脂质体作为抗肿瘤药物载体的研究进展

脂质体作为抗肿瘤药物载体的研究进展

近年来，肿瘤手术治疗、化疗、辐射治疗、生物疗法和光动态疗法基因治疗的研究发展迅速，理论创新，制剂优化，疗效不断提高。在肿瘤的综合治疗领域，无论是单一的还是综合治疗，化学药物仍然是最有效的手段之一。脂质体作为药物载体的研究一直备受广大药剂工作者的关注,目前脂质体作为药物载体已得到很多方面的应用。其中,脂质体作为抗肿瘤药物载体具有能增加与肿瘤细胞的亲和力,增加肿瘤细胞对药物的摄取量、克服耐药性、降低用药量、提高疗效、降低毒副作用的特点,使抗肿瘤药物进入了靶向给药的新天地。但以脂质体为载体的药物制剂易被网状内皮系统(RES)识别,这虽然能提高某些治疗药物的安全性,但却不能有效发挥药物活性。通过高分子物质来改变脂质体表面亲水性亚结构,形成表面有高分子材料包裹的脂质体,尤其是表面用聚乙二醇(PEG)修饰的长循环脂质体(long-circulationliposomes,LCL)可减少RES的吞噬吸收以延长药物在体内的循环时间,使其进入那些毛细血管通透性增强的组织几率增加,有效地解决了上述问题。现对长循环脂质体在肿瘤药物中的应用综述如下。1脂质体长循环分析1.1仿红细胞脂质体的形成过程长循环脂质体又称空间稳定脂质体(stericallystabilizedliposomes,SSL)或隐形脂质体(stealthliposomes,SL)。长循环脂质体的研制给脂质体药物传输系统注入了新的活力和希望,但长循环脂质体最初的研究是从仿生学角度出发的。人们早就发现,体循环中的红细胞具有所有哺乳类动物细胞的共同特征,即含有数个唾液酸残基的糖蛋白和糖脂的多糖蛋白质复合物。红细胞膜磷脂分布不对称,其外层主要含有卵磷脂、鞘磷脂和胆固醇。因而进入20世纪80年代后,出现了一种新型脂质体-仿红细胞脂质体,延长了脂质体在血循环中的滞留半衰期。虽然仿红细胞脂质体具有较长的半衰期,但由于神经节苷脂价格昂贵,合成和提取都较困难,因此人们开始寻找其他途径来制备长循环脂质体。随后发现了磷酸分子上联接含多羟基团的物质(如PEG),使脂质体表面暴露出一些亲水性的多糖或多羟基基团等方式,减少与血浆中调理成分的结合,从而增加其在血液中的稳定性。长循环脂质体能更持久地延长药物在血流中的时间,避免RES的吞噬,以获得更充足的时间到达靶部位。由于PEG及其衍生物修饰的长循环脂质体具有很好的应用前景,对其进行了广泛的研究。1.2提高脂质体稳定性长循环脂质体延长药物疗效关键在于延长了血循环时间,目前长循环脂质体多为PEG及其衍生物修饰的脂质体(PEG化脂质体)。PEG化脂质体延长血循环时间的机制目前还不完全清楚,初步认为以下2种因素:①立体位阻假说:PEG及其衍生物在脂质体表面呈部分延展的构象。PEG5000能产生约2nm厚度的立体位阻层,PEG1900能产生6nm厚度的立体位阻层。这一立体位阻层犹如一把“刷子”,将靠近的大分子或脂蛋白复合物推离脂质体,从而减弱血中各种成分的作用,特别是血浆蛋白的调理作用以及随后的RES摄取作用,同时脂蛋白的交换、磷脂酶的水解等均受到有效抑制。②提高膜表面亲水性:PEG及其衍生物有很长的极性基团,能提高脂质体表面的亲水性,从而提高了单核吞噬细胞系统(MPS)对其吸收破坏作用的能垒,有效阻止了脂质体表面与血白蛋白的调理作用,并降低了脂质体与MPS的亲和作用。一般认为,以上2个因素同时存在,共同作用,使PEG化脂质体成为一种长效脂质体。由于PEG层的存在,脂质体的体内外稳定性有了很大改变,归纳起来,其特点主要有:减弱脂质体长期贮存的聚集,增加再分散性;延长了在体循环中的时间,提高了半衰期,从而可使脂质体有充分时间能够被肿瘤组织和炎症部位所充分吸收;可减少被MPS摄取的速度和程度,并降低对这个主要宿主防御系统的不良反应;具有剂量非依赖性,即具有线性药动学特性;稳定性与胆固醇无关(胆固醇能降低双分子膜的流动性,提高普通脂质体的稳定性,而PEG化脂质体的体内循环时间与胆固醇含量无关)。2脂质体长循环对肿瘤药物的研究截至目前,研究开发的长循环脂质体抗肿瘤药物多数是基于增加疗效、降低毒副作用的目的考虑。2.1聚乙二醇-二硬脂酸磷脂酰乙醇胺世界上第一个抗肿瘤药物脂质体——多柔比星脂质体于1995年底在美国获得FDA批准。随后,此产品在欧洲获得批准。应用于由于HIV引起的难以医治的卡波济肉瘤(KS)。随后又出现了多柔比星长循环脂质体,该脂质体的组成中含有亲水性聚合物聚乙二醇-二硬脂酸磷脂酰乙醇胺(PEG-DSPE),其作用是阻止血浆蛋白吸附即调理化于脂质体表面。含有PEG层的脂质体可以很大程度地阻止调理化作用,延长血循环时间,使脂质体可以有效地达到病变部位。在实体瘤增长部位及感染、炎症部位,病变引起毛细胞血管的通透性增加,含有药物的长循环脂质体能够增加在这些部位的聚集量,而正常组织其完整的毛细管使得大部分的脂质体不能渗透。由于药物的缓释直接作用于病变部位,增加了疗效。此种增加药物的治疗指数的机制称为“被动靶向”。KS损伤后,肿瘤部位的血管通透性显著增加,长循环脂质体可以将高于正常皮肤5~11倍的多柔比星输送到KS部位,其总体有效率高于80%。董兰凤等将多柔比星做成热敏长循环脂质体,增加了药物到达靶部位的几率,明显降低了药物对心、肾的毒性。2.2长循环脂质体的药动学柔红霉素是广谱抗肿瘤药,主要用于治疗急性粒细胞白血病,目前市售的剂型为注射液,半衰期较短,不能充分发挥其作用,不良反应主要是骨髓抑制和心脏毒性,限制了临床应用。为了降低柔红霉素的毒性,延长其体内滞留时间,提高疗效,张华等将柔红霉素制成长循环脂质体制剂,并对其进行了各种药剂学性质和在大鼠体内的药动学研究。结果发现,长循环脂质体的血浆半衰期比注射剂的长,峰浓度是注射剂的180倍,AUC是注射剂的96倍,说明在同样剂量条件下,长循环脂质体的分布和消除都比注射剂慢,长循环脂质体在体内能够维持较长循环时间,使其有更多的机会到达靶部位,实现靶向作用;注射剂的总体清除率和表观分布容积是长循环脂质体的99倍和100倍,说明注射剂在组织的分布比较广泛,药物在血液中的清除比脂质体制剂的快得多。2.3治疗外周血也相关血药浓度和血浆蛋白的药物代谢米托蒽醌为合成的蒽环类抗肿瘤药物,临床上多用于治疗白血病、乳腺癌等。但有较严重的骨髓抑制,且游离药物进入血中后大部分(>95%)与血浆蛋白结合。为了延长米托蒽醌在血液中的滞留时间,并降低其与血浆蛋白的结合率,提高治疗白血病的疗效,段逸松等以PEG-DSPE作为修饰脂质体膜材,制备了米托蒽醌长循环脂质体,并考察了其在家兔体内的长循环特征。本研究证实,通过PEG修饰脂质体膜,长循环脂质体较普通脂质体在血液中的清除速度显著减慢,米托蒽醌的消除半衰期由脂质体组的3.58h提高到长循环脂质体组的9.80h,AUC由脂质体组的17.52mg·L-1·h提高到长循环脂质体组的112.96mg·L-1·h,证明长循环脂质体能够进一步提高药物的生物利用度。2.4紫杉醇抑制剂药物抗乳腺癌效果不甚理想,与抗肿瘤药物在乳腺中分布较少有关。紫杉醇对乳腺癌具有突出疗效,但其由溶剂聚氧乙烯代蓖麻油配制的紫杉醇注射液过敏反应严重,秦少容等将其作为模型药物制成紫杉醇长循环磁性脂质体,具有制备较容易,外磁场导向定位效果好,不易被网状内皮系统所清除、毒副作用低等优点,将这种同时具有理化靶向和被动靶向双重靶向性的新型脂质体作为载体运送紫杉醇,可以大大提高脂质体的靶向性和稳定性,不但能增强紫杉醇在血浆中的稳定性,而且有助于紫杉醇向肿瘤组织靶向性聚集,可在减少给药剂量的同时,大大提高药物疗效,降低不良反应。2.5薄膜挤压-硫酸铵梯度法制备盐酸洛拉曲克长循环脂质体的体外细胞毒性试验陈斯泽等研究了抗癌药物洛拉曲克的长循环脂质体,研制出了具有缓释作用的盐酸洛拉曲克长循环脂质体并考察其理化特性以及在体外的抗瘤效应。用PEG-DSPE对脂质体膜进行修饰,以薄膜挤压-硫酸铵梯度法制备盐酸洛拉曲克长循环脂质体,比较盐酸洛拉曲克长循环脂质体与盐酸洛拉曲克普通脂质体及游离的盐酸洛拉曲克的体外细胞毒性。结果显示,制备的盐酸洛拉曲克长循环脂质体包封率达68%左右,粒径110nm左右,与普通脂质体及游离的盐酸洛拉曲克相对照,长循环脂质体显示了长效的细胞毒性作用,作用时间2h组长循环脂质体的IC50明显高于另外两组,而作用时间48h组的IC50则与另外两组无显著差别。新制备的盐酸洛拉曲克长循环脂质体在体外显示了其较好的缓释效应,可以弥补盐酸洛拉曲克在体内半衰期比较短的缺点。2.6毒副反应的比较顺铂为重金属铂的络合物,是临床上最常用的抗癌药物之一,对于人体睾丸癌、恶性淋巴瘤、头颈部肿瘤、卵巢癌、肺癌及膀胱癌等有较好的疗效,对食管癌、乳腺癌等亦有一定疗效。但顺铂的毒副作用较大,可引起胃肠道、肾、神经系统及骨髓等的毒性反应。Zamboni等将顺铂制成了用PEG修饰的长循环脂质体制剂(SPI-077和SPI-077B103),然后将未包裹的顺铂、SPI-077和SPI-077B103静脉注射到小鼠B16黑素瘤细胞中,采用微渗析探头技术测定肿瘤细胞内部顺铂的浓度。结果表明,注入SPI-077和SPI-077B103的肿瘤细胞顺铂浓度是未包裹顺铂的2~5倍,证明长循环顺铂脂质体制剂能有效地将顺铂运输到肿瘤细胞部位,增加了靶向性,同时增加了肿瘤部位顺铂的浓度,增强了抗癌效应。2.7peg-dspe检测脂质体的急性毒性长春新碱剂量限制性毒性是神经系统毒性。张立等采用吡啶二硫丙酰基-聚乙二醇-二硬脂酰磷脂酰乙醇胺(PDP-PEG-DSPE)制备了PDP-PEG-DSPE修饰的长春新碱脂质体,包封率达40%,进一步增加了脂质体的稳定性,但未对此脂质体在体内的效应进行研究。于滨以PEG-DSPE制备了长循环长春新碱脂质体,并采用昆明种小鼠的多种肿瘤模型,评价其急性毒性和抗癌作用,长春新碱生理氯化钠溶液的LD50为7.2mg·kg-1,而长循环长春新碱脂质体的LD50可达16.6mg·kg-1,提示脂质体显著减低了长春新碱的急性毒性。从长循环长春新碱脂质体与长春新碱生理氯化钠溶液对腹水型艾氏癌的抑制作用的比较看,脂质体显著提高了长春新碱对动物移植性实体型S-180和腹水型艾氏肿瘤的抑制作用。2.8羟基喜树碱转化脂质体冻干剂羟基喜树碱的剂量限制性毒性为骨髓抑制和腹泻。随剂量增加,上述2种不良反应的发生率和强度呈线性增加。其他不良反应主要包括恶心、呕吐、肝功能异常、血尿和皮疹。张乐乐等以泊洛沙姆F-68为膜表面修饰材料将羟基喜树碱做成长循环脂质体冻干剂,考察了制备工艺及各理化性质,采用了电导法测定脂质体冻干品的相转变温度,以对脂膜的稳定性进行评估。一般认为,相转变温度越高,证明脂膜稳定性越好。测得相转变温度约为73℃,推测表明此长循环脂质体比较稳定。但未对体内过程做深入研究。2.9peg修饰脂质体的应用孙萍等将长循环脂质体应用于抗肿瘤药物大蒜素(DATS)中。国内外大量流行病学资料证实:大蒜可以降低某些肿瘤的患病率,实验研究亦证明DATS不仅能抑制致癌物的致癌作用,而且对肿瘤细胞增殖有抑制作用。目前已制成大蒜素注射液应用于临床。DATS为油状液体,对人体黏膜有较强刺激性,具有浓烈大蒜气味,性质不稳定,在光、热及碱性条件下均易氧化失效,生物半衰期短,体内清除快。用PEG制备大蒜素长循环脂质体后,在静脉注射后消除半衰期延长至41.04h,AUC为9.66mg·L-1·h,均大于注射液和普通脂质体的半衰期(7.053h)和AUC(2.419mg·L-1·h)。说明在同样剂量条件下,长循环脂质体在体内能够维持较长的循环时间,使其有更多的机会达到靶部位,实现靶向作用。长循环脂质体改变大蒜素药物动力学性质,延长生物半衰期,将大蒜素包封于PEG修饰的脂质双分子层,可显著提高稳定性,降低刺激性,且具有靶向、缓释长效作用。马钱子碱是马钱科植物马钱的主要有效成分之一,具有通络止痛,散结消肿的功效,可用于胃癌、肠癌、肺癌、肝癌、白血病等。王琳等以PEG2000为修饰膜材,制备了马钱子碱长循环脂质体(BLCL)。本实验室采用pH值7.4磷酸盐缓冲液作为释放介质考察了BLCL的缓释效果,因磷酸盐缓冲液与血液pH值相同,BLCL在磷酸盐溶液中释放符合漏槽条件,且具有良好的缓释效果,但其血浆释放度和药动学及生物利用度有待下一步研究。此外,还有很多抗癌药物,如氟尿嘧啶、平阳霉素等,其长循环脂质体剂型有待于进一步开发。3新长循环脂质3.1mdp联合多柔比星脂质体的临床应用脂质体的靶向性分为主动靶向、被动靶向和物理化学靶向3种。其中,主动靶向是修饰脂质体如微粒与配体(如单克隆抗体、缩氨酸、蛋白质等)偶联,以提高药物微粒的靶向性和与靶组织的亲和力,增加药物在靶组织中的沉积量。目前,脂质体与配体偶联的方法较多,科研人员也在不断加以改进,以提高药物的靶向性,这也是目前长循环脂质体研究的热点。药物一般情况下很难通过血脑屏障。经典脂质体通常被体内网状内皮组织清除,PEG包裹的脂质体虽可避免该现象,却降低了靶器官与脂质体的连接。脑靶向长循环免疫脂质体不仅使载药脂质体拥有主动脑靶向的能力,而且减少了对周边组织或器官的不良反应,故对递送小分子药物入脑具有重要意义。许多在体外有效的化合物正是因为脑摄取量较低及具有某些外周系统毒副作用而在临床使用受限。脑靶向给药系统的出现,使那些有治疗脑部疾病潜力的小分子药物又有了被重新评估的可能。Huwyler等以转铁蛋白抗体(OX26)的单抗的PEG2000为膜材料,制备了平均粒径为85nm的柔红霉素长循环免疫脂质体。当分别给大鼠静脉注射游离药物和载药的几种脂质体后,在各时间点抽取血浆样品,检测脑组织中的药物浓度。结果显示,游离柔红霉素和普通载药脂质体很快从体循环中消失,包载柔红霉素的PEG修饰的脂质体未被脑摄取;而载药的OX26-长循环免疫脂质体可进入脑部,故其可提高此脑靶向单抗的载药能力,增强了治疗脑部肿瘤的疗效。亚锡亚甲基二膦酸盐(MDP)是临床常用的亲骨恶性肿瘤的核素扫描剂载体,具有天然的亲骨性。MDP与多柔比星脂质体外层磷脂交联后制成的MDP-多柔比星脂质体交联物。可利用MDP特殊的亲骨肿瘤性,使多柔比星脂质体集中于骨肿瘤部位,从而达到提高疗效、降低不良反应的目的。吴道澄等制备出MDP-多柔比星脂质体交联物(MDP-LADM),观察MDP-LADM治疗大鼠成骨肉瘤UMR106模型的疗效,并与游离多柔比星及多柔比星脂质体进行比较。MDP-LADM对多柔比星包裹率为92.3%,MDP交联率为70.2%,对SD大鼠UMR106成骨肉瘤模型的抑瘤作用明显高于多柔比星(P<0.01)和多柔比星脂质体(P<0.05),治疗后大鼠生存期明显延长(P<0.01),多柔比星在骨组织中的含量明显增加。3.2相变温度对热敏脂质体的作用热敏脂质体又称温度敏感脂质体,是指在高于生理温度的条件下有效地释放药物到靶部位的脂质体。构建脂质体的磷脂都有特定的相变温度,在低于相变温度时,脂质体保持稳定;达到相