腦靶向納米給藥系統(tǒng)的研究進(jìn)展

【摘 要】目的：介紹國內(nèi)外將納米技術(shù)應(yīng)用于腦靶向給藥系統(tǒng)的研究進(jìn)展。方法：查閱近年來相關(guān)文獻(xiàn)，對納米技術(shù)在腦靶向給藥系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。結(jié)果：由于大腦獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，使一些藥物很難發(fā)揮藥效，因此需采用適當(dāng)?shù)姆椒?，使納米給藥系統(tǒng)具備顯著的腦靶向性。結(jié)論：納米技術(shù)能增強(qiáng)藥物的治療作用、減少給藥量和降低藥物的毒副作用，增加藥物的穩(wěn)定性、安全性和有效性，具有一定的靶向和控緩釋等特點(diǎn)，具有十分重要的意義。

【關(guān)鍵詞】納米技術(shù)；腦靶向；血腦屏障

【中圖分類號】R944.9 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1004—7484（2013）10—0057—02

近年來，中樞神經(jīng)系統(tǒng)病灶引起的疾病的越來越多，例如腦腫瘤、老年癡呆、帕金森綜合癥等。藥物在治療腦部疾病方面發(fā)揮著越來越重要的作用，但診斷和治療一直都缺乏安全有效的治療藥物。原因主要有以下三點(diǎn)：首先，血腦屏障（blood-brain barrier， BBB）的存在限制了中樞神經(jīng)系統(tǒng)的通透性，使親水性、大分子和極性強(qiáng)（如多肽類、神經(jīng)生長因子、多數(shù)抗生素等）的藥物難以透過BBB；第二，親脂性、小分子和極性小的藥物即使進(jìn)入了BBB，但BBB內(nèi)特殊的酶系統(tǒng)會將藥物迅速代謝失活，同時其高特異性的外排機(jī)制（如P-糖蛋白、MOAT等）將許多脂溶性物質(zhì)外排至血液中，因而藥物的藥理活性降低；第三，腦內(nèi)的細(xì)胞極其多樣，神經(jīng)元對各種損傷及其敏感，且?guī)缀醪淮嬖谠偕δ埽瑩p傷后往往難以自愈。

因此研究發(fā)展腦部的靶向給藥系統(tǒng)，以提高腦內(nèi)藥物濃度和降低毒副作用，具有十分重要的意義。納米技術(shù)以其獨(dú)有的特點(diǎn)成為腦靶向研究的重中之重。研究表明，腦靶向納米遞釋系統(tǒng)能攜帶藥物通過BBB，產(chǎn)生中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用； 納米遞釋系統(tǒng)目前正成為藥物傳遞系統(tǒng)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的重要領(lǐng)域。本文綜述了納米技術(shù)在腦靶向給藥系統(tǒng)中的應(yīng)用，為其深入研究和開發(fā)提供參考。

1 腦靶向納米給藥的生理特點(diǎn)

腦是人體最精密的器官之一，在長期的進(jìn)化過程中形成了獨(dú)特有效的保護(hù)機(jī)制。它可將有毒、無效的物質(zhì)隔離在腦組織外，但同時也使許多藥物難進(jìn)入腦內(nèi)發(fā)揮治療作用。BBB是一層將腦組織和血液系統(tǒng)分隔開的物理屏障，BBB的存在對大腦形成了有效的保護(hù)，將腦內(nèi)有害或過剩物質(zhì)排出體外，保持腦的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，保障了腦的正常功能，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)起到保護(hù)作用。但同時也阻礙了許多有價值的藥物進(jìn)入腦部病灶區(qū)域。BBB是一個介于血液與腦以及脊髓之間、通透性較低、有選擇性通過能力的動態(tài)界面（dynamic in-terface），現(xiàn)代研究認(rèn)為其結(jié)構(gòu)分為三部分：內(nèi)層為腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞及其之間的緊密連接，中間為基膜和周細(xì)胞，外層為星形膠質(zhì)細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)。BBB毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞間的緊密連接處，細(xì)胞彼此間互相重迭，形成一完整的帶，圍繞著整個毛細(xì)血管壁，相鄰內(nèi)皮細(xì)胞間有10～20 nm間隙。這種緊密連接和如此狹窄的間隙限制了蛋白質(zhì)分子、某些藥物分子和離子的通過，形成了一道有形或無形的屏障。由于血腦屏障的存在，大多數(shù)常規(guī)制劑中的藥物難以進(jìn)入腦部，影響腦部疾病的診療效果，利用納米微粒作為載藥系統(tǒng)可以使藥物穿透血腦屏障。將大分子藥物制成納米粒，可增大中樞神經(jīng)系統(tǒng)中藥物濃度及延長藥效，增加了對腦內(nèi)病灶的靶向性。

2 腦靶向納米給藥系統(tǒng)的研究進(jìn)展

2.1 腦靶向納米脂質(zhì)體

脂質(zhì)體（Liposome）是類脂質(zhì)材料分散在水中形成的一種雙分子結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部為閉合水相囊泡。根據(jù)脂質(zhì)體包含脂質(zhì)雙分子層的層數(shù)，分為粒徑20～80nm的小單室脂質(zhì)體（Single unilamellar vesicles， SUV）、粒徑100～1000nm的大單室脂質(zhì)體（Large unilamellar vesicles， LUV）和 粒徑1～5μm的多室脂質(zhì)體（Munilamellar vesicles， MLV）。脂質(zhì)體為包裹水溶性或脂溶性藥物的磷脂雙層小囊（50～100 nm），通過延緩藥物代謝和清除，降低藥物分布體積，有選擇性地增加藥物在預(yù)期作用部位的濃度而提高治療指數(shù)，并提供持續(xù)性的藥物釋放。脂質(zhì)體能保護(hù)藥物避免其在血漿中降解、繞開外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（如P-gp）從而利于藥物靶向入腦，顯著增加腦內(nèi)藥物濃度，廣泛用于腦部藥物傳遞的研究[1]。

趙浩[2]通過不同比例的配比進(jìn)行篩選優(yōu)化，測定免疫脂質(zhì)體的包封率和抗體偶聯(lián)率，得出最佳比例為磷脂-膽固醇為1∶1，脂藥比為100∶1，油相種類為二氯甲烷，油水比例為4∶1，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溫度為30 ℃，超聲溫度為10℃，超聲時間為5 min，并且加入10%的海藻糖作為穩(wěn)定劑，得到脂質(zhì)體的包封率為87.24 %，抗體偶聯(lián)率為69 %，將藥物小分子包裹在脂質(zhì)體中，通過PEG長臂與血腦屏障轉(zhuǎn)運(yùn)載體連接，經(jīng)由載體轉(zhuǎn)導(dǎo)將藥物送至腦中。將免疫脂質(zhì)體通過尾靜脈注射到大鼠體內(nèi)，通過腦組織及周圍組織的組織化學(xué)染色，證實(shí)了通過這一途徑可以使外源基因在腦內(nèi)表達(dá)。

2.2 腦靶向固體脂質(zhì)體納米粒

固體脂質(zhì)體納米粒（solid lipid nanoparticles， SLN）是以生理相容的脂質(zhì)體為骨架材料制備，在室溫下通常呈現(xiàn)固態(tài)，具有聚合物納米粒物理穩(wěn)定性高、藥物泄露少的優(yōu)勢，又兼有脂質(zhì)體、乳劑毒性低、能大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。

王東興[3]以粒徑為指標(biāo)，采用復(fù)乳-溶劑揮發(fā)制備，通過正交設(shè)計(jì)對空白SLN的處方工藝進(jìn)行優(yōu)化，得到平均粒徑在120 nm左右的空白SLN，然后制備雷替曲塞SLN，包封率為27%左右，粒徑分布范圍較窄，形態(tài)較圓整。對雷替曲塞SLN小鼠靜脈注射的腦靶向進(jìn)行了評價，SLN較普通溶液血藥濃度和腦組織藥物濃度都高，腦靶向作用明顯。

黃煜倫[4]采用薄膜分散法制備成了雷公藤紅素SLN，包封率為71.67%，載藥率為2.19±0.12%， 平均粒徑為128.1 nm。對小鼠進(jìn)行腹腔注射雷公藤紅素SLN，收集全血，處理后進(jìn)行LC-MS/MS分析，結(jié)果表明雷公藤紅素SLN較其裸藥Cmax、AUC有顯著提高，而MRT和t1/2顯著延長，體內(nèi)結(jié)果顯示其具有良好的腦靶向性。

2.3 腦靶向納米粒

納米粒（nanoparticle， NP）又稱毫微粒，是大小在10 ～ 1000 nm之間的固態(tài)膠體顆粒，用于運(yùn)載藥物的NP通常是一些高聚化合物，能夠與藥物交聯(lián)、吸附，并攜帶其通過各種細(xì)胞膜，甚至血腦屏障。一旦NP到達(dá)了靶組織，藥物就會通過解離、擴(kuò)散或NP降解等幾種方式被釋放到組織中，并且通過調(diào)整載體材料種類或配比，可以調(diào)節(jié)藥物的釋放速度，制備出具有緩釋特性的載藥納米粒。

王同力[5]以聚乳酸/羚基乙酸共聚物（PLGA）為載體，采用超聲乳化溶劑-揮發(fā)法制備Tf-BCNU-PLGA納米粒（卡氮芥），通過鼠C6膠質(zhì)瘤細(xì)胞抑制實(shí)驗(yàn)，顯示Tf-BCNU-PLGA納米粒對鼠C6膠質(zhì)瘤細(xì)胞的細(xì)胞抑制率優(yōu)于等量的游離藥物、沒有轉(zhuǎn)鐵蛋白修飾的載藥納米粒，具有良好的緩釋和抑瘤作用。

徐越[6]等優(yōu)選可降解的高分子材料a-氰基丙烯酸正丁酯（butyleyano acrylate BCA）為制備NP的載體，采用界面聚合法，反義寡核苷酸（ASODN）為模藥，通過優(yōu)化工藝，包裹制備載藥納米粒 （ASODN in NP） 將其轉(zhuǎn)染C6腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞，觀察發(fā)現(xiàn)通過BCA包裹制備的ASODN in NP，在ASOND相對終濃度5-10μmol/L時，良好的C6細(xì)胞生長情況就開始受到抑制，增殖減慢，凋亡增多，其效應(yīng)優(yōu)于 FREE ASODN和ASODN-NP組，在ASODN相對終濃度10-15μmol/L時表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制效應(yīng)，且隨濃度的增加增殖活力進(jìn)一步降低，對C6細(xì)胞增殖率的劑量依賴性降低趨勢顯著優(yōu)于其他組，可使ASODN能更有效的發(fā)揮對膠質(zhì)瘤細(xì)胞的抑制效應(yīng)。

2.4 腦靶向微乳

微乳的重要特點(diǎn)是使原本互不相容的油和水在表面活性劑作用下形成各向同性的熱力學(xué)穩(wěn)定體系。微乳不僅對難溶性藥物有較強(qiáng)的增溶能力、促進(jìn)藥物的吸收以及顯著提高藥物的生物利用度，而且微乳經(jīng)靜脈注射能增加BBB通透性，提高腦內(nèi)藥物濃度。

胡海燕[7]等采用高壓均質(zhì)制備聚氧乙烯蓖麻油Cremophor EL 微乳，粒徑為20 ～ 50 nm以其作為載體制備噴昔洛韋微乳，對該微乳尾靜脈注射小鼠通過體內(nèi)分析可知，與溶液組相比，微乳組在腦的曲線下面積（AUC）增加了1.6～2.1倍，相對靶向指數(shù)達(dá)到80%，而腎中蓄積降低。該微乳提高BBB通透性可能是由于吸附ApoE，經(jīng)受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用被腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞吸收。Cremophor EL 微乳提高血腦屏障的通透性提高提高噴昔洛韋腦內(nèi)分布。

姚靜[8]等用透明質(zhì)酸殼聚糖修飾Cremophor EL微乳，增加其表面親水性，進(jìn)一步提高伊文思藍(lán)的腦內(nèi)濃度，腦趨向性明顯優(yōu)于普通微乳組，還降低了肝、腎的分布，原因是其黏彈性，可抑制巨噬細(xì)胞的吞噬，延長體內(nèi)循環(huán)時間，有助于藥物向腦內(nèi)分布。

3 總結(jié)

由于血腦屏障（blood-brain barrier，BBB）的存在，98%小分子化合物和幾乎所有大分子難以滲透進(jìn)入腦病變部位，限制了對腦病的治療。納米技術(shù)的發(fā)展為中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療提供了一種新的方法， 其本身的優(yōu)良特性不僅能增加藥物腦內(nèi)濃度，而且能延長藥物腦內(nèi)滯留時間。但也存在一些亟待解決的問題，如納米粒被細(xì)胞內(nèi)吞后可能具有的細(xì)胞毒性；載藥納米粒通過BBB后，藥物釋放的速度不易控制；納米粒作為載體用于基因治療時，由于轉(zhuǎn)染方法和操作步驟還不成熟，需要運(yùn)載的核苷酸片段的包載率和轉(zhuǎn)染率都較低；此外，目前在組織相容性、安全性及質(zhì)量控制等方面還存在不少問題，距臨床實(shí)際應(yīng)用仍有較大的距離。這需要生物化學(xué)、細(xì)胞分子生物學(xué)、藥劑學(xué)、藥理學(xué)和材料學(xué)等多學(xué)科研究人員的共同努力和合作。相信隨著人們對BBB轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制認(rèn)識的深入、體外BBB模型的不斷完善以及新材料的開發(fā)，納米載體系統(tǒng)在腦靶向治療方面將具有更廣闊的前景，產(chǎn)生巨大的理論意義和社會經(jīng)濟(jì)效益。

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