脂质体在载药及造影中的双重应用

脂质体在癌症诊疗中的载药和造影双重应用

马冬121635

东南大学生物医学与工程学院，江苏省生物材料与器件重点实验室, 江苏南京210009摘要：脂质体是由磷脂双层构成的具有水相内核的脂质微囊，在其水相和脂质双分子层组成的膜内可以包裹多种物质，且具有被动靶向和主动靶向的潜力，因此常被用来作为药物或各种造影剂的载体。脂质体可以以包封、膜标记、表面螯合、远端装载等方式与药物和造影剂结合，并在温度、pH、超声等的作用下进行可控的药物释放，因此脂质体在诊疗一体化方面有很多运用，可以根据实际情况的要求进行某种药物和单个成像模式的一体化，也可以对多种成像模式进行一体化。本问对脂质体作为药物和造影剂载体在癌症的诊断和治疗方面的最新应用作一综述。

关键词：脂质体；靶向载药；造影；诊疗一体化

引言

脂质体是一层或多层磷脂双层膜分散在水中形成的一个类球状、包封一部分水相的封闭囊泡。早在1947年Bernard就提出了这种存在于水性体系中的两亲分子囊泡性结构的假设，但直到1962年剑桥大学动物生理学研究所装备了电子显微镜后，Alec D. Bangham才和他的同事于1965年正式提出脂质体的概念【1】。由于磷脂双分子层具有和细胞膜类似的结构，所以其具有良好的生物相容性。脂质体进入人体内会被网状内皮系统吞噬，主要在肝、脾和骨髓等组织器官中积蓄，从而具有天然的被动靶向性；如果再对其修饰上特定的配体，又可主动的靶向某些部位。这些性质使其可作为良好的药物和其他试剂的载体。

人体的内部结构和功能一般是看不见的，但人们借助各种科学技术将人体内部结构和功能形成图像，从而检视人体，进行诊断和治疗，这就是医学成像的目的。1895年伦琴发现X射线后不久医生就将其应用于医学。从20世纪50年代开始，医学成像的发展突飞猛进，新的成像系统相继出现。X射线包括CT主要用于观察人体形态学上的特征。采用放射性核素的核素成像可以了解脏器的生理功能。单光子发射CT(SPECT)和正电子发射CT(PET)利用失踪动力学模型，显示了活体对注入药物的体内代谢过程，使许多疾病的研究和诊断大为深入。磁共振成像(MRI)从另一角度些事了人体内部状况，它的图像与体内生化过程有关；它既是功能性的又比核素成像更清晰，而且对人体损伤很小。超声成像与这些方法相比价格低廉，使用方便，对人体基本无损，因此得到广泛应用，成为常规的首选成像手段之一[2].在成像技术中为了得到信号或增强信号需要用到显影剂或造影剂，脂质体具有作为这些试剂载体的潜力。

随着科技的发展，成像技术在许多疾病特别是癌症的诊断和治疗中的重要性急剧增加。在纳米医学领域，成像和治疗结合的趋势明显。经过改造的脂质体可以选择性的靶向肿瘤组织，并能同时携带药物和造影剂，这使得脂质体在诊疗一体化方面有很大的潜力。本文将重点对脂质体作为抗肿瘤药物和各类成像技术中(CT、核素成像、MRI、超声成像)的应用情况作一综述。

1脂质体作为抗肿瘤药物载体的应用

癌症是人类的大敌，目前治疗癌症的主要手段还是化疗，而提高化疗效果的关键是提高药物的靶向性和降低药物的毒副作用。脂质体作为抗癌药物载体的几个关键问题是如何提高药物的包封率、靶向性及达到选择性释放的目的。

1.1 载药脂质体的制备技术简介【3】

载药脂质体的制备涉及到两个重要方面：一是脂质体的形成，二是药物的装载。如果脂质体形成和药物装载在同一步完成，则称为被动载药制备技术。如果先形成空白脂质体，再借助特定的梯度来实现药物的装载则称为主动载药制备技术。

1.2.1 被动载药制备技术

被动载药制备技术通常只适用于那些和脂类物质(尤其是磷脂)有强烈互相作用的脂溶性或亲脂性药物，否则就会造成：药物的包封率和载药量不足；当脂质体以液体形式储存时，药物会从脂质体中大量渗漏；对稀释效应特别敏感。影响脂质体体外稳定性和体内行为的因素主要有尺寸及分布、磷脂组成、胆固醇含量、层数，以及上述因素决定的荷电性，相转换温度T m以及膜的通透性、弹性、刚性等。选择合适的制备方法，就是要对上述因素进行控制。鉴于脂质体的制备方法众多，有必要采取一个合理的分类手段，下面就以出发体系的不同分类归纳。

以干燥的脂膜、脂类粉末为基础的制备方法有：薄膜分散法、有机溶剂冻干法、喷雾干燥法、硫化床包衣法、单相溶液冻干法。

以乳剂为基础的方法有：反相蒸发法、二次乳化法。

以混合胶团为基础的脂质体制备方法。

以乙醇、磷脂、水三相混合物为基础的脂质体制备方法。

1.2.2 主动载药制备技术

使用主动载药技术，对药物的性质有较严格的要求。需要药物在生理pH值附近有可以离解的基团，具有合适的油水分布系数，并且和脂质体的内相缓冲液可以生成稳定程度恰当的复合物或者沉淀。其制备工艺通常包括：制备空白脂质体；通过透析、柱层析等手段创造特定的梯度；在合适的温度下，将膜内外已经形成梯度的空白脂质体和待包封的药物孵育，以完成药物的装载。最常用的梯度为pH梯度和硫酸铵梯度法。

1.2 脂质体对肿瘤组织的靶向技术【3】

被动靶向是依赖于人体器官或组织本身的生理特征和差异而达到选择性富集的目的。由于肿瘤的快速且不受控制的生长和组织的炎症会造成血管泄漏，这种泄漏的血管的内皮细胞层之间的间隙可达到700nm,这使得脂质体能够外渗到病变组织的细胞外空间。由于肿瘤组织中淋巴系统的失效和血管与间隙之间的压

力差使得脂质体会滞留在细胞外空间。这被称为实体瘤的高通透性和滞留效应(EPR-effect)，被动靶向就是运用这种效应达成的。

如果通过在脂质体表面连接特定的配体就可以靶向那些肿瘤组织中过表达的受体或肿瘤血管上高表达的标志物。这就能实现脂质体的主动靶向，主动靶向也可结合EPR-effect来达到脂质体在肿瘤部位的累积。靶向配体包括抗体、抗体片段、多肽、核酸适配体以及一些小分子如叶酸和糖类。

应该注意，无论哪种靶向技术都要面临传统脂质体在体内容易被网状内皮系统吞噬的问题，所以延长脂质体在体内的存留时间提高在体内循环的稳定性是非常重要的，通常可采用不同长度的脂肪酸链、不同的饱和度、改变荷电性以及采用空间稳定剂等方法实现。最常用的就是采用聚乙二醇(PEG)来保护脂质体。各种配体也可接到PEG上来实现靶向。被动靶向和主动靶向的示意图参见图1。

图1 脂质体体内被动靶向和主动靶向肿瘤组织的示意图【4】