聚乙二醇是相对分子量为200-8000及以上的乙二醇类聚合物的总称，因分子量和结构不同而具有不同的理化性质。它具有优异的润滑性、保湿性、分散性和粘合性，可用作抗静电剂和柔软剂等。广泛应用于化妆品、制药、化纤、橡胶、塑料、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工和食品加工等行业。

什么是PEG连接器？

通过化学合成反应，可以通过在PEG的特定分子末端精确引入具有强反应性的官能化基团来制备PEG接头。由于可以引入多种基团，PEG接头因其水溶性、优异的生物相容性和无免疫原性而广泛用于生物和医学研究。

有两类PEG接头，单分散和多分散PEG接头。多分散PEG的分子量是不确定的，在一定范围内分布。通常使用多分散指数(PDI)来确定分子量分布有多窄。在国家上，单分散PEG是指分子量精确、离散(即分子量固定而非范围)的聚乙二醇(PEG)。

PEG接头的应用

长效药物是聚乙二醇化的传统应用，临床应用30多年，逐渐成为长效药物的主流解决方案。随着聚乙二醇化研究的深入，其应用领域不断拓宽，除了多肽和蛋白质药物外，还应用于小分子药物、ADC药物接头、基因-药物(siRNA、mRNA)传递和基于水凝胶的器件等。

1.长效药物(主要是蛋白质和多肽药物)中的PEG

2.小分子药物中的聚乙二醇

聚乙二醇化可以解决的理化性质和药代动力学的某些缺陷小分子药物.

第一，可以解决药物的水溶性问题。许多具有药物活性的小分子往往不溶于水，毒副作用高，难以注入人体。由于PEG衍生物具有良好的水溶性，PEG与小分子偶联形成的药物也能迅速溶于水，从而可以作为注射剂使用，被人体吸收。

其次，可以增加药物的半衰期。由于聚乙二醇化小分子药物的相对分子量增加，它可以避免被肾脏迅速过滤出体外。因此，通过单次注射可以在人体内维持更长时间的有效药物浓度，增加了药物的半衰期，并减少了患者的给药频率。

3.聚乙二醇在药物传递中的应用

聚乙二醇化药物传递平台是聚乙二醇在制药领域的前沿应用领域。聚乙二醇化技术也可用于siRNA、mRNA和pDNA等递送系统，相关技术的未来发展将显著推动聚乙二醇化药物递送平台的发展。

➢ LNP(脂质纳米粒)是将mRNA递送至靶细胞的最主流的非病毒载体。由在低pH下带正电荷并中和mRNA负电荷的可电离脂质组成。此外，LNP包括中性脂质和胆固醇，它们自我组装成核心脂质结构，其表层模拟细胞膜。LNP结合与PEG共轭的磷脂，以增加LNP表面的亲水性，并为mRNA载体提供稳定性。

通过LNPs递送RNA的原理目前还不完全清楚。然而，一般认为LNPs的亲脂性允许颗粒结合到身体的细胞膜上并被胞吞作用吸收。进入细胞后，mRNA从最初被包裹的囊泡中逸出，释放到细胞质中表达目标蛋白。LNPs也可以通过反向胞吐作用从细胞中排出，这对于通过LNPs的mRNA递送是特别关注的。mRNA-LNPs复合物的靶器官是肝脏。进入体内后，药物与载脂蛋白E结合，然后通过受体介导的内吞作用被肝细胞吸收，并在其中发挥作用。

另一方面，LNPs不仅将mRNA递送到人体细胞，还作为免疫佐剂增强免疫反应。这些微小的油状液滴，直径约为0.1微米，在疫苗生产、运输和最终注射到体内的过程中包围并保护脆弱的mRNA。根据公开数据，PEG以前从未在世界范围内用于任何其他疫苗，而mRNA疫苗中的PEG去年是PEG在制药领域的新应用。

BioNtech和Moderna mRNA疫苗的成分，图片来源:Elsevier

➢ LNP也可用于siRNA药物输送。siRNA面临一系列障碍，包括快速肾脏清除、被吞噬细胞内化、与血清蛋白聚集以及容易被内源性核酸酶降解。聚乙二醇化聚合物纳米粒可提高基因穿透效率，增加基因药物在细胞内的浓度，增加基因结合能力，提高核内体逃逸效率，可有效将siRNA递送至靶细胞，促进核内体逃逸。Onpattro是第一个获得FDA批准的基于RNAi的治疗药物，它是通过脂质纳米粒(LNP)系统实现的，该系统有助于siRNA进入靶细胞(肝细胞)的细胞质。