PEG化隱形納米脂質(zhì)體的研究進展*

顧 芃，陳建明

第二軍醫(yī)大學藥學院藥劑教研室，上海 200433

脂質(zhì)體系將藥物包封于類似生物膜結(jié)構(gòu)的雙分子層中所得到的微型球狀載體。20世紀70年代以來，脂質(zhì)體作為一種重要的藥物載體，具有生物相容性、低毒、可提高藥物治療指數(shù)、易制備、可工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)勢，但普通脂質(zhì)體的半衰期短、療效低、靶向性差等缺點限制了脂質(zhì)體的廣泛應用。近年來，可明顯提高藥物體內(nèi)半衰期，增強藥物靶向性及療效的PEG化隱形納米脂質(zhì)體 （PEGylation stealth nano-liposomes）逐漸受到人們的重視。

PEG化隱形納米脂質(zhì)體又稱為長循環(huán)納米脂質(zhì)體（long circulating nano-liposomes）或空間穩(wěn)定納米脂質(zhì)體(sterically stabilized nano-liposomes)，這類脂質(zhì)體和普通脂質(zhì)體相比含有PEG的二硬脂酸磷脂酰胺衍生物（PEG-DSPE）或其它PEG衍生物，并且粒徑在100 nm左右。制備PEG化隱形納米脂質(zhì)體基本方法是在脂質(zhì)體的磷脂雙層外加上PEG，連接方法有兩種：一種是以共價鍵偶聯(lián)在已制備好的脂質(zhì)體表面；另一種是以疏水性取代基的疏水作用吸附或結(jié)合在脂質(zhì)體的表面。結(jié)合或吸附于脂質(zhì)體表面的PEG極性長鏈暴露于溶液中，增強脂質(zhì)體的溶劑化作用，有效阻止血漿蛋白的調(diào)理作用，使脂質(zhì)體可以逃避網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)和捕獲，延長脂質(zhì)體及其攜帶藥物的體內(nèi)循環(huán)時間，故具有隱形性。

PEG化隱形納米脂質(zhì)體具有以下特征：改善脂質(zhì)體的理化性質(zhì)，延長藥物體內(nèi)的半衰期；可以增加腫瘤部位的藥物濃度，提高治療效果，降低藥物毒副作用；用配體、磁靶向材料、熱敏材料等或者這些材料聯(lián)合對其修飾，通過特異性結(jié)合和特殊治療作用進一步增強藥物的靶向性等。PEG化隱形納米脂質(zhì)體在新型給藥系統(tǒng)中的應用越來越廣泛，并且與其他學科相互滲透和交融，促進了生命科學的研究和發(fā)展，已成為研究熱點[1-4]。本文重點圍繞PEG化隱形納米脂質(zhì)體在體內(nèi)藥動學、組織分布、提高腫瘤靶向性、降低藥物毒性等方面的研究和應用進展做一綜述，以期為相關(guān)醫(yī)藥學研究提供參考。

1 PEG化隱形納米脂質(zhì)體對藥物體內(nèi)動力學的影響

PEG（polyethylene glycol,PGE）系線性高分子材料，其分子中存在的較長的極性基團（乙氧基）能夠與水形成氫鍵，在脂質(zhì)體的表面形成一層水化膜；PEG在脂質(zhì)體表面交錯重疊覆蓋，形成致密的蘑菇狀、毛刷狀或烙餅狀構(gòu)象云，構(gòu)成空間位阻，阻礙血液中蛋白質(zhì)的吸附和細胞的黏附，從而有效地躲避網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的識別和吞噬（圖1）。PEG化隱形納米脂質(zhì)體是在PEG化的基礎(chǔ)上降低脂質(zhì)體粒徑至100nm左右或小于100 nm，從而進一步降低網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)對其識別和攝取能力，延長在血循環(huán)滯留時間。

圖1 PEG化隱形納米脂質(zhì)體示意圖

多柔比星隱形納米脂質(zhì)體是美國食品藥品監(jiān)管局（FDA）批準的第一個有長循環(huán)特性的脂質(zhì)體產(chǎn)品，1995年上市。與多柔比星注射液相比，多柔比星隱形納米脂質(zhì)體體內(nèi)分布體積降低至原來的 1/200，清除速率降低至原來的 1/1400，半衰期延長了約100倍[5]。有報道將拓撲替康PEG化隱形納米脂質(zhì)體和注射溶液、普通脂質(zhì)體進行藥動學比較，該PEG化隱形納米脂質(zhì)體的AUC分別是注射溶液和普通脂質(zhì)體的52倍和2倍，并且平均駐留時間(MRT)和血液中的半衰期都顯著長于注射溶液和普通脂質(zhì)體[6]。張自強等[7]比較了紫杉醇注射液和紫杉醇隱形納米脂質(zhì)體的藥動學，結(jié)果半衰期分別為1.48h和10.48h，后者的AUC是前者的3.13倍。Yang T等[8]也研究了紫杉醇隱形納米脂質(zhì)體的藥動學，它在血液循環(huán)中的滯留時間明顯長于游離紫杉醇。

PEG化隱形納米脂質(zhì)體經(jīng)其他材料修飾后長循環(huán)的作用更加明顯。Ryo S[9]等將偶聯(lián)轉(zhuǎn)鐵蛋白的奧沙利鉑隱形納米脂質(zhì)體、奧沙利鉑隱形納米脂質(zhì)體、奧沙利鉑普通脂質(zhì)體、奧沙利鉑溶液，以尾靜脈注射到荷瘤的BALB/c小鼠體內(nèi)，結(jié)果顯示：溶液組和普通脂質(zhì)體組在腫瘤組織中的達峰時間為18 h，峰濃度分別為 0.98 μg·g-1和 2.1 μg·g-1；隱形納米脂質(zhì)體組在腫瘤組織中的達峰時間為30 h，峰濃度約為6 μg·g-1；而轉(zhuǎn)鐵蛋白介導的隱形納米脂質(zhì)體在腫瘤組織中的達峰時間為72 h，峰濃度約為10 μg·g-1，并能在高濃度維持很長一段時間。

2 PEG化隱形納米脂質(zhì)體對藥物體內(nèi)組織分布的影響

PEG化隱形納米脂質(zhì)體具長循環(huán)作用的同時還可以避免網(wǎng)狀內(nèi)皮細胞的吞噬，降低肝、脾、骨髓等組織的藥物分布，并增加其它靶組織的藥物分布。脂質(zhì)體粒徑的大小直接影響其體內(nèi)分布。一般認為：脂質(zhì)體粒徑大于300 nm時，易被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)吞噬；而大于100 nm的脂質(zhì)體易被淋巴系統(tǒng)清除；100 nm左右的脂質(zhì)體在腫瘤組織中有較多的分布。有報道將二乙基三胺五乙酸（DTPA）包封成普通脂質(zhì)體和隱形納米脂質(zhì)體，Sprague–Dawley大鼠尾靜脈給藥48 h后，隱形納米脂質(zhì)體組的肝、脾DTPA濃度比普通組顯著降低[10]。多柔比星普通脂質(zhì)體能用于多種類型腫瘤的治療，但其對心臟、骨髓等組織產(chǎn)生的不良反應限制了它的應用，而多柔比星隱形納米脂質(zhì)體可以減少多柔比星在心臟等組織的分布，大大降低多柔比星的心臟毒性等不良反應，提高了病人的用藥順應性[5]。

有研究將破傷風抗毒素（TAT）連接在磁靶向隱形納米脂質(zhì)體的表面，藥物可以通過血脊髓屏障分布于脊髓組織內(nèi)，并在這些部位濃聚。連接有TAT的磁靶向隱形納米脂質(zhì)體，可以提供一種用于治療神經(jīng)脊髓損傷等方面疾病的藥物載體[11]。PEG化隱形納米脂質(zhì)體包裹的放射性藥物已用于某些疾病顯像診斷的研究。Awasthi等[12]比較了99mTc標記的隱形納米脂質(zhì)體和111In標記的白細胞在結(jié)腸炎兔體內(nèi)的顯像診斷：24 h時前者在肝、脾中的放射性分布分別為7.8%和0.3%,低于后者的39.7%和7%；前者的靶/非靶為37.1，而后者的為15.2。放射性藥物標記長循環(huán)脂質(zhì)體在肝、脾等組織的分布減少，提高了診斷炎癥和感染組織的準確性。在PEG隱性化納米脂質(zhì)體的基礎(chǔ)上制備免疫脂質(zhì)體，能夠更有效地靶向HIV感染的組織，明顯改善藥物在各組織中的分布，是抗艾滋病藥物載體研究的重要方向[13，14]。 研究將茚地那韋(indinavir sulfate，IDV)包封于隱形納米脂質(zhì)體制備免疫脂質(zhì)體，在雌性C3H小鼠上背頸部皮下注射IDV或載IDV的免疫脂質(zhì)體，未經(jīng)包封的IDV在淋巴組織中藥物濃度極低，絕大多數(shù)IDV聚集在肝臟；而經(jīng)免疫脂質(zhì)體包封的IDV，明顯改善藥物在各組織中的分布，注射后15 d，在各個組織中仍持續(xù)釋放高濃度的IDV，藥物濃度累計比注射未經(jīng)包封的IDV高21～126倍[15]。

3 PEG化隱形納米脂質(zhì)體對腫瘤靶向性的影響

大多數(shù)實體瘤的病理生理特征與正常組織相比有顯著不同：腫瘤血管生長迅速，外膜細胞缺乏，淋巴管道回流系統(tǒng)缺損，大量血管滲透性調(diào)節(jié)劑的生成等。這些生理變化有利于腫瘤組織獲取大量養(yǎng)分和氧氣，同時也使腫瘤血管滲透性增加，進而產(chǎn)生增強穿透性和延長滯留時間的效應 （enhanced permeability and retention effect,EPR效應），可以使大分子物質(zhì)等穿透缺損的血管內(nèi)皮細胞進入腫瘤組織，并由于清除障礙而高濃度、長時間蓄積在腫瘤組織中，有的可長達100h[16-17]。普通脂質(zhì)體，由于粒徑過大，缺乏血管通透性，并且易被網(wǎng)狀內(nèi)皮細胞吞噬而清除，難以進入腫瘤組織。100nm左右的PEG化隱形納米脂質(zhì)體容易透過腫瘤組織的毛細血管，并延長在血循環(huán)滯留時間，使脂質(zhì)體有充分時間與腫瘤組織接觸，在血-瘤轉(zhuǎn)換時更有效，從而使小粒徑納米脂質(zhì)體在腫瘤部位高滲漏、高聚集，提高藥物的腫瘤靶向性。

順鉑的隱形納米脂質(zhì)體LipoplatinTM的Ⅰ、Ⅱ期臨床實驗中，4名患者 (1名結(jié)腸癌，2名胃癌和1名肝細胞腺癌)靜脈滴注20h后切除腫瘤，腫瘤組織中鉑濃度平均值是相鄰正常組織的10～50倍，結(jié)腸癌組織中鉑濃度是正常結(jié)腸的200倍，胃癌組織中鉑濃度高達260μg·g-1，表明順鉑隱形納米脂質(zhì)體有良好的腫瘤靶向性。Lipoplatin已被歐洲藥品管理局認定為治療胰腺癌的罕見病用藥[18]。文獻[19，20]比較了100nm左右的PEG化隱形納米脂質(zhì)體與100nm左右的普通脂質(zhì)體在腫瘤中的積聚程度，發(fā)現(xiàn)前者比后者有更強的腫瘤部位積聚性能，說明前者延長了脂質(zhì)體在血液循環(huán)中的時間，從而增加了在腫瘤中積聚的可能性。

近年來用配體修飾的PEG化隱形納米脂質(zhì)體的腫瘤靶向治療逐漸成為研究的熱點。Yang T等[8]成功制備了配體靶向的紫杉醇隱形納米脂質(zhì)體，用巰基化曲妥珠單抗作為靶配體連接在PEG末端，結(jié)果顯示：該粒子可以通過受體介導途徑進入腫瘤細胞內(nèi)，可以用于高表達人表皮生長因子受體2(HER2)的乳腺癌細胞的靶向給藥。Li XM[21]等研究多柔比星的轉(zhuǎn)鐵蛋白隱形納米脂質(zhì)體，可以顯著提高藥物在腫瘤部位的濃度，較普通脂質(zhì)體更有效抑制腫瘤生長。有報道將熱療作用和長循環(huán)作用聯(lián)用，制備成熱敏隱形納米脂質(zhì)體，可以提高靶向性，增加治療效果。多柔比星脂質(zhì)體用氮異丙烯月桂酰胺和丙烯酰胺的共聚物(PNIPAM-AAM)及PEG修飾后，不僅可以使脂質(zhì)體在血液中的存在時間延長，還可以使其有效地達到熱療靶點釋放藥物，使藥物的療效明顯提高[22]。

4 PEG化隱形納米脂質(zhì)體降低藥物的毒副作用

PEG化隱形納米脂質(zhì)體可以提高藥物體內(nèi)循環(huán)的穩(wěn)定性，延長血液內(nèi)循環(huán)時間，它的被動靶向作用和代償濾過機制，使藥物在腫瘤部位濃聚，提高靶向性，降低藥物的毒副作用。PEG化的隱形納米脂質(zhì)體顯示了其特有的優(yōu)越性，使一些不能用于臨床的高活性藥物有可能開發(fā)成產(chǎn)品。

柔紅霉素是廣譜抗腫瘤藥，主要用于治療急性粒細胞白血病，其不良反應主要是骨髓抑制和心臟毒性。游離柔紅霉素、脂質(zhì)體柔紅霉素和隱形納米脂質(zhì)體柔紅霉素的體內(nèi)研究結(jié)果表明：與游離組相比，脂質(zhì)體組在肝、脾內(nèi)有較高的濃度，而心、肺、腎內(nèi)濃度較低；隱形納米脂質(zhì)體組在心、肺、腎、肝、脾內(nèi)沒有被檢測到，能夠更顯著地降低心臟等組織的毒副作用[23]。Cogsweu[24]等用薄膜擠壓法和膠束遷移載藥法成功制備了益康唑隱形納米脂質(zhì)體，并考察其對異種嫁接MCF-7人乳腺癌細胞后的Rag2M小鼠腫瘤生長的延遲作用和對肝臟、腎臟的毒副作用。研究結(jié)果表明，兩種方法制備的益康唑隱形納米脂質(zhì)體，治療乳腺癌的效果基本相同，而且不會引起顯著的肝毒性、腎毒性及體重下降等不良反應。

PEG化隱形納米脂質(zhì)體還可以作為基因治療的載體?；蛑委煹妮d體有生物載體和非生物載體。生物載體如病毒，因有可能導致宿主正常核苷酸序列發(fā)生改變等安全性問題，應用受到限制；非生物載體安全可靠，可以避免常規(guī)病毒載體存在的潛在危險。PEG化隱形納米脂質(zhì)體是應用比較廣泛的非生物載體，是基因治療的發(fā)展方向。有報道將針對EWS Fli-1基因的反義寡核苷酸包裹于隱形納米脂質(zhì)體內(nèi)，能夠有效地抑制鼠Ewing’s肉瘤相關(guān)腫瘤的生長[25]。

5 結(jié) 語

隨著化學、物理、生物及醫(yī)學等學科互相提高和不斷發(fā)展，隱形納米脂質(zhì)體的體內(nèi)分配的生理學機制、脂質(zhì)體和藥物及PEG相互作用的特點等逐漸被認識，各種生物、免疫治療藥物等以PEG化隱形納米脂質(zhì)體為載體的研究顯示了其良好的生物活性和治療效果[26-28]。PEG化隱形納米脂質(zhì)體賦予了脂質(zhì)體與眾不同的特性，隨著研究的不斷深入，其作為載體的各項性能將不斷得到完善，所轉(zhuǎn)運藥物的種類和范圍將不斷擴大，PEG化的隱形納米脂質(zhì)體將會有更為廣闊的應用前景。

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