脂質體藥物遞送系統(tǒng)研究進展及臨床應用 Δ

谷文睿 ，楊雅 ，馬歡 ，夏培元 （.陸軍軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院藥學部，重慶 400038； .重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院藥學部，重慶 40005）

脂質體（liposome）作為一種人工制備的藥物遞送系統(tǒng)，是將有效成分包封在類脂質雙分子層內形成的微型球狀載體。該類制劑可使藥物有效聚集于病變部位，避免了藥物循環(huán)過程中經(jīng)代謝失去活性。相比傳統(tǒng)藥物制劑，脂質體制劑具有高效、低毒和靶向等特點。近年來全球脂質體市場飛速發(fā)展，脂質體藥物種類和銷售額不斷增加，迄今有超過20種脂質體藥物獲批上市，全球銷售額在2021年已超過30億美元[1]。在國家政策支持和技術創(chuàng)新突破的推動下，脂質體制劑已成為國內外新型藥物制劑的研究熱點。鑒于此，本文對脂質體的制備方法、分類及臨床應用進行綜述，旨在為脂質體制劑的臨床合理使用和新藥開發(fā)提供參考。

1 脂質體的制備方法

1.1 傳統(tǒng)制備方法

脂質體的傳統(tǒng)制備方法包括薄膜水合法、乙醇/乙醚注入法、反相蒸發(fā)法、微流控通道法、膜擠壓法等。雖然傳統(tǒng)制備方法操作簡單，但是也存在包封率低、粒徑差異大以及有機溶劑殘留等缺點。因此，該方法目前主要局限用于性質穩(wěn)定藥物的實驗室小規(guī)模生產(chǎn)，難以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)[2]。

1.2 新型制備方法

為了改善脂質體傳統(tǒng)制備方法的上述缺點，學者們經(jīng)過創(chuàng)新改進，開發(fā)出較為成熟的新型制備方法，包括超臨界流體法（supercritical fluid methods，SCF）、冷凍干燥法、雙不對稱離心法等。其中，SCF系將藥物溶解于超臨界流體中，通過降低壓力使溶液過飽和，藥物析出形成均勻微粒的方法。CO2具有較低的臨界溫度和臨界壓力，且無毒、價廉，是SCF最常用的氣體[3]。根據(jù)制備過程及應用方向的不同，SCF又可分為超臨界反溶劑法，以及在該方法基礎上開發(fā)出來的連續(xù)反溶劑法、超臨界CO2反相蒸發(fā)法、超臨界溶液的快速膨脹法、膨脹液體有機溶液降壓法等。吳宏華等[4]利用優(yōu)化的超臨界流體強化溶液快速分散技術制備冬凌草甲素脂質體口服制劑，與傳統(tǒng)有機溶劑制備方法相比，該技術制備的脂質體粒徑更小，包封率、載藥量及穩(wěn)定性更高，可顯著提高藥物的體外溶出度。SCF以無毒、飽和氣體代替?zhèn)鹘y(tǒng)制備方法的有機溶劑，產(chǎn)能高且無污染。此外，該方法還具有所制脂質體粒徑可控、原位滅菌、支持大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點，已逐步取代有機溶劑制備方法[5]。但該方法成本較高，需要特殊設備以維持高壓環(huán)境，對其在大規(guī)模工業(yè)制備中的應用帶來了不便。

2 脂質體的分類

按照制劑的配方及作用方式，脂質體可大致分為普通脂質體、環(huán)境敏感型脂質體、長循環(huán)脂質體、主動靶向脂質體、多功能脂質體等。

2.1 普通脂質體

普通脂質體僅由磷脂和膽固醇組成，進入機體后易被單核-巨噬細胞系統(tǒng)（mononuclear phagocyte system，MPS）吞噬。20世紀80年代即有研究發(fā)現(xiàn)五價銻化合物的脂質體可用于治療利什曼原蟲病等巨噬細胞系統(tǒng)疾病[6]。但普通脂質體在體內容易聚集并相互融合，難以保證持續(xù)穩(wěn)定的釋放，因此有必要對脂質體進行表面修飾，改變其在體內的藥動學過程。由此新型的脂質體被陸續(xù)研發(fā)出來。

2.2 環(huán)境敏感型脂質體

環(huán)境敏感型脂質體進入機體內后，可因動態(tài)微環(huán)境的變化（如pH、酶）或通過人工控制靶組織的物理環(huán)境（如光敏、溫敏、磁響應等）促使其在特定組織中釋放藥物。Yuba等[7]根據(jù)腫瘤組織的pH值通常低于正常人體組織這一特性，設計出一種含博來霉素的pH敏感型脂質體。該研究顯示，含二硬脂酰磷脂酰乙醇胺的脂質體隨著環(huán)境pH值的降低而釋放，被腫瘤細胞吸收的速率是不含二硬脂酰磷脂酰乙醇胺脂質體的2.5倍。另外，Boratto等[8]制備的含α-生育酚琥珀酸酯的pH敏感型脂質體，可在腫瘤組織的外部基質及內體小泡的酸性環(huán)境中主動釋放藥物。體內試驗表明，與游離的多柔比星相比，該pH敏感型脂質體能顯著縮小腫瘤組織的體積，并可在一定程度上減輕心臟的毒性反應。

2.3 長循環(huán)脂質體

長循環(huán)脂質體的表面覆蓋有低聚糖、糖蛋白、多糖及合成聚合物等惰性聚合物分子，可延長其在循環(huán)系統(tǒng)中的半衰期[9]。其中，聚乙二醇[poly（ethylene glycol），PEG]具有無毒、無免疫原性、無抗原性，且極易溶于水的優(yōu)點，是常用的聚合物。Yadav等[10]制備的立體穩(wěn)定脂質體是將PEG在脂質體表面交錯覆蓋成致密的構象云，形成較厚的立體位阻，降低其與MPS的親和力。PEG多柔比星脂質體Doxil?與游離的多柔比星相比，在體內循環(huán)時間延長3倍，在腫瘤組織中的藥物濃度提高4～16倍，已被批準用于乳腺癌、卵巢癌等多種惡性腫瘤的治療[11]。

2.4 主動靶向脂質體

腫瘤細胞或血管表面存在某些特異性的過表達受體，如葉酸受體、人表皮生長因子受體2、轉鐵蛋白受體等，這些受體通常與腫瘤的生長和增殖密切相關。以腫瘤組織高表達受體為靶點，設計由對應配體修飾的脂質體，使之成為靶向腫瘤組織的納米載體，通過與選擇性的細胞結合或受體介導的內吞過程實現(xiàn)藥物在腫瘤細胞聚集[12]。主動靶向脂質體又分為抗體靶向配體修飾和非抗體靶向修飾兩類。前者比如Rodallec等[13]使用曲妥珠單抗對包封有多西他賽的PEG化脂質體表面進行修飾，在人乳腺癌模型上表現(xiàn)出更強的抗增殖活性和更好的穩(wěn)定性。后者則以葉酸為非抗體靶向修飾的典型代表。因葉酸受體在卵巢癌、子宮內膜癌、骨肉瘤等腫瘤細胞中過表達，利用葉酸作為配體修飾脂質體，能夠主動靶向腫瘤細胞[14]。事實上，只要獲得特定腫瘤細胞上特定的配體，并進行修飾，就能獲得靶向具體腫瘤部位的脂質體。目前，研究最多的靶向性基因載體是肝靶向性載體[15]。趙娜[16]將普通陽離子脂質體與載脂蛋白E偶聯(lián)，得到了具有與肝癌細胞結合特異性的載脂蛋白E修飾脂質體。主動靶向型脂質體是精準治療靶向制劑的主要發(fā)展方向，近年來已有以表皮生長因子受體、程序性死亡配體1等為靶標的長春新堿、紫杉醇、阿霉素等多個制劑進入臨床試驗階段[12]。

2.5 多功能脂質體

越來越多的研究試圖通過合理疊加不同的功能，使脂質體對復雜的體內環(huán)境做出更智能的反應。根據(jù)組成成分的化學性質差異，藥物、基因片段、分子探針及蛋白質可通過混合、吸附或共價連接等方式裝載到脂質體的不同部位。這種疊加工藝使脂質體轉變?yōu)橐环N共載體系，可通過不同治療藥物的協(xié)同作用實現(xiàn)“診療一體化”或更好的治療效果。多藥耐藥是影響腫瘤化學治療效果的原因之一，基因治療雖然不存在耐藥問題，但起效慢、轉染效率低嚴重限制了其在抗腫瘤治療中的應用。而基因-藥物共載體系可以利用彼此不同的治療機制彌補相互的不足，達到協(xié)同治療的目的[17]。目前，雙載藥脂質體已取得了重要的臨床進展，有多種制劑正進行臨床前和臨床階段研究[18]，如阿糖胞苷/柔紅霉素脂質體CPX-351于2017年在美國獲批上市，標志著雙載藥脂質體已進入臨床治療應用階段。

3 脂質體的臨床應用

脂質體作為一種成熟的藥物遞送載體已被廣泛應用于抗腫瘤、抗感染、疫苗等多種制劑的制備

3.1 抗腫瘤

抗腫瘤治療是脂質體制劑應用最為廣泛的領域。自1995年美國FDA批準多柔比星脂質體用于卡波西肉瘤、卵巢癌和乳腺癌的治療之后，已有9種抗腫瘤治療的脂質體制劑上市[19]。

通過將細胞毒性藥物制備成脂質體制劑，使其具有被動或主動的腫瘤靶向性，可降低藥物對非靶器官的毒性。目前研究的被動靶向主要有兩種機制：（1）利用高滲透長滯留效應（enhanced permeability and retention effect，EPR）使藥物滯留在腫瘤組織處，從而實現(xiàn)被動靶向的目的[20]。Li等[21]研究利用EPR將米托蒽醌制成60 nm粒徑的脂質體，從而提高了藥物在腫瘤組織的分布，減少了藥物在肢體遠端的釋放，降低了手足綜合征等不良反應的發(fā)生率。（2）利用納米粒子的電荷特性誘導被動靶向。Wang等[22]制備出攜帶氧離子的多柔比星脂質體，通過流式細胞術分析表明，腫瘤細胞對該多柔比星脂質體的攝取量是普通脂質體的2倍，是游離多柔比星的8倍。被動靶向脂質體作為一種較為成熟的靶向技術，已成功應用于阿霉素脂質體、多柔比星脂質體、米托蒽醌脂質體等多個上市的抗腫瘤藥物。

如前文所述，主動靶向脂質體利用靶向物質對脂質體進行修飾，通過選擇性的細胞結合或受體介導的內吞過程實現(xiàn)藥物在腫瘤細胞聚集。2017年在美國獲批上市的全球首個主動靶向的雙載藥脂質體CPX-351，用于治療繼發(fā)和伴有骨髓增生異常綜合征相關細胞遺傳學異常的急性髓細胞白血病[23]。該制劑開創(chuàng)性地將阿糖胞苷和柔紅霉素兩種細胞毒性藥物通過兩種不同的裝載技術封裝進納米遞送載體中，同時利用脂質體表面偶聯(lián)的陰離子磷脂酰甘油與白血病細胞上CD36和CD91配體結合，通過主動攝取優(yōu)先進入白血病細胞，最終在細胞核內釋放藥物。這種釋放方式，完全實現(xiàn)了對白血病細胞的靶向，保證療效的同時，降低了對正常造血干細胞的細胞毒性。

3.2 抗感染

廣譜抗真菌藥物兩性霉素B（amphotericin B，AmB）的含脂制劑是脂質體制劑研發(fā)最經(jīng)典和成功的案例。AmB進入體內后部分與人體細胞結合，導致溶血、腎損傷等不良反應。而AmB含脂制劑被MPS吞噬，聚集于肝和脾，從而減少與腎小管細胞膜上膽固醇的結合，降低腎毒性。臨床前研究顯示，相比等劑量的游離AmB，AmB含脂制劑具有更高的血漿峰值濃度和曲線下面積，預示著AmB含脂制劑具有更高的治療潛力[24]。目前已有3種配方的AmB含脂制劑上市，包括AmB脂質復合體、AmB膽固醇硫酸酯復合物和AmB脂質體。這3種制劑在粒徑、結構、脂質成分、AmB濃度等方面有所不同，導致三者的組織分布、血漿濃度、巨噬細胞的攝取率、在感染部位的濃度都存在一定差異[25]。由于含脂制劑對人體細胞的毒性都遠小于單純AmB制劑，所以臨床允許使用劑量高于單純AmB制劑，還可應用于腎功能受損的患者。

吸入性脂質體抗菌藥物是另一類近年來取得重大進展的脂質體類型。脂質體通過吞噬作用將藥物沉積在肺泡的巨噬細胞內，以增強藥物對胞內感染的治療效果[26]。已獲得臨床應用的吸入用阿米卡星脂質體（商品名ArikayceTM）以電中性的脂質體包裹帶正電的阿米卡星，從而阻止藥物與帶負電荷的痰液直接接觸，并可穿透痰液中銅綠假單胞菌生物膜的網(wǎng)狀結構[27]。在伴有慢性銅綠假單胞菌感染的囊性纖維化患者中進行的臨床Ⅱ期研究表明，ArikayceTM治療14～28 d后患者肺功能明顯改善，臨床效果明顯且安全[28]。另外，納入由鳥分枝桿菌導致的非結核分枝桿菌肺病患者的全球性Ⅲ期臨床研究CONVERT顯示，ArikayceTM與指南標準療法聯(lián)合用藥可顯著提高痰培養(yǎng)轉陰率[29]?；谝陨吓R床試驗結果，美國FDA于2018年批準ArikayceTM用于治療由鳥分枝桿菌導致的非結核分枝桿菌肺病成人患者。

3.3 疫苗

隨著免疫學和生物工程技術的不斷進步，亞單位疫苗、核酸疫苗、多糖結合疫苗等新型疫苗取得快速進展。脂質體用于構建新型疫苗佐劑遞送系統(tǒng)，可保護疫苗中的關鍵成分——病原體抗原長效緩慢釋放，并增強疫苗的免疫原性[30]。研究表明，某些脂質體本身就具有獨特的免疫刺激功能，在特殊條件下能夠誘導機體產(chǎn)生廣譜的獲得性免疫。例如，含有單磷酸脂質A成分的脂質體可觸發(fā)人體輔助性T細胞1免疫反應并很少產(chǎn)生難以耐受的副作用，應用該技術的一些產(chǎn)品包括針對惡性瘧原蟲的Mosquirix?，以及針對帶狀皰疹病毒的 Shringrix?[31―32]。PDS0101是由陽離子脂質體R-DOTAP和人乳頭瘤病毒多肽抗原組成的治療性疫苗，在已結束的Ⅰ期臨床試驗（NCT02065973）中，該疫苗顯示出較好的安全性，并達到了抗原特異性CD4+和CD8+T細胞增加的次要終點[33]。2020年以來，為應對全球公共衛(wèi)生事件，各國迅速研發(fā)多種疫苗。目前，針對該公共衛(wèi)生事件，全球已上市及處于臨床試驗階段的疫苗已超過200種[34]。其中，mRNA疫苗屬于第三代疫苗，相比減毒、滅活、重組亞單位等前代疫苗，mRNA疫苗無需細胞培養(yǎng)或動物源基質，合成速度快，從基因測序至生產(chǎn)只需要數(shù)周的時間，在疫情防控中體現(xiàn)出了重要作用。但mRNA的單鏈結構極其不穩(wěn)定，且難以穿過帶負電荷的細胞膜遞送，所以需要經(jīng)特殊的脂質體納米顆粒包裹后遞送至細胞質[35]。德國生物新技術公司與美國輝瑞公司、上海復星醫(yī)藥集團聯(lián)合開發(fā)的COMIRANTY?疫苗由SARS-CoV-2刺突糖蛋白mRNA和外層包裹的脂質體納米顆粒組成。該疫苗2021年8月獲得美國FDA上市許可，目前已在全球超過140個國家獲批使用。

我國mRNA疫苗技術雖起步較晚，但在技術追趕層面并沒有落后太多，已有多個候選疫苗進入臨床試驗階段。其中，艾博生物與沃森生物共同研發(fā)的mRNA疫苗AWcorna，已完成Ⅲ期臨床試驗（NCT04847102），并于2022年9月30日獲得印度尼西亞緊急使用授權。另外，斯微生物、麗凡達生物申報的mRNA疫苗也相繼進入臨床試驗階段[36]。

3.4 處于臨床試驗階段的脂質體制劑

近年來，國家藥品監(jiān)督管理局陸續(xù)出臺多項政策鼓勵長效、緩控釋、靶向等新型制劑的發(fā)展。在國家政策激勵下，國內制藥企業(yè)也紛紛投入研發(fā)脂質體。目前，國內外已有多個創(chuàng)新或改良型脂質體制劑進入臨床試驗階段（表1）。隨著臨床研究深入，相信將會有更多的脂質體藥物獲批上市，為多種疾病的治療提供更多選擇。

表1 2020－2022年國內外臨床試驗階段的脂質體制劑

4 結語

經(jīng)過60多年的研究和發(fā)展，脂質體已經(jīng)從抽象的概念發(fā)展成為主流的藥物遞送系統(tǒng)之一。通過對表面進行各種功能化修飾，能夠靈活可控地調整脂質體的藥動學特征，使其作為藥物載體具有增效、減毒、靶向、控釋等諸多優(yōu)點。脂質體從最初的經(jīng)典模式進一步發(fā)展為長循環(huán)脂質體、環(huán)境敏感型脂質體、主動靶向脂質體、多功能脂質體等不同種類，在抗腫瘤、抗感染、疫苗等多方面具有廣闊的臨床應用前景。目前針對新型脂質體的研究多數(shù)還處于早期的開發(fā)階段，距離最終成功應用于臨床尚需大量研究。隨著配方研發(fā)的進展和制備工藝的精進，相信越來越多的脂質體將在臨床獲得廣泛使用，在各種疾病的診斷、治療、預防中發(fā)揮重要作用。