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脂质体药物制剂的研究现状和前景

来源:医源世界
摘要:脂质体(liposome,又称之为脂小球),是由磷脂双层膜构成的中空小球。构成脂质体的主要成分是磷脂和其他类脂化合物(见图1)。早在1961年英国学者Bangham和Standish就发现当磷脂分子分散在水中时会自然形成有序排列的类似生物膜结构的多层囊泡〔1〕。囊泡的每一脂质层均以有序排列的磷脂双分子构成。...

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脂质体 (liposome, 又称之为脂小球),是由磷脂双层膜构成的中空小球。构成脂质体的主要成分是磷脂和其他类脂化合物(见图1)。早在1961年英国学者Bangham和Standish就发现当磷脂分子分散在水中时会自然形成有序排列的类似生物膜结构的多层囊泡〔1〕。囊泡的每一脂质层均以有序排列的磷脂双分子构成;囊泡中央和各层之间被水相隔开。后来人们将这种具有双层膜形态的类似生物膜结构的中空小球通称为脂质体。近年来随着生物技术的发展,人们已有能力设计,并通过一定的过程制备各种不同的脂质体药物转运系统,包括立体化学性质稳定的脂质体、长循环脂质体、靶向脂质体、酸敏脂质体、磁敏和热敏脂质体。脂质体的制备工艺也更加完善, 其优点充分得以体现,脂质体的研究愈来愈受到重视,且发展迅速。脂质体技术的诱人市场前景和良好的技术性能使其已经渗透到制药、生物技术、免疫调节、遗传工程、基因药物等各个领域,脂质体在其他领域的应用也备受青睐〔2-6〕。本文主要从药物制剂的角度综合讨论脂质体的研究现状、存在的问题及前景,以期对脂质体研究感兴趣的同行有所助益。

图1 卵磷脂的两性结构及脂质体示意图。卵磷脂结构中的胆碱和磷酸部分构成亲水基团,两枝脂肪酸链构成亲油基团。磷脂分子分散在水中时会自然形成有序排列的类似生物膜结构的脂质体囊泡



1 脂质体的构成和分类

脂质体是以磷脂和其他两性化合物分散在水中时形成的有序排列的囊泡结构 (见图1)。脂质体的性质和粒径依其制备方法,所用材料以及组成的不同而差异很大。在讨论中笔者通常按其结构所包含的双层磷脂膜层数,电荷性质,功能,用途等来对脂质体加以分类。笔者在阅读参考资料时会接触到很多不同的脂质体分类法。这些分类法由于着眼点不同往往强调了脂质体某一方面的特性,有着各自的优缺点,在阅读参考文献时应该有所注意。

1.1 按脂质体的形状和粒径分类 脂质体可以按其形状和粒径分类。 不同的制备方法会形成形状和粒径差异很大的脂质体。脂质体可以制备的非常小(大约25nm,理论可以达到的最小粒径),也可以非常大(1μm至5μm,相当于动物细胞的粒径)。它们可以包含多层磷脂双层膜,也可以仅含单层磷脂双层膜。由于脂质体的粒径对其制剂性质和应用影响很大,故按其形状和粒径分类是目前最常用的分类方法(见图2)。



图2 不同形状和粒径的脂质体的冷冻切片电子显微照片及其分类。多室脂质体为含有洋葱样的同心多层磷脂和水间阁层的脂质体;大单室脂质体是由一层磷脂双层膜所构成的粒径80 - 200nm左右的脂质体;小单室脂质体是由一层磷脂双层膜所构成的粒径小于50nm的脂质体。

1.1 .1 多室脂质体(又称多层脂质体,MLVs, Multilamellar vesicles ): 含有多层磷脂双层膜的脂质体称为多室脂质体, 其粒径多为400 – 5000nm。一般来说多室脂质体含五层以上的磷脂双层膜。 含三到五层磷脂双层膜的脂质体称为复层脂质体 (Oligo-lamellar vesicles)。 为了方便,很多时候人们把复层和多室脂质体统统称为多室脂质体。

1.1.2 小单室脂质体(SUVs,Small unilamellar vesicles) 由一层磷脂双层膜所构成的脂质体。小单室脂质体的粒径小于50nm。随着脂质体的粒径递减,其球体弧度增加, 随之造成磷脂双层膜内外膜的不对称。这种内外膜的不对称性在小单室脂质体中表现的尤其突出。比如25 nm小单室脂质体 (磷脂双层膜的厚度为4-5 nm) 它的外层膜占用了70%磷脂。 内外膜的不对称性使得小单室脂质体的球面有很大的张力。 所以相对于大单室脂质体来说,小单室脂质体不稳定,易于融合。

1.1.3 大单室脂质体 (Large unilamellar vesicles LUVs): 一层磷脂双层膜所构成的脂质体。其与小单室脂质体的区别仅在于粒径的大小不同。大单室脂质体的粒径一般在80 - 200nm左右。其在血液中的长时效、高载药量积及稳定性,决定了大单室脂质体是理想的静脉给药药物载体。目前已上市的脂质体药物多数是大单室脂质体。

1.2 按表面电荷性质分类

1.2.1 中性脂质体 主要由卵磷脂,不带电荷的磷脂以及其他不带电荷的类脂化合物构成的脂质体。

1.2.2 负电性脂质体 就脂质体整体而言,呈负电性。其磷脂组份中含有部分带负电荷的磷脂, 如磷脂酰丝胺酸(PS)、磷脂酰肌醇(PI)以及磷脂酰甘油脂(PG)。

1.2.3 正电性脂质体 脂质体呈正电性。其磷脂组份中含有部分带正电荷的化合物, 如二-十八烷-二-甲基胺盐(DODAC)、十八氨。近年来正电性脂质体作为非病毒基因药物的载体受到了广泛的关注。

1.3 按功能分类

1.3.1 普通脂质体 包括上述单室脂质体、多室脂质体和多相脂质体等。

1.3.2 长效脂质体 解决了普通脂质体易从体循环中被肝、脾巨噬细胞迅速清除的缺点,可以使脂质体在血液中保留较长一段时间。其表面多以聚乙二醇、 甲基聚噁唑啉及聚乙烯吡加以修饰。

1.3.3 智能脂质体: 针对某些身体内外特殊理化性质而构造的脂质体。这类脂质体随外界条件的变化而变化。可以定时、定点、定量地释放药物。包括了热敏,酸敏,光敏,磁敏,可控释放和靶向给药。

1.4 按脂质体发展史断代分类: 这一分类法主要侧重于脂质体作为给药载体的发展历史及重要的代有突破性的脂质体功能改进指标而言(见表1),很难有一个公认的统一说法[6]。

1.4.1 第一代脂质体: 药物被天然或人工合成磷脂,胆固醇组成的双层膜包裹的最基本,最简单的脂质体结构[7]。主要功能为降低毒性和增加药效。已生产上市的脂质体药物多属此类比如:脂质体两性霉素 (商品名,AmBisome),脂质体阿霉素 (Myscet) 和脂质体柔红霉素 (DaunoXome)。

1.4.2 第二代脂质体 表面用聚乙二醇-磷脂衍生物(PEG-lipids)修饰的脂质体〔8-11〕。修饰后的脂质体提高了药物在血液中的保存时间,增加了药物的被动靶向功能。聚乙二醇-脂质体阿霉素(Doxil) 已经生产上市,多种聚乙二醇-脂质体药物也已进入临床II/III期实验。

1.4.3 第三代脂质体 表面用聚乙二醇-磷脂衍生物(PEG-lipids)修饰的并且在聚乙二醇终端引入靶向基团的脂质体〔12-15〕。提高了主动靶向功能,从而显著提高药效。这些靶向基团可以是单克隆抗体,多糖,多肽和维生素。 这类脂质体药物也已进入临床I/II期实验。

1.4.4 第四代脂质体 通过修饰而使脂质体具有靶向性、 可控缓释性、 酸敏融合性及其他可控性能,从而显著提高药效〔16-18〕。这类脂质体药物具有一定的可控性,亦称作智能脂质体。第四代脂质体还处于实验室研究阶段。

表1、脂质体作为给药载体的发展历史及重要的带有突破性改进分类

脂质体类别
示意图
主要特性





第一代脂质体



药物被天然或人工合成磷脂,胆固醇组成的双层膜包裹的最基本,最简单的脂质体结构。主要功能为降低毒性和增加药效。





第二代脂质体

表面用聚乙二醇-磷脂衍生物修饰的脂质体。提高了药物在血液中的保存时间,增加了药物的被动靶向功能。





第三代脂质体



表面用聚乙二醇-磷脂衍生物修饰且在聚乙二醇终端引入了单克隆抗体、多糖、多肽及维生素靶向基团的脂质体。提高了主动靶向功能,从而显著提高药效。





第四代脂质体



通过修饰而使脂质体具有靶向性、 可控缓释性、 酸敏融合性及其他可控性能,从而显著提高药效。这类脂质体药物亦称作智能脂质体。


2 脂质体药物的制备方法

虽然脂质体的制备可以细分为薄膜分散法、逆相蒸发法、有机溶剂注入法等许多种,但从所要装载的药物性质的不同以及脂质体药物制剂大规模工业生产的角度可以分为五种〔19-20〕:

2.1 混溶法 酯溶性药物可以与不同组份的磷脂混合,然后制备成脂质体药物制剂,这样酯溶性药物就可以被包埋在脂质体双层膜中(见图3)。这种方法操作简便,生产工艺要求低,紫杉醇、两性霉素脂质体药物即以此法制备而成。这种脂质体制剂的载药量和药物在脂质体膜中的亲和力完全取决于药物和磷脂间的相互作用。一般来说,这类制剂的药物包封率很高(几乎100%)。由于受药物在磷脂中溶解度的限制,单位重量的磷脂的载药量不可能太高。



图3 混溶法制备酯溶性药物脂质体的示意图。 酯溶性药物可以与不同组份的磷脂混合,然后制备成脂质体药物制剂,这样酯溶性药物就可以被包埋在脂质体双层膜中。

2.2 pH梯度法 由于其包埋效率高,包埋后生成的脂质体制剂不需清除外部游离药物,是较成功的脂质体药物制备方法之一。硫酸铵以及其他离子梯度法的最基本原理也可以追踪到pH梯度,所以不专门加以论述。pH梯度或离子梯度法仅适用于弱碱弱酸性药物。对于弱碱性合成药物如抗癌药物阿霉素和长春新碱,可以有效的用pH梯度包埋法。制备脂质体时,选用适当的缓冲液,使脂质体囊泡内部处于pH=4.0。然后将药物和脂质体混合并将外部的pH调到7.5,从而形成脂质体囊泡内外大约为3~3.5个单位的pH梯度,此条件下弱碱性合成药物通过Henderson-Hasselbach平衡重新分布于囊泡中。这种药物包埋方法的工作原理见示意图4。以阿霉素为例,试验证明,在脂质体的脂质的相变温度时,99%的阿霉素包埋入脂质体中。由于其包埋效率高,包埋后生成的脂质体药物不需清除外部游离药物〔21〕。



图4 混溶法制备酯溶性药物脂质体的示意图。 酯溶性药物可以与不同组份的磷脂混合,然后制备成脂质体药物制剂,这样酯溶性药物就可以被包埋在脂质体双层膜中。

2.3 被动包埋法 多数水溶性药物都可以用被动包埋法包埋在脂质体囊泡内而形成脂质体药物。磷脂分散在含有药物的溶液中时,在脂质体囊泡形成的同时可以把一定量的药物包裹在脂质体囊泡中(见图5)。这种方法操作简便、适合于水溶性药物、生产工艺要求低。其缺点是由于药物包埋效率低(大单室脂质体的包埋效率 <10%) 需要分离脂质体外部的游离药物。很显然这种方法不适用包裹价格非常昂贵的药物。



图5 被动包埋法制备脂质体药物的示意图。磷脂分散在含有药物的溶液中时,在脂质体囊泡形成的同时可以把一定量的药物包裹在脂质体囊泡中,通过超滤将游离的药物和脂质体包裹的药物分离提纯,既可得到脂质体药物

2.4 嵌入法 对于同时含有亲水和亲油片段的药物,如膜蛋白、膜多糖、多肽药物的磷脂化合物、以及抗原蛋白或多肽的磷脂偶合物, 都可以利用此方法将药物嵌入脂质体膜,形成脂质体药物制剂。如图6所示,将药物和脂质体混合在一起,药物的亲油片段会嵌入脂质体双层膜中。药物嵌入的快慢和多少取决于脂质体的磷脂组成、药物的最小乳化浓度(CMC值)、药物的亲油片段与磷脂的亲合度及混合液的温度等。 一般而论,嵌入的药物很难高于90%。未嵌入脂质体的药物可以用凝胶色谱柱或层析柱加以分离。特别要指出的是,抗原蛋白、多肽或多糖的磷脂偶合物嵌入脂质体后,其抗原活性显著提高,免疫记忆明显延长,嵌入法制备脂质体疫苗有重要的临床意义。



图6 嵌入法制备脂质体药物的示意图。将含有脂溶性片段的药物和脂质体混合在一起,药物的亲油片段会嵌入脂质体双层膜中形成脂质体药物。

2.5 乳化分散法:乳化分散法是迄今已知脂质体药物制备方法中条件最温和的一种。由于该方法既没有使用有机溶剂,也没有足以破坏大分子生物活性的苛刻条件,避免了药物的失活和降解,还可提高药物的包封率,非常适宜于制备脂质体蛋白、反义核酸和基因药物。该方法的基本原理是:先将磷脂和药物用表面活性剂分散在水中,然后利用透析、超滤等办法将表面活性剂除去。药物包埋率的高低受多方面因素影响和控制。最主要的有表面活性剂的选择,特别要注意表面活性剂的最小成胶束浓度(CMC值最好在5-25之间);磷脂的选择和搭配,如果被包裹的是负电荷药物,磷脂配方中应该有正电荷磷脂,如果被包裹的是正电荷药物,应选用负电荷磷脂;溶液的酸度以及离子浓度也对药物的包封率有一定的影响。

3 脂质体药物制剂的国内外现状

从1988年第一个脂质体药物在美国进入临床试验,到目前已有多种脂质体药物工业化生产并上市销售,如脂质体阿霉素、脂质体柔红霉素、脂质体两性霉素、脂质体甲肝疫苗和脂质体乙肝疫苗等。经过近四十年的不断努力,脂质体递药技术也从最初的普通脂质体,发展为长效脂质体、靶向脂质体和智能脂质体。所涉及的药物也从常规化学合成药,延伸到蛋白药、基因药、疫苗和中药。据统计国外现有美国脂质体公司(The liposome Company)、SEQUEES公司、INEX 制药公司、NORTERNLIPIDS 公司、CELATOR 科技公司等十多家公司专门从事脂质体药物制剂的研究。世界制药十强企业都以控股、自研、合作等多种形式介入了脂质体药物开发领域,从这也不难看出脂质体技术已趋成熟。脂质体药物产品及研究进展情况已录入表2。

表2、 脂质体药物产品及研究进展情况

分类
药品名
商品名
进展情况

抗感染药物
两性霉素 B
AmBisome 1990年上市



Amphotec 已上市



Abelcet 已上市


制霉菌素
Nyotran 临床III


阿米卡欣
Milkasome 临床III


庆大霉素
- 临床II


环丙沙星
临床II


土霉素
-
临床前


CD4
SPI-77
临床前

肿瘤药物
阿霉素
Myscet 2001年上市



Doxil
1995年上市


柔红霉素
DaunoXome
1996年上市


长春新碱
Onco TCS
临床II/III



VincaXome
临床前


紫杉醇
LEP
临床II/III


顺铂

临床III


维甲酸

临床II


喜树碱

临床前

其他药物
利多卡因
ELA-Max
1998年上市

Cytarabine DepoCyt
已上市


前列腺素E1
Ventus
临床III失败


胰岛素
DepoInsul 已上市

Interleukin-2
临床II/III

疫苗
甲肝
已上市

乙肝
已上市

白喉
临床I


淋病

临床前


脂质体药物的临床应用主要体现在其作为先进递药技术的优点上:1)、增强了药物的溶解性;2)、减低了药物毒性;3)、赋予药物 靶向性;4)、增加了药物的缓释作用;5)、提高了对药物的保护作用;6)、通过融合作用将药物送入细胞浆或细胞核中。作为某个特定的脂质体药物制剂,并非需要拥有上述所有优点,而是应用了其某些特性,从而使它发挥更好的治疗效果。就目前所研发的药物而言,考虑到磷脂的价格和制备成本,近期已经上市的脂质体药物多数集中在毒性较大的抗癌和抗感染药物领域。

3.1 脂质体抗肿瘤药物 几乎所有的化疗药物都有很强的毒副作用。脂质体药物剂型可以在某种程度上提高化疗和抗感染药物的靶向性,并大幅度地降低药物的毒副作用,从而提高治疗指数。脂质体包裹的阿霉素可明显地降低心脏毒性和皮肤毒性,试验动物的存活率比游离药物对照组高。虽然多种脂质体阿霉素配方见诸于文献,包括聚乙二醇修饰的长循环脂质体〔22〕,以卵磷脂/胆固醇制备的常规脂质体〔23〕, 含有棕榈酸葡萄糖酯/二棕榈酸卵磷脂/胆固醇的脂质体 〔24〕,氟化卵磷脂为包材的稳定脂质体〔25〕等, 目前,只有聚乙二醇修饰的长循环脂质体阿霉素 (商品名Doxil)被美国食品和药品管理局(FDA)批准在欧美和日本上市用于治疗艾滋病相关Kaposi肉瘤,常规脂质体阿霉素(商品名Myocet)也于2002年在欧洲被批准作为一线用药上市销售。Mayer 等发现用鞘磷脂和胆固醇为包材制备的脂质体不需要聚乙二醇修饰就可以获得可观的长循环效果,而且在放置时避免了药物的泄露〔26, 27, 28〕。鞘磷脂脂质体包埋的长春新碱(Vincristine)不仅降低了药物的毒性,还明显提高了药效,这是脂质体制剂中不多见的好结果。 鞘磷脂脂质体长春新碱已完成了临床II/III期实验,正等待FDA 批准上市。其它配方的脂质体长春新碱制剂如聚乙二醇修饰的长循环脂质体也已进入临床〔29〕。几乎所有报道的数据都证明,通过脂质体包裹后抗癌药物的毒性显著降低,药物在体内的分布得以改变,药物的被动靶向增强。比如正电荷脂质体紫杉醇可以缩小肿瘤体积并延长小鼠存活率〔30〕。张志荣等人用硫酸铵梯度法成功地制备了米托蒽醌长循环脂质体。无论是脂质体粒径和药物包封率都比较理想〔31〕。Zou等发现不同结构的蒽环类抗癌药nnamycin的脂质体制剂的药效较脂质体阿霉素更强,并且克服了细胞的抗药性。他们使用的配方含有表面活性剂吐温(Tween 80),可以制成冻干粉针,便于制剂的保存和运输〔32〕。吐温有一定的副作用,我国药品监督管理局(SDA)对静脉注射制剂中的吐温已有限量。所以该配方的毒性有待进一步研究。
3.2 脂质体抗菌/抗感染药物中 脂质体两性霉素是研究的较多并最先上市销售的脂质体抗菌药物制剂。脂质体两性霉素的毒性显著降低,但仍然保持了同等水平的药效。脂质体制剂降低毒性的机理可能是改变了药代动力学〔33〕和增加了与高密度脂蛋白的结合〔34〕。市面上销售的脂质两性霉素制剂有三种,从严格意义上来说,只有AmBisome是真正的脂质体结构〔35〕。虽然脂质体两性霉素多用于静脉注射,动物实验证明呼吸道喷雾给药也能有效地治疗全身深度真菌感染〔36〕。由于人的肺粘膜90%的组分是磷脂DPPC,脂质体肺部喷雾给药不但能使药物直接送达病变部位,提高药效,还能起到保护肺粘膜的作用〔37〕。MiKasome,氨基糖苷类抗生素阿米卡星(硫酸丁胺卡那霉素)的脂质体制剂,目前正在欧洲和美国进行二期临床试验〔38〕。动物实验显示,相对没有包埋的阿米卡星,脂质体制剂的毒性可降低50%。减少了常规阿米卡星的耳毒性和肾毒性。脂质体具靶向性,能提高药物在病灶部位的浓度,从而增强疗效,缩短疗程;脂质体包封的阿米卡星在血液循环中保留的时间比游离药物长,从而延长药物在体内的存留时间,在细胞的生命周期中更好地发挥作用;另外,脂质体将阿米卡星带入细胞内,杀死耐药的结核杆菌,具有很高的临床应用价值。 流动性脂质体以低相变温度磷脂为包材,可以和细菌的细胞膜融合从而把抗生素有效地送入细菌体内发挥作用〔39, 40〕。流动性脂质体对细菌有一定的靶向选择性,降低了细菌的抗药性,提高了受体药物敏感性〔41〕。许多抗生素比如庆大霉素〔42, 43〕、土霉素〔39〕、环丙沙星和其它抗菌素药物〔44-46〕都可以开发成脂质体制剂。特别值得指出的是脂质体环丙沙星可以用分散法或pH梯度法包埋而制成脂质体制剂。 pH梯度法的包封率可达90%,体外和动物实验都证明制成的脂质体环丙沙星具有很好的药效。

3.3 脂质体多肽药物 活性多肽是易于氧化、水解的不稳定生物活性物质,在体内易降解、半衰期短及生物利用度低,影响药效的发挥。利用脂质体技术将多肽药物包裹在脂质体小球中,减少了多肽的水解和酶解,可以提高药物的治疗指数。某些多肽含有赖氨酸等碱性氨基酸,当笔者将多肽C端酯化或酰胺化后(如五氨基酸肽ala-met-leu-trp-ala)就可以用pH梯度法将其包裹在脂质体中〔47〕。但是,就多肽和蛋白药物整体而言, 药物的包埋和制备难度较大。与传统小分子化学合成药物的脂质体制剂相比,多肽和蛋白的分子量大包封率较低,且易从脂质体中渗漏。多肽和蛋白是活性物质,其立体结构非常重要,所以对其立体结构影响较大的脂质体制备方法就不适用。 因此提高包封率和制剂稳定性是脂质体多肽和蛋白制剂研究中亟待解决的问题〔48〕。

实验证明白介素-2(interleukin-2)可以被包裹在多囊脂质体(Multivesicular Liposome, MVL)〔49, 50, 51〕或长循环脂质体中(sterically stabilized liposome)〔52〕。脂质体白介素-2作为治疗肾炎的药物已进入临床II实验。仅限于皮下或肌肉注射用的多囊脂质体(Multivesicular Liposome, MVL)被称为DepoFoam〔53〕。这种脂质体多囊颗粒比细胞略大,一般为5~50μm,可以在注射部位形成一个储存库,药物随着脂质体的破裂和磷脂的水解而释放。此种多囊体脂质体既可避免药物在体内释放时形成溃口,又能达到缓释的作用。可以通过调节磷脂的配方和药物与磷脂的比例来控制释放时间的变化,药物的释放时间可以从1d到几个星期。此项技术已经用于缓释的产品如白介素-2、类胰岛素生长因子-1(IGF-1)、胰岛素、集落刺激因子、α-干扰素及其他肽类药物。长循环包裹的细胞因子可以开发为疫苗的免疫佐剂。 脂质体白介素-2不但可以增加血液和脾脏中的白细胞数,还可以诱发脾脏淋巴因子的激活以攻击癌细胞〔54,55〕。用脂质体IL-7与脂质体HIV膜蛋白env-2-3SF2协同免疫小鼠可显著增加免疫应答。产生的抗体也较之其他疫苗佐剂多。血红蛋白被包裹在脂质体中作为人造血浆,其在体内的匹配性、毒性及血液中的半衰期都好于游离的血红蛋白(56-58)。

3.4 脂质体作为基因药物载体 随着人类基因组密码的解密成功,在不远的将来,通过基因修补和基因阻断来治疗各种疾病将不再是幻想。所谓基因修补药物是指通过引入DNA来修补病变细胞的基因缺陷和错误, 而基因阻断药物是用人工设计的反义核糖核酸片段(又称之为antisense)与mRNA结合来阻断致病蛋白的合成。无论DNA还是RNA,都是多元负电荷大分子活性物质,需要进入细胞浆或细胞核方能实现基因转染或基因表达,从而发生药效。传统技术不能有效地保护核糖核酸以防止酶的水解,更不能使药物穿透细胞膜,不能解决基因药物的递药问题。脂质体因其与细胞膜相似的化学结构,有可能成为理想的基因载体。与病毒基因药物载体相比,脂质体的优点是无毒,无免疫原性,易于工业化生产。许多制剂已经进入临床实验。关于脂质体作为基因药物载体已有许多综述,笔者在此仅仅讨论制剂方面的问题和进展。文献报道的用于基因转染的多数是正电荷脂质体〔59-61〕。其主要组分为不饱和脑磷脂(DOPE)和正电荷化合物以50:50 摩尔比制备而成。正电荷脂质体与DNA或RNA形成紧密团聚在一起的络合物(又称为, lipoplexes),通过吞噬机制进入细胞。当正电荷与细胞膜磷脂交换后,脂质体与细胞膜融合,从而失去了对DNA的络合作用,将DNA或RNA 释放入胞浆,完成基因阻断或基因复制。 虽然关于lipoplexes的制备、应用和分析文章非常之多, 但其结构仍然不是完全清楚〔62, 63〕。由于正电荷在DNA的络合、细胞融合以及基因表达等各个过程都起着主要作用,所以不同的正电荷化合物的结构、合成、毒性和基因转染表达效果是脂质体基因药物研究的重点。

运用表面活性剂分散-透析法, 加拿大不列颠哥伦比亚大学脂质体研究所的科学家们制成了真正脂质体包裹的DNA脂质体,见示意图7。这种被称为“稳定的质粒-磷脂微粒”(stabilized plasmid-lipid particles)的制剂由融合性不饱和脑磷脂,少量正电荷磷脂(一般在5-10mol%)和聚乙二醇-磷脂化合物组成〔64〕。与正电荷脂质体-DNA络合物不同,稳定的质粒-磷脂微粒非常稳定,在血液中有较长半衰期〔65〕。



图7 真正脂质体包裹的DNA脂质体示意图。与其他正电荷脂质体-DNA络合物的不同点在于DNA是完全包裹在脂质体中间,故非常稳定,具有实用价值。

Chen等设计了一系列新的正电荷-聚乙二醇-磷脂化合物, 加入了这种新化合物的稳定的质粒-磷脂微粒有更强的细胞亲和性并能显著提高DNA的表达〔66-68〕。



图8 新的正电荷-聚乙二醇-磷脂系列化合物的代表物的化学结构。 加入了这种新化合物的脂质体有更强的细胞亲和性并能显著提高DNA的表达。

近年来,为了既提高脂质体基因药物的稳定性和在血液中的半衰期,同时增加DNA的转染表达效率,各种制备脂质体包裹的正电荷-DNA络合颗粒的方法也有较多的报道〔69-72〕。这种脂质体基因载体的设计构思来自于对膜病毒的仿生学,有文献将其称之为人造病毒基因载体。由于外膜可以由不同磷脂构成、可以引入融合因子、可以用高分子修饰及赋予靶向配体,从而使得这种载体非常具有开发的价值。脂质体技术的开发研究在国内也已有十多年的历史。 顾学裘等许多专家都对脂质体制剂进行了深入的研究,为我国的脂质体制剂发展作出了贡献, 但是由于缺乏辅料、无成熟的制备工艺、技术的难度和国内经济实力的影响,迄今没有国家SDA批准的脂质体药物产品上市。但是,随着国家和企业的投入加大,脂质体药物的产业化的步伐必定会显著加快。

作者: 佚名 2007-7-3
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