日前,清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系高衛(wèi)平實(shí)驗(yàn)室在生物材料學(xué)國際頂級期刊《生物材料》(Biomaterials)上在線發(fā)表了題為《定點(diǎn)原位生長腫瘤治療功效優(yōu)于派羅欣的干擾素-高分子偶聯(lián)物》(Site-specific in situ growth of an interferon-polymer conjugate that outperforms PEGASYS in cancer therapy)的學(xué)術(shù)論文,在國際上首次報(bào)道了定點(diǎn)原位生長(site-specific in situ growth, SIG)干擾素-高分子偶聯(lián)物的方法,并將所得到的新型干擾素-高分子偶聯(lián)物與羅氏公司商品化藥物派羅欣(PEGASYS)在動物水平上進(jìn)行直接對比,發(fā)現(xiàn)這個新型干擾素-高分子偶聯(lián)物展現(xiàn)出更好的腫瘤治療效果。高衛(wèi)平研究員為本文的通訊作者,醫(yī)學(xué)院博士生胡瑾和博士后王貴林為共同第一作者。
定點(diǎn)原位生長干擾素-高分子偶聯(lián)物(IFN-POEGMA)
干擾素α(IFN-α),目前在臨床上被廣泛用于治療肝炎和癌癥,但是它的體內(nèi)循環(huán)半衰期很短(4-8小時),需要每天或一周三次大劑量給藥,副作用很大,治療效果也不理想。將IFN-α聚乙二醇化(PEGylation)是目前解決這些問題的有效方法,如:羅氏公司的PEGASYS已在臨床上廣泛用于慢性肝炎與癌癥的治療。但是PEGylation目前存在明顯的缺點(diǎn),如:產(chǎn)物的生物活性大幅度降低、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、產(chǎn)率低、成本高等。
為了解決這些問題,高衛(wèi)平實(shí)驗(yàn)室首次利用定點(diǎn)原位生長技術(shù)(SIG)合成干擾素-高分子偶聯(lián)物(IFN-POEGMA)。該方法大幅度提高了產(chǎn)率,是PEGylation的60倍,能夠有效降低生產(chǎn)成本。IFN-POEGMA的藥代和生物分布與PEGylatedIFN-α(派羅欣,PEGASYS)的相似,但是其體外生物活性是PEGASYS的7倍。動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,IFN-POEGMA不僅完全抑制了腫瘤的生長,而且治愈了75%的小鼠,而在同樣給藥劑量下PEGASYS僅能在一定程度上抑制腫瘤生長,但不能治愈小鼠(圖2a和2b)。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果首次表明,通過SIG方法可以高效可控制備出比已在臨床廣泛使用的一線藥物金標(biāo)準(zhǔn)(PEGASYS)更好的新型蛋白藥物,具有巨大的臨床轉(zhuǎn)化前景和社會經(jīng)濟(jì)價值。
高衛(wèi)平實(shí)驗(yàn)室已為該研究成果申請了中國專利和國際專利,并獲得了天使基金的投資,目前臨床前第三方測試效果良好,將進(jìn)行下一步臨床前研究。
(a)腫瘤生長抑制情況;(b)小鼠存活率
2011年10月高衛(wèi)平博士從美國杜克大學(xué)(Duke University)生物醫(yī)學(xué)工程系回國,在清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系籌建生物材料與納米醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室。在過去4年中,高衛(wèi)平實(shí)驗(yàn)室致力于蛋白質(zhì)偶聯(lián)物研究,并取得了一系列創(chuàng)新研究成果。2015年1月,他們在《生物材料》(Biomaterials)發(fā)表論文,揭示通過將蛋白N-和C-相連進(jìn)行環(huán)化,并定點(diǎn)原位生長環(huán)化蛋白-高分子偶聯(lián)物,可以顯著提高蛋白穩(wěn)定性;2015年6月,他們在《生物材料》(Biomaterials)報(bào)道了定點(diǎn)原位生長抗體-熒光高分子偶聯(lián)物的新方法,用于抗原和腫瘤細(xì)胞的高靈敏度檢測; 2015年7月,他們在《化學(xué)通訊》(Chemical Communications)上發(fā)表成果,證明通過可控合成具有腫瘤靶向的多肽-藥物偶聯(lián)物可以有效提高腫瘤治療效果;2015年9月,該課題組又在《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)報(bào)道了一種新型、通用、簡單、高效的類彈性蛋白多肽融合方法(elastin-like polypeptide fusion, ELPfusion),用于精準(zhǔn)設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)-高分子偶聯(lián)物。高衛(wèi)平實(shí)驗(yàn)室也積極進(jìn)行研究成果轉(zhuǎn)化工作,到目前為止已申請國際和國內(nèi)發(fā)明專利5項(xiàng),并獲天使投資基金1項(xiàng)。
高衛(wèi)平實(shí)驗(yàn)室的研究重點(diǎn)是設(shè)計(jì)新型生物醫(yī)用高分子、蛋白質(zhì)偶聯(lián)物以及納米系統(tǒng)用于疾病的預(yù)防與診療。以上工作得到國家自然科學(xué)基金面上(21274043)和重點(diǎn)項(xiàng)目(21534006)的資助。
論文:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961216301466
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