG干扰素在清除HCV感染方面也优于 常规的干扰素制剂，此外，因为PEG干扰素皮下注射后吸收缓慢，接受注射者的流感样症候群也比使用常规干扰素为轻.两个亚型干扰素所采用的PEG在长度、分子质量、分支情况、共价结合位点等方面均有所不 同（见表1）.
表1 聚乙二醇干扰素α-2a与聚乙二醇干扰素α-2b部分特性的比 较
| 特性 |
聚乙二醇干扰素α-2a |
聚乙二醇干扰素α-2b |
| PEG链长度 |
40kD |
12kD |
| PEG链的类型 |
分支 |
线性 |
| 共价结合方式 |
绝大多数以酰胺键结合于赖氨酸 |
绝大多数以氨基甲酸乙酯键结合于组氨酸 |
| 共价结合位点数 |
多位点，可达7个 |
多位点，可达4个 |
| 半衰期 |
96h |
45h |
| 代谢 |
主要在肝脏代谢 |
部分经肾脏排泄 |
与常规干扰素6h的半衰期相比，聚乙二醇干扰素皮下注射后缓慢上升，大约注射后24h达峰 值，此后PEG干扰素α-2b在血清中水平渐下降，至7d时完全清除，而PEG干扰素α-2a在达 到峰值后的7d内始终处于较高的水平.因此，在通常48wk治疗过程中，反复注射可出现PEG干 扰素α-2a的蓄积，而不出现PEG干扰素α-2b的蓄积.虽然PEG干扰素α-2a的半衰期明显 长于PEG干扰素α-2b的蓄积，但并不说明治疗中所获得的生物学反应一定是PEG干扰素α- 2a优于PEG干扰素α-2b，因为，长链、分支链等虽然延长了半衰期，也干扰了干扰素与细 胞受体的结合.两者在清除病毒，达到持续反应方面的能力不能以药动学与药代学模式来代 表，确切的异同需要大规模的临床对照实验.
3 聚乙二醇化干扰素用于丙型肝炎的治疗
目前已有几组资料报告PEG干扰素治疗不同慢性丙型肝炎患者的疗效（表2）.
表2 PEG干扰素治疗慢性丙型肝炎的效果
| 作者 |
诊断与病 例数 |
干扰素类型 |
剂量与疗程 |
HCV阴转率(%) |
ALT复常率(%) |
ALT与HCV联合反应率 (%) |
组织学72wk |
| 48wk |
72wk |
48wk |
72wk |
48wk |
72wk |
| Zeuzem S［19］ |
慢性丙型肝炎206 |
Peg-interferon 2a |
180μg，每周1次 48wk |
69 |
39 |
46 |
45 |
41 |
48 |
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慢性丙型肝炎154 |
interferon 2a |
6MU， 每周3次12wk |
28 |
19 |
39 |
25 |
25 |
17 |
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对照 |
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3MU， 每周3次36wk |
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| Heathcote EJ［20］ |
肝硬化，96 |
Peg-interferon 2a |
90μg，每周1次48wk |
42 |
15 |
35 |
20 |
31 |
15 |
44 |
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肝硬化，87 |
Peg-interferon 2a |
180μg，每周1次48wk |
44 |
30 |
39 |
34 |
29 |
30 |
54 |
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肝硬化，88对照 |
interferon 2a |
3MU， 每周3次48wk |
14 |
8 |
22 |
15 |
10 |
8 |
31 |
| Reddy KR［21］ |
慢性丙型肝炎20 |
Peg-interferon 2a |
90μg，每周1次48wk |
45 |
30 |
20 |
25 |
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慢性丙型肝炎45 |
Peg-interferon 2a |
180μg，每周1次48wk |
60 |
36 |
36 |
38 |
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慢性丙型肝炎41 |
Peg-interferon 2a |
270μg，每周1次48wk |
56 |
29 |
27 |
27 |
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慢性丙型肝炎33，对照 |
interferon 2a |
3MU， 每周3次48wk |
12 |
3 |
15 |
9 |
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| Glue P［22］ |
慢性丙型肝炎9 |
Peg-interferon 2b |
0.7μg.kg -1.wk-124wk |
44 |
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慢性丙型肝炎7 |
Peg-interferon 2b |
1.4μg.kg-1.wk-12 4wk |
42 |
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组织学反应的定义是组织学活动指数（HAI）至少下降2个点与常规干扰素相比，两个亚型的干扰素在聚乙二醇化以后均显著增强了清除病 毒RNA的作用，近期反应率最高可达69%；增高了病毒的持续反应率，最高持续反应率达39%. 这种反应率的增高可以在各个HCV基因型感染者中观察到.PEG干扰素α-2a还显示出对肝脏 具有桥接样坏死与肝硬化患者的效果［19］.这种效果与对肝脏组织学的改善相一致 ，与常规干扰素治疗相仿，接受PEG干扰素治疗者，不论病毒学与生物化学反应如何，肝脏 组织学趋于改善， 即使未出现病毒学反应，其中约1/3以上的治疗者也出现肝脏组织学的改善.在对PEG干扰 素治疗慢性丙型肝炎过程中，发现有一些因素与治疗效果有关，这些因素中，有些与常规干 扰素治疗的有效因素相仿［19-21］.①PEG干扰素.与常规干扰素治疗相比，在各个 基因型与不同病毒滴度水平，接受PEG干扰素治疗者具有更高的持续的病毒与生物化学反应 率.特别在180μg治疗组，PEG干扰素组的的病毒的持续清除率高达32%，而常规干扰素组仅 为7%，相差4倍.②PEG干扰素的剂量，在基因1型感染者中，接受3MU，90μg，180μg PEG干 扰素的病毒持续清除率分别为2%、5%和13%.当以往非反应有利指标同时出现时，如基因1型 且病毒滴度大于2X109拷贝.L-1时，接受180μg治疗者中有10%出现病毒持续清除 ，而接受90μg者无人出现反应.且在肝硬化患者中，90μg与180μg组48wk时病毒学反应率 在分别为42%与44%，72wk时生物化学反应率分别为20%与34%，差异显而易见.更详细的研究 表明，从45μg到180μg间，病毒与生物化学的持续反应率呈明显的剂量依赖，继续增加剂 量至270μg，反应率并没有进一步增加，组织学反应率在45μg、90μg、180μg、270μg各 组间基本一致.所以，在使用PEG干扰素α-2a时，建议使用180μg.wk-1.③基因型 ，72wk时，接受180μg PEG干扰素治疗的肝硬化患者中，1b型与1a型的病毒持续清除率分别 为20%与9%.显示，在基因1型内，1b型的疗效可能优于2a.在非1型HCV感染的肝硬化患者中， 应用3MU常规干扰素α-2a，90μg，180μg PEG干扰素α-2a的持续病毒清除率分别达到15 %,29%和51%.但是在慢性丙型肝炎患者中，基因1b型与1a型感染者的反应率无明显区别.④治 疗过程中病毒学反应，12wk时对治疗的反应可以预测长期的反应，接受180μg PEG干扰素治 疗且具有长期反应的慢性丙型肝炎与肝硬化患者在12wk时HCVRNA水平已经较基础水平明显下 降，其中大多患者HCVRNA已低于可检测的水平.在48wk时，具有病毒学反应者的持续病毒学 、生物化学、组织学反应率高于48wk时同时具有病毒与生物化学反应者.但机制理尚不清楚.⑤其他，包括年轻患者、体表面积小、高水平的丙氨酸氨基转移酶.
4 PEG干扰素的副作用［19-21］
PEG干扰素治疗中所发生的副作用与以往报告的使用常规干扰素时的副作用相似，最常见的副作用包括乏力、头痛、肌肉痛、寒战和发热.接受常规干扰素α-2a者瘙痒的发生 率略低于接受PEG干扰素α-2a者，注意力不集中、肌肉痛、头昏则更多的发生于接受常规 干扰素α-2a者.180μg PEG干扰素α-2a治疗组注射部位炎症的发生率明显高于常规干扰 素组与低剂量组，在肝硬化患者中肌肉痛发生率也高于常规干扰素组，也有报告抑郁在PEG 干扰素α-2a更多见.其他的副作用在常规干扰素与PEG干扰素两组间相仿，包括乏力、头痛 、寒战、发热、恶心、右上腹痛、腹泻、失眠、脱发、呕吐、食欲降低、咳嗽、皮炎、焦虑 等.但在对照临床试验中未发生严重的全身感染、严重的出血与肝功能失代偿.在临床药物试 验中，与肝硬化相关的白细胞降低、血小板减少在各种干扰素、各个剂量情况下的变化相一 致，白细胞的降低在治疗开始后不久即发生，大多在治疗期间处于稳定 状态，治疗结束后回到治疗前水平.在任何时间点，任何剂量中，白细胞低于0.5X109.L -1的情况在常规干扰素组、90μg PEG干扰素α-2a与180μg PEG干扰素α-2a 3组都 是相似的.并没有治疗者因为白细胞降低而发生严重感染.也没有因白细胞降低而中断治疗者 ，仅有很少的患者因为白细胞降低调整剂量.常规干扰素α-2a治疗组的血小板<50X109.L -1发生率显著低于PEG干扰素α-2a，因此，因血小板降低而调整剂量者也少于PEG 干扰素α-2a组，在接受PEG干扰素α-2a的患者中，有个别慢性丙型肝炎患者因血小板降 低而中断治疗，而肝硬化患者中无1例因血小板降低而中断治疗，都没有因血小板降低出现 临床上明显的出血倾向.在慢性丙型肝炎患者中，还有1例因贫血而中断治疗.在肝硬化治疗 中，可因副作用中断治疗或调整剂量（表3）.
表3 HCV感染的肝硬化患者干扰素治疗中的中断率与剂量调整情况 n (%)
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干扰素α-2a88例 |
PEG干扰素α-2a |
| 90μg（96例） |
180μg（87例） |
| 治疗中断 |
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| 因副作用中断 |
7（8） |
7（7） |
11（13） |
| 因实验室异常中断 |
2（2） |
4（4） |
1（1） |
| 剂量调整 |
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| 因白细胞降低调整 |
12（14） |
9（9） |
9（10） |
| 因血小板降低调整 |
5（6） |
17（18） |
16（18） |
| 因副作用调整 |
12（14） |
2（2） |
12（14） |
5 展望
初步的临床研究已证实PEG干扰素治疗慢性丙 型肝炎疗效优于常规干扰素.PEG干扰素可达到较高的持续病毒清除率，使用方便，副作用 可耐受，并且，干扰素及PEG干扰素的使用证实能明显改善肝脏组织学变化.还有研究初步 观察了PEG干扰素联合使用病毒唑的疗效，发现联合使用病毒唑可明显提高反应率并不增加 副作用，PEG干扰素α-2b 1.4μg.kg-1.wk-1联合病毒唑24wk的反应率可高 达81%，48wk时，反应率仍维持在60%，以单剂量PEG干扰素α-2b为对照，使用1.4μg.kg -1.wk-1联合病毒唑24wk的反应率是50%，其48wk时，反应率仍维持在42% ［22］.但仍有一些有待解决的问题，包括基因1型HCV感染者反应率仍较低，以往单剂干 扰素或干扰素联合病毒唑治疗失败者治疗的有效性，干扰素治疗后复发患者的治疗效果等. 一些不足可能通过在使用中不断积累经验来克服，有一些则需要在今后发展特异性治疗来加 以弥补.另近有报告，持续予以单剂干扰素至少2a的长时间治疗可阻断慢性丙型肝炎进展为 更重的肝脏疾病与肝硬化［23］.PEG干扰素因为使用方便，容易耐受，适合于这一治 疗方法.美国正在进行2个大的多中心的PEG干扰素用于以往干扰素治疗失败的进展性肝病治 疗研究，可望在不久的将来取得有价值的结果.
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