微粒給藥系統(tǒng)在體內(nèi)分布的特點(diǎn)及制劑研究進(jìn)展*

李光華

(天津市兒童醫(yī)院，天津　300074)

隨著微粒給藥系統(tǒng)的發(fā)展以及對(duì)藥物治療效果的更高要求，利用微粒給藥系統(tǒng)在體內(nèi)分布的特殊性，將藥物包裹在微粒中，可以有效改善藥物的治療作用。微粒給藥系統(tǒng)包括脂質(zhì)體、微球、納米粒等。其中脂質(zhì)體是被類脂雙分子層包裹的微小囊泡，可包載脂溶性和水溶性藥物。脂質(zhì)體制劑藥物的臨床應(yīng)用研究在以下兩方面具有里程碑意義：將固體脂質(zhì)納米粒表面連接聚乙二醇(PEG)，從而達(dá)到在腫瘤組織累積的目的；通過在脂質(zhì)體上連接受體的配基，產(chǎn)生了主動(dòng)靶向性脂質(zhì)體[1]。在1970年，固體脂質(zhì)納米粒結(jié)合了脂質(zhì)體和納米粒的特點(diǎn)，作為疫苗和抗癌藥物的載體逐步發(fā)展起來[2]。因此，本文結(jié)合微粒給藥體系在體內(nèi)分布的特點(diǎn)，以固體脂質(zhì)納米粒和脂質(zhì)體為例綜述了其制劑設(shè)計(jì)應(yīng)用。

1　微粒粒徑對(duì)體內(nèi)分布的影響及制劑設(shè)計(jì)應(yīng)用

微粒系統(tǒng)在體內(nèi)的宏觀分布主要受粒徑的影響。粒徑較大的微粒，主要是通過機(jī)械性栓塞作用分布于體內(nèi)特定部位。粒徑較小的微粒則主要聚集在網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)所在部位，如肝臟和脾臟。粒徑更小的微粒則可以避開吞噬細(xì)胞的攝取。多數(shù)微粒富集于網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)，對(duì)肝臟和腎臟具有被動(dòng)靶向性。然而，微粒對(duì)于其他組織器官的選擇性差，因此可以通過配體修飾達(dá)到主動(dòng)靶向定位的目的。另外，親水基團(tuán)連接于微粒上，可達(dá)到在體內(nèi)長循環(huán)的目的。

1.1被動(dòng)靶向性 大部分微粒粒徑的大小，決定了其具有可富集于網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的特點(diǎn)，進(jìn)而被動(dòng)靶向定位于含網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞的肝臟和腎臟，在治療肝臟和腎臟疾病中得到很好的應(yīng)用。目前已經(jīng)有對(duì)采用生物相容性好、室溫下呈固態(tài)的類脂材料為載體的固體脂質(zhì)納米粒(solid lipidnanoparticles，SLN)進(jìn)行的研究。發(fā)現(xiàn)SLN具有毫微粒和脂質(zhì)體的優(yōu)點(diǎn)，并且避免了脂質(zhì)體穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)[3]。其在體內(nèi)分布主要與粒徑、形態(tài)、表面電荷及親(疏)水性等因素有關(guān)。經(jīng)靜脈注射后，固體脂質(zhì)納米粒能迅速被體內(nèi)單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)的巨噬細(xì)胞吞噬，因而在肝、肺、脾等器官分布量較高[4]。

在有關(guān)降低抗癌抗生素阿克拉霉素A的毒副作用的研究中，實(shí)驗(yàn)者采用毒性低、可生物降解的卵磷脂為載體材料，用正交設(shè)計(jì)法制備了阿克拉霉素A固體脂質(zhì)納米粒(ACM-SLN)，進(jìn)而制成ACM-SLN凍干針劑，并對(duì)其體外釋藥、抗肝癌活性及毒性進(jìn)行了研究，通過對(duì)比ACM-SLN凍干針劑和ACM-A溶液劑在肝臟中的藥物選擇性指數(shù)(DSI)，發(fā)現(xiàn)ACM-SLN凍干針劑較ACM-A溶液劑顯著提高了對(duì)肝臟的藥物選擇性指數(shù)，因此，ACM-SLN凍干針劑肝靶向性較溶液劑有顯著提高[5]。另外，在對(duì)苦參素SLN的藥動(dòng)學(xué)和體內(nèi)分布的研究中，通過對(duì)比其在大鼠體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)參數(shù)和在各組織中的藥物濃度，發(fā)現(xiàn)苦參素SLN懸液給藥后在肝和血中的分布較水溶液有明顯提高，且30 min時(shí)藥物在肝中的濃度是水溶液的12倍，相對(duì)靶向效率為360%。進(jìn)而證明苦參素SLN具有明顯肝臟靶向性，并延長其在血和肝臟中的滯留時(shí)間[6]。

1.2主動(dòng)靶向性 由于微粒進(jìn)入體內(nèi)后主要集中于富含網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞的肝臟、腎臟等器官，組織選擇性差，主動(dòng)靶向性不明顯。因此，為了增加微粒對(duì)靶細(xì)胞的主動(dòng)識(shí)別能力，將抗體或配基結(jié)合到微粒上，可以達(dá)到靶向給藥的目的。例如，葉酸受體在大部分腫瘤細(xì)胞中高度表達(dá)，而在正常器官中表達(dá)很少，其天然配體是葉酸，因此通過直鏈分子將葉酸連接到脂質(zhì)體表面得到的葉酸脂質(zhì)體，用其包封蛋白類抗腫瘤藥物，不僅有可能阻止藥物在體內(nèi)快速降解，而且有助于藥物在腫瘤組織中靶向性富集，從而達(dá)到緩釋和靶向目的[7]。同樣，有研究表明，促黃體激素釋放激素(luteinizing hormone-releasing hormone,LHRH)受體在很多腫瘤細(xì)胞上過表達(dá)，例如乳腺癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌等。而米托蒽醌具有對(duì)抗急性非淋巴細(xì)胞白血病、晚期乳腺癌和非霍奇金淋巴瘤的治療作用。因此，研究者將作為米托蒽醌的載體PEG-脂質(zhì)體連接LHRH后發(fā)現(xiàn)，藥物的靶向性增強(qiáng)[8]。再如，以鼠抗人纖維蛋白D-二聚體單克隆抗體(DdmAb)為靶向裝置，制備尿激酶(UK)的血栓靶向脂質(zhì)體即尿激酶免疫脂質(zhì)體，并在兔肺栓塞模型上的觀察結(jié)果顯示，Ab-Lip-Uk的這種具有雙重靶向作用的免疫脂質(zhì)體溶栓藥物，可與靶部位特異性結(jié)合，具有理想的溶栓效果[9]。

1.3長循環(huán)性常規(guī)的微粒給藥系統(tǒng)，由于很快在體內(nèi)被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的單核巨噬細(xì)胞吞噬，微粒破裂，藥物被釋放出來，但是對(duì)于作用靶點(diǎn)非肝臟和腎臟的藥物，藥物消除也被加快，因此在體內(nèi)滯留時(shí)間短，不利于藥物發(fā)揮療效。為避免微粒被吞噬細(xì)胞識(shí)別，可以通過對(duì)其進(jìn)行表面修飾，增加親水性和柔韌性，降低被吞噬細(xì)胞識(shí)別的可能性，從而延長在體內(nèi)的滯留時(shí)間，制備成長循環(huán)制劑，如長循環(huán)脂質(zhì)體。

用PEG修飾脂質(zhì)體表面，可以提高脂質(zhì)體表面的親水性，阻止了脂質(zhì)體與血漿蛋白的作用，且滲漏率降低，可使藥物緩慢地釋放，延長在體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)中的半衰期，增加進(jìn)入毛細(xì)血管豐富且通透性增強(qiáng)的腫瘤組織的幾率。有研究顯示，由PEG構(gòu)成的長循環(huán)脂質(zhì)體, 由于一些親水性的多羥基基團(tuán)暴露于脂質(zhì)體表面, 能減少脂質(zhì)體與血漿中調(diào)理素的結(jié)合[10]。另外，由于PEG在脂質(zhì)體表面交錯(cuò)重疊覆蓋, 形成致密的構(gòu)象云和空間位阻, 能使脂質(zhì)體逃避網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的捕捉[11]。如紫杉醇是晚期卵巢癌、子宮癌和肺癌等的治療藥物之一，由于其難溶于水，臨床上常用其注射液(商品名為泰素，taxol)，即將紫杉醇溶于聚氧乙烯蓖麻油與無水乙醇(1∶1)的混合溶媒中。雖然該注射液增加了紫杉醇的水溶性，但目前證實(shí)該劑型可導(dǎo)致一系列的不良反應(yīng)，如由聚氧乙烯蓖麻油引起的過敏反應(yīng)。因此，越來越多的研究者試圖將紫杉醇制備成納米脂質(zhì)體等新劑型，以期改善傳統(tǒng)藥物劑型的不良影響，實(shí)現(xiàn)紫杉醇的體內(nèi)長循環(huán)[12]。在紫杉醇長循環(huán)脂質(zhì)體的制備及其藥動(dòng)學(xué)研究中，通過比較紫杉醇長循環(huán)脂質(zhì)體和紫杉醇注射液的藥動(dòng)學(xué)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)前者顯著延長了紫杉醇在血液循環(huán)系統(tǒng)的駐留時(shí)間，具有長效性[13]。另有研究，以聚乙二醇2000-二硬脂酰磷脂乙醇胺(PEG 2000-DSPE)修飾脂質(zhì)體膜，制備足葉乙苷長循環(huán)脂質(zhì)體，通過對(duì)足葉乙苷普通脂質(zhì)體和長循環(huán)脂質(zhì)體在介質(zhì)中藥物滲漏率以及滲漏速度的比較，得出PEG 2000-DSPE修飾脂質(zhì)體膜后，增加脂質(zhì)體穩(wěn)定性，延長藥物在血液中循環(huán)時(shí)間的結(jié)論[14]。在對(duì)各種腫瘤細(xì)胞系的研究中也發(fā)現(xiàn)，用PEG修飾的脂質(zhì)體作為單克隆抗癌抗體2C5-阿霉素的載體，延長在體內(nèi)滯留時(shí)間，對(duì)腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒性有一定程度的增強(qiáng)[15]。

2　微粒所帶電荷對(duì)體內(nèi)分布的影響及制劑設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.1陽離子型微粒細(xì)胞膜表面常常帶負(fù)電，因此陽離子型微粒作為藥物載體，可以增加與細(xì)胞的親和性，促進(jìn)藥物的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)。利用該性質(zhì)，目前在基因療法中，制備陽離子脂質(zhì)體作為基因轉(zhuǎn)導(dǎo)載體，可以提高DNA轉(zhuǎn)染效率，提高藥物的基因治療效果。

基因療法目前被認(rèn)為是治療晚期癌癥的最有效治療方法之一?；虔煼ǖ年P(guān)鍵在于目的基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)與表達(dá)，而轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中轉(zhuǎn)染效率的高低至關(guān)重要。目前的基因轉(zhuǎn)導(dǎo)載體分為病毒載體與非病毒載體，與病毒載體相比，以納米粒與脂質(zhì)體為代表的非病毒載體具有無免疫原性的特點(diǎn)[16]。陽離子脂質(zhì)體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)染過程為：陽離子脂質(zhì)體/DNA復(fù)合物通過靜電作用吸附在細(xì)胞膜上，然后脂質(zhì)體/質(zhì)粒復(fù)合體進(jìn)入細(xì)胞，在細(xì)胞內(nèi)分解并釋放質(zhì)粒DNA，最后核酸進(jìn)入細(xì)胞核使得轉(zhuǎn)染基因得以表達(dá)[17]。利用陽離子脂質(zhì)體攜帶含有目的基因的質(zhì)粒進(jìn)行基因?qū)氡粡V泛研究，并已證明其有效性[18,19]。

2.2提高轉(zhuǎn)染效率的研究 影響陽離子脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染效率的因素包括脂質(zhì)體類型、質(zhì)粒的類型、脂質(zhì)體與DNA的電荷比例、復(fù)合物的穩(wěn)定性、細(xì)胞種類、細(xì)胞融合度、轉(zhuǎn)染時(shí)間及靶細(xì)胞選擇性作用等[20]。

2.2.1脂質(zhì)體與質(zhì)粒的混合比例在利用陽離子脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(SGCs)的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，陽離子脂質(zhì)體介導(dǎo)質(zhì)粒pEGFP-C2轉(zhuǎn)染大鼠SGCs，約10%的細(xì)胞能被成功轉(zhuǎn)染，進(jìn)而說明了轉(zhuǎn)染途徑的可行性。另外，該研究表明，摸索最佳的脂質(zhì)體與質(zhì)粒的混合比例可能對(duì)提高轉(zhuǎn)染效率有一定幫助[19]。

2.2.2提高細(xì)胞膜通透性超聲波介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)染方法是一種出現(xiàn)比較晚的轉(zhuǎn)導(dǎo)基因方法，其中應(yīng)用的超聲定位基因轉(zhuǎn)染技術(shù)是一種新型無創(chuàng)性基因轉(zhuǎn)移技術(shù)。由于超聲波可以使含氣脂質(zhì)體內(nèi)的氣體膨脹和爆裂，進(jìn)而使臨近細(xì)胞的細(xì)胞膜通透性增高，內(nèi)皮細(xì)胞間隙增寬，利用超聲波介導(dǎo)含氣脂質(zhì)體攜帶目的基因，可以增加靶基因?qū)?xì)胞膜穿透程度。同時(shí)，由于包裹氣體成分的微泡能降低超聲波的空化閾值，增強(qiáng)空化效應(yīng)和聲孔效應(yīng)，當(dāng)攜基因微泡造影劑在特定部位被超聲波擊碎，就會(huì)增強(qiáng)基因的轉(zhuǎn)染并實(shí)現(xiàn)治療的靶向性。

在含氣脂質(zhì)體的超聲波介導(dǎo)體外基因輸送的實(shí)驗(yàn)研究中，通過采用不同頻率的超聲波進(jìn)行轉(zhuǎn)染，發(fā)現(xiàn)超聲頻率為45 kHz時(shí)，基因轉(zhuǎn)染率最高。實(shí)驗(yàn)者認(rèn)為是45 kHz的超聲波與細(xì)胞發(fā)生了一定的共振效應(yīng)，增加了聲致致孔效應(yīng)，結(jié)果導(dǎo)致細(xì)胞膜的通透性的變化。較低和較高的頻率，由于共振不明顯，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)染效率降低[21]。另外，通過觀察不同頻率超聲波單獨(dú)介導(dǎo)，以及聯(lián)合不同配比的含氣脂質(zhì)體與質(zhì)粒共同介導(dǎo)報(bào)告基因的轉(zhuǎn)染，證明超聲波聯(lián)合含氣脂質(zhì)體是一種極有希望的基因輸送方法。

2.2.3細(xì)胞種類在陽離子脂質(zhì)體基因載體的細(xì)胞轉(zhuǎn)染研究中，用同一轉(zhuǎn)染試劑Lipofectamine 2000進(jìn)行不同細(xì)胞株的轉(zhuǎn)染，發(fā)現(xiàn)不同細(xì)胞中轉(zhuǎn)染的效率不同。這主要是由于細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和進(jìn)入細(xì)胞的方式不同。試驗(yàn)結(jié)果表明，陽離子脂質(zhì)體對(duì)細(xì)胞具有選擇性[17]。

3　小結(jié)

根據(jù)微粒給藥體系在體內(nèi)的分布特點(diǎn)，進(jìn)行制劑設(shè)計(jì)得到的被動(dòng)靶向性、主動(dòng)靶向性、長循環(huán)性微粒和陽離子脂質(zhì)體，載藥后可改善藥物的治療效果，具有廣泛的應(yīng)用前景。

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