PRECISION POLYMER

聚乙二醇(PEG)的医药应用: 长效修饰、精准连接与纳米递送

2026-10-23 · 案例

聚乙二醇(Polyethylene Glycol,PEG)是一类在医药领域广泛应用的亲水性聚合物。凭借良好的水溶性、柔性链结构和多样的端基修饰方式,PEG及其衍生物被用于药用辅料、药物分子修饰和递送载体构建,应用范围涵盖小分子药物、蛋白质和多肽药物、抗体偶联药物及核酸药物等。通过选择适宜的链长、端基和连接方式,可调节药物的溶解性、稳定性、体内行为及释放过程。

PEG相关药物已形成可观的商业化规模。根据企业披露的2025年度业绩,PEG化抗体片段药物Cimzia的净销售额达到19.54亿欧元;含PEG连接臂的抗体偶联药物Trodelvy销售额达到13.97亿美元;采用精准PEG24连接臂的多肽药物Zilbrysq净销售额达到2.17亿欧元,约为2024年的3倍。这些代表性产品表明,PEG已在蛋白质修饰、多肽药物设计及抗体偶联药物开发等领域实现商业化应用,其价值不仅体现在传统的长效化修饰,也延伸至确定链长的功能连接臂。

与此同时,我国在PEG相关药物和递送制剂领域也持续取得进展。聚乙二醇干扰素α-2b、怡培生长激素及聚乙二醇洛塞那肽等国产药物已获批上市,体现了PEG修饰技术在蛋白质和多肽药物长效化开发中的应用。在核酸递送领域,玉溪沃森的新型冠状病毒mRNA疫苗于2026年9月获国家药监局批准注册。这些进展表明,国内PEG相关技术的应用已涵盖长效生物药和mRNA递送制剂等领域,并推动了相关功能材料及药用辅料的开发与应用。

在不同应用中,PEG的存在形式和作用有所不同。它既可直接作为制剂辅料,也可与活性分子共价连接,或作为脂质体、脂质纳米颗粒(LNP)及水凝胶等递送体系的组成部分。其中,具有确定链长的短链PEG或寡聚乙二醇(oligoethylene glycol,OEG)还可作为连接臂或亲水间隔基,用于连接不同功能模块。

目前,PEG在药物中的应用主要分为以下几大类:

(1)蛋白质和多肽修饰:与蛋白质、多肽或其前药共价连接,调节药物的稳定性、体内暴露及释放过程。

(2)精准连接臂:利用确定链长的PEG或OEG连接多肽、脂质及其他功能基团,调控基团间距、亲水性和结构一致性。

(3)ADC连接臂:将PEG或OEG片段引入抗体与载荷之间的连接结构,提高连接臂的亲水性并调节偶联物的整体性质。

(4)脂质体和脂质纳米颗粒(LNP):以PEG脂质的形式参与颗粒表面构建,辅助制剂形成,并调节胶体稳定性和体内行为。

(5)其他缓释载体:作为水凝胶或共聚物的结构组成,构建局部药物储库并调控药物释放。

下列表格主要介绍PEG及OEG在国内外获批药物和递送制剂中的应用,汇总代表性产品的基本信息、PEG或OEG的结构特征及其主要作用,并补充部分代表性在研项目的进展。

表1 PEG及OEG在药物和递送制剂中的代表性应用

应用类别

商品名及通用名

企业

PEG 结构或连接方式

主要应用领域

FDA首批年份

蛋白质和多肽修饰

Yuviwel

navepegritide

Ascendis

两组支化 20 kDa mPEG

可释放 CNP 前药

软骨发育不全

2026

加速批准

Loargys

pegzilarginase-nbln

Immedica

5 kDa mPEG

多位点修饰精氨酸酶

精氨酸酶 1 缺乏症

2026

益佩生;怡培生长激素

厦门特宝生物

40 kDa Y型支化PEG

单分子修饰生长激素

3岁及以上儿童因生长激素缺乏症所致的生长缓慢

2025

中国NMPA

Yorvipath

palopegteriparatide

Ascendis

约 40 kDa PEG 载体

可释放 PTH 前药

甲状旁腺功能减退症

2024

Zilbrysq

zilucoplan

UCB

确定链长 PEG24

连接环肽与脂质侧链

全身型重症肌无力

2023

Elfabrio

pegunigalsidase alfa-iwxj

Chiesi /

Protalix

平均约 9 条 2.3 kDa PEG

交联酶二聚体

法布雷病

2023

Syfovre

pegcetacoplan

Apellis

约 40 kDa 线性 PEG

连接两个环肽

年龄相关性黄斑变性继发的地图样萎缩

2023

Rolvedon
eflapegrastim-xnst

Spectrum /

Hanmi

3.4 kDa PEG

连接 G-CSF 类似物与 Fc

化疗相关发热性中性粒细胞减少风险降低

2022

Besremi

ropeginterferon alfa-2b-njft

PharmaEssentia

约 40 kDa 支化 PEG

修饰干扰素

真性红细胞增多症

2021

Skytrofa

lonapegsomatropin-tcgd

Ascendis

约 40 kDa 支化 PEG

可释放生长激素前药

生长激素缺乏症

2021

Empaveli

pegcetacoplan

Apellis

约 40 kDa 线性 PEG

连接两个环肽

阵发性睡眠性血红蛋白尿症等

2021

Esperoct

turoctocog alfa pegol

Novo Nordisk

40 kDa PEG

糖基定点修饰凝血因子 VIII

血友病 A

2019

孚来美

聚乙二醇洛塞那肽

江苏豪森药业

约40 kDa支化PEG

通过马来酰亚胺基团与洛塞那肽的巯基共价连接

成人2型糖尿病的血糖控制

2019

中国NMPA

Palynziq

pegvaliase-pqpz

BioMarin

20 kDa PEG 单链

多位点修饰苯丙氨酸解氨酶

苯丙酮尿症

2018

Revcovi

elapegademase-lvlr

Leadiant

mPEG 共价修饰

重组腺苷脱氨酶

ADA 缺乏相关严重联合免疫缺陷病

2018

Asparlas

calaspargase pegol-mknl

Servier

约 31–39 条 5 kDa SC-PEG

修饰天冬酰胺酶

急性淋巴细胞白血病

2018

Jivi

damoctocog alfa pegol

Bayer

60 kDa 支化 PEG

修饰凝血因子 VIII

血友病 A

2018

Rebinyn

nonacog beta pegol

Novo Nordisk

40 kDa PEG

糖基定点修饰凝血因子 IX

血友病 B

2017

派格宾

聚乙二醇干扰素α-2b

厦门特宝生物

40 kDa Y型支化PEG

共价修饰重组人干扰素α-2b

成人慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎

2016

中国(原CFDA)

Adynovate

rurioctocog alfa pegol

Baxalta /

Takeda

20 kDa PEG 单链

修饰凝血因子 VIII

血友病 A

2015

Plegridy

peginterferon beta-1a

Biogen

20 kDa 线性 mPEG

修饰干扰素

复发型多发性硬化

2014

Omontys

peginesatide

Affymax /

Takeda

约 40 kDa 支化 PEG

修饰促红细胞生成素模拟肽

慢性肾病相关贫血

2012

批准已撤回

Sylatron

peginterferon alfa-2b

Merck

12 kDa mPEG

修饰干扰素

黑色素瘤辅助治疗

2011

已停止销售

Krystexxa

pegloticase

Savient

10 kDa mPEG 单链

多位点修饰尿酸酶

常规治疗难治的慢性痛风

2010

Cimzia

certolizumab pegol

UCB

约 40 kDa 支化 PEG

修饰抗 TNFα Fab′

类风湿关节炎等炎症性疾病

2008

Mircera

methoxy PEG-epoetin beta

Roche

约 30 kDa 线性 mPEG

修饰促红细胞生成素

慢性肾病相关贫血

2007

Somavert

pegvisomant

Pfizer

5 kDa PEG 单链

修饰生长激素受体拮抗剂

肢端肥大症

2003

Neulasta

pegfilgrastim

Amgen

20 kDa 线性 mPEG

修饰 G-CSF

化疗相关发热性中性粒细胞减少风险降低等

2002

Pegasys

peginterferon alfa-2a

Roche

约 40 kDa 支化 PEG

修饰干扰素

慢性乙型及丙型肝炎

2002

Pegintron

peginterferon alfa-2b

Schering /

Merck

12 kDa mPEG

修饰干扰素

慢性丙型肝炎

2001

已停止销售

Oncaspar

pegaspargase

Enzon

5 kDa mPEG 单链

多位点修饰天冬酰胺酶

急性淋巴细胞白血病

1994

Adagen

pegademase bovine

Enzon

约 11–17 条 5 kDa mPEG

修饰牛源腺苷脱氨酶

ADA 缺乏相关严重联合免疫缺陷病

1990

已停止销售

PEG化生长因子

Ennumo

pegfilgrastim-pccg

Accord BioPharma

约20 kDa PEG

与G-CSF共价连接

预防化疗后中性粒细胞减少症及相关感染风险

2026

Armlupeg

pegfilgrastim-unne

Lupin

2025

Stimufend

pegfilgrastim-fpgk

Fresenius Kabi

2022

Fylnetra

pegfilgrastim-pbbk

Amneal

2022

Nyvepria

pegfilgrastim-apgf

Pfizer

2020

Ziextenzo

pegfilgrastim-bmez

Sandoz

2019

Udenyca

pegfilgrastim-cbqv

Coherus

2018

Fulphila

pegfilgrastim-jmdb

Mylan / Biocon

2018

核酸适配体

Izervay

avacincaptad pegol

Iveric Bio / Astellas

约 43 kDa 支化 PEG

连接 RNA 适配体

地图样萎缩

2023

Macugen

pegaptanib sodium

Eyetech / Pfizer

约 40 kDa PEG

连接 RNA 适配体

湿性年龄相关性黄斑变性

2004

已停止销售

小分子及短链OEG

Movantik

naloxegol

AstraZeneca / Nektar

确定链长的 PEG7 侧链

阿片类药物诱导的便秘

2014

Asclera

polidocanol

Kreussler

C12 烷基与聚氧乙烯链

平均聚合度约 9

全分子平均约 600 Da

下肢蜘蛛静脉及网状静脉硬化治疗

2010

Varithena

polidocanol injectable foam

Biocompatibles

与 polidocanol 相同的聚氧乙烯结构

泡沫制剂

特定下肢静脉曲张

2013

脂质化肽类药物

(短链OEG间隔臂)

Ozempic / Rybelsus / Wegovy

semaglutide

Novo Nordisk

两个 AEEA 型 OEG 间隔单元

位于多肽与 C18 脂肪二酸之间

2 型糖尿病或体重管理等

按商品名区分

2017 /

2019 /

2021

Mounjaro / Zepbound

tirzepatide

Eli Lilly

两个 AEEA 型 OEG 间隔单元

连接 C20 脂肪二酸侧链

2 型糖尿病或体重管理等

按商品名区分

2022 /

2023

Awiqli

insulin icodec-abae

Novo Nordisk

含两个 AEEA 型 OEG 间隔单元的脂质侧链

成人 2 型糖尿病

2026

ADC药物

(PEG链接臂)

Trodelvy

sacituzumab govitecan-hziy

Immunomedics / Gilead

CL2A 连接臂含 PEG8

载荷为 SN-38

特定乳腺癌

2020

Zynlonta

loncastuximab tesirine-lpyl

ADC Therapeutics

Tesirine 连接结构含 PEG8

载荷为 PBD 二聚体

复发或难治大 B 细胞淋巴瘤

2021

缓释递送载体

Dextenza

dexamethasone insert

Ocular Therapeutix

PEG 基水凝胶

载有地塞米松

眼科术后炎症与疼痛等

2018

Uzedy

risperidone

Teva / MedinCell

含 PEG 与聚乳酸链段的共聚物

构建长效注射制剂

精神分裂症等

2023

Sustol

granisetron

Heron

含三甘醇的聚原酸酯载体

并含 mPEG550

化疗相关恶心与呕吐的预防

2016

已停止销售

纳米颗粒和LNP

(PEG修饰)

Doxil

liposomal doxorubicin

Sequus

MPEG2000-DSPE

PEG 化脂质体

卵巢癌、卡波西肉瘤及多发性骨髓瘤等

1995

Onivyde

liposomal irinotecan

Merrimack

MPEG2000-DSPE

PEG 化脂质体

胰腺腺癌

2015

Onpattro

patisiran

Alnylam

PEG2000-C-DMG

siRNA-LNP

遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性相关多发性神经病

2018

Comirnaty

COVID-19 mRNA vaccine

BioNTech / Pfizer

ALC-0159

含约 2 kDa PEG 的脂质

COVID-19 预防

2021

Spikevax

COVID-19 mRNA vaccine

Moderna

PEG2000-DMG

mRNA-LNP

COVID-19 预防

2022

mResvia

RSV vaccine

Moderna

PEG2000-DMG

mRNA-LNP

RSV 相关下呼吸道疾病预防

2024

mNexspike

COVID-19 mRNA vaccine

Moderna

PEG2000-DMG

mRNA-LNP

COVID-19 预防

2025

mFlusiva

influenza mRNA vaccine

Moderna

PEG2000-DMG

mRNA-LNP

50 岁及以上人群流感预防

2026

新型冠状病毒mRNA疫苗

COVID-19 Vaccine mRNA

玉溪沃森

(沃森生物子公司)

DMG-PEG2000

mRNA-LNP

PEG链段平均约2 kDa

18周岁及以上人群

COVID-19预防

2026

中国NMPA

Intismeran autogene(V940/mRNA-4157)

Merck/Moderna

PEG-DMG

mRNA-LNP

个体化肿瘤免疫治疗,用于黑色素瘤术后辅助治疗研究

尚未获批Phase 3 Success

注:除特别注明外,获批年份指美国FDA首次正式批准年份;标注“中国”的条目列示其在中国首次获批的年份,V940为在研项目。

除了用于药物分子修饰和递送载体构建,PEG还可作为药用辅料、直接发挥作用的活性成分及医用材料,代表性应用如下:

表2 PEG作为制剂辅料、活性成分及医用材料的代表性应用

应用类别

产品

PEG 类型

主要作用或用途

FDA批准时间

制剂辅料

Gris-PEG

griseofulvin

PEG 400 与 PEG 8000

超微粒化灰黄霉素口服制剂

PEG 为配方辅料

1975

Targretin

bexarotene capsules

PEG 400

软胶囊内容物的配方组分

用于口服贝沙罗汀制剂

1999

Busulfex

busulfan injection

PEG 400

与其他溶剂共同构成

白消安注射液的溶剂体系

1999

沃森新冠mRNA疫苗

DMG-PEG2000

用于玉溪沃森新冠mRNA疫苗的LNP递送体系

2026

中国CDE关联审评,状态为A

活性成分

MiraLax

PEG 3350

作为渗透性泻剂

PEG 本身为活性成分

1999

GoLYTELY

PEG 3350 与电解质

结肠检查前肠道清洁

区别于一般配方辅料

1984

造影制剂辅料

Lumason

sulfur hexafluoride microspheres

PEG 4000

六氟化硫微泡超声造影制剂

PEG 作为配方中的游离辅料

2014

Definity

perflutren lipid microspheres

MPEG5000-DPPE

全氟丙烷微泡超声造影制剂

PEG 脂质为微泡外壳组分

2001

水凝胶密封材料

CoSeal Surgical Sealant

两种反应性PEG衍生物,混合后交联形成水凝胶

血管重建中的辅助止血和机械密封

2001

DuraSeal Dural Sealant System

PEG酯,与三赖氨酸交联形成水凝胶

辅助颅脑手术缝合后的硬脑膜水密闭合

2005

聚合精材相关产品与定制:

从确定链长的分子连接臂到复杂制剂的表面材料,药物研发对PEG的需求正从单一分子量选择,扩展至链长、端基、拓扑和连接方式的协同设计。聚合精材提供多样化的PEG产品及定制合成服务,可为药物分子修饰、ADC连接臂开发、核酸递送及缓释体系构建等研究提供材料支持。

以下为聚合精材产品分类及部分代表性产品:

单官能化精准聚乙二醇

双官能化精准聚乙二醇

多官能化精准聚乙二醇

精准聚乙二醇ADC连接子

精准聚乙二醇脂质与辅料

精准聚乙二醇嵌段聚合物

其他精准高分子

荧光染料

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