打过点滴的人都知道那种煎熬——尤其是治疗需要反复输液的时候，一坐就是好几个小时。但很多人不知道，不少需要静脉输注的大分子药物，比如抗体类药物，其实完全可以改成皮下注射，几分钟搞定。

挡在中间的，是皮肤下面那层天然的组织屏障。而让这件事成为现实的关键，是一种叫rHuPH20的酶——全称重组人透明质酸酶PH20。

rHuPH20是一种在CHO细胞中生产的人源重组酶（447个氨基酸，约61 kDa），能像一把精密的分子剪刀，专一剪断皮下透明质酸长链，使黏稠的凝胶暂时稀薄通透，让药物迅速扩散吸收——从而将数小时的静脉输注压缩为几分钟的一针。这一作用仅限局部、暂时且可逆：该酶在皮下半衰期不足30分钟，入血后不到5分钟即被清除，透明质酸在24至48小时内完全再生，皮下组织恢复原状。凭借这一安全特性，它已成功应用于皮下注射的达雷妥尤单抗、曲妥珠单抗、利妥昔单抗及HYQVIA等药物，帮助众多患者从“住院输液半天”转变为“打一针就走”，部分甚至可在家庭自行给药。

先认识"主角"的对手：透明质酸和细胞外基质

要理解rHuPH20的价值，得先认识它的"对手"——透明质酸，也就是常说的玻尿酸。这是一种由葡萄糖醛酸和N-乙酰葡糖胺交替连接而成的长链多糖，广泛分布在皮肤、关节、眼睛等组织中，人体大约一半的透明质酸都集中在皮肤里。它的锁水能力惊人，1克能结合约6升水，在体内形成一层啫喱状的凝胶，起到保湿、润滑、缓冲的作用。

图片说明：左侧为常规皮下注射，药液受限于皮下透明质酸（HA）屏障，只能局限在注射点附近形成一个小的鼓包；右侧为加入rHuPH20后，局部HA屏障被暴时清除，药液得以更快扩散开来。(出处：该图为行业内常见的rHuPH20作用机制示意图)

但对打针来说，这层凝胶就是个麻烦。药物注射到皮下后，必须穿过这张透明质酸编织的三维网络，才能到达毛细血管和淋巴管进入血液。凝胶的存在限制了液体流动，所以传统皮下注射一般只能打1到2毫升，多了就会肿胀、疼痛、药液反流。这也是为什么很多大剂量生物药只能选择静脉输注。

"分子剪刀"登场：rHuPH20是什么

rHuPH20来自人体天然的PH20酶，原本存在于精子表面，负责在受精时降解卵子周围富含透明质酸的细胞层，帮助精子穿透。天然PH20是一个膜蛋白，全长前体有509个氨基酸，通过GPI锚固定在细胞膜上。科学家把它的信号肽和C端锚定序列去掉，只保留中间一段可溶、有催化活性的片段（对应前体第36到482位氨基酸），做成了这个能自由溶解、便于配药的447个氨基酸的酶——这就是rHuPH20，最早由Bookbinder等人在2006年发表于《Journal of Controlled Release》。

在此之前，医药界用的是从牛羊睾丸中提取的动物源透明质酸酶，纯度普遍不高，可能混有免疫球蛋白和蛋白酶等杂质，有过敏乃至过敏性休克的风险。相比之下，CHO细胞生产的rHuPH20纯度高得多，耐受性也更好，这也是它能被广泛用于现代生物药的前提。

rHuPH20的核心功能与机制

成熟的rHuPH20含447个氨基酸，分子量约61 kDa，带有6个N-糖基化位点（N82、N166、N235、N254、N368、N393）。这些糖链不是装饰——研究发现，去掉糖链后酶活性会明显下降，说明糖基化对功能至关重要，这也是它必须用CHO这类哺乳动物细胞表达、而不能简单用大肠杆菌生产的原因。

2024年底，韩国科学技术院团队首次用冷冻电镜解出了人PH20的结构（PDB 9JUB），确认它的核心是一个经典的(β/α)₈桶状催化结构域，外加一个EGF样结构域，属于糖苷水解酶第56家族。

rHuPH20降解透明质酸、促进药物吸收的三步机制图（A-C）

图片说明：(A) 皮下间隙中天然存在的透明质酸（HA）网络；(B) rHuPH20进入皮下后降解HA网络；(C) HA屏障被清除后，药物分子得以更顺畅地扩散并被吸收进入血液循环。(出处：该Locke KW, Maneval DC, LaBarre MJ.《ENHANZE® drug delivery technology: a novel approach to subcutaneous administration using recombinant human hyaluronidase PH20》)

• 作用原理：作为一种内切型β-N-乙酰己糖胺酶（EC 3.2.1.35），它专一水解透明质酸长链中的β-1,4糖苷键，从链内部随机剪切，产物主要为四糖、六糖小片段，反应遵循“底物辅助的双置换机制”（保守谷氨酸为质子供体，底物N-乙酰基为亲核基团）。

• 连锁效应：剪切导致透明质酸解聚、凝胶黏度骤降，药物转运从缓慢的分子扩散转变为高效的整体流动，并在皮下基质中形成约200纳米的“微通道”，大幅提升局部组织通透性。

• 最终结果：单点注射药液体积从常规1-2毫升提升至几十甚至上百毫升（理论可达约600毫升）；同时药物吸收更快、更完整，表现为血药峰浓度升高、达峰时间缩短——本质上，rHuPH20只做一件事：暂时剪碎皮下透明质酸凝胶，为药物快速吸收让路。

暂时、局部、可逆：安全性的关键

rHuPH20的安全性已在大量实践中得到验证，并切实改变了多种药物的给药方式

• 安全性：暂时、局部、可逆：酶活性集中于注射点，15分钟内迅速衰减，血浆及淋巴中几乎无残留；透明质酸本身代谢迅速（皮下半衰期约0.5天），屏障在24 – 48小时内完全恢复，组织学上无损伤痕迹。作为人源蛋白，免疫原性风险较低，约5% – 10%健康人群预存抗体，用药后虽可能产生抗体，但迄今无证据表明其导致临床问题，多项安全性综述已支持此结论。

注射部位组织学切片对比（对照组vs. rHuPH20组，第1/4/8天）

图片说明：H&E染色切片显示，对照组和rHuPH20组在注射后第1、4、8天的皮下组织形态对比，用于评估rHuPH20是否会造成可观察到的组织损伤或炎症反应，支持其"局部、暂时、可逆"的安全性特征。(图片出处：Recombinant human hyaluronidase PH20 (rHuPH20) facilitates subcutaneous infusions of large volumes of immunoglobulin in a swine model ， Research Article， Published: 27 April 2012， Volume 2, pages 254–264 (2012)

• 临床价值：从“输液半天”到“一针几分钟”：曲妥珠单抗从30 – 90分钟压缩至2 – 5分钟；利妥昔单抗从数小时缩至5 – 7分钟，约81%患者偏好皮下给药；达雷妥尤单抗首次输注从平均7小时缩至3 – 5分钟，且输注反应更轻；帕妥珠单抗+曲妥珠单抗复方制剂Phesgo首剂仅需8分钟；免疫球蛋白替代治疗HYQVIA从每周多次改为每3 – 4周一次，患者经培训后可居家自行注射。

• 定位：不是“主角”，而是“幕后功臣”：rHuPH20不直接治疗疾病，而是作为递送助推器或通透性增强剂，为真正的治疗药物开辟皮下吸收通道，让原本繁琐的静脉输注变得更便捷、更可及。

从"读懂"到"做出"——泓迅生物能做什么？

看完上面的介绍，你可能会问：

• 像rHuPH20这样一个结构精巧、高度依赖糖基化、又需要在哺乳动物细胞中才能正确折叠和修饰的复杂酶，从"一个想法"到"一支能用的蛋白"，中间到底要跨过多少道坎？

• 答案是：靶点与序列筛选、AI辅助蛋白设计、基因合成与密码子优化、表达载体构建、细胞系筛选与蛋白表达、纯化与结构/功能验证——每一步都对经验和平台能力有很高要求，任何一个环节掉链子，都可能让项目卡在"做不出来"，或者"做出来了但不稳定、糖基化不对、活性不够"上。

这正是Synbio Technologies过去十余年一直在打磨的能力：我们提供从靶点/序列设计、AI辅助蛋白设计、基因合成与密码子优化，到CHO细胞（也支持酵母、昆虫、大肠杆菌等多平台）蛋白表达、蛋白纯化与结构/功能分析的一站式服务。客户只需要提供一个蛋白序列或者一个明确的功能需求，后续的载体构建、表达体系选择、纯化工艺和功能验证，我们都可以帮你全流程完成，大幅缩短"从想法到样品"的周期。

如果你所在的团队也想探索透明质酸酶这类"递送增强型"酶，或是任何其他需要精确糖基化、高纯度、高活性的治疗性蛋白、工程化酶开发——无论是想验证一个新的蛋白设计思路、优化现有分子的活性和稳定性，还是想把候选分子推进到可用于实验验证的蛋白样品阶段——都欢迎与我们聊聊你的项目。

凭借多年积累的基因合成与哺乳动物细胞表达经验，以及日趋成熟的AI蛋白设计能力，我们希望成为你从"分子设想"走向"实验数据"路上值得信赖的一站式合作伙伴。

参考资料

1.Bookbinder LH, et al. A recombinant human enzyme for enhanced interstitial transport of therapeutics. J Control Release. 2006.

2.Im SB, Oh BH, et al. Cryo-EM Structure of Human Hyaluronidase PH-20. Proteins. 2025. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39722545/ ；结构坐标 PDB 9JUB：https://www.rcsb.org/structure/9JUB

3.rHuPH20的N-糖基化与酶活性（CHO细胞表达）：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34520755/

4.rHuPH20作用机制概述（强生医学信息）：https://www.jnjmedicalconnect.com/products/darzalex-faspro/medical-content/rhuph20-overview-and-mechanism-of-action

5.rHuPH20的局部、暂时性生物分布研究（PLOS ONE）：https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0254765

6.rHuPH20皮下给药安全性综述（Expert Opin Drug Deliv）：https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/17425247.2021.1981286

7.rHuPH20非临床安全性与抗体对生育力影响（J Control Release）：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168365924005200

8.rHuPH20临床免疫原性研究：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25967925/

9.健康人群中抗rHuPH20抗体基线分析（BioDrugs）：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5814530/

10.PH20催化残基与机制（HYAL1/PH20中性pH活性，PLOS ONE 2024）：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC11315327/

11.人PH20水解模式（β-1,4糖苷键、四糖产物，Frontiers）：https://www.frontiersin.org/journals/bioengineering-and-biotechnology/articles/10.3389/fbioe.2022.885888/full

12.酶学数据库 BRENDA（EC 3.2.1.35 hyaluronoglucosaminidase）：https://www.brenda-enzymes.org/enzyme.php?ecno=3.2.1.35

13.透明质酸的生物学功能（Frontiers综述）：https://www.frontiersin.org/articles/458280

14.HYLENEX（重组人透明质酸酶）FDA说明书（447氨基酸、61 kDa）：https://www.accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/label/2008/021859s005lbl.pdf