阿托品制劑與納米緩釋給藥的臨床應(yīng)用進(jìn)展

童瑤，駱陽，陳曦，付燕，楊路

近年來，近視逐漸成為一項(xiàng)重大公共社會問題，且高發(fā)性及低齡化的特點(diǎn)越加明顯，病理性近視即將成為首要的致盲性眼病，嚴(yán)重影響軍事、航空航天及消防等國家安全領(lǐng)域。迄今為止，阿托品滴眼液是唯一經(jīng)循證醫(yī)學(xué)驗(yàn)證能夠有效治療近視的藥物。然而，在臨床上，阿托品滴眼液控制近視的使用仍然存在很多劑量安全性及療效不確定性問題，且眼內(nèi)生物屏障經(jīng)常導(dǎo)致藥物的眼內(nèi)輸送效率欠佳。目前藥物的緩釋技術(shù)已逐漸成熟，其中納米緩釋制劑已廣泛用于眼部藥物輸送的研究，有效改善眼部給藥的安全性及有效性。本文概述了阿托品控制近視的機(jī)制、臨床應(yīng)用以及納米緩釋技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，并對新型阿托品眼部給藥系統(tǒng)進(jìn)行展望。

1 阿托品防控近視的機(jī)制與臨床應(yīng)用

1.1 阿托品控制近視的機(jī)制 阿托品作為毒蕈堿乙酰膽堿受體（M 受體）阻斷劑，能非選擇性地阻斷乙酰膽堿與各種M受體亞型間的相互作用，早在上個世紀(jì)便被嘗試用來控制近視。但是，因?yàn)榘l(fā)熱、眼壓升高等副作用較明顯，限制了其臨床使用的推廣，并且在防控近視方面，阿托品滴眼液的具體作用機(jī)制尚不明確。目前受到較多認(rèn)可的主要是M 受體的阻斷作用和其他因子的介導(dǎo)作用。

1.1.1 M受體的阻斷作用 臨床上“調(diào)節(jié)滯后理論”認(rèn)為，雙眼視物時成像在視網(wǎng)膜后是因?yàn)檎{(diào)節(jié)作用持續(xù)但不充分使其成為促使眼軸持續(xù)增長的信號[1]。阿托品抑制眼球增長從而控制近視的機(jī)制最開始被認(rèn)為是作用于M 受體阻斷了其調(diào)節(jié)作用。Leech 等[2]為探究在近視防控中起效的具體M 受體亞型以及體內(nèi)的分布部位，其用反轉(zhuǎn)錄測序法證實(shí)了M受體5 種亞型的基因在樹鼩的鞏膜、視網(wǎng)膜及脈絡(luò)膜等組織均有不同程度的表達(dá)。Stone 等[3]也通過誘導(dǎo)小雞眼的形覺剝奪性近視（FDM），證明選擇性M1 受體阻斷劑哌侖西平與阿托品都能減緩眼軸的增長。Yin 等[4]則證實(shí)M1 受體并不在小雞眼中表達(dá)，這一研究提示哌侖西平控制近視的作用可能是由M4 受體介導(dǎo)的，因?yàn)镸1 受體與M4 受體對哌侖西平的親和力之比只有4∶1。Arumugam 等[5]則直接在樹鼩的玻璃體腔內(nèi)注射高選擇性M1 受體阻斷劑和M4 受體阻斷劑，結(jié)果提示M1、M4 兩種受體亞型介導(dǎo)了對FDM 眼軸增長的抑制作用。

1.1.2 其他因子的介導(dǎo)作用 阿托品通過介導(dǎo)其他神經(jīng)遞質(zhì)的釋放緩解近視進(jìn)展的機(jī)制目前也被廣泛接受，其中最被認(rèn)可的是阿托品通過促進(jìn)多巴胺（DA）的釋放從而抑制近視。Schwahn 等[6]的研究表明，阿托品能通過誘發(fā)視網(wǎng)膜內(nèi)網(wǎng)狀層的細(xì)胞去極化，促進(jìn)細(xì)胞儲存的多巴胺釋放，從而控制近視的增長。

此外，Qu 等[7]培養(yǎng)的人鞏膜成纖維細(xì)胞顯示5個毒蕈堿受體的mRNA 表達(dá)，這表明鞏膜可能是一個潛在的作用位點(diǎn)。而Barathi 等[8]的研究則顯示在阿托品藥物治療后，除了形覺剝奪誘導(dǎo)近視的小鼠外，鞏膜上M1、M3 和M4 受體的mRNA 水平都在上調(diào)，沒有使用阿托品的正常組小鼠與FDM組小鼠其受體則沒有發(fā)現(xiàn)明顯變化。

1.2 阿托品的臨床應(yīng)用與不良反應(yīng) 1%阿托品在1989 年便開始被用于防控近視，自臨床應(yīng)用以來，其比較顯著的近視防控效果就引起了廣泛關(guān)注，但較高的不良反應(yīng)發(fā)生率也限制了相對高濃度的阿托品滴眼液在防控近視方面的推廣與應(yīng)用。1999 年，Shih等[9]嘗試探究降低阿托品滴眼液的濃度減輕其不良反應(yīng)，他們將近視兒童分別分為0.1%、0.25%、0.5%三種濃度的阿托品的實(shí)驗(yàn)組及對照組，2 年后隨訪顯示0.5%濃度的阿托品滴眼液防控近視效果最佳，而Audrey等[10]在2012—2016 年通過觀察0.01%、0.1%和0.5%三種濃度阿托品滴眼液組不同階段的作用研究顯示，在對近視調(diào)節(jié)以及瞳孔大小的影響方面0.01%阿托品顯示出更高的安全性，并且能有效防控近視進(jìn)展，并提出0.01%阿托品可作為6 ～12 歲兒童安全有效的一線治療藥物。然而，早在1987 年North 等[11]關(guān)于阿托品滴眼液的全身及局部反應(yīng)研究提到一系列副作用，如過敏反應(yīng)乳頭狀結(jié)膜炎、眼瞼水腫及接觸性皮炎；作用于瞳孔導(dǎo)致瞳孔擴(kuò)大時會導(dǎo)致房角變淺，阻礙房水的回流，從而升高眼壓誘發(fā)青光眼；擴(kuò)張瞳孔引起畏光以及睜眼困難等；由于淚腺被抑制導(dǎo)致淚液減少引起干眼。另外，在意外攝入藥劑或軟膏后，它也能迅速從腸道吸收，引起阿托品中毒的全身體征，如腺體分泌減少而導(dǎo)致的皮膚、口腔、喉嚨干燥，心動過速、脈搏急促細(xì)弱，面部及頸部皮膚發(fā)紅等，更嚴(yán)重的中毒病例會導(dǎo)致共濟(jì)失調(diào)、失眠、嗜睡、抽搐、高燒和昏迷等。

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2 納米緩釋系統(tǒng)臨床研究現(xiàn)狀

由于各種解剖障礙和眼中普遍存在的清除機(jī)制，傳統(tǒng)的滴眼液給藥方式其藥物利用度較低，到達(dá)房水的藥物不到5%，例如，在使用環(huán)孢素濃度為0.05%滴眼液治療干眼癥后，95%以上的藥物經(jīng)鼻或結(jié)膜吸收到達(dá)體循環(huán)，而更具侵入性的方法則會對眼睛造成不良影響。由于納米材料獨(dú)特的生物利用度高及副作用少等特性，將其與傳統(tǒng)給藥方式結(jié)合實(shí)現(xiàn)納米緩釋給藥，在臨床上具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。目前，各種類型的納米控釋系統(tǒng)包括納米膠束、納米顆粒、納米懸浮液及納米復(fù)合水凝膠等均已被用于搭載藥物。

2.1 納米膠束 膠束的尺寸范圍在20 ～120 nm，是具有核殼結(jié)構(gòu)的膠體載體體系，一般由二嵌段或三嵌段共聚物組成，疏水小分子可以封裝在親水親油性嵌段共聚物中。聚合物膠束的結(jié)構(gòu)特征有助于避免藥物的降解及意外損失，并防止藥物從體循環(huán)中快速清除[11]。此外，理想的聚合物膠束也被證明能夠降低治療性化合物的毒性，藥物副作用通過此膠束可以在很大程度上得到緩解[12]。

目前，納米膠束在眼部給藥系統(tǒng)中已經(jīng)有了較為廣泛的研究。Civiale 等[13]使用攜帶地塞米松的納米膠束兔眼給藥，抽取少量房水并研究該配方的時間-濃度曲線。結(jié)果表明與傳統(tǒng)地塞米松懸液相比，納米膠束中的地塞米松利用度明顯提高。同時，其膠束配方時間-濃度曲線面積比地塞米松對照組高約40%，這也表明了納米膠束改善藥物傳遞并提高在眼組織中的利用度的可行性。Cholkar 等[14]也將環(huán)孢霉素（CsA）包裹在納米膠束內(nèi)，研究了新西蘭兔眼部CsA 的組織分布。研究顯示眼前部組織中與視網(wǎng)膜中CsA 濃度都較高，同時也沒有檢測到明顯的毒性。Mitra 等[15]也介紹了一種基于非離子表面活性劑的新型膠束制劑，用于裝載和傳遞各種抗炎藥物。然而，與傳統(tǒng)滴眼液相比，評價藥物給藥到角膜效率的體內(nèi)藥代動力學(xué)研究并未顯示出來。

納米膠束在安全檢測和質(zhì)量控制等方面報道較少，考慮到在制備過程中使用了較少的輔助材料，因此，推測納米膠囊相對安全。此外，在保存中，納米膠束傾向聚集。因此，納米膠束在體內(nèi)的穩(wěn)定性也有待進(jìn)一步研究。

2.2 納米顆粒 納米顆粒直徑在10 ～1 000 nm，通常由蛋白質(zhì)、脂質(zhì)及其他聚合物組成。納米膠囊和納米球是其主要存在形式。在納米膠囊中，聚合物外殼通常包裹在藥物外面。然而，在納米球中，藥物分布較均勻，對組織的刺激更少，并且可以長時間停留在眼表以避免短時間內(nèi)持續(xù)重復(fù)給藥。Ideta 等[16]證明了納米顆?？梢愿街谘郾眇つこ掷m(xù)較長時間而不被迅速清除。Pescina 等[17]研究發(fā)現(xiàn)它們不僅具有理想的生物相容性和可降解性，也能準(zhǔn)確結(jié)合藥物靶點(diǎn)的配體。

聚丙交酯-乙交酯（PLGA）是一種已被廣泛研究的納米顆粒載體。在一項(xiàng)研究中，Varshochian 等[18]制備出搭載含有貝伐珠單抗的白蛋白的PLGA納米顆粒，并單劑量注射到兔體內(nèi)治療眼部的新生血管疾病。結(jié)果顯示，通過PLGA 納米顆粒釋放的貝伐珠單抗在玻璃體中藥物濃度維持在500 ng/ml 以上約持續(xù)8 周時間，而傳統(tǒng)藥物在玻璃體中半衰期較短，從而需要頻繁的玻璃體內(nèi)注射。在另一項(xiàng)研究中，Vasconcelos 等[19]試圖將PLGA-PEG 納米顆粒與一種肽結(jié)合用于眼部給藥。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，從納米顆粒中釋放的藥物在局部組織停留時間更長。當(dāng)納米顆粒與帶正電荷的藥物結(jié)合后，可以使藥物更好的穿透角膜，從而提高生物利用度。這是因?yàn)榧{米顆粒與帶正電荷的藥物組合后表面帶正電荷，可以促進(jìn)藥物穿透到角膜內(nèi)部到達(dá)眼底，也能有更好的治療效果。其他藥物如地塞米松[20]、司帕沙星[21]均被驗(yàn)證可以成功結(jié)合納米顆粒，并顯著提高生物利用度。

在進(jìn)一步的研究中，Raju 等[22]也評估了納米顆粒的安全性，發(fā)現(xiàn)玻璃體內(nèi)或前房注射納米顆粒對視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)、感光功能或房水引流系統(tǒng)幾乎沒有毒性。然而，許多種類的納米顆粒都是不穩(wěn)定的。Tommaso等[23]提到了納米材料的凍干保存以提高配方的穩(wěn)定性，但目前還沒有充分的研究來檢查其配方的尺寸、多分散性指數(shù)和膠凝形成的百分比等。

2.3 納米復(fù)合水凝膠 納米載體的水凝膠是通過將溶液與親水性聚乙二醇聚合物（如PCL-PEG-PCL、PEO-PPO-PEO、PLGA-PEG-PLGA、聚乙二醇HS-15）溶液或聚乙二醇化納米載體混合來制備。它們不僅可以將親水性藥物封裝到水凝膠中，還有利于具有不同溶解性能藥物的共遞送。Li等[24]構(gòu)建了一種由PEGPCL 二嵌段聚合物和環(huán)糊精（ -CD）組成的膠束超分子水凝膠，用于局部眼部遞送疏水性藥物雙氯芬酸。體外釋放研究表明，水凝膠的藥物釋放速率受-CD濃度的強(qiáng)烈影響，對角膜上皮細(xì)胞的毒性相對較低，對兔眼無刺激性。此外，與平晶膠束制劑相比，水凝膠相對延長了兔角膜表面的保留時間，提高了眼部給藥的利用度。同樣，由PEG-PCL 和-CD 組成的超分子水凝膠，也被研究用于阿瓦斯?。ˋvastin）和地塞米松磷酸鈉（Dexp）的共同遞送。在大鼠堿性燒傷模型中，Dexp-Ava 水凝膠大大減輕了角膜炎癥，并顯著抑制了角膜新生血管。

目前，水凝膠已被證明具有延長在角膜前表面積上的停留時間，在給藥部位控制或維持藥物釋放，同時遞送多種藥物的潛力。但大多數(shù)研究都集中在小分子藥物的遞送上，表現(xiàn)出許多與遞送相關(guān)的局限性。另一方面，其在解決視網(wǎng)膜生物制劑遞送的當(dāng)前局限性方面顯示出巨大的潛力，應(yīng)更加注意應(yīng)用水凝膠將復(fù)雜的生物大分子輸送到眼睛后部用于治療視網(wǎng)膜疾病，并促進(jìn)其臨床轉(zhuǎn)化。

2.4 納米懸浮液 納米懸浮液是一種對眼幾乎無刺激的超微藥物顆粒構(gòu)成的膠體擴(kuò)散體系。早在2004年，Patravale 等[25]就提出，納米懸浮液可以延長藥物在眼球表面的停留時間，在攜帶疏水分子方面具有廣闊的臨床前景。

到目前為止，許多研究已經(jīng)證實(shí)納米懸浮液可有效攜帶皮質(zhì)類固醇。強(qiáng)的松、氫化可的松及地塞米松等均是首選治療眼前段炎癥的皮質(zhì)類固醇，然而，經(jīng)常大劑量使用這些藥物可能會導(dǎo)致嚴(yán)重并發(fā)癥，如視神經(jīng)損傷、青光眼和白內(nèi)障等。因此，研究者們試圖通過納米懸浮液攜帶皮質(zhì)類固醇，以提高其生物利用度。Kassem 等[26]通過研究發(fā)現(xiàn)，被納米懸浮液包裹的皮質(zhì)類固醇比其他種類的皮質(zhì)類固醇溶液具有更好的溶解度，其效果更顯著。Ali 等[27]也研制出氫化可的松納米懸浮液，將氫化可的松溶液組作為對照，發(fā)現(xiàn)分別局部給藥后，氫化可的松納米懸液制劑的保留時間延長。納米懸浮液也成功的遞送其他藥物，比如普拉洛芬[28]、莫西沙星[29]及環(huán)孢素[30]。

納米懸浮液的發(fā)展相對于其他納米材料相對緩慢，需要更多的研究來創(chuàng)造更多的新型納米懸浮液，以提高藥物遞送的效率。

3 阿托品納米緩釋系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 阿托品應(yīng)用于眼部的緩釋 目前臨床上用于近視防控的最有效手段是低濃度阿托品滴眼液[31]，傳統(tǒng)的的阿托品滴眼液制劑易被清除，同時存在各種生物膜的屏障阻礙其到達(dá)眼底更好的發(fā)揮治療作用。2019 年，于軍軍等[32]利用攪拌法制備了阿托品-環(huán)糊精混懸型滴眼劑，并在家兔眼上驗(yàn)證其配方提高了阿托品在眼組織中的生物利用度，加快了其吸收速率，增加了在眼部的停留時間并降低了清除率，同時也增加了眼球后部對阿托品滴眼液的吸收。He等[33]則提出了一種使用甲基丙烯酸官能化的-環(huán)糊精（MAA- -CD）單體的分子印跡聚合物（MIPs）的新方法，制備出了pH 值敏感的新型阿托品分子印跡聚合物微球。結(jié)果顯示，其作為單體在給藥方面表現(xiàn)優(yōu)越，且具有持續(xù)的活性。另外，本課題組也制備出植入阿托品藥物的硅膠隱形眼鏡，并通過細(xì)胞和動物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其配方的安全性和控制近視的有效性[34]。

3.2 阿托品應(yīng)用于非眼部的緩釋 阿托品應(yīng)用于非眼部時一般主要用于提高心率，但由于半衰期短導(dǎo)致作用時間短，并且有一定副作用，因此限制了阿托品在心臟慢性病如病態(tài)竇房結(jié)綜合征等的應(yīng)用，有研究制備了阿托品磁靶向納米緩釋制劑，構(gòu)建了磁性納米藥物的載體負(fù)載阿托品，研發(fā)出具有心臟靶向性的阿托品緩釋藥物，讓其作用于心臟的同時減小對其他器官的不良反應(yīng)，并能延長作用時間，有望用于長效提高心率[35]。硫酸阿托品緩釋片也被成功制備出來，并研究了其各溫度下的藥物濃度以探索最佳保存條件[36]。然而，以上方法制備得到的緩釋制劑穩(wěn)定性都欠佳，并且沒有進(jìn)行具體的動物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其安全性及應(yīng)用于臨床的有效性。

4 展望

關(guān)于納米緩釋系統(tǒng)在阿托品眼部給藥中的應(yīng)用并不多，而上述研究結(jié)果也證明，將納米緩釋系統(tǒng)作為載體，不僅能有效減輕藥物的副作用，也能通過提高藥物停留時間減少給藥頻率，從而提高藥物的生物利用度，更有利于治療眼組織病變，具有很好的應(yīng)用前景。但同時，也存在其穩(wěn)定性低、安全性評價較少等問題。在方法上，可聯(lián)合納米材料對阿托品滴眼液進(jìn)行加工，制備出可控的阿托品納米釋藥系統(tǒng)，從而達(dá)到更好的控制近視效果，也需進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)室研究和臨床試驗(yàn)，在保證其能夠有效防控近視的同時，保障其對人體乃至自然環(huán)境安全無害，讓納米緩釋更廣泛有效的應(yīng)用于臨床近視防控中。