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靶向载药脂质体简介

作者:苏州微流纳米 日期:2019-04-26 点击:257
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近几年,具有靶向性的纳米药物研究受到了人们广泛关注。目前靶向药物治疗主要集中在癌症治疗上,已成为癌症治疗新的发展方向。所谓靶向药物治疗就是使抗癌药物瞄准肿瘤部位,在局部保持相对高的药物浓度,延长药物的作用时间,提高对肿瘤的杀伤力,减小对正常组织细胞的毒性。研究表明,载带有抗癌药物的纳米微粒能更精确地靶向定位给药,减少药物的不良反应,在靶向癌症治疗中显示出巨大潜力。

靶向药物治疗技术的研究主要在物理化学导向和生物导向两个层次上进行。物理化学导向是利用药物载体的pH 敏、热敏、磁性等特点在外部环境的作用下(如外加磁场)对肿瘤组织实行靶向给药。物理化学导向在实际应用中缺乏准确性,很难确保正常细胞不受到药物的攻击。生物导向是利用抗体、细胞膜表面受体或特定基因片段的专一性作用,将配位子结合在载体上,与目标细胞表面的抗原性识别器发生特异性结合,使药物能够准确送到肿瘤细胞中。经过多年研究,已开发出以下几类靶向载药脂质体纳米颗粒:


pH 敏感脂质体

pH敏感脂质体是基于肿瘤间质处的pH值比正常组织低的特点而设计的一种具有靶向和药物控制释放作用的脂质体。目前常用的pH敏感脂质体为二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)。当脂质体处于中性pH环境时,DOPE的羧基离子可提供有效静电排斥作用,使脂质体保持稳定;当所处环境pH值下降时,可致脂肪酸羧基质子化而形成六角方晶相,引起脂质体膜不稳定,从而将所包裹的药物导人胞浆并主动靶向到病变组织,提高药物的靶向性。采用不同的膜材料或调节脂质组成比例,可获得具有不同pH敏感性的脂质体。若要形成稳定的脂质体还应加入含有酸性基团的物质,如油酸(OA)、半琥珀酸胆固醇(CHEMS)等。


热敏脂质体

热敏聚合物在低于某一特定温度时与水分子形成氢键,具有很强的亲水性,可对脂质体起到稳定作用;而高于这一温度时,氢键将被破坏,脂质体会因此变得不稳定。这一温度被称为最低临界溶液温度(LCST),即浊点。采用相变温度低的类脂制备脂质体,当局部温度升高到41℃-42℃时,会导致脂质体包裹的药物发生渗漏,将药物迅速释放。热敏脂质体能明显增加肿瘤部位的药物浓度,使药物的疗效增强,毒性降低,目前已被用于大分子物质、抗生素以及抗肿瘤药物的载体。热敏聚合物如聚(N-丙烯酰吡咯烷-NIPAM)-(poly(Apr-co-NI-PAM)-2C12) 共聚物与蛋黄卵磷脂(EPC)结合后可作为膜材料制备热敏脂质体。与普通脂质体相比,这种热敏脂质体在37℃时被CV1细胞(一种非洲绿猴肾细胞系)摄取的机率稍有降低,而在42℃时,摄取量大大增加。以热敏脂质体包封甲氨蝶呤后,在37℃时对细胞生长几乎没有抑制作用,而在42℃则可完全抑制细胞生长【1】。


磁性脂质体

磁性脂质体是选用适当的磁性材料及辅料配制而成。磁性材料在磁性脂质体中起导向和定位作用。当其进入体内后,利用体外磁场的效应可引导脂质体在体内定向移动和定位集中,使药物的靶向性和专一性增强,且对人体正常组织无较大影响,从而达到高效、速效、低毒的治疗效果。


长循环脂质体

传统脂质体具有RES趋向性,能迅速被单核吞噬细胞吞噬。因此,为改善脂质体的稳定性,研究者研制了长循环脂质体。目前,长循环脂质体的表面主要含有聚乙二醇(PEG)的类脂衍生物,它们在脂质体表面具有高度修饰的作用,能形成空间位阻层,阻止血浆蛋白吸附于脂质体表面。这种立体位阻能够保护脂质体不被识别、摄取,使脂质体清除减慢,药物作用时间延长,因此被称为长循环脂质体。如,以PEG-DSPE(二硬脂酰磷脂酰乙醇胺)修饰的紫杉醇脂质体,24h后在血液中滞留达35%以上,在肝、脾组织中摄取不足10%,而传统脂质体在血液中仅滞留10%,被单核吞噬细胞捕获50%以上。【2】



免疫脂质体

将单克隆抗体(也称为单抗或配基)与脂质体结合在一起可构建成免疫脂质体。经单抗与靶细胞之间的抗原-抗体特异性结合,可将脂质体靶向到特定细胞和器官。但免疫脂质体表面单抗应达到一定数目,并且保持足够的活性才能发挥作用。研究人员将抗癌胚抗原(CEA)单抗制备成免疫脂质体,可与细胞表面带有CEA的人胰腺癌细胞选择性结合,应用这种免疫脂质体携带药物向瘤内注射,其抑瘤效果较普通脂质体明显增强,且能破坏正常组织与癌组织交界处的恶性细胞。【3】

不同类型靶向脂质体示意图.png

图1.三类免疫脂质体示意图。【3】

A.抗体通过衔接物与脂质体连接 B.抗体以及锚定蛋白同时与空间稳定脂质体连接 C. 抗体与长循环脂质体上的PEG连接


多功能脂质体【4】

磁性热敏脂质体是将磁性物质包裹在热敏脂质体中。当体内给药后,在身体的局部施以固定磁场以延长药物的滞留时间,同时在体外加热控释,从而进一步增强脂质体的靶向性。Viroonchatapan等将右旋糖酐铁包裹在5-氟脲嘧啶(5-FU)热敏脂质体中,制备了5-FU磁性热敏脂质体,并在电磁加热的条件下进行了体外释放实验。经验证,当脂质体外的水相保持在37℃时,脂质体本身的温度却可达到相变温度41℃ ,此时被包封的药物迅速释放。

在pH敏感脂质体表面插入具有空间稳定效果的物质,将空间稳定脂质体与pH敏感脂质体相结合,研制出空间稳定pH敏感脂质体,可以增加脂质体的稳定性。Slepushkin 等将聚乙二醇衍生化磷脂酰乙醇胺(PEG-PE)插入pH敏感脂质体DOPE中,可在避免脂质体被RES摄取的同时不改变脂质体对pH的敏感性。

将空间稳定脂质体引入到热敏脂质体中,产生一种新的脂质体,即空间稳定热敏脂质体。研究者在研究阿霉素空间稳定热敏脂质体的过程中,采用PEG-PE作为脂质体稳定剂,结果表明,此脂质体在RES中的药物浓度大大低于热敏脂质体,肿瘤部位的药物浓度却是热敏脂质体的3-4倍。

免疫脂质体与热敏脂质体结合的产物是免疫热敏脂质体。在热敏脂质体表面连接单抗,在体内将热敏脂质体定向连接在癌细胞表面,同时在体外进行加热控释,可进一步增加靶细胞对药物的摄取。将RDM4细胞的单抗连接到尿嘧啶核苷热敏脂质体上制备的免疫热敏脂质体与细胞共育1分钟后,在细胞中已经有一定浓度的药物存在,而热敏脂质体和游离药物在细胞内基本无分布;5分钟后,细胞对免疫热敏脂质体中尿嘧啶的摄取量是热敏脂质体的4倍,是游离药物的近7倍。

将pH敏感脂质体与免疫脂质体结合得到pH敏感免疫脂质体。pH敏感免疫脂质体能显著提高药物对肿瘤细胞表面抗原的靶向性。小鼠感染单疱疹病毒的成纤维细胞(L929)处于低分裂期时,应用阿糖胞苷pH敏感免疫脂质体能有效地抑制病毒复制, 并可降低细胞毒性。被包封的阿糖胞苷的半数有效剂量 (ED50) 为1.8ng/ml,而若要求游离药物达到同等的抗病毒活性,其浓度至少应为阿糖胞苷pH敏感免疫脂质体的1000倍。由此表明,pH敏感免疫脂质体在药物转运上具有优越性,特别是对有细胞专一性的药物转运更有效。

在免疫脂质体表面修饰上PEG可得到空间稳定免疫脂质体。目前多采用将抗体连接于PEG链末端的方式。将PEG与免疫脂质体结合后,既可延长药物的作用时间,又可主动将药物靶向至病变组织。人们对接种扁平细胞肺癌后的小鼠应用阿霉素空间稳定免疫脂质体,并以游离阿霉素和阿霉素空间稳定脂质体作为对照研究,结果显示,治疗组小鼠的肺部病灶数目及面积都显著减小,有的甚至消失,长期存活(170天)的小鼠达50%,而对照组未有长期存活者。


单室脂质体制备

不同的制备方法会对脂质体粒径造成比较大的影响,而粒径的大小对脂质体的性质和应用影响很大。因此按粒径分类是目前最常用的分类方法。按照这种方法脂质体可以分为多室脂质体、小单室脂质体和大单室脂质体。多室脂质体的粒径分布在400-5000nm,一般来说它含有5 层以上的磷脂双层膜。小单室脂质体的粒径小于50nm。由于随着粒径的减小,其球体的弧度增加,表面张力增大,因而小单室脂质体不稳定,容易融合。大单室脂质体与小单室脂质体的区别仅在于粒径的大小不同,一般分布在80-200nm。它在血液中的长时效、高载药量及稳定性,决定了其是一种理想的静脉给药药物载体。目前已上市的脂质体药物多数是大单室脂质体。

多室脂质体示意图.png        单室脂质体示意图.png

图2.多室脂质体(左)与单室脂质体(右)示意图


制备单室脂质体常用方法有超声法、逆相蒸发法、超高压均质法、脂质体挤出器挤出法。微射流超高压均质法(超高压均质法的一种)制备脂质体是利用微射流超高压均质机制备脂质体的一种方法,利用微射流超高压均质机制备得到的多为单室脂质体,同时此法可以减小脂质体粒径,具有更高的包封率和稳定性。加压挤出法是利用脂质体挤出器来制备脂质体,此法制备的脂质体挤出器,因为都经过滤膜过滤,粒度分布较为集中且均一性好,通过多次逐渐减小孔径的聚碳酸酯膜可以制备得到粒度分布均匀的纳米级单室脂质体。


美国BEE微射流超高压均质机.png

图3.美国DeBEE微射流超高压均质机


Genizer脂质体挤出器.png

图4.Genizer脂质体挤出器


【1】Temperature-dependent interaction of thermo-sensitive polymer-modi¢ed liposomes with CV1 cells_Kenji.pdf

【2】紫杉醇及其制剂的研究进展_廖廷秀.pdf

【3】Designing of 'intelligent'liposomes for efficient delivery of drugs_Manuela.pdf

【4】多功能纳米载体_邢磊.pdf

微流纳米Vic

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