综述:聚乙二醇在纳米医学中的免疫原性

【字体: 时间:2025年06月11日 来源:Nature Reviews Bioengineering

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  这篇综述深入探讨了聚乙二醇(PEG)在纳米医学中的双重作用:其赋予纳米药物隐形特性(延长血液循环、稳定脂质制剂),但可能引发抗PEG抗体(anti-PEG Abs),导致药物分布改变、炎症反应和过敏。文章系统分析了PEG免疫原性的机制与影响,并提出应对策略(如给药方案优化、高分子量PEG竞争、PEG工程改造),同时探索了无PEG的替代纳米载体(如仿生颗粒、蛋白纳米笼)。最后展望了抗PEG抗体在靶向递送中的创新应用。

  

Abstract
聚乙二醇(PEG)作为纳米药物的“隐形斗篷”,通过减少免疫细胞识别显著提升脂质制剂(如mRNA疫苗)的稳定性和循环时间。然而,预存或治疗诱导的抗PEG抗体可能引发“隐形失效”——通过补体激活(C3a/C5a)导致纳米颗粒被单核吞噬系统捕获,甚至触发过敏反应(如CARPA)。动物实验显示,抗PEG抗体会加速PEG化脂质体(如Doxil?
)的肝脏清除,降低肿瘤靶向效率达40%。

PEG免疫原性的根源
PEG的免疫原性与其分子量(20
kDa更易致敏)和末端基团(如甲氧基)相关。人群血清学筛查发现,约72%个体存在低滴度抗PEG IgM,可能与日化品(如牙膏)中的PEG暴露有关。值得注意的是,COVID-19 mRNA疫苗(含PEG2000)接种后,约0.1%受试者出现严重过敏反应,与IgE型抗PEG抗体相关。

应对策略

  1. 给药优化:采用阶梯式剂量递增可降低抗PEG抗体产生风险;
  2. 高分子量PEG竞争:注射PEG40
    kDa可饱和抗体结合位点;
  3. PEG工程改造:分支状PEG(如4-arm-PEG)比线性PEG免疫原性降低3倍;
  4. 补体抑制剂:CR2-CD59融合蛋白可特异性抑制补体C3转化酶形成。

无PEG替代方案

  • 仿生纳米颗粒:红细胞膜包被的纳米颗粒可将循环时间延长至72小时;
  • 多肽涂层:CD47模拟肽通过“别吃我”信号逃避免疫识别;
  • 聚(2-恶唑啉)(POZ):这种新型聚合物在猕猴实验中显示零抗聚合物抗体产生。

抗PEG抗体的创新应用
科研人员巧妙利用抗PEG抗体的高亲和力(Kd
=10-9
M),开发出“PEG捕获”系统:

  1. 人工受体:表达抗PEG scFv的工程化T细胞可定向追踪PEG化CAR-T细胞;
  2. 可重载水凝胶:含PEG抗体的水凝胶能持续释放PEG化IL-2达14天;
  3. 双特异性抗体:抗PEG×抗HER2双抗可引导PEG化阿霉素精准靶向乳腺癌细胞。

未来研究需平衡PEG的“隐形效益”与免疫风险,而仿生载体和智能抗体技术或将成为下一代纳米药物的突破口。

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