综述：尿酸酶制剂的进展：克服酶替代疗法中的治疗挑战

本文综述尿酸酶制剂在治疗痛风和肿瘤溶解综合征中的进展，探讨其面临的挑战及解决策略。

　　

尿酸酶制剂的进展：克服酶替代疗法中的治疗挑战

尿酸在人体中是嘌呤代谢的最终产物，由黄嘌呤氧化酶将次黄嘌呤分解为黄嘌呤，进而形成。在多数哺乳动物体内，尿酸可被尿酸酶转化为水溶性良好、易排出体外的尿囊素。然而，人类和高等灵长类动物在进化过程中，编码尿酸酶的基因失活，导致体内尿酸基线水平高于其他哺乳动物。这使得人类易患高尿酸血症，进而引发痛风等代谢性疾病。传统治疗痛风的方法包括使用非甾体抗炎药、秋水仙碱和皮质类固醇缓解急性症状，以及黄嘌呤氧化酶抑制剂降低血清尿酸（SUA）水平，但部分患者对这些治疗反应不佳。因此，重组尿酸酶的酶替代疗法（ERT）成为治疗难治性痛风和肿瘤溶解综合征（TLS）引起的高尿酸血症的有效替代方法。

尿酸酶疗法面临的挑战

尿酸酶在 ERT 中具有重要作用，它可补充人体缺失的酶，降低尿酸水平。但目前已开发的重组尿酸酶制剂，如拉布立酶（rasburicase）和聚乙二醇化尿酸酶（pegloticase），在临床应用中面临稳定性和免疫原性等问题。

• 稳定性问题：尿酸酶在生理和治疗条件下稳定性欠佳，其活性受温度、pH 值和蛋白水解降解等因素影响。尿酸酶通常在约 40°C 时活性最佳，但在低于或高于此温度时稳定性下降，在 50°C 以上会发生变性。不同来源的尿酸酶对 pH 值的要求不同，如枯草芽孢杆菌来源的尿酸酶在 pH 约为 10 时表现最佳，而念珠菌来源的在 pH 8.5 时功能最优，在生理血液 pH 范围内活性会降低。此外，体内的蛋白酶会降解尿酸酶，缩短其半衰期，这就需要更频繁给药来维持治疗效果，增加了副作用风险，降低了患者依从性。
• 免疫原性：尿酸酶作为外来蛋白，易被人体免疫系统识别，引发抗药物抗体（ADAs）的产生。这些抗体可中和尿酸酶或加速其清除，降低治疗效果。不同患者的免疫反应程度不同，部分患者会因 ADAs 导致治疗失败或出现超敏反应。聚乙二醇化（PEGylation）虽可降低免疫原性，但可能会引发抗 PEG 抗体的产生，仍影响治疗效果。

尿酸酶制剂的演变

为解决尿酸酶的稳定性和免疫原性问题，多种重组尿酸酶制剂应运而生，它们在临床应用、作用机制和给药途径等方面存在差异。

• 临床批准和研究中的尿酸酶制剂：拉布立酶是一种非聚乙二醇化的重组尿酸酶，来源于黄曲霉，在酿酒酵母中表达，于 2002 年被美国食品药品监督管理局（FDA）批准，主要用于治疗 TLS 相关的急性高尿酸血症，能快速降低 SUA 水平，但半衰期短且具有免疫原性。聚乙二醇化尿酸酶（pegloticase）是一种聚乙二醇化的重组尿酸酶，来源于哺乳动物，于 2010 年被 FDA 批准，用于治疗对传统降尿酸治疗无效的慢性难治性痛风，聚乙二醇化延长了其半衰期，但免疫原性问题仍限制其应用。SEL-212 是一种联合疗法药物，由聚乙二醇化尿酸酶（pegadricase）和 ImmTOR 组成，通过诱导免疫耐受减少 ADAs，已在多项临床试验中显示出良好的安全性和有效性，给药频率为每月一次，比 pegloticase 更方便。ALLN-346 是一种口服重组尿酸酶，设计用于在胃肠道中稳定降解尿酸，避免全身吸收，主要针对慢性肾脏病（CKD）患者，在临床前研究和临床试验中均显示出降低 SUA 水平的效果，但研发公司于 2022 年申请破产，其后续发展存在不确定性。PRX-115 是一种使用植物细胞表达平台生产的聚乙二醇化重组尿酸酶，目前正处于临床试验阶段，旨在克服现有尿酸酶制剂的免疫原性和药代动力学问题。
• 新兴的尿酸酶递送策略：尽管已批准的尿酸酶制剂取得了一定进展，但仍面临免疫原性和短半衰期等挑战。为优化尿酸酶的治疗潜力，实验性药物递送系统（DDS）不断发展，主要包括基于纳米颗粒和共轭的系统。纳米颗粒尺寸通常在 1 - 100nm 之间，具有独特的物理化学性质，可保护活性成分，提高药物稳定性和生物利用度。聚合物共轭则通过将聚合物连接到尿酸酶上，增强其催化效率，减少免疫识别。

基于纳米颗粒的递送

基于纳米颗粒的 DDS 包括脂质基、聚合物基和无机纳米颗粒，每种类型都有其独特的优势和应用。

• 脂质基纳米颗粒：细胞膜包被的纳米颗粒可模拟天然细胞的保护特性，增强尿酸酶在生物环境中的稳定性。如红细胞（RBC）膜包被的纳米颗粒可延长治疗药物的循环时间，减少酶降解；白细胞膜可吸收炎性细胞因子，减轻炎症损伤。以金属 - 有机框架（MOFs）为例，用 RBC 或巨噬细胞膜包被后，可显著提高尿酸酶的稳定性，在高尿酸血症小鼠中有效降低 SUA 水平。纳米组装技术如尿酸酶负载的纳米体微组装（NSU-MAs）和尿酸酶纳米胶囊组装（UNAs），可显著提高尿酸酶的稳定性和循环时间。这些纳米组装体在不同温度和 pH 条件下表现出更好的稳定性，能更有效地降低血浆尿酸水平。酶体（Enzymosome）是一种仿生纳米颗粒，将尿酸酶包裹在类似细胞的脂质双层结构中，可增强酶的功能和稳定性。不同的酶体制剂在催化活性、药代动力学和稳定性方面均有显著改善，能更有效地降低血浆尿酸水平。
• 聚合物基纳米颗粒：聚合物纳米胶囊如聚（N - 乙烯基吡咯烷酮）（PVP）纳米胶囊，可有效包裹尿酸酶，提高其稳定性。PVP 纳米胶囊在高温下能保留更多酶活性，延长酶的半衰期，提高生物利用度，在高尿酸血症小鼠中可维持降低的 SUA 水平更长时间。温敏聚合物 F - 127 与金纳米颗粒（AuNPs）共包裹尿酸酶的系统，能提高尿酸降解效率，降低过氧化氢水平，减少细胞毒性。两性离子聚合物如聚（羧基甜菜碱）（PCB），具有高亲水性和抗非特异性吸附特性，可用于制备稳定的尿酸酶载体。PCB 基纳米载体在提高尿酸酶热稳定性、延长半衰期和降低免疫原性方面表现出色。pH 和热响应性纳米聚合物，由聚（N - 异丙基丙烯酰胺）和聚（乙烯基咪唑）组成，可对环境变化做出响应，提高尿酸酶在不同环境条件下的稳定性。
• 无机纳米颗粒：无机化合物如锌和磷酸氢钙（CaHPO₄）可用于包被尿酸酶，增强其稳定性和功能。以沸石咪唑酯骨架 - 8（ZIF - 8）纳米颗粒为例，其包裹尿酸酶和过氧化氢酶后，可显著提高尿酸酶的 pH 稳定性、热稳定性和蛋白水解稳定性，延长消除半衰期。CaHPO₄基的混合纳米花由尿酸酶和辣根过氧化物酶组成，与透明质酸可溶解微针系统结合用于透皮注射，能提高酶的催化活性和稳定性，有效降低高尿酸血症小鼠的 SUA 水平。

基于聚合物共轭的递送

聚合物共轭是增强尿酸酶药代动力学、稳定性和治疗性能的有效策略，可分为合成聚合物、天然聚合物和混合共轭等方法。

• 合成聚合物：聚乙二醇（PEG）是生物医学应用中常用的聚合物，具有良好的生物相容性、低免疫原性和高溶解性。早期研究将不同类型的聚合物（如 PVP、聚（N - 丙烯酰吗啉）（PNAM）、支链单甲氧基 PEG（mPEG）和线性 mPEG）与尿酸酶共轭，结果表明 PEG2 诱导的抗聚合物抗体产生最少。后续研究发现，使用 mPEG - p - 硝基苯碳酸酯和 mPEG - 4,6 - 二氯 - s - 三嗪进行 PEG 化，可提高尿酸酶在恶劣条件下的性能；用 mPEG - 丙醛修饰尿酸酶可提高其 pH 稳定性；修饰犬源尿酸酶可显著延长半衰期，增加 AUC。聚（寡聚乙二醇）甲基醚甲基丙烯酸酯（POEGMA）共轭物具有更长的半衰期和更低的抗 ADA 反应，比 PEG 化尿酸酶表现更优。两性离子聚合物如两性离子磷酸丝氨酸模拟聚合物（ZPS），可通过模仿磷脂酰丝氨酸的免疫调节作用，减少免疫识别。ZPS 与尿酸酶共轭后，显著延长了尿酸酶的循环半衰期。聚降冰片烯（polynorbornene）与尿酸酶共轭，通过开环易位聚合技术，可增强酶在不同温度和 pH 条件下的稳定性，降低免疫原性。
• 天然聚合物：多肽如聚唾液酸（PSA）和富含脯氨酸、丙氨酸和丝氨酸的 PAS 多肽，可通过基因融合或化学修饰的方式与尿酸酶结合，提高其药代动力学和稳定性。PAS 多肽与尿酸酶融合后，延长了尿酸酶的血浆半衰期，提高了稳定性和催化效率；PSA 共轭的尿酸酶在不同温度和 pH 条件下表现出更高的稳定性和酶活性。蛋白质如白蛋白，是血浆中含量最丰富的蛋白质，具有高结合亲和力。通过位点特异性共轭方法，将人血清白蛋白（HSA）与尿酸酶结合，可显著延长尿酸酶的半衰期，保持酶活性。用富含羧基甜菜碱的多肽（PepCB）修饰尿酸酶，可提高其药代动力学，延长半衰期，减少免疫原性。
• 混合共轭：甘露糖化尿酸酶通过化学共轭过程将甘露糖聚合物与尿酸酶结合，可促进免疫耐受，减少免疫原性。甘露糖化尿酸酶在体内实验中表现出较低的尿酸酶特异性 IgG 反应，减少了抗体分泌和记忆 B 细胞数量，降低了 T 滤泡辅助细胞的激活。

降低尿酸酶免疫原性的策略

降低尿酸酶的免疫原性对提高其治疗效果和安全性至关重要，多种策略已被开发用于解决这一问题。

• 脂质基方法：脂质基载体如细胞膜包被的囊泡和脂质基纳米载体，可通过包裹尿酸酶，屏蔽其抗原表位，减少免疫细胞的识别。红细胞膜包被的尿酸酶（Uri@RBC）在体内显著降低了免疫反应，延长了尿酸酶的循环时间，保持了降尿酸效果；由 M2 巨噬细胞和外泌体衍生的混合膜包被的尿酸酶（D - N [EM2]），利用 M2 巨噬细胞的抗炎特性，调节免疫反应，减少免疫原性，提高靶向递送能力。脂质基纳米载体如 NSU - MAs 和 UNAs，通过包裹尿酸酶，减少其与免疫细胞的直接接触，降低抗体反应，提高免疫屏蔽效果。
• 聚合物方法：聚合物纳米颗粒如 PVP 纳米胶囊和两性离子 PCB 纳米胶囊，可通过包裹尿酸酶，避免其被免疫系统识别，减少免疫清除。PVP 纳米胶囊通过逃避单核吞噬系统的识别，减少巨噬细胞对尿酸酶的摄取，降低抗体浓度；PCB 纳米胶囊通过其高度水化的两性离子外壳，防止蛋白质吸附和免疫细胞激活，减少免疫反应。
• 无机方法：无机纳米颗粒如金属 - 有机框架（MOFs），可将尿酸酶包裹在稳定的基质中，保护其免受免疫识别。MOF 包裹的尿酸酶、过氧化氢酶和姜黄素的多酶递送系统，在体内显著降低了抗尿酸酶和抗过氧化氢酶的 IgG 和 IgM 抗体水平，减少了免疫细胞对酶的识别。
• 化学修饰：化学修饰通过合成和天然聚合物共轭，可屏蔽免疫原性表位，延长尿酸酶的循环时间，减少免疫识别。合成聚合物共轭如 PEGylation、POEGMA、ZPS 和聚降冰片烯共轭，可降低免疫反应，提高酶的稳定性；天然聚合物共轭如白蛋白和多肽共轭，可减少 ADA 形成，改善药代动力学；混合聚合物修饰如甘露糖化，可促进免疫耐受，减少免疫原性。
• 基因修饰：基因修饰通过改变尿酸酶的结构，减少免疫识别。将牛乳铁蛋白（LfcinB）嵌入狒狒尿酸酶（rbUOX）中，可改变酶表面的抗原表位，减少免疫系统的识别，降低免疫原性。CRISPR - Cas9 基因编辑技术可将功能性尿酸酶基因整合到人类基因组中，在人肾细胞中重新激活尿酸酶假基因，实现尿酸酶的有效表达和尿酸代谢，但仍需进一步体内研究验证其安全性和临床可行性。

尿酸酶疗法的监管格局

尿酸酶疗法在临床转化和监管批准方面面临诸多挑战，需要多方共同努力克服。

• 临床转化挑战：尿酸酶疗法的临床应用受到免疫原性、ADAs 导致的治疗抵抗以及成本和患者依从性等实际问题的限制。同时使用黄嘌呤氧化酶抑制剂和 pegloticase 会干扰尿酸水平的监测，影响治疗效果评估。为确保安全，在 pegloticase 和 SEL - 212 的临床试验中制定了停药规则，但这也带来了治疗持续时间和停药后能否重新开始治疗的不确定性。新兴疗法如 SEL - 212 和 ALLN - 346 为患者带来了新的希望，但仍需加强患者教育、开发先进的生物标志物和优化成本效益的制造策略。
• 监管考虑：尿酸酶疗法的监管批准需要严格评估安全性、有效性和质量。对于新型纳米颗粒基尿酸酶制剂等复杂系统，需要提供全面的药代动力学、药效学和免疫原性数据。监管机构如 FDA 和 EMA 制定了严格的制造和质量控制标准，以确保产品的一致性和可靠性。药物警戒系统和上市后监测对于识别罕见不良反应、监测治疗效果和调整监管政策至关重要。目前，关于同时使用免疫抑制剂和预防性抗炎药物的标准化协议仍在讨论中，需要进一步研究确定最佳方案。
• 弥合差距：弥合创新与临床应用之间的差距需要研究人员、监管机构和制药公司的共同努力。简化临床试验设计，针对不同患者群体进行定制，加快审批流程，如 FDA 对 SEL - 212 的快速通道指定，有助于推动尿酸酶疗法从实验阶段走向临床实践，为高尿酸血症患者带来更好的治疗选择。

结论

尿酸酶疗法在治疗慢性难治性痛风和 TLS 方面具有显著潜力，但稳定性、快速清除和免疫原性等问题限制了其广泛应用。已批准的拉布立酶和 pegloticase 等制剂虽有一定临床价值，但存在半衰期短和 ADAs 形成等局限性。先进的递送策略如聚合物共轭、纳米颗粒封装和基因修饰，为解决这些问题提供了希望，通过改善药代动力学、稳定性和免疫耐受性，有望优化尿酸酶疗法。多种策略的整合，如结合聚合物基系统与基因修饰或脂质载体与化学修饰，可发挥协同作用，同时解决多个挑战。在技术创新的同时，监管环境对临床转化至关重要。通过有效的药物警戒和简化审批流程，确保尿酸酶疗法的安全性、有效性和质量，是实现其广泛应用的关键。研究人员、监管机构和行业的合作对于完善递送系统、降低成本和提高患者可及性至关重要。克服技术和监管障碍后，尿酸酶疗法有望成为更安全、更有效、更易获得的治疗方法，为痛风和 TLS 患者带来福音。