聚乙二醇修饰麦冬多糖的生物活性与体内过程

麦冬多糖MDG-1是从临床常用中药麦冬中提取纯化得到的一个具有良好抗心肌缺血活性的均一分子量果聚糖。由于作用独特、安全性好、制备工艺简单等优点，使得其具有较好的开发价值。但由于快速以原型经肾排泄，MDG-1的消除半衰期仅约20 min，这极大地限制了其作用的有效发挥。聚乙二醇（PEG）修饰技术是目前获得药物长循环的常用方法，已成功应用于多类药物和释药系统，但应用于糖类药物的报道还很少或没有。因此，本项目旨在前期已完成MDG-1活性及其作用机制研究，并建立适合其PEG修饰方法等基础上，通过研究，阐明PEG修饰对MDG-1生物活性与体内过程的影响，获得消除半衰期显著延长的活性修饰物，以显著提高麦冬多糖给药的有效性与顺应性，并获得平稳的血药浓度。研究成果可为其它糖类药物的PEG修饰提供实验依据。

本研究采用聚乙二醇（PEG）修饰技术对中药均一分子量多糖麦冬多糖MDG-1进行结构修饰，通过对修饰物体内过程和生物活性的研究，探讨了利用PEG修饰技术来改善MDG-1给药有效性与顺应性的可行性。研究成果不仅是对PEG修饰技术应用范围的补充，也可为其它糖类药物的PEG修饰以及药物的心肌缺血区靶向给药提供实验依据。. 体内过程研究表明：修饰物的血浆消除半衰期与其表观分子量呈S形关系，当分子量较小时，分子量增加，半衰期延长不显著；而当分子量接近一定值（约25 kDa）时，半衰期随着分子量的增加而显著延长。20-，30-和40-kDa mPEG-NH2对MDG-1进行一取代的修饰物C-5，C-6和C-7无论是静注给药还是皮下注射给药均获得了理想的药动学性质，三个修饰物的消除半衰期较MDG-1分别延长了约55，112和138倍，体内平均滞留时间分别延长了约40，74和111倍。此外，不同注射给药方式不会导致修饰物消除半衰期发生明显变化，且在研究的剂量范围内，修饰物呈现线性动力学特征。对C-5在正常和心肌缺血小鼠的组织分布研究显示，按药-时曲线下面积（AUC）计算，C-5在正常小鼠各个组织分布量从高到低的顺序为：肾、肺、心、肝和脑，而在心肌缺血小鼠的顺序是：肾 ≈ 肺 ≈ 心、肝和脑。除心组织外，心肌缺血没有引起C-5在其他组织的分布发生明显变化。由于缺血所导致的透过增强与滞留效应，C-5在缺血心组织的AUC约为正常心组织的1.6倍。与MDG-1相比，C-5在小鼠肾、脑和肺的分布趋势分别减小了约42、1.6和1.3倍，而在肝的分布趋势则增加了约1.3倍。. 生物活性研究表明：PEG修饰会导致麦冬多糖MDG-1生物活性的降低。但，当修饰物的PEG接枝度较低时，MDG-1的生物活性是可以被有效保留的。对修饰物C-5，C-6和C-7抗心肌缺血作用的研究结果表明：其在较少的给药次数和较长的给药间隔下能获得与MDG-1相当甚至是更好的抗心肌缺血活性。例如，它们能显著升高缺血大鼠的外周血压，抑制缺血时肌酸激酶活性的增加，并且能够显著减小心梗死区的面积等，从而对心肌缺血或梗死起到了不同程度的改善效果。. 以上研究结果对于聚乙二醇修饰麦冬多糖的进一步药学研发具有高度的指导意义。