腫瘤血管靶向脂質(zhì)體的研究現(xiàn)狀

康勤洪

（湖北省荊州市婦幼保健院，湖北荊州 434000）

目前研究已知，有許多生理屏障阻礙著藥物有效抵達(dá)腫瘤部位，其中很重要的一部分原因在于腫瘤組織血管的不規(guī)則性、變異的血管通透性以及較高的間質(zhì)流體壓。而且某些實(shí)體瘤具有高度表達(dá)能耐受某些腫瘤藥物（如阿霉素和順鉑）的p-糖蛋白基因，導(dǎo)致療效降低。納米載體是一種使藥物能夠到達(dá)腫瘤組織、提高藥物療效的有效藥物輸送方法[1-2]。然而，要能靶向到達(dá)實(shí)體瘤的腫瘤細(xì)胞，納米載體首先必須穿透腫瘤血管并通過(guò)腫瘤組織間液，而這一過(guò)程恰恰是阻礙納米給藥系統(tǒng)有效傳輸藥物的主要原因[3]。

為克服上述障礙，腫瘤血管靶向給藥傳輸體系成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。與傳統(tǒng)的單純的納米載藥體系相比，腫瘤血管靶向給藥傳輸體系具有很多優(yōu)點(diǎn)。如腫瘤血管靶向給藥傳輸體系的特異性很強(qiáng)，不會(huì)作用于正常的上皮細(xì)胞，這樣使得藥物的副反應(yīng)大大下降。此外，不同腫瘤組織內(nèi)增生的血管上皮細(xì)胞往往具有相似的表型，這樣同一種腫瘤血管靶向給藥傳輸體系可應(yīng)用于不同的腫瘤組織，使其應(yīng)用面大大拓展。而且相對(duì)于腫瘤細(xì)胞，腫瘤血管上皮細(xì)胞的基因穩(wěn)定性要高得多，這樣產(chǎn)生藥物耐受的變異可能性就極低[4]。此外，脂質(zhì)體藥物往往通過(guò)靜脈注射，因而腫瘤血管靶向的脂質(zhì)體可直接攜帶所包載的藥物到達(dá)腫瘤血管部位，作用于腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞。

1 腫瘤血管特性

1.1 腫瘤血管的生成

腫瘤血管生成是支撐腫瘤生長(zhǎng)和進(jìn)展的重要因素，它不僅提供腫瘤生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)成分、氧、生長(zhǎng)因子及其他一些物質(zhì)，還為腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移提供途徑[5-6]。腫瘤血管生成不是一個(gè)單一的過(guò)程，它起碼包括兩個(gè)過(guò)程：一種是在已生成的成熟的脈管系統(tǒng)周?chē)尚碌拿?xì)血管芽胚[7]，另一種是骨髓生成的上皮細(xì)胞前體通過(guò)循環(huán)進(jìn)入腫瘤組織形成新的血管[8-9]。腫瘤血管生成主要由一些生長(zhǎng)因子觸發(fā)，如血管上皮生長(zhǎng)因子（VEGF）、基本的成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（bFGF）以及間質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs），這些因子主要由腫瘤細(xì)胞、周?chē)M織或浸潤(rùn)的巨噬細(xì)胞生成。如果能夠抑制腫瘤血管的生成就可根除原發(fā)腫瘤細(xì)胞，并能通過(guò)阻斷腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移途徑來(lái)抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，這為治療腫瘤提供了一種有前景的新療法，即抗腫瘤血管生成療法。

1.2 腫瘤血管的結(jié)構(gòu)

與正常組織血管相比，腫瘤組織血管具有自己獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。腫瘤血管是以不規(guī)則的方式排列延伸，而且管腔膨脹。與普通血管相比，腫瘤血管的血管壁是有空隙、不連續(xù)的，且缺乏基底膜和血管周?chē)交。庵芗?xì)胞較少。這些特點(diǎn)使得腫瘤血管的通透性比正常的血管要大得多。腫瘤血管還會(huì)過(guò)度表達(dá)一些表面受體、抗原，此外腫瘤血管還富含一些陰性大分子，如糖蛋白、陰離子磷脂以及蛋白聚糖等。利用腫瘤血管的這些特性，許多納米載體被開(kāi)發(fā)出來(lái)，或被動(dòng)或主動(dòng)靶向于腫瘤組織。腫瘤血管的多空隙特點(diǎn)使得大分子藥物或聚合物藥物容易在腫瘤組織聚集，這是因?yàn)槟[瘤血管的通透性與正常組織相比要大的多，這也是就是所謂的腫瘤組織的高通透性和高遲滯性（E P R）。

2 腫瘤血管靶向脂質(zhì)體的類(lèi)型

2.1 配體靶向脂質(zhì)體

配體靶向的脂質(zhì)體，即和配體（通常是抗體或多肽）偶聯(lián)的脂質(zhì)體。配體靶向脂質(zhì)體可通過(guò)具有靶向作用配體的介導(dǎo)，攜帶與其偶聯(lián)的載藥脂質(zhì)體與腫瘤血管細(xì)胞表面上特有的或過(guò)度表達(dá)的受體相結(jié)合，從而有效提高抗腫瘤藥物的藥效。這種配體包括整個(gè)抗體分子或抗體片段或合成多肽。

2.1.1 免疫脂質(zhì)體 免疫脂質(zhì)體，即在脂質(zhì)體表面與抗體直接偶聯(lián)或在已與脂質(zhì)體偶聯(lián)的聚乙二醇（PEG）終端連結(jié)抗體的具有主動(dòng)靶向能力的脂質(zhì)體。由于是靶向到特定的腫瘤組織，這種載藥脂質(zhì)體可有效提高所載抗腫瘤藥物的療效并減少其副反應(yīng)。研究表明脂質(zhì)體偶聯(lián)較少的抗體（20～40μg/μmol磷脂）就可以載藥到達(dá)腫瘤靶向部位，反而如果偶聯(lián)的抗體密度太高（140μg/μmol磷脂）則很容易在體內(nèi)循環(huán)時(shí)就被清除掉。此外，如果選擇能與有內(nèi)化作用關(guān)聯(lián)的受體或抗原相結(jié)合的抗體偶聯(lián)，則這種免疫脂質(zhì)體將會(huì)取得更好的抗腫瘤療效。另外，如果在脂質(zhì)體表面偶聯(lián)多種靶向分子，則脂質(zhì)體與目標(biāo)腫瘤細(xì)胞的親和力會(huì)比只偶聯(lián)單一的靶向分子的脂質(zhì)體更高。

組成免疫脂質(zhì)體的靶向配體可以是一整個(gè)抗體分子也可以是抗體片段（Fab’或scFv）[10]。使用完整的抗體分子組成的脂質(zhì)體的優(yōu)點(diǎn)在于與靶細(xì)胞的親和力更強(qiáng)一些，因?yàn)橐粋€(gè)抗體分子往往有幾個(gè)可以與靶細(xì)胞結(jié)合的部位，此外完整的抗體分子在制備和存儲(chǔ)過(guò)程中的穩(wěn)定性更高一些。但是由于完整的抗體分子存在Fc部分，與其偶聯(lián)的脂質(zhì)體在體內(nèi)循環(huán)過(guò)程中容易被清除掉。因此，現(xiàn)在往往采用抗體片段與脂質(zhì)體偶聯(lián)，增加脂質(zhì)體在體內(nèi)的循環(huán)時(shí)間。

已有許多以腫瘤血管為靶目標(biāo)的免疫脂質(zhì)體的研究報(bào)道，其主要結(jié)合的靶點(diǎn)（受體或抗原）為CD105、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體2、細(xì)胞間黏附分子1、E-選擇蛋白、膜型基質(zhì)金屬蛋白酶1（MT1-MMP）[11]、血管細(xì)胞黏附分子1（VCAM-1）[12]等。

MT1-MMP是在腫瘤血管及腫瘤細(xì)胞中高度表達(dá)的一種蛋白，是腫瘤血管生成的關(guān)鍵蛋白。Hatakeyama等[13]利用抗MT1-MMP抗體Fab’片段與聚乙二醇修飾的包載阿霉素的脂質(zhì)體偶聯(lián)，得到空間構(gòu)相穩(wěn)定的免疫脂質(zhì)體DXR-SIL[anti-MT1-MMP（Fab’）]，體內(nèi)研究表明與沒(méi)有與抗體偶聯(lián)的脂質(zhì)體DXR-SL相比，DXR-SIL[anti-MT1-MMP（Fab’）]能顯著抑制腫瘤的生長(zhǎng)。此外值得注意的是，DXR-SL與DXR-SIL[anti-MT1-MMP（Fab’）]相比在腫瘤部位的濃集程度沒(méi)有顯著差異。由此可見(jiàn)，DXR-SIL[anti-MT1-MMP（Fab’）]療效更好的原因在于通過(guò)靶向于腫瘤血管的脂質(zhì)體載體將更多的藥物導(dǎo)入腫瘤血管細(xì)胞中，這樣細(xì)胞殺傷作用強(qiáng)于單單靶向于腫瘤細(xì)胞的作用。不僅如此，腫瘤血管靶向載藥體系的優(yōu)勢(shì)在于藥物通過(guò)載體經(jīng)過(guò)血液循環(huán)可直接作用于腫瘤新生血管，而且避免了一般作用于腫瘤細(xì)胞的藥物需要考慮的穿透血管并通過(guò)腫瘤組織間液才能到達(dá)腫瘤細(xì)胞的難題。

2.1.2 與多肽偶聯(lián)的脂質(zhì)體 某些多肽已被證實(shí)可與腫瘤新生血管相結(jié)合，通過(guò)將這些多肽與脂質(zhì)體偶聯(lián)可提高脂質(zhì)體靶向于腫瘤新生血管的能力。目前已有這類(lèi)與多肽偶聯(lián)的脂質(zhì)體在動(dòng)物模型的研究，這些多肽序列包括Arg-Gly-Asp（RGD），Asn-Gly-Arg（NGR），Cys-Arg-Glu-Lys-Ala（CREKA）及Gly-Pro-Leu-Pro-Leu-Arg（GPLPLR）。Schiffelers等將多肽RGD與PEG修飾的脂質(zhì)體偶聯(lián)，體外實(shí)驗(yàn)證明與多肽RGD的偶聯(lián)能增強(qiáng)脂質(zhì)體與內(nèi)皮細(xì)胞的結(jié)合并進(jìn)入到內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)，而體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，包載了阿霉素的RGD-PEG-脂質(zhì)體比單純的PEG-脂質(zhì)體更能有效抑制腫瘤的生長(zhǎng)。利用多肽GPLPLR可與MT1-MMP結(jié)合的特點(diǎn)，Kondo等將其與脂質(zhì)體偶聯(lián)，體外實(shí)驗(yàn)表明經(jīng)GPLPLR修飾的脂質(zhì)體顯示了與臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞高度的親和性，此外體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明GPLPLR修飾的脂質(zhì)體在腫瘤組織的濃度是未經(jīng)修飾的脂質(zhì)體濃度的4倍，而且包載藥物后GPLPLR修飾的脂質(zhì)體也顯示出了更強(qiáng)的腫瘤抑制作用。

2.2 陽(yáng)離子脂質(zhì)體

如前所述，腫瘤血管上皮細(xì)胞表面高度表達(dá)陰離子大分子，如糖蛋白、陰離子磷脂、蛋白聚糖等。利用這一特性，陽(yáng)離子脂質(zhì)體可將抗腫瘤藥物靶向輸送到腫瘤部位[14]。關(guān)于陽(yáng)離子脂質(zhì)體靶向于腫瘤血管上皮細(xì)胞的研究有很多，但是這種藥物傳輸方式的體內(nèi)毒性卻很少有人關(guān)注。一般說(shuō)來(lái)，脂質(zhì)體中所含陽(yáng)離子脂質(zhì)越多則毒性越大。Hagerstrand等研究者的試驗(yàn)表明含高濃度的陽(yáng)離子脂質(zhì)的脂質(zhì)體會(huì)引起紅細(xì)胞消融，而較低濃度的陽(yáng)離子脂質(zhì)構(gòu)成的脂質(zhì)體也會(huì)引起紅細(xì)胞膜機(jī)械強(qiáng)度降低。關(guān)于陽(yáng)離子脂質(zhì)體在體內(nèi)的免疫反應(yīng)的報(bào)道也很少，Zelphati等的研究表明陽(yáng)離子脂質(zhì)體可激活補(bǔ)體系統(tǒng)，誘導(dǎo)補(bǔ)體反應(yīng)的發(fā)生，補(bǔ)體會(huì)與脂質(zhì)體相結(jié)合，并靶向輸送于肺部的補(bǔ)體受體以及肝臟Kupffer細(xì)胞處，這也是為什么進(jìn)入血液循環(huán)后，陽(yáng)離子脂質(zhì)體會(huì)被迅速清除，并被攝取到肺臟和肝臟的原因。Chonn同樣闡述了同陽(yáng)離子脂質(zhì)體結(jié)合血漿蛋白的數(shù)量與脂質(zhì)體在體循環(huán)中清除速率有直接的相關(guān)性。這些研究提示了如果想延長(zhǎng)陽(yáng)離子脂質(zhì)體在體內(nèi)的循環(huán)并得到理想的體內(nèi)分布就必須減少其與受調(diào)理作用的血漿蛋白的結(jié)合。此外，血液中許多成分是帶負(fù)離子電荷的，如果靜脈注射陽(yáng)離子脂質(zhì)體會(huì)引起血漿成分的聚集，甚或引起血栓。

利用PEG修飾脂質(zhì)體是解決上述問(wèn)題的有效途徑之一。陽(yáng)離子脂質(zhì)體表面經(jīng)PEG修飾后，能在PEG的包裹保護(hù)下避免與血漿蛋白的反應(yīng)，也能避免被肝臟和脾臟的單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)吞噬，這樣大大延長(zhǎng)了脂質(zhì)體在體內(nèi)的半衰期，而且也使得聚集反應(yīng)不易發(fā)生[15]。值得注意的是，用于與脂質(zhì)體結(jié)合的PEG的量也非常重要，研究表明＞15mol%的PEG修飾的量反而會(huì)由于改變了脂質(zhì)體的雙分子結(jié)構(gòu)層而加快脂質(zhì)體的快速消除，所以5～10mol%的PEG的量用于修飾脂質(zhì)體是比較合適的。Campbell等的研究表明，雖然PEG的修飾會(huì)導(dǎo)致陽(yáng)離子脂質(zhì)體離子電荷的降低，但是在體內(nèi)PEG修飾的陽(yáng)離子脂質(zhì)體與腫瘤新生血管的結(jié)合卻沒(méi)有受到很大的影響，而且由于PEG的修飾使得陽(yáng)離子脂質(zhì)體的體內(nèi)循環(huán)大大延長(zhǎng)，使其更容易聚集于腫瘤組織，從而更好的發(fā)揮其攜帶的抗腫瘤藥物的藥效。

3 結(jié)論

近年來(lái)，將藥物靶向輸送到實(shí)體瘤的研究取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。利用主動(dòng)靶向技術(shù)將藥物輸送到實(shí)體瘤的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究證明了與傳統(tǒng)的單純使用抗腫瘤藥物相比，主動(dòng)腫瘤靶向的藥物輸送方式可以大大提高藥物療效且降低藥物的不良反應(yīng)。其中，腫瘤血管靶向脂質(zhì)體（包括免疫脂質(zhì)體和陽(yáng)離子脂質(zhì)體）可靶向作用于腫瘤新生血管，通過(guò)殺滅腫瘤新生血管上皮細(xì)胞，破壞腫瘤血管，對(duì)阻斷腫瘤生成所需的各種物質(zhì)的供應(yīng)，阻止癌細(xì)胞擴(kuò)展均有重要的意義，可以想見(jiàn)腫瘤靶向脂質(zhì)體具有極廣闊的研究前景。

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