脂質體作為抗腫瘤藥物載體的研究進展

脂質體作為抗腫瘤藥物載體的研究進展

近年來，腫瘤手術治療、化療、輻射治療、生物療法和光動態(tài)療法基因治療的研究發(fā)展迅速，理論創(chuàng)新，制劑優(yōu)化，療效不斷提高。在腫瘤的綜合治療領域，無論是單一的還是綜合治療，化學藥物仍然是最有效的手段之一。脂質體作為藥物載體的研究一直備受廣大藥劑工作者的關注,目前脂質體作為藥物載體已得到很多方面的應用。其中,脂質體作為抗腫瘤藥物載體具有能增加與腫瘤細胞的親和力,增加腫瘤細胞對藥物的攝取量、克服耐藥性、降低用藥量、提高療效、降低毒副作用的特點,使抗腫瘤藥物進入了靶向給藥的新天地。但以脂質體為載體的藥物制劑易被網狀內皮系統(tǒng)(RES)識別,這雖然能提高某些治療藥物的安全性,但卻不能有效發(fā)揮藥物活性。通過高分子物質來改變脂質體表面親水性亞結構,形成表面有高分子材料包裹的脂質體,尤其是表面用聚乙二醇(PEG)修飾的長循環(huán)脂質體(long-circulationliposomes,LCL)可減少RES的吞噬吸收以延長藥物在體內的循環(huán)時間,使其進入那些毛細血管通透性增強的組織幾率增加,有效地解決了上述問題?，F(xiàn)對長循環(huán)脂質體在腫瘤藥物中的應用綜述如下。1脂質體長循環(huán)分析1.1仿紅細胞脂質體的形成過程長循環(huán)脂質體又稱空間穩(wěn)定脂質體(stericallystabilizedliposomes,SSL)或隱形脂質體(stealthliposomes,SL)。長循環(huán)脂質體的研制給脂質體藥物傳輸系統(tǒng)注入了新的活力和希望,但長循環(huán)脂質體最初的研究是從仿生學角度出發(fā)的。人們早就發(fā)現(xiàn),體循環(huán)中的紅細胞具有所有哺乳類動物細胞的共同特征,即含有數(shù)個唾液酸殘基的糖蛋白和糖脂的多糖蛋白質復合物。紅細胞膜磷脂分布不對稱,其外層主要含有卵磷脂、鞘磷脂和膽固醇。因而進入20世紀80年代后,出現(xiàn)了一種新型脂質體-仿紅細胞脂質體,延長了脂質體在血循環(huán)中的滯留半衰期。雖然仿紅細胞脂質體具有較長的半衰期,但由于神經節(jié)苷脂價格昂貴,合成和提取都較困難,因此人們開始尋找其他途徑來制備長循環(huán)脂質體。隨后發(fā)現(xiàn)了磷酸分子上聯(lián)接含多羥基團的物質(如PEG),使脂質體表面暴露出一些親水性的多糖或多羥基基團等方式,減少與血漿中調理成分的結合,從而增加其在血液中的穩(wěn)定性。長循環(huán)脂質體能更持久地延長藥物在血流中的時間,避免RES的吞噬,以獲得更充足的時間到達靶部位。由于PEG及其衍生物修飾的長循環(huán)脂質體具有很好的應用前景,對其進行了廣泛的研究。1.2提高脂質體穩(wěn)定性長循環(huán)脂質體延長藥物療效關鍵在于延長了血循環(huán)時間,目前長循環(huán)脂質體多為PEG及其衍生物修飾的脂質體(PEG化脂質體)。PEG化脂質體延長血循環(huán)時間的機制目前還不完全清楚,初步認為以下2種因素:①立體位阻假說:PEG及其衍生物在脂質體表面呈部分延展的構象。PEG5000能產生約2nm厚度的立體位阻層,PEG1900能產生6nm厚度的立體位阻層。這一立體位阻層猶如一把“刷子”,將靠近的大分子或脂蛋白復合物推離脂質體,從而減弱血中各種成分的作用,特別是血漿蛋白的調理作用以及隨后的RES攝取作用,同時脂蛋白的交換、磷脂酶的水解等均受到有效抑制。②提高膜表面親水性:PEG及其衍生物有很長的極性基團,能提高脂質體表面的親水性,從而提高了單核吞噬細胞系統(tǒng)(MPS)對其吸收破壞作用的能壘,有效阻止了脂質體表面與血白蛋白的調理作用,并降低了脂質體與MPS的親和作用。一般認為,以上2個因素同時存在,共同作用,使PEG化脂質體成為一種長效脂質體。由于PEG層的存在,脂質體的體內外穩(wěn)定性有了很大改變,歸納起來,其特點主要有:減弱脂質體長期貯存的聚集,增加再分散性;延長了在體循環(huán)中的時間,提高了半衰期,從而可使脂質體有充分時間能夠被腫瘤組織和炎癥部位所充分吸收;可減少被MPS攝取的速度和程度,并降低對這個主要宿主防御系統(tǒng)的不良反應;具有劑量非依賴性,即具有線性藥動學特性;穩(wěn)定性與膽固醇無關(膽固醇能降低雙分子膜的流動性,提高普通脂質體的穩(wěn)定性,而PEG化脂質體的體內循環(huán)時間與膽固醇含量無關)。2脂質體長循環(huán)對腫瘤藥物的研究截至目前,研究開發(fā)的長循環(huán)脂質體抗腫瘤藥物多數(shù)是基于增加療效、降低毒副作用的目的考慮。2.1聚乙二醇-二硬脂酸磷脂酰乙醇胺世界上第一個抗腫瘤藥物脂質體——多柔比星脂質體于1995年底在美國獲得FDA批準。隨后,此產品在歐洲獲得批準。應用于由于HIV引起的難以醫(yī)治的卡波濟肉瘤(KS)。隨后又出現(xiàn)了多柔比星長循環(huán)脂質體,該脂質體的組成中含有親水性聚合物聚乙二醇-二硬脂酸磷脂酰乙醇胺(PEG-DSPE),其作用是阻止血漿蛋白吸附即調理化于脂質體表面。含有PEG層的脂質體可以很大程度地阻止調理化作用,延長血循環(huán)時間,使脂質體可以有效地達到病變部位。在實體瘤增長部位及感染、炎癥部位,病變引起毛細胞血管的通透性增加,含有藥物的長循環(huán)脂質體能夠增加在這些部位的聚集量,而正常組織其完整的毛細管使得大部分的脂質體不能滲透。由于藥物的緩釋直接作用于病變部位,增加了療效。此種增加藥物的治療指數(shù)的機制稱為“被動靶向”。KS損傷后,腫瘤部位的血管通透性顯著增加,長循環(huán)脂質體可以將高于正常皮膚5~11倍的多柔比星輸送到KS部位,其總體有效率高于80%。董蘭鳳等將多柔比星做成熱敏長循環(huán)脂質體,增加了藥物到達靶部位的幾率,明顯降低了藥物對心、腎的毒性。2.2長循環(huán)脂質體的藥動學柔紅霉素是廣譜抗腫瘤藥,主要用于治療急性粒細胞白血病,目前市售的劑型為注射液,半衰期較短,不能充分發(fā)揮其作用,不良反應主要是骨髓抑制和心臟毒性,限制了臨床應用。為了降低柔紅霉素的毒性,延長其體內滯留時間,提高療效,張華等將柔紅霉素制成長循環(huán)脂質體制劑,并對其進行了各種藥劑學性質和在大鼠體內的藥動學研究。結果發(fā)現(xiàn),長循環(huán)脂質體的血漿半衰期比注射劑的長,峰濃度是注射劑的180倍,AUC是注射劑的96倍,說明在同樣劑量條件下,長循環(huán)脂質體的分布和消除都比注射劑慢,長循環(huán)脂質體在體內能夠維持較長循環(huán)時間,使其有更多的機會到達靶部位,實現(xiàn)靶向作用;注射劑的總體清除率和表觀分布容積是長循環(huán)脂質體的99倍和100倍,說明注射劑在組織的分布比較廣泛,藥物在血液中的清除比脂質體制劑的快得多。2.3治療外周血也相關血藥濃度和血漿蛋白的藥物代謝米托蒽醌為合成的蒽環(huán)類抗腫瘤藥物,臨床上多用于治療白血病、乳腺癌等。但有較嚴重的骨髓抑制,且游離藥物進入血中后大部分(>95%)與血漿蛋白結合。為了延長米托蒽醌在血液中的滯留時間,并降低其與血漿蛋白的結合率,提高治療白血病的療效,段逸松等以PEG-DSPE作為修飾脂質體膜材,制備了米托蒽醌長循環(huán)脂質體,并考察了其在家兔體內的長循環(huán)特征。本研究證實,通過PEG修飾脂質體膜,長循環(huán)脂質體較普通脂質體在血液中的清除速度顯著減慢,米托蒽醌的消除半衰期由脂質體組的3.58h提高到長循環(huán)脂質體組的9.80h,AUC由脂質體組的17.52mg·L-1·h提高到長循環(huán)脂質體組的112.96mg·L-1·h,證明長循環(huán)脂質體能夠進一步提高藥物的生物利用度。2.4紫杉醇抑制劑藥物抗乳腺癌效果不甚理想,與抗腫瘤藥物在乳腺中分布較少有關。紫杉醇對乳腺癌具有突出療效,但其由溶劑聚氧乙烯代蓖麻油配制的紫杉醇注射液過敏反應嚴重,秦少容等將其作為模型藥物制成紫杉醇長循環(huán)磁性脂質體,具有制備較容易,外磁場導向定位效果好,不易被網狀內皮系統(tǒng)所清除、毒副作用低等優(yōu)點,將這種同時具有理化靶向和被動靶向雙重靶向性的新型脂質體作為載體運送紫杉醇,可以大大提高脂質體的靶向性和穩(wěn)定性,不但能增強紫杉醇在血漿中的穩(wěn)定性,而且有助于紫杉醇向腫瘤組織靶向性聚集,可在減少給藥劑量的同時,大大提高藥物療效,降低不良反應。2.5薄膜擠壓-硫酸銨梯度法制備鹽酸洛拉曲克長循環(huán)脂質體的體外細胞毒性試驗陳斯?jié)傻妊芯苛丝拱┧幬锫謇说拈L循環(huán)脂質體,研制出了具有緩釋作用的鹽酸洛拉曲克長循環(huán)脂質體并考察其理化特性以及在體外的抗瘤效應。用PEG-DSPE對脂質體膜進行修飾,以薄膜擠壓-硫酸銨梯度法制備鹽酸洛拉曲克長循環(huán)脂質體,比較鹽酸洛拉曲克長循環(huán)脂質體與鹽酸洛拉曲克普通脂質體及游離的鹽酸洛拉曲克的體外細胞毒性。結果顯示,制備的鹽酸洛拉曲克長循環(huán)脂質體包封率達68%左右,粒徑110nm左右,與普通脂質體及游離的鹽酸洛拉曲克相對照,長循環(huán)脂質體顯示了長效的細胞毒性作用,作用時間2h組長循環(huán)脂質體的IC50明顯高于另外兩組,而作用時間48h組的IC50則與另外兩組無顯著差別。新制備的鹽酸洛拉曲克長循環(huán)脂質體在體外顯示了其較好的緩釋效應,可以彌補鹽酸洛拉曲克在體內半衰期比較短的缺點。2.6毒副反應的比較順鉑為重金屬鉑的絡合物,是臨床上最常用的抗癌藥物之一,對于人體睪丸癌、惡性淋巴瘤、頭頸部腫瘤、卵巢癌、肺癌及膀胱癌等有較好的療效,對食管癌、乳腺癌等亦有一定療效。但順鉑的毒副作用較大,可引起胃腸道、腎、神經系統(tǒng)及骨髓等的毒性反應。Zamboni等將順鉑制成了用PEG修飾的長循環(huán)脂質體制劑(SPI-077和SPI-077B103),然后將未包裹的順鉑、SPI-077和SPI-077B103靜脈注射到小鼠B16黑素瘤細胞中,采用微滲析探頭技術測定腫瘤細胞內部順鉑的濃度。結果表明,注入SPI-077和SPI-077B103的腫瘤細胞順鉑濃度是未包裹順鉑的2~5倍,證明長循環(huán)順鉑脂質體制劑能有效地將順鉑運輸?shù)侥[瘤細胞部位,增加了靶向性,同時增加了腫瘤部位順鉑的濃度,增強了抗癌效應。2.7peg-dspe檢測脂質體的急性毒性長春新堿劑量限制性毒性是神經系統(tǒng)毒性。張立等采用吡啶二硫丙?；?聚乙二醇-二硬脂酰磷脂酰乙醇胺(PDP-PEG-DSPE)制備了PDP-PEG-DSPE修飾的長春新堿脂質體,包封率達40%,進一步增加了脂質體的穩(wěn)定性,但未對此脂質體在體內的效應進行研究。于濱以PEG-DSPE制備了長循環(huán)長春新堿脂質體,并采用昆明種小鼠的多種腫瘤模型,評價其急性毒性和抗癌作用,長春新堿生理氯化鈉溶液的LD50為7.2mg·kg-1,而長循環(huán)長春新堿脂質體的LD50可達16.6mg·kg-1,提示脂質體顯著減低了長春新堿的急性毒性。從長循環(huán)長春新堿脂質體與長春新堿生理氯化鈉溶液對腹水型艾氏癌的抑制作用的比較看,脂質體顯著提高了長春新堿對動物移植性實體型S-180和腹水型艾氏腫瘤的抑制作用。2.8羥基喜樹堿轉化脂質體凍干劑羥基喜樹堿的劑量限制性毒性為骨髓抑制和腹瀉。隨劑量增加,上述2種不良反應的發(fā)生率和強度呈線性增加。其他不良反應主要包括惡心、嘔吐、肝功能異常、血尿和皮疹。張樂樂等以泊洛沙姆F-68為膜表面修飾材料將羥基喜樹堿做成長循環(huán)脂質體凍干劑,考察了制備工藝及各理化性質,采用了電導法測定脂質體凍干品的相轉變溫度,以對脂膜的穩(wěn)定性進行評估。一般認為,相轉變溫度越高,證明脂膜穩(wěn)定性越好。測得相轉變溫度約為73℃,推測表明此長循環(huán)脂質體比較穩(wěn)定。但未對體內過程做深入研究。2.9peg修飾脂質體的應用孫萍等將長循環(huán)脂質體應用于抗腫瘤藥物大蒜素(DATS)中。國內外大量流行病學資料證實:大蒜可以降低某些腫瘤的患病率,實驗研究亦證明DATS不僅能抑制致癌物的致癌作用,而且對腫瘤細胞增殖有抑制作用。目前已制成大蒜素注射液應用于臨床。DATS為油狀液體,對人體黏膜有較強刺激性,具有濃烈大蒜氣味,性質不穩(wěn)定,在光、熱及堿性條件下均易氧化失效,生物半衰期短,體內清除快。用PEG制備大蒜素長循環(huán)脂質體后,在靜脈注射后消除半衰期延長至41.04h,AUC為9.66mg·L-1·h,均大于注射液和普通脂質體的半衰期(7.053h)和AUC(2.419mg·L-1·h)。說明在同樣劑量條件下,長循環(huán)脂質體在體內能夠維持較長的循環(huán)時間,使其有更多的機會達到靶部位,實現(xiàn)靶向作用。長循環(huán)脂質體改變大蒜素藥物動力學性質,延長生物半衰期,將大蒜素包封于PEG修飾的脂質雙分子層,可顯著提高穩(wěn)定性,降低刺激性,且具有靶向、緩釋長效作用。馬錢子堿是馬錢科植物馬錢的主要有效成分之一,具有通絡止痛,散結消腫的功效,可用于胃癌、腸癌、肺癌、肝癌、白血病等。王琳等以PEG2000為修飾膜材,制備了馬錢子堿長循環(huán)脂質體(BLCL)。本實驗室采用pH值7.4磷酸鹽緩沖液作為釋放介質考察了BLCL的緩釋效果,因磷酸鹽緩沖液與血液pH值相同,BLCL在磷酸鹽溶液中釋放符合漏槽條件,且具有良好的緩釋效果,但其血漿釋放度和藥動學及生物利用度有待下一步研究。此外,還有很多抗癌藥物,如氟尿嘧啶、平陽霉素等,其長循環(huán)脂質體劑型有待于進一步開發(fā)。3新長循環(huán)脂質3.1mdp聯(lián)合多柔比星脂質體的臨床應用脂質體的靶向性分為主動靶向、被動靶向和物理化學靶向3種。其中,主動靶向是修飾脂質體如微粒與配體(如單克隆抗體、縮氨酸、蛋白質等)偶聯(lián),以提高藥物微粒的靶向性和與靶組織的親和力,增加藥物在靶組織中的沉積量。目前,脂質體與配體偶聯(lián)的方法較多,科研人員也在不斷加以改進,以提高藥物的靶向性,這也是目前長循環(huán)脂質體研究的熱點。藥物一般情況下很難通過血腦屏障。經典脂質體通常被體內網狀內皮組織清除,PEG包裹的脂質體雖可避免該現(xiàn)象,卻降低了靶器官與脂質體的連接。腦靶向長循環(huán)免疫脂質體不僅使載藥脂質體擁有主動腦靶向的能力,而且減少了對周邊組織或器官的不良反應,故對遞送小分子藥物入腦具有重要意義。許多在體外有效的化合物正是因為腦攝取量較低及具有某些外周系統(tǒng)毒副作用而在臨床使用受限。腦靶向給藥系統(tǒng)的出現(xiàn),使那些有治療腦部疾病潛力的小分子藥物又有了被重新評估的可能。Huwyler等以轉鐵蛋白抗體(OX26)的單抗的PEG2000為膜材料,制備了平均粒徑為85nm的柔紅霉素長循環(huán)免疫脂質體。當分別給大鼠靜脈注射游離藥物和載藥的幾種脂質體后,在各時間點抽取血漿樣品,檢測腦組織中的藥物濃度。結果顯示,游離柔紅霉素和普通載藥脂質體很快從體循環(huán)中消失,包載柔紅霉素的PEG修飾的脂質體未被腦攝取;而載藥的OX26-長循環(huán)免疫脂質體可進入腦部,故其可提高此腦靶向單抗的載藥能力,增強了治療腦部腫瘤的療效。亞錫亞甲基二膦酸鹽(MDP)是臨床常用的親骨惡性腫瘤的核素掃描劑載體,具有天然的親骨性。MDP與多柔比星脂質體外層磷脂交聯(lián)后制成的MDP-多柔比星脂質體交聯(lián)物?？衫肕DP特殊的親骨腫瘤性,使多柔比星脂質體集中于骨腫瘤部位,從而達到提高療效、降低不良反應的目的。吳道澄等制備出MDP-多柔比星脂質體交聯(lián)物(MDP-LADM),觀察MDP-LADM治療大鼠成骨肉瘤UMR106模型的療效,并與游離多柔比星及多柔比星脂質體進行比較。MDP-LADM對多柔比星包裹率為92.3%,MDP交聯(lián)率為70.2%,對SD大鼠UMR106成骨肉瘤模型的抑瘤作用明顯高于多柔比星(P<0.01)和多柔比星脂質體(P<0.05),治療后大鼠生存期明顯延長(P<0.01),多柔比星在骨組織中的含量明顯增加。3.2相變溫度對熱敏脂質體的作用熱敏脂質體又稱溫度敏感脂質體,是指在高于生理溫度的條件下有效地釋放藥物到靶部位的脂質體。構建脂質體的磷脂都有特定的相變溫度,在低于相變溫度時,脂質體保持穩(wěn)定;達到相