长循环脂质体的研究

长循环脂质体的研究

《中国医药报》 2007-9-25 平安健康网

脂质体为一种新型药物载体，形状为球形，直径大小约为几十纳米到几十微米。脂质体在血液中的稳定性是发挥药物载体作用的关键。血液中有多种破坏因素：高密度脂蛋白（HDL）是破坏脂质体的主要成分，载脂蛋白A－1（apoA－1）易从HDL上脱落并与脂质体磷脂结合，且HDL和脂质体易发生apoA－1与磷脂的互换，脂质体膜形成孔洞；同时脂质体在血液中激活补体系统，最终形成攻膜复合体，脂质体膜出现亲水性通道，引起药物渗漏和水、电解质的大量进入，最终渗透裂解脂质体；血清白蛋白与脂质体磷脂结合形成复合物，降低其稳定性；血液中的磷脂酶可水解磷脂，该反应强弱由磷脂结构决定；脂质体进入循环系统后，未经修饰的脂质体大部分运转至肝脏和脾脏等单核吞噬细胞系统（MPS）丰富的部位，少量被肺、骨髓及肾摄取；肝细胞膜受体对直接暴露于表面的磷脂负电基进行识别，因而脂质体首先被肝枯否细胞吞噬。这些因素综合使传统脂质体的半衰期仅十几分钟。改变脂质体的组成、粒径、形态和表面电荷，将减少MPS的摄取。还可预先注射空白脂质体使MPS摄取呈饱和状态，然后再给予药物脂质体以增加非MPS摄取，延长药物的半衰期，但该法可能引起MPS的毒性反应。

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，即具有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。

早期曾有报道，将聚乙二醇（PEG）偶联到牛血清蛋白上，会延长该物质的血循环时间。据此，采用聚乙二醇单甲醚（PEG－MM）与磷脂酰乙醇胺（PE）结合成酯（PEG－PE），将其组装到脂质体膜上，可以延长脂质体的血循环时间。用PEG－MM和PE制备聚乙二醇－二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺（PEG－DSPE）脂质

体，用125I标记，其中，鞘磷脂（SM）：磷脂酰胆脂（PC）：胆碱（Chol）：PEG：DSPE 为1：1：1：1：0.2，给小鼠静注或腹腔注射后，肝脾中脂质体量分别低于15％和10％。而世界上第一个上市的抗癌药物脂质体———阿霉素脂质体产品得以发展的必要基础正是PEG化长循环脂质体的应用。在此技术中，脂质体的组成中含有PEG－DSPE，其作用是阻止血浆蛋白吸附即调理化于脂质体的表面，从而减少MPS的摄取，延长血循环时间，使得脂质体能够有效到达病变部位。Doxil 具有剂量非依赖动力学特性，药物包封于脂质体中，降低了心脏等敏感部位对于阿霉素的摄取，因而降低了阿霉素的心肌毒性。同时由于癌部位血管通透性增加，延长了血液循环时间的脂质体就可以有效地被输送到癌部位。

PEG分子量的大小对磷脂和脂质体的性质也有影响。北京大学药学院侯新朴等用分子量分别为2000和5000的PEG－MM与DPPE合成PEG200－PE和PEG500－PE，并进行纯化，然后制备大单层脂质体，进行体外稳定性和小鼠体内分布研究，并与未经修饰脂质体进行比较。结果发现，PEG－PE组装在脂膜上后，在体外实验中，使脂质体包载钙黄绿素渗漏减慢，稳定性提高，在血循环中的时间显著延长，屏蔽了网状内皮系统（RES）对脂质体的识别，提高了脂质体在非RES中的分布。而且，随PEG分子量从2000增加到5000，这种屏蔽效果显著增强。

由于PEG化脂质体具有很好的应用前景，因而近年来各国学者对其进行了广泛的研究。在短短几年内，已报道十余种PEG化脂质体衍生物。

PEG化脂质体延长血循环时间的机制目前还不完全清楚，初步认为以下两种因素：①立体位阻假说：PEG－PE是一线性聚合物，其在脂质体表面呈部分延展的构象。有人指出，PEG5000能产生约2纳米厚度的立体位阻层，也有人估计PEG1900能产生6纳米厚度的立体们阻层。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－PE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MPS对其吸收破坏作用的能垒，有效组织了脂质体表面与血白蛋白的调理作用，并降低了脂质体的MPS的亲和作用。一般认为，立体位阻和提高膜表面的亲水性两个因素同时存在，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，使得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；稳定性不与胆固醇相关（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）。

除了上述的第一个上市的PEG化阿霉素脂质体外，众多学者还对化疗药物、抗生素、肽类等多种药物进行了长循环脂质体化的研究。脂质体长循环化赋予了脂质体与众不同的特性，使脂质体的研究和应用进入了一个全新的阶段。