给大家分享一篇发表在Advanced Science上的文章，题为Thermoresponsive Polypeptide Fused L-Asparaginase with Mitigated Immunogenicity and Enhanced Efficacy in Treating Hematologic Malignancies。文章的通讯作者是来自北京大学的高卫平教授。

    门冬酰胺酶（_L-Asparaginase，ASP）是治疗血液系统肿瘤的代表性药物之一，它能够催化肿瘤细胞生长必需的_L-天冬酰胺分解，从而诱导细胞凋亡。聚乙二醇化门冬酰胺酶（商品名Oncaspar）已被证明是解决野生型门冬酰胺酶半衰期短，免疫原性高等问题的有效策略。然而由于聚乙二醇在药品、化妆品中的应用，人体内广泛存在抗聚乙二醇抗体，这可能引起加速血液清除效应现象以及严重的超敏反应，降低临床疗效。

    许多研究人员已尝试将聚两性离子、聚氨基酸等材料与门冬酰胺酶偶联，作为聚乙二醇的替代物。除化学合成的聚合物外，弹性蛋白样多肽（Elastin-like polypeptides, ELPs）是一类具有生物相容性、生物可降解性的重复性寡聚序列。除此之外，ELPs具有热响应性，在转变温度（Tt）以上转变为聚集态。作者预期这一独特的温敏性质能够使其在原位形成注射后的缓释药库，如图1所示。

图1. ASP-ELP注射后形成缓释库的机理示意图

    如图2A所示，作者首先利用AlphaFold2的多聚体模型对ASP-ELP₉₀进行结构预测。可以看出，灵活的、随机卷曲的ELP链缠绕在ASP的四聚体核周围，形成壳状结构。随后，通过SDS-PAGE（图2B）及DLS（图2E）对ASP-ELP进行分子量、纯度以及流体动力学直径的测定。另外，也测定了ASP-ELP随浓度变化的Tt值（图2F）。除此之外，作者通过酶活保留以及细胞毒性的测定来评估体外的活性。可以看出ASP-ELP₉₀的酶活保留是PEG-ASP的4.3倍（图2G），对各个细胞系的半数抑制浓度也显著低于PEG-ASP（图2H）。

图2. ASP-ELP的体外性质表征

    随后，作者在腹腔注射Cy5荧光标记的各组ASP样品，并观察体内释放过程。如图3AB所示，ASP-ELP₉₀在注射后形成荧光库，荧光信号随时间推移逐渐下降，而ASP与PEG-ASP的荧光信号在注射后迅速消失。这是因为体温高于ASP-ELP₉₀ 的Tt值，同时局部浓度较高，形成了缓释库，而随后可溶性ASP-ELP₉₀逐渐从库中释放出来。通过计算药代动力学参数，可以看出（图3CDE），ASP-ELP₉₀的峰浓度（Cmax）显著降低，降低了高浓度诱导的副作用，终末半衰期（t_1/2）达到353.2小时，是PEG-ASP的11.9倍。而且，ASP-ELP₉₀的曲线下面积（AUC）与时间呈线性相关，表现为零级动力学，与PEG-ASP等呈现为对数相关的表现出明显的差异。

图3. ASP-ELP的体内释放过程及药代动力学

    另外，作者进行了免疫原性评价实验，每两周注射一次，共注射三次。第一次与第三次的药代动力学曲线对比表明，与PEG-ASP不同，ASP-ELP₉₀几乎未表现出加速血液清除效应（图4BC）。而针对蛋白及聚合物的IgG及IgM滴度数据显示（图4D），ASP-ELP₉₀的抗蛋白、抗聚合物免疫原性显著降低。

图4. ASP-ELP多次给药的免疫原性评价

    作者还进行了异种移植的抗肿瘤药效实验。如图5所示，在白血病以及淋巴瘤的小鼠模型中，多次给药相同的剂量。可以看出，ASP-ELP₉₀表现出更强的抗肿瘤疗效，以及显著延长的生存时间。这一结果表明，在相同的给药方案下，ASP-ELP₉₀更佳的治疗效果。

图5. ASP-ELP多次给药的药效评价

    综上，本文中作者设计制备了具有温敏性质的ASP-ELP₉₀，在注射后，能够原位形成缓释库，延长了半衰期。同时ASP-ELP₉₀表现出免疫原性降低，疗效增强的优势。

作者：ZRC  审校：SYM

DOI: 10.1002/advs.202300469

Link: https://doi.org/10.1002/advs.202300469