長循環脂質體
長循環脂質體
脂質體之所以引起人們的極大興趣,因為其粒子大小處於納米級的介觀範圍,有許多獨特的物理、化學性質,而且它是由磷脂在水中自發形成,製備工藝簡單,在人體內具有無毒、無免疫原性、可降解、緩釋等特點,所載藥物廣泛,並減少所需藥量,增強其體內穩定性和藥理作用,降低毒副作用,使藥物具有被動靶向性特徵,還可製成免疫脂質體實現主動靶向性。然而由卵磷脂和膽固醇等組成的傳統脂質體是熱力學不穩定體系,在體內外的弱穩定性限制了它的使用,極大影響其作為藥物載體的應用。
脂質體在血液中的穩定性是發揮藥物載體作用的關鍵。血液中有多種破壞因素:高密度脂蛋白(BCD)是破壞脂質體的主要成分,載脂蛋白易從BCD 上脫落並與脂質體磷脂結合,且BCD 和脂質體易發生, 與磷脂的互換,脂質體膜形成孔洞;同時脂質體在血液中激活補體系統,最終形成攻膜複合體,脂質體膜出現親水性通道,引起藥物滲漏和水、電解質的大量進入,最終滲透裂解脂質體;血清白蛋白與脂質體磷脂結合形成複合物,降低其穩定性;血液中的磷脂酶可水解磷脂,該反應強弱由磷脂結構決定;脂質體進入循環系統后,未經修飾的脂質體大部分運轉至肝臟和脾臟等單核吞噬細胞系統豐富的部位,少量被肺、骨髓及腎攝取;肝細胞膜受體對直接暴露於表面的磷脂負電基進行識別,因而脂質體首先被肝細胞吞噬。這些因素綜合使傳統脂質體的半衰期僅十幾分鐘。因而進入20世紀80年代后,出現了一種新型脂質體———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,但由於神經節苷脂價格昂貴,合成和提取都較困難,因此人們開始尋找其他途徑來製備長循環脂質體。
現階段的長循環脂質體有兩類:含神經節苷脂的仿紅細胞脂質體和聚乙二醇衍生物修飾的PEGs脂質體。含神經節苷脂增強膜剛性,降低血液成分破壞,減少MPS 的攝取,脂質體在血液中的滯留量與被MPS攝取量的比值高於傳統脂質體幾十倍],但含神經節苷脂難以大量獲得,具有一定的免疫毒性。1990年Blume等研製出PEGs 脂質體,該脂質體表面含聚乙二醇(二硬脂醯基磷脂醯乙醇胺衍生物(PEG-DSPE)。PEG-DSPE是兩親線型聚合物,它們在脂質體表面交錯覆蓋成緻密的構象雲,形成較厚的立體位阻層,阻礙了MPS的作用(因此又稱為立體穩定脂質體)。而且PEG-DSPE有很長的極性基團,增強脂質體的溶劑化作用,有效阻止其表面的調理作用,降低MPS 對脂質體的親和力\。正是PEGs 脂質體使 鹽酸多柔比星脂質體上市成為可能。
長循環脂質體由於含有親水基團而能阻止血液中許多不同組分特別是調理素與其結合,從而降低與單核吞噬細胞系統MPS的親和力,可在循環系統中穩定存在並使半衰期延長,增加腫瘤組織對它的攝取。還由於癌增長部位及感染、炎症部位病變引起毛細血管的通透性增加,含有藥物的長循環脂質體能增加藥物在這些部位的聚集量;又由於脂質體藥物的緩釋直接作用於病變部位,增強了治療效果。此種增加藥物的治療指數的機制稱為“被動靶向”。長循環脂質體的被動靶向作用已在許多動物模型上進行了研究。如小鼠結腸癌、乳腺癌、淋巴癌以及人類癌症模型等,並驗證了其體內靶向作用。如有人用實驗表明,阿黴素的長循環脂質體比遊離阿黴素靜注后在腫瘤組織中的藥物濃度增加了4-16倍。又如,由人體免疫缺乏病毒(HIV)引起的卡巴氏瘤(KS),其癌變部位的血管通透性顯著增加,長循環脂質體可將高於正常皮膚5-11倍的阿黴素輸送到KS部位,其總體有效率高於80%,而且可降低阿黴素的心毒性等毒副作用。
PEG化脂質體延長血循環時間的機制目前還不完全清楚,初步認為有以下兩種因素:1,立體位阻假說:PEG-PE是一線性聚合物,其在脂質體表面呈部分延展的構象。有人指出,PEG-5000能產生約234 厚度的立體位阻層,也有人估計PEG-1900, 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複合物推離脂質體,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後的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。"提高膜表面親水性:PEG-PE 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MPS 對其吸收破壞作用的能壘,有效組織了脂質體表面與血白蛋白的調理作用,並降低了脂質體的MPS 的親和作用。一般認為,立體位阻和提高膜表面的親水性兩個因素同時存在,共同作用,使PEG化脂質體成為一種長效脂質體。
長循環納米脂質體粒徑控制在100nm 左右並用親水性材料如聚乙二醇進行表面修飾的納米脂質體在靜脈注射后兼具長循環和隱形或立體穩定的特點,對減少肝臟巨噬細胞對藥物的吞噬、提高藥物靶向性、阻礙血液蛋白質成分與磷脂等的結合、延長體內循環時間等具有重要作用。
長循環磁性脂質體磁性脂質體的技術,就是把一些對人體無害的極微小的氧化鐵顆粒(約20nm)隨同藥物一道嵌入脂質體中,病人服用藥物時在病灶區附近放置一塊磁鐵,通過磁鐵和氧化鐵的磁力作用把藥物吸引到病灶區進行“精確制導”式的治療,既提高了療效,也可大大減輕藥物對其他器官的損害。國內有報道研究了抗癌中藥紫杉醇長循環磁性脂質體。
長循環陽離子脂質體陽離子脂質體介導轉染進入真核細胞的方法是近年來發展起來的一種最具創新性的、高效的轉染技術。陽離子脂質成分由帶正電荷的親水極性頭聯接親脂基團所組成,即陽離子脂質體的表面帶正電荷,能被核酸中帶負電荷的磷酸根所吸附形成脂質體核酸複合物,也能被帶負電荷的細胞表面吸附,這樣通過陽離子脂質體的介導,可以把核酸物質結合到細胞膜上。用作長循環脂質體的脂質材料主要集中在PEG-脂質複合物中,其中以PEG-PE(磷脂醯乙醇胺的聚乙二醇衍生物)、PEG-DSPE(二硬脂醯磷脂醯乙醇胺的聚乙二醇衍生物)最為常見。較新的研究報告指出,在陽離子脂質體中應用PEG-PE 后,得到修飾后的脂質體,顯著提高了脂質體在體內的穩定性,增加了寡核苷酸的體內轉染效率。
長循環熱敏脂質體熱敏脂質體又稱溫度敏感脂質體,是指在高於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,在低於相變溫度時,脂質體保持穩定;達到相變溫度時,磷脂分子由原來排列緊密的全反式構象變為結構疏鬆的歪扭構象,膜的流動性和通透性增加包封的藥物釋放速度增大。選擇相變溫度高的磷脂即可構建熱敏脂質體,使其對於腫瘤等疾病的治療效果顯著增強。迄今為止,熱敏脂質體已被嘗試用於大分子物質、抗生素以及抗腫瘤藥物的載體,其中作為抗腫瘤藥物載體的研究較為深入。熱敏脂質體實現了藥物在病變部位的靶向釋放,但仍存在注入體內后,易被網狀內皮系統攝取的問題。Maruyama K將神經節苷脂嵌在阿黴素熱敏脂質體表面,製備了阿黴素長循環熱敏脂質體,明顯增加了藥物的血循環時間。