透明質(zhì)酸在靶向抗腫瘤藥物遞送系統(tǒng)中的應(yīng)用

崔斯雯，姜 瑤，王東凱

透明質(zhì)酸在靶向抗腫瘤藥物遞送系統(tǒng)中的應(yīng)用

崔斯雯，姜 瑤，王東凱*

（沈陽(yáng)藥科大學(xué) 藥學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110016）

綜述透明質(zhì)酸在抗腫瘤藥物遞送系統(tǒng)中的應(yīng)用。以“透明質(zhì)酸”“藥物遞送系統(tǒng)”“靶向治療”等為關(guān)鍵詞，組合查詢了在PubMed、Elsevier、SpringerLink、中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方、維普等數(shù)據(jù)庫(kù)中的相關(guān)文獻(xiàn)，并進(jìn)行歸納、分析、總結(jié)。透明質(zhì)酸是一種能夠靶向CD44（一種在各種腫瘤細(xì)胞上過(guò)表達(dá)的受體）的高分子化合物，具有靶向抗癌藥物的功能。透明質(zhì)酸對(duì)多種藥物靶向遞送的幾種方法：不同的位點(diǎn)可以對(duì)應(yīng)連接不同的小分子、大分子藥物，直接修飾不同的納米劑型；通過(guò)自組裝的方式形成納米藥物遞送系統(tǒng)等。近年來(lái)，由于其有效的靶向選擇性，在藥物遞送、疾病診斷及生物醫(yī)學(xué)成像等方面有廣泛的應(yīng)用?；贖A的納米藥物遞送系統(tǒng)在腫瘤靶向藥物遞送系統(tǒng)中有著廣闊的應(yīng)用前景。

藥劑學(xué)；藥物遞送系統(tǒng)；綜述；透明質(zhì)酸；納米劑型；腫瘤治療

透明質(zhì)酸（sodium hyaluronate，hyaluronic acid，HA）是一種線性大分子黏多糖，由葡萄糖醛酸和乙酰葡糖胺交替連接的2個(gè)糖單元組成[1]（圖1）。

Fig. 1 Chemical structure of hyaluronic acid

HA是滑膜液和細(xì)胞外基質(zhì)的常見(jiàn)成分，不在高爾基體中合成，在結(jié)構(gòu)上是唯一一種最簡(jiǎn)單的、與核心蛋白不共價(jià)結(jié)合的物質(zhì)，也是唯一一種非硫酸化物質(zhì)。HA在人體和其他脊椎動(dòng)物中幾乎無(wú)處不在，在軟結(jié)締組織的細(xì)胞外基質(zhì)中HA的量是最多的。除脊椎動(dòng)物外，HA還存在于一些細(xì)菌（例如菌株）中，但不存在于真菌、植物和昆蟲(chóng)中。Shiedlin等公布了可以提取HA的來(lái)源以及潛在雜質(zhì)的全面概述。體內(nèi)透明質(zhì)酸的分子質(zhì)量從5 000～2×107u，HA天然狀態(tài)是高分子，但在腫瘤或炎性浸潤(rùn)部位為片段化的低分子形式，高分子質(zhì)量HA和低分子質(zhì)量HA均參與多種生物學(xué)功能[2]。HA具有的獨(dú)特黏彈性和流變學(xué)特性使它在生物體中發(fā)揮重要的生理作用，并使其成為各種醫(yī)學(xué)應(yīng)用中有吸引力的生物材料。近年來(lái)，由于其有效的靶向選擇性，在藥物遞送、疾病診斷及生物醫(yī)學(xué)成像等方面有廣泛的應(yīng)用，基于此作者根椐國(guó)內(nèi)外28文獻(xiàn)就透明質(zhì)酸的納米藥物遞送系統(tǒng)在腫瘤靶向藥物遞送系統(tǒng)中的應(yīng)用加以概述。

1 透明質(zhì)酸的化學(xué)反應(yīng)位點(diǎn)

在許多上皮來(lái)源的癌癥中，存在CD44（一種在各種腫瘤細(xì)胞上過(guò)表達(dá)的受體）的上調(diào)，在其他一些癌癥中也存在腫瘤基質(zhì)中HA的過(guò)表達(dá)，HA和CD44之間的相互作用被認(rèn)為是腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移中的關(guān)鍵標(biāo)志，所以HA在藥物上的應(yīng)用被廣泛用于開(kāi)發(fā)抗癌療法，癌細(xì)胞上的CD44和基質(zhì)中的HA都是抗癌療法的靶標(biāo)。雖然CD44在正常上皮細(xì)胞中也表達(dá)，并且HA是正常組織基質(zhì)的一部分，但大分子載體會(huì)主要滲入腫瘤組織而非正常組織，所以它仍然可以選擇性靶向癌癥。通過(guò)干擾HA與細(xì)胞表面受體的相互作用，如用透明質(zhì)酸酶降解HA或使用可溶性CD44蛋白干擾CD44-HA相互作用可以阻斷腫瘤的發(fā)展。目前，HA已經(jīng)可以用來(lái)物理包封或化學(xué)綴合各種藥物，通過(guò)連接其他基團(tuán)改進(jìn)的HA也已被用作脂質(zhì)體或納米顆粒上的藥物載體和配體。表1是Platt已經(jīng)綜述出的一些HA連接不同藥物在各類腫瘤中的靶向治療方案[3]。

Table 1 Targeted drugs and drug carriers in vitro

透明質(zhì)酸共有5個(gè)常用的化學(xué)反應(yīng)位點(diǎn)，Liu等闡述了透明質(zhì)酸的反應(yīng)位點(diǎn)和可以發(fā)生的反應(yīng)（圖2）[4]：（1）羧酸可以形成酰胺或酯鍵；（2）羥基可以形成酯鍵；（3）半縮醛，用于亞胺或隨后的胺形成；（4）酶解可以生成一價(jià)胺的-乙?；?；（5）鄰二醇可生成二醛，可用于進(jìn)一步修飾。

Fig. 2 Schematic diagram of the reaction sites of hyaluronic acid (HA) to construct hyaluronic acid nanocarriers

根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)，有四種可能的化學(xué)改性在圖2中：（1）葡糖醛酸部分上的羧酸酯官能團(tuán)可以與一些帶有伯胺或羥基官能團(tuán)的藥物、小分子或聚合物發(fā)生衍生物反應(yīng)形成相關(guān)的酰胺或酯；（2）-乙酰葡糖胺羥基官能團(tuán)可以與藥物、小分子或聚合物上的羧酸官能團(tuán)反應(yīng)，形成相關(guān)的酯；（3）醛末端可以與藥物、小分子或聚合物上的伯胺官能團(tuán)反應(yīng)，然后進(jìn)行還原反應(yīng)形成相關(guān)的仲胺；（4）-乙酰葡糖胺單元的乙酰基可以用酶促反應(yīng)形成相關(guān)的伯胺，其可以進(jìn)行進(jìn)一步的相關(guān)反應(yīng)。

2 HA直接與藥物相連進(jìn)行靶向遞送

一些小分子抗癌藥物可直接和透明質(zhì)酸結(jié)合起來(lái)，透明質(zhì)酸的高生物相容性和結(jié)合CD44的能力使藥效更為優(yōu)秀。Coradini等將丁酸鈉與透明質(zhì)酸結(jié)合，反應(yīng)過(guò)程見(jiàn)圖3[5]。結(jié)果表明，用作丁酸鈉載體的透明質(zhì)酸不會(huì)干擾藥物的抗增殖活性，與單獨(dú)的丁酸鈉相比，透明質(zhì)酸進(jìn)一步增強(qiáng)了抑制作用。

Akima等通過(guò)透明質(zhì)酸合成了HA-絲裂霉素C復(fù)合物和HA-表柔比星復(fù)合物[6]，增強(qiáng)了抗腫瘤藥物向區(qū)域淋巴結(jié)和癌組織的選擇性遞送。他們以14C標(biāo)記的HA和熒光HA（FR-HA）來(lái)研究HA在區(qū)域淋巴結(jié)中的特定分布，并評(píng)估Lewis肺癌細(xì)胞上的HA受體。在大鼠中進(jìn)行了14C-HA和HA-表柔比星復(fù)合物的代謝研究，通過(guò)體外熒光研究HA通過(guò)受體進(jìn)入癌細(xì)胞（Lewis肺癌）的內(nèi)化機(jī)制。論證出HA-絲裂霉素C對(duì)以極低劑量（10 μg?kg-1）植入小鼠的Lewis肺癌表現(xiàn)出有效的抗轉(zhuǎn)移作用，而游離絲裂霉素C沒(méi)有作用。

Fig. 3 Connection process between HA and butyric acid

3 HA用于修飾納米粒子

Xu等將HA（帶負(fù)電荷）和殼聚糖（CSH、帶正電荷）相連接形成多糖納米粒子（PSNPs），PSNPs與具有抗癌、抗腫瘤細(xì)胞多藥耐藥作用姜黃素（Cur）和在腦內(nèi)具有很多乳鐵蛋白受體的乳鐵蛋白（Lf）相結(jié)合形成的Lf-Cur-PSNPs具有血腦屏障（BBB）滲透和腦靶向特性，被開(kāi)發(fā)為治療惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤的藥物遞送系統(tǒng)[7]，并研究了制劑的物理化學(xué)特性、細(xì)胞毒性、攝取和BBB滲透。結(jié)果表明，Lf-Cur-PSNPs（Lf質(zhì)量濃度為0.5 g?L-1）相比于Cur-PSNPs可優(yōu)先被腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞攝取，穿過(guò)BBB后，Lf-Cur-PSNPs基本保持完整，并且更有效地靶向膠質(zhì)瘤細(xì)胞。小鼠的體內(nèi)成像研究顯示，Lf-Cur-PSNPs可以有效地滲透BBB并優(yōu)先在腦中積累，其藥效比PSNP大2.39倍。此外，在腦中檢測(cè)到PSNP長(zhǎng)達(dá)72 h。該研究表明，Lf-Cur-PSNPs在通過(guò)BBB后可有效靶向和積聚在膠質(zhì)瘤內(nèi)，因此可進(jìn)一步探索其在惡性神經(jīng)膠質(zhì)腫瘤治療中的潛力。

Thomas等制備的透明質(zhì)酸（HA）涂層超順磁性氧化鐵納米顆粒（SPION）用于磁共振（MR）成像和高溫治療，具有MR診斷功能。HA包被的SPION（HA-SPION）可靶向CD44過(guò)表達(dá)的癌細(xì)胞，并與PEG綴合來(lái)實(shí)現(xiàn)血液中的較長(zhǎng)循環(huán)（HA-PEG10 SPION），合成過(guò)程見(jiàn)圖4[8]。HA-PEG10-SPIONs的流體動(dòng)力學(xué)尺寸測(cè)量值為176 nm，HA-SPIONs為149 nm。用TEM（顯示形狀）、DLS（測(cè)量尺寸）、ELS（測(cè)定表面電荷）、TGA（測(cè)定聚合物含量）和MRI（測(cè)定T2弛豫時(shí)間）等方法進(jìn)行表征并計(jì)算HA-SPION和HA-PEG10-SPION的加熱能力，用SCC7和NIH3T3細(xì)胞系進(jìn)行細(xì)胞水平測(cè)試以確認(rèn)細(xì)胞活力和細(xì)胞特異性攝取。將HA-SPION和HA-PEG10-SPION注射到攜帶SCC7細(xì)胞系的異種移植小鼠中，發(fā)現(xiàn)注射腫瘤的小鼠顯示出近20%的MR T2對(duì)比度，相比之下HA-PEG10-SPION組的20%MR T2對(duì)比度是HA-SPION組的3倍。在SCC7細(xì)胞系中進(jìn)行體外熱療研究顯示，HA-SPION和HA-PEG10-SPION的細(xì)胞存活率低于40%，證明HA-SPION可特異性靶向CD44，并且HA-SPION和HA-PEG10-SPION的熱療功能對(duì)于未來(lái)的研究具有重要意義。

Oleic acid coated SPION is modified with dopamine (DOPA) by ligand-exchange reaction and further modifies with HA or mPEG-ss to finally have HA-SPION and HA-PEG10-SPION

Fig. 4 Synthesis of HA-SPION and HA-PEG10-SPION

圖4 HA-SPION和HA-PEG10-SPION的合成

Wang等的新發(fā)現(xiàn)表明，HA包被的殼聚糖納米粒子（NPs）可以有效轉(zhuǎn)運(yùn)到CD44過(guò)表達(dá)的腫瘤細(xì)胞中并增強(qiáng)藥物積累，并且利用活性氧（ROS）的產(chǎn)生來(lái)誘導(dǎo)癌細(xì)胞的線粒體損傷[9]。與游離藥物和未包衣的NPs相比，HA包被的殼聚糖NPs在CD44過(guò)表達(dá)的A549細(xì)胞中表現(xiàn)出更強(qiáng)的抑制率并明顯誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。

除了靶向功能之外，HA修飾的藥物遞送系統(tǒng)也可以通過(guò)HA受體藥物內(nèi)吞作用途徑更有效地進(jìn)入細(xì)胞。Yu 等基于透明質(zhì)酸（HA）修飾的介孔二氧化硅納米粒子（MSN）開(kāi)發(fā)了靶向藥物遞送系統(tǒng)[10]。他們使用-3-二甲基氨基丙基）--乙基碳二亞胺鹽酸鹽作為偶聯(lián)劑，用-羥基琥珀酰亞胺（NHS）活化HA的羧基，活化的羧基與NH2-MSNs 的胺末端結(jié)合， 合成了HA-MSNs，并裝載了抗癌藥物鹽酸多柔比星（Dox）。NH2-MSNs中沒(méi)有和HA反應(yīng)游離的NH2部分用于作熒光素FITC標(biāo)記。HA-MSNs對(duì)特異性癌細(xì)胞系HCT-116（人結(jié)腸癌細(xì)胞）表面上過(guò)表達(dá)的CD44具有特異性親和力。通過(guò)共聚焦顯微鏡和熒光激活細(xì)胞分選儀（FACS）分析評(píng)估了具有和不具有HA修飾的熒光標(biāo)記MSN的細(xì)胞攝取性能。相比裸露的MSN，HA-MSNs經(jīng)由HA受體介導(dǎo)的胞吞作用表現(xiàn)出更高的細(xì)胞攝取。由于HA-MSNs的細(xì)胞內(nèi)化行為增強(qiáng)，負(fù)載Dox的HA-MSNs對(duì)HCT-116細(xì)胞顯示出比游離Dox和Dox-MSNs更大的細(xì)胞毒性。提示HA-MSNs在向CD44過(guò)表達(dá)腫瘤靶向遞送抗癌藥物方面具有巨大潛力。

4 基于 HA的自組裝納米藥物遞送系統(tǒng)

4.1 HA和藥物相連自助裝成納米遞送系統(tǒng)

HA上具有很多位點(diǎn)，可以被許多大分子修飾。所得到的HA偶聯(lián)物通常具有兩親性，因此可以自組裝形成納米藥物傳遞系統(tǒng)，并在癌癥治療中發(fā)揮作用。由于它們的生物相容性和受體結(jié)合特性，HA-NP已經(jīng)被廣泛研究用于生物醫(yī)學(xué)和藥物應(yīng)用。最近，Jun等在研究中發(fā)現(xiàn)一種本身不含任何藥物的自組裝HA納米顆粒對(duì)脂肪組織炎癥和胰島素抵抗有治療作用[11]。

Cho等制備了基于透明質(zhì)酸-神經(jīng)酰胺（HA-CE）的自組裝納米顆粒，用于靜脈內(nèi)多西紫杉醇（DCT）遞送。他們首先將透明質(zhì)酸（HA）和四正丁基氫氧化銨（TBA）反應(yīng)合成活化的HA-TBA，再將用作接頭的氯甲基苯甲酰氯通過(guò)酯化與神經(jīng)酰胺綴合，最后通過(guò)醚鍵形成透明質(zhì)酸-神經(jīng)酰胺（HA-CE），具體過(guò)程見(jiàn)圖5[12]。然后將HA-CE、Pluronic85和DCT自組裝成納米顆粒。Pluronic85能夠克服MDR并穩(wěn)定膠束結(jié)構(gòu)的作用，P85的MDR克服作用可以通過(guò)細(xì)胞內(nèi)ATP消耗和藥物外排蛋白ATP酶活性的抑制來(lái)解釋。

Fig. 5 Synthesis of hyaluronic acid-ceramide (HA-CE)

Lin等人通過(guò)親水性HA與疏水性近紅外熒光染料IR-780綴合，利用4-氨基苯硫酚（ATP）作為連接，形成HA-IR-780 綴合物。在水性條件下，HA-IR-780納米顆粒疏水核和親水殼自組裝形成納米粒子（NPs）[13]，并研究了HA-IR-780 NPs的特性，使用共聚焦激光掃描和試劑盒CCK-8測(cè)定細(xì)胞攝取和體外光熱毒性。將HA-IR-780 NP與MB-49膀胱癌細(xì)胞一起孵育，在C57BL/6小鼠中成功建立了原位膀胱癌模型，給小鼠靜脈內(nèi)注射HA-IR-780 NP，這些納米粒子可通過(guò)增強(qiáng)的滲透性和保留效應(yīng)（EPR效應(yīng)）和HA受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用在膀胱癌組織中有效積聚。通過(guò)NIR成像評(píng)估NPs的體內(nèi)生物分布，在NIR激光照射后，腫瘤病變被完全消融并保留了膀胱，實(shí)驗(yàn)表明HA-IR-780納米粒子可解決當(dāng)前的臨床挑戰(zhàn)，治療局部侵襲性病變以及保留膀胱，在臨床上具有改善膀胱癌治療策略的巨大潛力。

Upadhyay等使用“點(diǎn)擊化學(xué)”作為一種簡(jiǎn)單而通用的合成策略，結(jié)合透明質(zhì)酸和聚谷氨酸嵌段，制備了納米囊泡（聚合物囊泡）透明質(zhì)酸嵌-聚（-芐基谷氨酸）（PBLG-b-HYA）共聚物，合成過(guò)程見(jiàn)圖6[14]。根據(jù)點(diǎn)擊反應(yīng)，通過(guò)單體的聚合制備出一個(gè)由疊氮基末端官能化的片段PBLG。具有3-疊氮基丙-1-胺的芐基--谷氨酸（BLG）作為引發(fā)劑，使用氰基硼氫化鈉作為還原劑，通過(guò)透明質(zhì)酸和炔丙基胺之間的亞胺還原獲得另一個(gè)具有炔基端基的區(qū)段。使用CuBr作為催化劑、五甲基二亞乙基三胺（PMDETA）作為配體，Huisgen-1,3-偶極環(huán)加成（點(diǎn)擊反應(yīng)）得到目標(biāo)PBLG-b-HYA嵌段共聚物[14]。體外評(píng)估基于PBLG-b-HYA的納米囊泡具有可控的尺寸、優(yōu)異的膠體穩(wěn)定性和對(duì)阿霉素藥物的高負(fù)載能力。

Fig. 6 Synthetic scheme for the formation of PBLG-b-HYA by Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition or "click" chemical coupling

4.2 PEG化的HA自組裝納米遞送系統(tǒng)

聚乙二醇（PEG）鏈通過(guò)酰胺鍵引入一些HA偶聯(lián)物中，有效減少肝臟攝取，增加血液循環(huán)時(shí)間，從而使NPs選擇性地聚集到腫瘤部位。

Ki等將疏水性5-膽甾酸通過(guò)碳二亞胺耦聯(lián)HA骨架上，合成兩親性透明質(zhì)酸綴合物。 HA綴合物再自組裝得到納米顆粒。將所得納米顆粒用染料Cy5.5標(biāo)記進(jìn)行體外研究，證明CD44過(guò)表達(dá)的SCC7癌細(xì)胞能有效地吸收納米顆粒（NPs）[15]。在體內(nèi)研究中，大多數(shù)Cy5.5標(biāo)記的HA- NPs存在于腫瘤和肝臟部位。進(jìn)一步研究表明，HA-NPs通過(guò)EPR效應(yīng)被動(dòng)積累，通過(guò)HA與CD44的強(qiáng)受體結(jié)合親和力主動(dòng)靶向，特異性高，可選擇性靶向腫瘤組織。

兩年后，Ki等證明PEG化的HA-NPs在生理?xiàng)l件下形成表面帶負(fù)電荷的自組裝納米顆粒（直徑217～269nm）能夠更有效地積聚到腫瘤組織中，比裸HA-NPs高1.6倍[16]。雖然HA-NP的聚乙二醇化降低了它們?cè)隗w外的細(xì)胞攝取[17]，但是過(guò)量表達(dá)CD44的癌細(xì)胞會(huì)比正常成纖維細(xì)胞攝取更多量的納米粒子。同年，Ki合成了聚乙二醇（PEG）化的透明質(zhì)酸納米顆粒（P-HA-NP）裝載阿霉素和喜樹(shù)堿（CPT）[18]。P-HA-NPs 通過(guò)受體介導(dǎo)的胞吞作用在體外顯示出腫瘤細(xì)胞特異性攝取，并在特定環(huán)境中釋放抗癌藥物。此外，運(yùn)用活體成像技術(shù)證明CPT-P-HA-NPs在血液中延長(zhǎng)了循環(huán)時(shí)間并增強(qiáng)了體內(nèi)腫瘤靶向特征，腫瘤部位藥物堆積清晰可見(jiàn)。與游離CPT相比， P-HA-NP 裝載的CPT在體內(nèi)顯示出優(yōu)異的抗腫瘤效力和高存活率，提示PEG化的HA-NP可以是疏水性抗癌藥物的有效載體。

Pitarresi等合成了既有PEG又有PLA的改性HA。他們將疏水性部分聚乳酸（PLA）和逃避巨噬細(xì)胞吞噬的隱形部分聚乙二醇（PEG）分別通過(guò)酯鍵和酰胺鍵連接到HA上，然后選擇能夠在水性介質(zhì)中形成膠束的共聚物來(lái)捕獲抗腫瘤藥物多柔比星[19]。通過(guò)熒光探針確定HA-g-PLA或HA-g-PLA-g-PEG的臨界膠團(tuán)濃度，而其形狀和大小通過(guò)光散射、掃描和透射電子顯微鏡測(cè)量和評(píng)估。與受體缺陷的人皮膚成纖維細(xì)胞相比，載藥膠束對(duì)過(guò)量表達(dá)HCT-116細(xì)胞的CD-44具有選擇性細(xì)胞毒性。

4.3 HA通過(guò)靜電作用結(jié)合納米粒子

Lee等將疏水性極強(qiáng)的紫杉醇直接與HA綴合，不使用HA中的官能團(tuán)和任何離子表面活性劑、鹽和封閉劑，通過(guò)形成HA / PEG納米復(fù)合物來(lái)完成HA-紫杉醇綴合物自組裝，在水溶液中形成納米尺寸的球形膠束。用動(dòng)態(tài)光散射（DLS）、原子力顯微鏡（AFM）和透射電子顯微鏡（TEM）進(jìn)行表征；用HCT-116和MCF-7癌細(xì)胞株進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)，論證出HA-紫杉醇綴合物膠束與常規(guī)紫杉醇制劑相比對(duì)HA可識(shí)別的CD44過(guò)表達(dá)細(xì)胞表現(xiàn)出更大的細(xì)胞毒性。合成的過(guò)程是先用二甲氧基-PEG（dmPEG）將HA溶解在無(wú)水DMSO中，形成納米級(jí)的復(fù)合物。然后使用DCC/DMAP作為偶聯(lián)劑，紫杉醇的羥基與HA的羧基在單一有機(jī)相中直接綴合，得到具有在酸中可裂解酯鍵的HA-紫杉醇結(jié)合物（圖7）[20]。其中，dmPEG用于在DMSO中代替二羥基-PEG溶解HA，以避免在HA-紫杉醇綴合期間羥基封端的PEG與HA發(fā)生副反應(yīng)。

納米粒子的大小在利用腫瘤EPR效應(yīng)中起關(guān)鍵作用，其中大尺寸的納米粒子具有良好的滯留性，但是滲透性差，而小尺寸的納米粒子則相反。雖可以設(shè)計(jì)尺寸可縮小的納米顆粒來(lái)克服這種困難，但是復(fù)雜的腫瘤微環(huán)境仍然限制了納米顆粒的分布。Liu等用透明質(zhì)酸（HA）和小型腎臟可清除的陽(yáng)離子牛血清白蛋白來(lái)保護(hù)金納米簇（AuNC @ CBSA），成功構(gòu)建了尺寸可縮小的納米粒子（AuNC @ CBSA @ HA）[21]。通過(guò)改變HA和AuNC @ CBSA的比例，制備了不同初始大小的AuNC @ CBSA @ HA，并評(píng)估了它們的腫瘤靶向效率和藥代動(dòng)力學(xué)特征，然后篩選出具有最佳EPR效應(yīng)的200 nm的AuNC @ CBSA @ HA以進(jìn)一步裝載用于化學(xué)光熱療法的紫杉醇（PTX）、吲哚菁綠（ICG）以及用于調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境和增強(qiáng)藥物遞送的一氧化氮（NO）。AuNC @ CBSA-PTX-ICG @ HA-NO3在透明質(zhì)酸酶觸發(fā)下可降低尺寸，并在腫瘤內(nèi)分布均勻，抑制了95.3%的原位腫瘤生長(zhǎng)和88.4％的肺轉(zhuǎn)移生長(zhǎng)。

Fig. 7 Formation process of HA-paclitaxel self-assembly system

4.4 其他基于HA的納米自組裝藥物遞送系統(tǒng)

4.4.1 氧化還原敏感的兩親性給藥系統(tǒng)

在現(xiàn)代癌癥化療中，靶向給藥并刺激反應(yīng)釋放具有非常廣泛的應(yīng)用。氧化還原敏感的兩親性給藥系統(tǒng)在細(xì)胞內(nèi)氧化還原電位作用下引發(fā)運(yùn)載藥物的突釋，對(duì)藥物遞送具有重要的意義。

Song等合成了由透明質(zhì)酸-二硫化物-維生素E琥珀酸酯（HA-SS-VES，HSV）綴合物構(gòu)建的氧化還原敏感納米載體系統(tǒng)，并將紫杉醇（PTX）裝載到遞送系統(tǒng)中[22]，同時(shí)表征了HSV納米顆粒的物理化學(xué)性質(zhì)，評(píng)估了HSV納米顆粒的氧化還原敏感性、腫瘤靶向性和細(xì)胞內(nèi)藥物釋放能力。此外，在CD44過(guò)表達(dá)的A549腫瘤模型中研究了負(fù)載PTX的HSV納米顆粒的體外和體內(nèi)抗腫瘤活性。

Jun等將“生物活性的”生育酚琥珀酸酯（TOS）通過(guò)二硫鍵連接到HA上，獲得的HA-ss-TOS偶聯(lián)物在體外可自組裝成納米膠束，當(dāng)進(jìn)入體內(nèi)還原環(huán)境時(shí)可發(fā)生解離，過(guò)程見(jiàn)圖8[23]。此外，負(fù)載紫杉醇的HA-ss-TOS 膠束可被過(guò)表達(dá)CD44的B16F10細(xì)胞有效攝取，表現(xiàn)出增強(qiáng)的細(xì)胞毒性。體內(nèi)成像研究表示與游離藥物組相比，HA-ss-TOS的腫瘤積累更多。體內(nèi)抗腫瘤活性實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確定了載有PTX的HA-ss-TOS膠束相對(duì)于載有PTX的HA-TOS膠束和游離紫杉醇具有更優(yōu)異的抗腫瘤反應(yīng)。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，具有多功能特性和還原反應(yīng)性PTX負(fù)載聚合物納米膠束具有很強(qiáng)的抗腫瘤治療潛力，可以進(jìn)一步研究。

Fig. 8 Redox-sensitive micelles based on hyaluronic acid-TOS (HA-ss-TOS) conjugates

4.4.2 結(jié)合葉酸的雙靶向藥物自組裝系統(tǒng)

Liu等在無(wú)水甲酰胺中用EDC、NHS將透明質(zhì)酸鈉的羧基活化，然后在無(wú)水DMF中連接上十八烷基胺。進(jìn)一步連接上葉酸，合成了雙靶向葉酸偶聯(lián)HA-C18 (FA-HA-C18)。其體外抗腫瘤活性試驗(yàn)表明，負(fù)載紫杉醇的HA-C18和FA-HA-C18膠束對(duì)MCF-7和A549細(xì)胞具有明顯的細(xì)胞毒性活性[24]。

5 基于HA的核酸(siRNA，質(zhì)粒DNA)作為抗癌藥物的兩親性傳遞系統(tǒng)

RNA干擾（RNAi）是RNA指導(dǎo)基因表達(dá)調(diào)控的天然細(xì)胞機(jī)制，如果能夠開(kāi)發(fā)出可以重現(xiàn)且安全有效的遞送策略，它很可能成為新的治療方式。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，科學(xué)家做出了許多努力，但收效甚微。這些方案大多數(shù)是基于陽(yáng)離子制劑使RNA遞送到細(xì)胞質(zhì)中，然而，大多數(shù)這些制劑會(huì)引起不利的影響，例如線粒體損傷、干擾血液凝固、誘導(dǎo)干擾素應(yīng)答、促進(jìn)細(xì)胞因子誘導(dǎo)、激活補(bǔ)體等。

將核酸包裹在脂質(zhì)體中，再用HA通過(guò)靜電作用包被在脂質(zhì)體外從而靶向攜帶核酸是一種常見(jiàn)的遞送方式。Milo等將中性磷脂和膽固醇自組裝成脂質(zhì)基納米顆粒（LNP），然后用糖胺聚糖、透明質(zhì)酸（HA）包被這些LNP[25]（HA-LNP）。與對(duì)照的未包衣顆粒相比，HA-LNP可以特異性地結(jié)合并內(nèi)化到癌細(xì)胞中，與對(duì)照顆粒和載有對(duì)照的HA-LNP相比，裝載了抗多藥耐藥擠出泵P-糖蛋白（P-gp）的HA-LNP可以有效且特異性地向siRNA靶向，降低mRNA和P-gp蛋白水平。當(dāng)用人外周血單核細(xì)胞（PBMC）培養(yǎng)這些制劑時(shí)，未觀察到細(xì)胞毒性或細(xì)胞因子誘導(dǎo)，證明HA-LNP可以成為基于陽(yáng)離子脂質(zhì)體制劑的替代材料，用于有效且安全地將RNAi遞送至癌細(xì)胞中。Ran等合成了聚乙二醇化透明質(zhì)酸（PEG-HA），并通過(guò)靜電相互作用涂覆陽(yáng)離子脂質(zhì)體-siRNA復(fù)合物以形成PEG-HA-NP[26]，并比較裸NP和HA-NP。由于增加的穩(wěn)定性和延長(zhǎng)的血液循環(huán)，PEG-HA包被的復(fù)合物可以在腫瘤組織中積累的更多。以上實(shí)驗(yàn)證明用HA修飾脂質(zhì)體遞送核酸藥物在抗癌領(lǐng)域中是很具有潛力的。

Zhang等使用聚乙二醇化的HA進(jìn)行質(zhì)粒遞送。他們合成了聚乙二醇化透明質(zhì)酸（HgP）和聚乙二醇化聚谷氨酸（PGgP）兩種聚乙二醇化陰離子聚合物，并以此聚合物分別包覆核-殼陽(yáng)離子聚己內(nèi)酯-接-聚甲基丙烯酸,-二甲基氨基乙酯納米粒子/DNA復(fù)合物（稱之為NP-D）。體外和體內(nèi)評(píng)估了聚陰離子結(jié)構(gòu)對(duì)粒徑、zeta電位、細(xì)胞毒性、細(xì)胞攝取和轉(zhuǎn)染效率的影響。體外研究表明，與PGgP包被的復(fù)合物相比，HgP包被的復(fù)合物在細(xì)胞攝取和轉(zhuǎn)染方面顯示出更好的效率[27]。在NP-D上涂覆HgP改善了生物相容性，沒(méi)有降低細(xì)胞攝取和轉(zhuǎn)染效率，并且注射后在腫瘤中發(fā)生了更多的積累和基因表達(dá)。紅外熒光成像研究發(fā)現(xiàn)的體內(nèi)腫瘤靶向能力表明，HA與CD44受體的相互作用以及EPR效應(yīng)是腫瘤靶向的主要驅(qū)動(dòng)力。HgP涂層的成功歸因于透明質(zhì)酸（HA）的受體介導(dǎo)內(nèi)吞作用還有通過(guò)透明質(zhì)酸酶催化的HA降解的外殼脫離。這些結(jié)果表明，HgP包被的NP-D的三元復(fù)合物具有治療癌癥的可能，并且HgP在涂覆聚陽(yáng)離子/ DNA復(fù)合物上有很大使用潛力。

基于腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體（TRAIL）的聯(lián)合治療和基因治療是克服單獨(dú)的TRAIL治療具有局限性的潛在新策略，但缺乏有效和低毒性載體是目前的主要問(wèn)題。

Wang等開(kāi)發(fā)了一種透明質(zhì)酸（HA）修飾的聚乙烯亞胺-聚(,)-丙交酯-共-乙交酯納米顆粒系統(tǒng)（PEI-PLGA-NP），用于在三陰性乳腺癌（TNBC）療法中靶向共同遞送TRAIL質(zhì)粒（pTRAIL）和藤黃酸（GA）[28]。GA被包封在PEI-PLGA-NP的核心中，而pTRAIL通過(guò)電荷吸附被吸附到NP表面。PEI-PLGA-NP上的HA通過(guò)結(jié)合TNBC細(xì)胞的CD44受體而起到靶向配體的作用。得到的HA包被的共載pTRAIL和GA的PEI-PLGA-NP粒子呈球形（121.5nm），并且可以通過(guò)CD44依賴性內(nèi)吞途徑將裝載的藥物內(nèi)化到TNBC細(xì)胞中。雙重載藥NPs 在體外顯著增加細(xì)胞死亡并抑制TNBC腫瘤在體內(nèi)生長(zhǎng)，這種多功能NP系統(tǒng)有效地共同遞送GA和pTRAIL，代表了一種具有潛力的治療TNBC的策略，并提示在組合TNBC治療中同時(shí)遞送治療性DNA和化學(xué)治療劑的新策略。

以上實(shí)驗(yàn)證明，基于HA的核酸藥物遞送系統(tǒng)可能是實(shí)時(shí)診斷和治療癌癥的一個(gè)很有潛力的遞送系統(tǒng)。

6 結(jié)語(yǔ)

a. 本文中綜述了基于HA的納米藥物遞送系統(tǒng)，總結(jié)了幾種可以修飾HA并進(jìn)行靶向抗癌藥物遞送的方式。由于HA可以靶向CD44受體，其過(guò)表達(dá)又與許多惡性腫瘤有關(guān)，因此，HA修飾NPs給藥可以特異性靶向腫瘤，導(dǎo)致藥物持續(xù)釋放，從而減少化療所產(chǎn)生的不良反應(yīng)。

b. 由于其對(duì)CD44受體的靶向性以及其被組織透明質(zhì)酸酶（HAase）降解的能力，基于HA的兩親性納米藥物遞送系統(tǒng)對(duì)癌癥治療具有很大的潛力。然而，合理設(shè)計(jì)以HA為基礎(chǔ)的NPs給藥應(yīng)進(jìn)一步考慮健康器官的毒性，尤其是肝臟的毒性（清除HA的主要途徑）。以HA為基礎(chǔ)的NPs抗癌藥物的臨床應(yīng)用，不應(yīng)僅僅局限于體外和體內(nèi)的研究。NPs的理化特性和藥代動(dòng)力學(xué)以及產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程對(duì)臨床前試驗(yàn)的進(jìn)行都很重要。其制備的復(fù)雜性和最終配方重現(xiàn)性的挑戰(zhàn)可能限制其未來(lái)的臨床應(yīng)用。

c. 根據(jù)本綜述中涉及HA的有關(guān)例子，可以促使科研工作者更加了解和掌握透明質(zhì)酸的用途，有助于將其普遍化和工業(yè)化。

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Application of hyaluronic acid in targeting anti-tumor drug delivery systems

CUI Siwen, JIANG Yao, WANG Dongkai*

（,,110016,)

This article reviews the application of hyaluronic acid in anti-tumor drug delivery systems. Several methods of hyaluronic acid as a drug carrier are summarized, including different small molecules or macromolecular drugs connected at different sites, directly modifying different nanoparticles, and also promote forming self-assembled nanoparticles targeted delivering different drugs.Using "hyaluronic acid" "drug delivery system" "targeted therapy", etc. as the key words, relevant literatures were searched in the database such as PubMed, Elsevier, SpringerLink, CNKI, Wan fang, Weipu, etc. Then the literatures were summarized and analyzed.Hyaluronic acid as a high molecular polymer could target CD44 receptor which was over expressed in tumor cells, to achieve the function of targeting anticancer drugs. In recent years, due to its effective targeting selectivity, it had a wide range of applications in drug delivery, disease diagnosis and biomedical imaging.HA-based nano drug delivery systems have great potential in tumor-targeted drug delivery.

pharmaceutics; drug delivery system; review; hyaluronic acid; nanoparticles; tumor treatment

2019-02-19

崔斯雯(1994-), 女(漢族), 遼寧沈陽(yáng)人, 碩士研究生, E-mail 646325173@qq.com;

王東凱(1962-), 男(漢族), 遼寧沈陽(yáng)人, 教授, 博士, 博士生導(dǎo)師, 主要從事藥物制劑新劑型及緩控釋制劑研究, Tel. 024-43520529, E-mail wangdksy@126.com。

R94

A

（2019）05–0195–14

10.14146/j.cnki.cjp.2019.05.006

(本篇責(zé)任編輯：趙桂芝)