脂质体在药剂领域的研究进展

1、脂质体在药剂领域的研究进展摘要:目的:本文对脂质体特点、制备方法、最新进展及其在药剂领域的应用进行概述,总结分析脂质体在药剂领域的发展方向和前景。方法:查阅中国知网、Science direct、Web of Science等主流数据库的文献,并总结归纳。结果:发现脂质体在药剂领域(中药、化学药、生物制品等应用广泛,近年来取得很大进展,部分药物已用于临床。结论:脂质体作为一种新型药物载体,不断发展与完善在药剂领域具有十分广阔的应用前景。关键词:脂质体、药物递送、靶向、研究进展Research Progress of Liposomes in Pharmaceutical FieldDan Zh

2、ao, school of pharmacy, Pharmaceutics 1302, 3131602034Abstract: Objective: this article summarizes the characteristics of liposomes, preparation methods, latest developments and their applications in pharmacy field, and to conclude the development direction and prospects of liposomes in pharmaceutic

3、al field. Methods: The literatures of mainstream databases such as China Knowledge Network, Sciencedirect and Web of Science were reviewed and summarized. Results: Liposomes have been widely used in pharmaceutical field (traditional Chinese medicine, chemical medicine, biological products, etc. and

4、have made great progress in recent years. Some drugs have been used in clinic. Conclusions: As a new drug carrier, liposomes have very wide application prospects in pharmaceutical field. Keywords: liposomes, drug delivery, targeting, research progress脂质体是指由磷脂等类脂质构成的双分子层球状囊泡,它将药物包封于双分子层内而形成微型载药系统。除常见

5、的类脂质双分子层外,它也可以是多层同心脂质双分子层。上个世纪60年代中期,脂质体技术应用于化妆品领域, 但直到 20世纪 70年代才将脂质体应用于药物载体, 并引起广泛关注1。因为脂质体具有诸多优良的特性,例如可通过修饰进行靶向给药、毒性及免疫反应小2等等,其后被广泛用于生命科学及工程领域。1.脂质体及脂质体药物制剂的特点脂质体具有以下特点3:1脂质体本质上是一种囊泡;2脂质体很小一般在 1 m 以下(1 000 m =1 mm;3脂质体的囊泡壁一般是由两层磷脂分子构成,也可以是多层同心脂质双分子层;4磷脂在一定条件下才能形成脂质体 ,并非把磷脂放在水中就产生脂质体 ,磷脂在水中或甘油中搅拌只

6、能形成乳化颗粒;5脂质体可以包裹其他物质(如药物形成不同内容物脂质体,通过电、超声、热、光等致孔可以使药物从脂质体释放,并且所形成孔的大小和分布会影响释药速度4。脂质体药物制剂具有以下特点5:1体内可降解;2低免疫原性;3保护药物活性基团;4可制备靶向制剂;5延长药物半衰期。理想的脂质体载药系统应具备以下特点:包封率高,药物不易渗漏、粒径分布范围窄、稳定性好,氧化降解速度缓慢3。虽然近年来脂质体药物的研究取得了很大的进步,如多柔比星、两性霉素 B、阿糖胞苷、紫杉醇等脂质体药物上市, 但脂质体的工业化生产仍是阻碍脂质体技术发展的瓶颈,也是目前脂质体制备技术所面临的最大困难。2.脂质体的制备方法通

7、常以胆固醇和磷脂作为基础材料,加上合适的药用辅料,经过适当的方法制备成脂质体。目前制备脂质体的方法有很多,一般包括以下几个步骤6: 脂质与所要包裹的脂溶性物质溶于有机溶剂形成脂质溶液,然后除去有机溶剂使其干燥形成脂质薄膜。加入含有需包裹的水溶性药物的水溶液,使脂质分散在其中形成脂质体。再将粗脂质体经过超声或者过膜“粉碎”成粒径均一的脂质体。将制备的脂质体进行纯化并对脂质体进行质量分析。2.1制备脂质体的膜材料制备脂质体的膜材料主要为脂和类脂成分,包括磷脂和胆固醇等。磷脂是细胞膜的组成成分,其毒性低,生物相容性好。常用的磷脂材料可分为中性磷脂(如磷脂酰胆碱、负电荷磷脂(如磷脂酸及正电荷磷脂(如硬

8、脂酰胺7。胆固醇可以调节双分子层的流动性和通透性,提高脂质体的稳定性。对于各种功能化的脂质体,可以在磷脂和胆固醇膜材料基础上,根据研究设计或治疗用途添加适合的药用辅料。2.2薄膜分散法薄膜分散法一般步骤:将膜材或脂溶性药物溶于有机溶剂;通过减压旋转蒸发除去溶剂,使脂质在器壁形成薄膜;再加入含有水溶性药物的缓冲液进行振摇,即制备粗脂质体混悬液。通过进一步超声处理或过膜挤压使脂质体粒径均匀,可以得到理想粒径的脂质体。该方法既可用于脂溶性、水溶性药物的包封,但前者包封率高,后者包封率一般较低。2.3 表面活性剂去除法 (detergentdepletionmethod表面活性剂去除法的一般步骤:将脂

9、质与表面活性剂(胆酸钠、烷基糖苷、烷基聚氧乙烯等一起在水溶液中搅拌,得到胶束;利用透析法从胶束中将表面活性剂除去(注意:表面活性剂的浓度应高于临界胶束浓度(CMC。此法优点是所制备的脂质体比较均匀, 处理方法温和, 尤适于蛋白质、多肽等容易失活物质的载入。该法的缺点, 即所制得的脂质体浓度较低, 不利于疏水性药物的包封, 同时少量表面活性剂难以除尽会有残留, 而且由于胶束在水相的平衡需要较长的时间, 比较费时。2.4溶剂分散法溶剂分散法(solvent dispersion是先将脂质溶于有机溶剂中,再加入到含有被包裹药物的水相中,在有机相与水相交界面上磷脂质以单分子层(即脂质体双分子层膜的一半

10、排列。根据药物在在有机溶剂的溶解度的不同,溶剂分散法又分为逆向蒸发法、复乳法和溶剂注入法(乙醇注入法、乙醚注入法。2.5化学梯度法化学梯度法一般包括:pH梯度法、硫酸铵梯度法和醋酸钙梯度法,最常用的是pH梯度法。下面对pH梯度法进行详细展开。pH梯度法(pH gradient meth-od是一种主动包封法,该法先通过薄膜分散法制备空白脂质体,通过调节脂质体内外水相的 pH值,形成内外pH 梯度差,弱酸或弱碱药物则顺pH梯度,以分子形式跨越磷脂膜而以离子形式被包封在内水相中。该方法从根本上改变了难以制备一些水溶性药物的高包封率脂质体的局面,但是主动包封技术的应用与药物的结构密切相关,不能推广到

11、任意结构的药物,因而受到了限制7。2.6其他方法复乳法,冷冻干燥法、超临界二氧化碳法、热熔法、钙融合法等也有使用。3.新型脂质体按原理可分为主动靶向脂质体和被动靶向脂质体。主动靶向脂质体,有前体脂质体、酶敏脂质体、免疫脂质体等。被动靶向脂质体,有pH敏感脂质体、热敏脂质体、磁敏脂质体、超声波敏感脂质体、光敏脂质体等。主动靶向脂质体可提高药物的靶向性和与靶组织的结合亲和力,增加药物在靶组织中的沉积量。主动靶向脂质体相对于被动靶向脂质体选择特异性强, 把脂质体的病灶和器官靶向提高到了细胞水平,理论上可实现体内控释、选择性杀灭病变细胞8。3.1 pH 敏感脂质体( pH-sensitive lipo

12、somespH敏感脂质体的设计原理:由于肿瘤间质处低氧,肿瘤部位 pH值比正常组织低,因此pH敏感脂质体具有细胞内靶向和控制药物释放作用。pH敏感脂质体是用含有pH敏感基团的脂质制备, 加入含可滴定酸性基团的物质, 应用不同的膜材或通过调节脂质组成比例, 可获得具不同 pH 敏感性的脂质体9。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进行排斥,使脂质体保持稳定,当 pH改变时,双层脂质体可转变成六角相,引发脂质体膜不稳定、聚集、融合、释放内容物,从而将包封物导入细胞质并主动靶向到病变组织,提高药物的靶向性10。3.2

13、酶敏感脂质体(enzyme-sensitive liposomes目前用于酶敏感脂质体的酶有磷脂酶 C、磷脂酶 A 2 、碱性磷酸酶、金属蛋白酶(MMPs等。酶敏感脂质体的设计原理:利用酶水解特定脂类的性质,这些掺入或组成脂质体膜的类脂经酶解作用后,双分子膜去稳定而释放内容物。KAGERL,BIELACK S,GIBBONS A等人研究表明:炎症部位可溶性酶(溶解酶、组织蛋白酶和 MMPs含量较多,而肿瘤组织中高度表达磷脂酶 A2 或 MMPs,其中 MMP-2和MMP-9与人体肿瘤生长有着密切关系,因此利用 MMPs 的酶触发释放制备酶敏感脂质体可提高抗肿瘤效率5。3.3热敏脂质体(ther

14、mosensitive liposomes热敏脂质体的设计原理:在外界加热的条件下使脂质体达到液晶态相变温度,其磷脂的酰基链紊乱度及活动度增强,膜的流动性增强,包封的药物被释放。Michalakis A. Averkiou 等人利用超声诱导高热传递给甘油促进脂质体中药物的释放,实验结果显示在15分钟内,用1.1-MHz, 1.6-MPa, 500-cycle的超声波可将80%热敏脂质体中的药物激活释放,这为临床治疗提供了便利11。3.4磁敏脂质体 ( magnetic-sensitive liposomes磁性脂质体是在脂质体中掺入铁磁性物质制成,在体外磁场的作用下,把抗肿瘤药物选择性地输送和

15、定位于靶细胞,从而降低药量,减少毒性,提高疗效。在交变磁场作用下,到达靶区的磁场粒子能迅速升温至有效治疗温度,导致肿瘤组织坏死,而无磁性脂质体的正常组织则不受损伤10。主要材料是纳米级的四氧化三铁或三氧化二铁等。制备方法:一是直接将脂质体覆盖在磁粒子上(优点是粒径小、不会溶解表面活性剂类的两亲分子;二是将磁粒子微乳化而进入脂质体内部(优点是可以同时携带药物等物质,应用广泛12。3.5超声波敏感脂质体(ultrasound-sensitive liposomes超声波敏感脂质体的设计原理:由于超声能够打乱膜中脂质链的排列出现暂时性的小孔,因此对脂质体进行低频率的连续超声,声波引起包封空气膨胀,囊

16、泡内压升高达到双分子层的弹性极限,使磷脂层破裂从而释放药物。William G. Pitt等人13,制备了用于抗肿瘤的多柔比星超声波敏感脂质体,实验结果表明多柔比星在肿瘤部位释放的药物浓度更高,生物相容性好。因为超声触发药物释放是非侵入式治疗,所以其对需要准确释药的疾病具有更大的优势。3.6光敏脂质体(photo-sensitive liposomes光敏脂质体的设计原理:是将含光敏物质(如胡萝卜素, 全反视黄醇的药物包裹在脂质体内,当在一定波长的光照射下, 脂质体膜与囊泡物质间或脂质体之间发生融合作用而释放药物于照射部位, 达到药物的靶向释放9。一种新型的光敏肽介导的抗肿瘤靶向脂质体,目前已

17、在实验室制备成功。即通过近红外光(相比于紫外光而言机体毒性小激发光敏肽介导脂质体药物进入肿瘤部位,由于纳米尺寸的脂质体具有独特的性质,易于进入肿瘤部位并增强保留效果,因此这种脂质体药物具有良好的抗肿瘤作用14。3.7 免疫脂质体(Immunoliposomes免疫脂质体设计原理:用单克隆抗体或其片段修饰脂质体,借助其表面修饰的抗体与靶细胞表面过度表达或特有的标识物结合使药物浓集于靶器官、靶组织或靶细胞内,达到增效减毒的作用15。免疫脂质体在抗肿瘤靶向治疗、基因治疗、脑内药物递送和分子成像方面具有很大的潜力和优势16。3.8前体脂质体前体脂质体通常为具有良好流动性能的颗粒或粉末 ,贮存稳定,应用

18、前与水混合成可分散或溶解成等张的脂质体。4.脂质体在药剂领域的应用4.1脂质体基因治疗目前用于基因治疗的载体可分为三类:病毒载体,共轭DNA分子和阳离子脂质体。由于前两种载体有很多缺点,目前阳离子脂质体载体引起研究者的极大兴趣。阳离子脂质体( cationic liposomes载体。此类载体因在机体具有可自然降解、无免疫原性、可重复转染等优点 ,近年来倍受研究者的重视 ,有可能成为今后基因治疗领域内最有希望的基因转染载体17。阳离子脂质与负电性的基因结合成紧密结构脂复合物(lipoplex。此脂复合物带有正电荷,易与荷负电的细胞膜分子(糖蛋白或蛋白聚糖类静电作用,促进细胞摄取。Zi-li W

19、ang,NingKui Niu等人18利用PEG修饰的脂质体运输抗结核药物连接的siRNA来治疗肺结核,结果显示具有良好的选择性和低毒性。4.2脂质体载药将脂质体药物和传统的药物包合物进行对比,可以发现脂质体药物具有以下优点19:药物释放速度平缓,血药浓度波动小,降低了药物的毒副作用;药物的稳定性提高,16天内药物渗漏少19。以癌症治疗中的靶向脂质体20为例进行阐述。抗肿瘤药物脂质体提供了用于靶向递送治疗剂和诊断剂以治疗过度增殖性疾病的药物组合物。靶向组分是胱氨酸分子,其偶联到可以是治疗剂或诊断剂或者这二者的货物组分,或者偶联到包含治疗剂和(或诊断剂或者这二者的纳米颗粒组合物。所谓的纳米颗粒组

20、合物是脂质体包裹的治疗剂或诊断剂。脂质可以是胆固醇、磷脂酞胆碱、磷脂酞甘油、磷脂酞乙醇胺、磷脂酞丝氨酸、磷脂酸、硬脂酞胺、阳离子脂质、组织来源的磷脂酞胆碱、磷脂酞肌醇、乳糖神经酞胺、半乳糖脑昔脂、神经节昔脂、具有含邻位轻基的易氧化高锰酸盐成分的脂质、以及糖脂。稳定剂可以是糖类,如甘油、甘露醇、山梨醇、乳糖和蔗糖。4.3其他应用利用特异性修饰脂质体表面物质的特殊性质如免疫原性等, 脂质体可用于免疫检测和亲和层析, 高效检测和筛选目的蛋白21。5.展望从脂质体的发现到现在,这50多年的时间里出现了许多新型脂质体,如PEG修饰长循环脂质体、酶敏感脂质体、核酸脂质体、配体靶向脂质体等。同时,许多药物如

21、生化药物、抗癌抗真菌药物、基因药物、麻醉剂通过脂质体进行递送取得了成功,少数药物已经上市22。但是由于脂质体本身存在一些缺点,如易氧化降解、制备重现率差等,大规模工业化生产不易实现,这些问题都有待解决,但是脂质体仍是一种具有极大应用前景的药物载体,未来在药剂领域也会应用得更加广泛。参考文献:1. 刘晓谦; 王锦玉; 仝燕; 王智民, 脂质体制备技术及其研究进展. 中国药学杂志2011,(14, 1084-1088.2. Hart, I. R.; Fogler, W. E.; Poste, G.; Fidler, I. J., Toxicity studies of liposome-encap

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