高分子量PEG延长抗PEG抗体小鼠中聚乙二醇重组尿酸酶(pegloticase)的循环时间

High MW polyethylene glycol prolongs circulation of pegloticase in mice with anti-PEG antibodies

作者信息Anne M Talkington, Morgan D McSweeney, Tao Zhang, Zibo Li, Andrew C Nyborg, Brian LaMoreaux, Eric W Livingston, Jonathan E Frank, Hong Yuan, Samuel K Lai
PMID34481925
发布时间2021-10-10
DOI10.1016/j.jconrel.2021.08.051

实验完整度

研究包含体内动物模型(BALB/c小鼠)、PET/CT成像和γ计数器验证,以及功能验证(PK/生物分布)和机制相关性分析(APA滴度与清除速率),并设置对照组。

主要模型

BALB/c小鼠模型(pegloticase诱导APA) PEG致敏(APA+)小鼠 未致敏(naïve)小鼠

重点核对

小鼠品系:BALB/c,4-5周龄,雌雄各半 pegloticase诱导剂量:0.9 mg/kg,150 μL,静脉注射 游离PEG剂量:40 kDa PEG,550 mg/kg,静脉输注2分钟 89Zr-pegloticase注射剂量:4.1±1.3 MBq(约4.7 μg) PET/CT成像时间点:0-60分钟动态扫描及4、24、48、72、96小时

摘要

Pegloticase是一种用于降低慢性难治性痛风患者血清尿酸水平的酶。临床上,约40%的患者在初次治疗后产生高滴度的抗PEG抗体(APA),这些抗体会迅速清除随后注射的pegloticase,使其失效。我们先前发现,预先输注高分子量游离PEG(40 kDa)可作为诱饵饱和循环中的APA,阻止其与随后注射的PEG-脂质体结合,并在小鼠中恢复其长效循环,且未检测到毒性。本研究利用纵向正电子发射断层扫描(PET)成像,在4天内评估40 kDa游离PEG对放射性标记的pegloticase循环的恢复作用。注射pegloticase的小鼠在第9天产生显著的APA滴度,并在第14天进一步升高。与未致敏小鼠相比,pegloticase诱导APA的小鼠对89Zr标记的pegloticase清除加快,注射后4小时循环中pegloticase浓度降低约75%。APA+小鼠96小时AUC不足未致敏小鼠的30%。相反,在PEG致敏小鼠中预先输注游离PEG,可将pegloticase的AUC恢复至未致敏小鼠的约80%,并且随时间推移,其生物分布与未致敏小鼠中pegloticase相似。这些结果表明,预先输注游离PEG可能是使pegloticase及其他PEG化药物在因诱导APA而治疗失败的患者中安全有效使用的一种有前景的策略。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
预先输注高分子量游离PEG能否恢复因抗PEG抗体(APA)介导的快速清除而受损的pegloticase长效循环?
核心机制
游离PEG作为诱饵,饱和循环中的APA,竞争性抑制其与PEG化pegloticase结合,从而阻止APA介导的加速血液清除,恢复pegloticase的循环。
主要证据
在pegloticase诱导APA的小鼠中,预先输注游离PEG后,89Zr-pegloticase的血浆AUC恢复至未致敏小鼠的约80%,且生物分布与未致敏小鼠相似;而仅输注盐水的APA+小鼠清除显著加快,96小时AUC不足未致敏小鼠的30%。
研究意义
作者认为,预先输注游离PEG可能是一种有前景的策略,可恢复pegloticase及其他受APA影响的PEG化药物在因诱导APA而治疗失败的患者中的安全有效使用。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

诱导APA的小鼠模型建立

在小鼠中模拟临床pegloticase治疗引起的抗PEG抗体(APA)免疫反应

BALB/c小鼠(4-5周龄,雌雄各半)通过尾静脉注射0.9 mg/kg pegloticase(150 μL),在第9天和第14天采血并测定抗PEG IgG和IgM水平。

2

PET/CT成像评估pegloticase药代动力学

评估APA对89Zr标记pegloticase循环和生物分布的影响

将APA+小鼠随机分为两组(盐水对照组和游离PEG预处理组),还包括未致敏的naïve小鼠作为阴性对照。所有小鼠在注射89Zr-pegloticase前45分钟接受盐水或40 kDa游离PEG(550 mg/kg)静脉输注,然后进行动态和后续PET/CT扫描。

3

γ计数器验证体内分布

验证PET/CT成像结果的准确性

在96小时PET扫描后,处死小鼠,采集血液和主要器官(肝、肺、脾、肾、肌肉、心脏、脑等),使用γ计数器测定放射性活度,并与PET/CT结果进行比较。

4

AUC计算和统计分析

比较不同组之间pegloticase的总体暴露量

基于血液和器官中89Zr-pegloticase的检测量,计算各组在不同器官中0-96小时的AUC(梯形法),并进行统计分析。

5

APA水平与清除速率的相关性分析

评估APA滴度与pegloticase清除速度之间的关系

比较第14天测得的APA IgG浓度与PET/CT测量的pegloticase清除速率和肝脏蓄积量,分析相关性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
聚乙二醇重组尿酸酶----
抗小鼠IgG-HRPInvitrogenA28177
抗小鼠IgM-HRPThermoFisher Life Technologies626820
锆-89----
SuperArgus 4R小动物PET/CT系统Sedecal Inc., Spain--
PMOD软件----
EDTA管----
离心机----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
APA诱导
小鼠品系、年龄、性别、pegloticase剂量和给药途径
阅读提示:Methods部分'Mouse model and induction of APA'
APA测量
血浆稀释倍数、竞争ELISA步骤、标准品来源
阅读提示:Methods部分'Measurements of anti-PEG IgG and IgM'
放射性标记
pegloticase用量、螯合剂、标记效率
阅读提示:Methods部分'Radiolabeling of pegloticase'
PET/CT成像
游离PEG剂量、注射时间、89Zr-pegloticase剂量、成像时间点
阅读提示:Methods部分'Mouse PET/CT Study'
γ计数验证
器官处理、血液分离、核素计数
阅读提示:Methods部分'Mouse PET/CT Study'以及Results中相关描述