固體脂質(zhì)納米(SLNs)在抗寄生蟲藥物中的應(yīng)用研究進(jìn)展

嚴(yán)媛媛，周凱翔，李超，程古月，謝書宇

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)國家獸藥殘留基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室(HZAU) / 國家獸藥安全評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室/ 農(nóng)業(yè)部畜禽產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070)

寄生蟲病是一種嚴(yán)重危害畜牧業(yè)發(fā)展和人類健康的重要傳染性疾病。寄生蟲可通過皮膚或經(jīng)口侵入機(jī)體，可以在畜禽之間以及畜禽與人之間傳播，被感染家畜常表現(xiàn)為生長緩慢，食欲不振，給畜牧業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，寄生蟲也嚴(yán)重危害了人類健康，被感染人出現(xiàn)勞動(dòng)力喪失、殘疾等嚴(yán)重疾病，甚至導(dǎo)致死亡。據(jù)美國農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，寄生蟲造成的經(jīng)濟(jì)損失約占畜牧業(yè)總值的8.3%[1]。鑒于目前中國的養(yǎng)殖技術(shù)、獸醫(yī)診斷水平及藥物防治技術(shù)與美國有一定的差距，估計(jì)我國由于寄生蟲病產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失很可能遠(yuǎn)高于美國。此外，有部分寄生蟲是人獸共患病原，這也給人類健康也造成了潛在的威脅。據(jù)報(bào)道，目前我國已知寄生蟲種類為2169種，包括棘頭蟲10種、絳蟲150種、吸蟲373種、原蟲203種、線蟲404種、節(jié)肢動(dòng)物1030種[1]。寄生蟲病一直存在人類社會(huì)中，據(jù)統(tǒng)計(jì)全球每年有20億人受到寄生蟲感染的威脅，包括絲蟲、鉤蟲、鞭蟲、蛔蟲和血吸蟲等寄生蟲的影響[2]。許多寄生蟲可以導(dǎo)致慢性衰弱性疾病甚至死亡。如今，隨著經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展，通過對(duì)環(huán)境衛(wèi)生的改善和對(duì)家畜生活環(huán)境的控制，許多寄生蟲的感染比率都有所降低，但這不足以去根除寄生蟲，部分存在人獸共患風(fēng)險(xiǎn)的寄生蟲(例如錐蟲、利什曼原蟲、瘧原蟲等)的感染率依舊居高不下。依據(jù)世界衛(wèi)生組織WHO的統(tǒng)計(jì)，全世界有七百萬到八百萬的人感染了錐蟲，主要分布在拉丁美洲。同時(shí)，一些土源性寄生蟲的威脅也不容小覷。據(jù)報(bào)道，2016年全球有15億人受到土源性蠕蟲感染的威脅，瘧疾患者高達(dá)2.16億人，血吸蟲感染者至少2.4億[3]。由此可見，寄生蟲的感染給全球的畜牧業(yè)和人類健康帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。盡管關(guān)于寄生蟲感染的細(xì)胞生物學(xué)、基因組學(xué)、病原學(xué)和病理生理學(xué)的研究已經(jīng)有了很大的進(jìn)展，但在寄生蟲病治療領(lǐng)域的研究卻不盡人意[4]。

目前，對(duì)于寄生蟲的預(yù)防和治療的最主要和最有效的方式依舊是使用抗寄生蟲藥物，并且目前使用的大多數(shù)的抗寄生蟲藥物都是在50多年前開發(fā)的。由于長時(shí)間使用這些有限的抗寄生蟲藥物，導(dǎo)致藥物的耐藥性問題逐漸嚴(yán)重[4]。除耐藥性的問題之外，抗寄生蟲藥物本身的理化性質(zhì)也制約了該類藥物的使用。目前，一些難溶性抗寄生蟲藥物，例如阿苯達(dá)唑、芬苯達(dá)唑、奧芬達(dá)唑和吡喹酮等多以固體制劑上市銷售，固體制劑的低溶出速度和程度影響了藥物的吸收速度和效率，從而使得生物利用度較低。目前對(duì)于寄生蟲的防治，有效的抗寄生蟲的疫苗較少，抗寄生蟲藥物的研發(fā)難度越來越大，發(fā)現(xiàn)新化合物的幾率和可能性更小[5]，因此利用藥物遞送系統(tǒng)來提高現(xiàn)有抗寄生蟲藥物的有效性和安全性越來越重要。藥物遞送系統(tǒng)是通過采用多學(xué)科手段將藥物輸送至靶部位。與傳統(tǒng)制劑相比，新型藥物遞送系統(tǒng)可以提高藥物的穩(wěn)定性，減少藥物降解，改善藥物分布，減低藥物的不良反應(yīng)；實(shí)現(xiàn)藥物定位和定時(shí)傳遞和釋放[6]。新型藥物遞送系統(tǒng)對(duì)于克服抗寄生蟲藥物使用中存在的問題具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。例如，一些研究報(bào)道納米制劑可以提高抗寄生蟲藥物的吸收，可以減小藥物的不良反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)抗寄生蟲藥物的靶向治療作用等。因此，新型藥物遞送系統(tǒng)的開發(fā)是目前比較實(shí)用且比較快速的方式。

固體脂質(zhì)納米(Soild Lipid Nanoparticles, SLNs)作為新型膠體納米藥物遞送系統(tǒng)，由于其生物兼容性好、生產(chǎn)成本低廉和易規(guī)模化生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)而受到廣泛關(guān)注。SLN除了可以增強(qiáng)藥物溶解度，顯著提高藥物的吸收速率和程度外，SLNs的基質(zhì)包裹還能產(chǎn)生長效緩釋作用，從而減少臨床給藥次數(shù)[2]。SLNs已經(jīng)成為脂質(zhì)體和多聚納米等其他膠體載體的有效替代品，并且具有有競爭力的成本效益[7]。本文討論了SLNs的優(yōu)勢(shì)及其在抗寄生蟲藥物傳遞中的研究現(xiàn)狀以及應(yīng)用前景。

1 常用抗寄生蟲藥物及其存在的問題

抗寄生蟲藥物至今仍是預(yù)防和治療寄生蟲感染的主要手段，同時(shí)科研工作者依舊在尋找其他方法。疫苗被認(rèn)為是用來預(yù)防傳染性疾病的良好方法，寄生蟲病作為傳染性疾病，寄生蟲疫苗的研發(fā)也成為近年來的研究熱點(diǎn)。雖然目前對(duì)于寄生蟲的疫苗研發(fā)很是熱門且不計(jì)其數(shù)，并且在過去十年中蛋白質(zhì)分離和表征、免疫學(xué)技術(shù)、基因克隆方法和重組DNA技術(shù)領(lǐng)域有了很大的進(jìn)展，但因寄生蟲的特殊致病機(jī)理，目前寄生蟲疫苗還是罕見的[8]。同時(shí)，研發(fā)抗寄生蟲藥物的花費(fèi)較高且周期漫長，當(dāng)前抗寄生蟲藥物的研發(fā)也少有重大突破[4, 9]。除了經(jīng)典的抗寄生蟲藥物以外，許多中藥制劑也都發(fā)現(xiàn)有抗蟲效果。例如，苦楝皮的乙醇提取物對(duì)蛔蟲有效；檳榔中的檳榔堿對(duì)絳蟲有效；南瓜子中的南瓜子丙酮提取物對(duì)血吸蟲有較好療效；青蒿提取物蒿甲醚對(duì)日本血吸蟲有效果。目前常見的抗寄生蟲藥物有阿苯達(dá)唑、伊維菌素、吡喹酮、氯硝硫胺等詳見表1。鑒于上述原因，利用SLNs技術(shù)將老的藥物新用，以提高抗寄生蟲藥物的療效是值得關(guān)注的。

抗寄生蟲藥物作為預(yù)防和治療寄生蟲的主要方式，依舊存在諸多問題。大多數(shù)抗寄生蟲藥物都是難溶于水且溶解性較差的藥物，這樣的理化性質(zhì)導(dǎo)致口服藥物的生物利用度較低，使這些藥物對(duì)于非腸道寄生蟲以及可以移行的腸道寄生蟲幼蟲的效果較差。面對(duì)抗寄生蟲藥物現(xiàn)存的問題，利用新型高效的藥物遞送系統(tǒng)提高抗寄生蟲藥物的有效性和安全性尤為重要。

表1 常見的抗寄生蟲藥物

2 SLNs的優(yōu)勢(shì)

SLNs作為20世紀(jì)90年代新興納米載體的一個(gè)類型，與普通制劑相比具有促吸收、提高穩(wěn)定性、緩釋、使用途徑多樣且方便等優(yōu)勢(shì)。與其他常規(guī)納米制劑相比，SLNs具有安全系數(shù)高，生物相容性好，保護(hù)藥物免受生物環(huán)境降解，控制和靶向藥物輸送，改善藥物的生物利用度[10]，提高藥物的適口性，降低藥物對(duì)機(jī)體的刺激以及不良的胃腸道反應(yīng)，降低藥物的給藥頻率以及減低藥物毒性等優(yōu)點(diǎn)[11]。

由于SLNs基質(zhì)是生物安全性好且易降解的物質(zhì)，因此適用于各種給藥途徑，包括口服給藥、透皮給藥、肺部給藥、直腸給藥、鼻腔給藥、眼部給藥等。研究顯示，SLNs可以更好的保護(hù)活性成分免受降解，并且具有調(diào)節(jié)釋放曲線的可能。SLNs的顯著優(yōu)勢(shì)是提高生物相容性、儲(chǔ)存穩(wěn)定性和防止摻入的藥物降解[11]。SLNs的優(yōu)勢(shì)還包括以下幾個(gè)方面：(1) SLNs由于小尺寸的原因可以繞過脾臟和肝臟的代謝以及網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的細(xì)胞吞噬；(2) 外層的基質(zhì)可以提供更高的穩(wěn)定性；(3) 提高難溶性藥物的生物利用度；(4) 降低藥物的氧化降解，減少藥物的降解以及泄露；(5) 顯著的緩釋性能[7]。由于上述的作用及優(yōu)勢(shì)，SLNs在新型制劑開發(fā)上有巨大的前景。

3 SLNs技術(shù)在抗寄生蟲藥物中應(yīng)用的研究進(jìn)展

SLNs已經(jīng)被用于治療寄生蟲感染的研究，可以將藥物遞送到寄生蟲所在的人和動(dòng)物體內(nèi)的特定靶標(biāo)，例如血細(xì)胞、淋巴和某些被寄生蟲所寄生的組織；同時(shí)提高藥物的口服吸收生物利用度；增強(qiáng)藥物治療胞內(nèi)細(xì)菌和寄生蟲的療效；降低某些藥物的毒性和增加用于治療體表寄生蟲藥物的滲透性[12]。隨著研究的不斷深入，SLNs的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)為抗寄生蟲藥物藥效最大化提供了有效途徑。

3.1 SLNs促進(jìn)藥物的口服吸收 口服給藥是最普遍和主要的給藥途徑，全部藥物中約74%的藥物都是口服給藥的[13]，同時(shí)也是當(dāng)今藥物輸送市場的主要部分?？诜幬锱c其他給藥途徑相比具有更大的便利性，但是口服之后，大部分藥物的活性經(jīng)過胃腸道的環(huán)境之后會(huì)使藥物的部分性質(zhì)發(fā)生改變，胃內(nèi)的化學(xué)成分和酶可使藥物降解從而使藥物的吸收減少，導(dǎo)致口服生物利用度差和生物活性偏低[14]。目前大部分抗寄生蟲藥物都存在溶解性低和生物利用度低等問題，例如吡喹酮、氯硝柳胺、阿苯達(dá)唑、芬苯達(dá)唑、甲苯咪唑、伊維菌素、三氯苯達(dá)唑；一些抗瘧疾藥物蒿甲醚、甲氟喹；抗原蟲藥物二氧噻嗪以及乙胺嘧啶等[15]。通過SLNs技術(shù)可以提高這些藥物的口服吸收，例如，Aminpour等采用微乳液法制備了含有阿苯達(dá)唑的SLNs，相比游離形式的阿苯達(dá)唑，對(duì)囊性棘球蟲呈現(xiàn)出更顯著的治療效果[16]。

SLNs可以提高部分抗寄生蟲藥物的生物利用度。Rehman等對(duì)氯硝硫胺的SLNs粒子的體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)研究顯示，SLNs顆粒制劑(NFM-3)的最高血藥濃度比商業(yè)產(chǎn)品增加2.15倍，而相對(duì)生物利用度提高了11.08倍。研究顯示，SLNs有增加藥物溶解性、滲透性和生物利用度的效果[17]。本課題組制備的吡喹酮?dú)浠吐橛蚐LNs提高了吡喹酮的生物利用度，SLNs通過口服給藥和皮下給藥生物利用度分別提高了14.9倍和16.1倍，藥物的平均停留時(shí)間從7.7 h和6.6 h延長至95.9 h和151.6 h[18]。Radwan等制備吡喹酮SLNs并進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)SLNs增強(qiáng)了吡喹酮的生物利用度和抗血吸蟲效果，延長其在體循環(huán)中停留的時(shí)間，并且具有安全性[19]。另外Souza等研究表明，吡喹酮SLNs可以提高對(duì)血吸蟲的治療效果并且可以降低吡喹酮的副作用[20]。Silva等研究表明吡喹酮納米混懸液極大地改變了體內(nèi)囊尾蚴的高能代謝，改善了靶細(xì)胞對(duì)藥物的吸收[21]。本課題組研究顯示SLNs顆?；鞈乙猴@著增強(qiáng)了吡喹酮對(duì)絳蟲的治療功效[18]。雖然目前對(duì)于SLNs顆?？梢蕴嵘锢枚鹊臋C(jī)制并未完全解釋清楚，但是SLNs提高藥物生物利用度以及吸收的理論已被廣泛接受[22]。

3.2 SLNs增強(qiáng)藥物對(duì)胞內(nèi)感染的治療療效和藥物安全性 抗寄生蟲藥物對(duì)于細(xì)胞內(nèi)寄生蟲的藥效主要取決于細(xì)胞內(nèi)寄生蟲微環(huán)境中的藥物濃度而不是宿主循環(huán)中的藥物濃度。SLNs對(duì)治療細(xì)胞內(nèi)感染具有一定的潛力，納米藥物在到達(dá)感染部位時(shí)，可以通過膜融合，內(nèi)吞膜裂縫通道等多種途徑被攝入被感染的細(xì)胞，提高了藥物在細(xì)胞內(nèi)的濃度并維持了有效濃度的時(shí)間，顯著提高了胞內(nèi)感染的治療效果[23]。因此SLNs對(duì)某些原蟲引起的寄生蟲感染具有良好的療效，包括利什曼原蟲、瘧原蟲、錐蟲等原蟲。Omwoyo等用SLNs負(fù)載的雙氫青蒿素增強(qiáng)了藥物的體內(nèi)外功效[24]。

此外，SLNs也提高了某些抗寄生蟲藥物的安全性。巴龍霉素是一種主要用于抗利什曼原蟲的氨基糖苷類藥物，對(duì)皮膚利什曼原蟲以及內(nèi)臟利什曼原蟲都有效果。但是巴龍霉素的理化性質(zhì)導(dǎo)致藥物安全性較低，治療時(shí)間短，使其在感染部位濃度太低效果較差。Heidari等制備了巴龍霉素的SLNs制劑，不僅提高了巴龍霉素對(duì)利什曼原蟲的治療效果[25]，還提高了巴龍霉素的安全性。SLNs降低了部分抗寄生蟲藥物的毒性，并使之更加安全。例如吡喹酮是治療絳蟲和吸蟲的主要藥物之一，但吡喹酮有會(huì)導(dǎo)致惡心、嘔吐、頭痛和肝腫大等副作用。Omar等研究發(fā)現(xiàn)吡喹酮1500 mg/kg連續(xù)給藥六周后在大鼠中誘導(dǎo)肝毒性以及細(xì)胞毒性，通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)游離吡喹酮比包封入SLNs的吡喹酮有更高的細(xì)胞毒性[26]。

3.3 SLNs提高藥物的滲透性能 除常見的胃腸道寄生蟲外，皮膚寄生蟲病也是數(shù)量較大且具有嚴(yán)重危害的一類寄生蟲病，包括常見的疥螨、蠅蛆病、潛蚤病、虱病、鉤蟲相關(guān)皮膚幼蟲移行癥和皮膚線蟲病。

皮膚是人體面積最大及最容易接觸的器官，因此藥物可以經(jīng)皮吸收。透皮給藥使藥物通過皮膚層擴(kuò)散到體循環(huán)，從而產(chǎn)生治療效果。透皮給藥可以以固定的速率將藥物通過皮膚輸送到血液循環(huán)中。除此之外，透皮給藥還可以避免藥物進(jìn)入胃環(huán)境而被降解，也避免了首過效應(yīng)，提供穩(wěn)定的血漿濃度增加患者的依從性，并且可以在無意識(shí)的患者身上使用。但是可以用來做透皮制劑的藥物要求較高，例如高脂溶性藥物才可以穿過角質(zhì)層，且在儲(chǔ)存應(yīng)用期間要有良好的穩(wěn)定性[27]。SLNs被認(rèn)為是非常有吸引力的皮膚藥物載體，SLNs顆粒的納米尺寸使顆粒與角質(zhì)層可以緊密接觸。皮膚使用SLNs有以下優(yōu)點(diǎn)，對(duì)活性成分進(jìn)行保護(hù)；允許皮膚使用在傳統(tǒng)半固體制劑中運(yùn)輸?shù)牟环€(wěn)定分子；提高生物利用度，促進(jìn)皮膚的滲透以及保留。據(jù)報(bào)道，SLNs可以保留其他膠體載體的有益特性，在儲(chǔ)存過程中物理和化學(xué)穩(wěn)定性、毒性、負(fù)載能力(LC)、生產(chǎn)規(guī)模、目標(biāo)導(dǎo)向釋放性能和可行性方面有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)[28]。此外SLNs有增加皮膚水合作用的閉塞性質(zhì)[29]，與此同時(shí)，小尺寸的SLNs可以讓顆粒與角質(zhì)層接觸更加緊密[30]，這增加了藥物可以滲透入皮膚的量。目前，已經(jīng)有SLNs提高了某些藥物經(jīng)的皮膚攝取的效率，包括氟康唑、異維A酸、噴昔洛韋等[31-32]。伊維菌素是一種廣譜抗寄生蟲藥物，可以治療很多外寄生蟲，且效果較好，但據(jù)報(bào)道，當(dāng)伊維菌素以高劑量使用時(shí)，會(huì)引起較大的副作用。疥瘡是由疥螨蟲引起的嚴(yán)重寄生蟲病，而局部應(yīng)用伊維菌素對(duì)該病具有良好的療效，研究結(jié)果顯示負(fù)載伊維菌素的SLNs在切除的大鼠皮膚上的累積滲透顯著增加[33]，該研究表明了SLNs在體外寄生蟲感染治療上前景。

SLNs應(yīng)用在抗體表寄生蟲或許是一個(gè)比較好的方法，SLNs可以提高透皮制劑的滲透性[34]，減少藥物全身吸收所產(chǎn)生的副作用[35]。目前抗寄生蟲藥物的透皮制劑較少，SLNs顆粒在表皮的良好吸收給抗寄生蟲制劑的研發(fā)提供了新思。將SLNs作為透皮劑的形式，為抗寄生蟲藥物開辟了新思路，對(duì)于寄生于表皮和真皮的且難以治療的寄生蟲有重大意義。

3.4 SLNs的靶向作用 SLNs已經(jīng)被用作組織的靶向載體，并且可靶向于不同的組織[36]，包括腦、肝、淋巴、肺部、皮膚和腫瘤等。SLNs的靶向性能使其在抗寄生蟲方面也發(fā)揮了優(yōu)勢(shì)，除普通寄生在腸道以及皮膚的寄生蟲外，部分寄生蟲也寄生于特殊的部位，包括心臟、肺、腦以及腎臟，尤其是寄生在腦部的寄生蟲難以治療，原因是血腦屏障會(huì)對(duì)部分藥物進(jìn)行阻攔。因此寄生蟲感染靶向治療具有巨大市場需求，盡管目前對(duì)于SLN靶向治療寄生蟲鮮有報(bào)道，但是SLNs的靶向性能為抗寄生蟲藥物進(jìn)入特定組織提供了希望。

4 展 望

SLNs因其有良好的生物相容性和較好的耐受性，以及克服抗寄生蟲藥物的低溶解性和生物利用度較低的問題，因此SLNs在抗寄生蟲藥物的上有巨大發(fā)展前景的。隨著抗寄生蟲藥物的大量和長期使用，導(dǎo)致抗藥性越來越嚴(yán)重，可選擇用于治療某些寄生蟲的藥物越來少，藥物的治療效果越來越不理想。因此，利用新型藥物遞送系統(tǒng)提高現(xiàn)有藥物的有效性就非常必要和迫切。SLNs的優(yōu)勢(shì)使其可能成為諸多藥物的高效遞送系統(tǒng)。SLNs在不同的給藥途徑的優(yōu)勢(shì)也給SLNs在抗寄生蟲藥物的新制劑開發(fā)提供了更新更廣的思路。盡管當(dāng)前SLNs制劑依舊處于研究狀態(tài)，有一些難題還有待解決和攻破，例如藥物的包封率較低，載藥量有限，以及儲(chǔ)存期間的藥物的滲漏性問題。針對(duì)這些問題，目前又開發(fā)了SLNs的第二代，即為納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體，以克服SLNs存在的缺點(diǎn)。隨著對(duì)SLNs的進(jìn)一步研究以及相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，相信未來SLNs在抗寄生蟲應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊的開發(fā)前景。