包覆脂质体作为药物载体的研究进展

刘成圣　颜景泉　党奇峰　孟祥红　赵　耀　陈西广

[摘要] 包覆脂质体以其优良的特性，逐渐成为药物载体领域研究的热点。本文综述了近几年出现的7类包覆脂质体作为药物载体的研究进展，讨论了不同包覆材料包覆脂质体的可行性和包覆前后脂质体载药特性的变化，介绍了包覆脂质体在药物载体领域内的应用，探讨了其独特优点，展望了其应用前景。

[关键词] 包覆脂质体；药物载体；研究进展

[中图分类号] R392[文献标识码]A [文章编号]1673-7210（2009）02（a）-008－０3

Research progress of coated liposome as drug carrier

LIU Cheng-sheng, YAN Jing-quan, DANG Qi-feng, MENG Xiang-hong, ZHAO Yao, CHEN Xi-guang

(College of Marine Life Science, Ocean University of China, Qingdao266003, China)

[Abstract] Coated liposome is a kind of surface modified liposome, it is a combination of the polymer-based drug delivery system and the lipid-based drug delivery system, experiments showed coated liposome integrated the advantages and avoided the disadvantages of the two systems, improved the stability of liposome both in vivo and in vitro, reduced the uptake of the phagocytic cells in the reticuloendothelial system, and prolonged the circulation. The Research progress of coated liposome as a new drug carrier is reviewed in this paper.

[Key words] Coated liposome; Drug carrier; Research progress

现有的药物载体可分为两大类：基于高分子聚合物的药物载体和基于脂质的药物载体[1]。脂质体(liposome)作为基于脂质的药物载体，受到广泛的重视和研究，不仅因为其主要制备原料磷脂是人体细胞的固有组分，使脂质体有良好的生物相容性而没有免疫原性，而且脂质体可制备为纳米级的颗粒，使其更容易透过血管壁和细胞膜等生物屏障。但脂质体作为自组装微粒分散制剂，随着时间的推移，存在着粒径逐渐变大、絮凝等稳定性较差的问题。考虑到基于高分子聚合物的药物载体的稳定性好的特点，将合适的包覆材料包覆到脂质体表面，可制备得到包覆脂质体(coated liposome)，与普通脂质体相比，包覆材料的存在增加了脂质体双层膜的稳定性，从而提高脂质体在体内外的稳定性，延缓脂质体中药物的释放，延长脂质体在体内的循环时间，达到更好的药物传递效果，成为药物载体领域的研究热点。下面就近年来出现的包覆脂质体作为药物载体的研究作一综述。

1壳聚糖及其衍生物包覆脂质体

1.1壳聚糖包覆脂质体

壳聚糖(chitosan)是一种天然聚阳离子碱性多糖，具有很好的生物相容性和生物可降解性，近几年在药物制剂中的应用越来越广泛[2]。有研究表明：质子化的壳聚糖能通过正、负电荷的作用打开黏膜紧密接口，从而使药物穿透黏膜，促进药物的吸收[3]。

Guo J等[4]分别用高纯度磷脂和低纯度磷脂制备醋酸亮丙瑞林脂质体后用不同浓度的壳聚糖包覆，发现浓度大于1%的壳聚糖溶液包覆脂质体可制备稳定的壳聚糖包覆脂质体。用壳聚糖包覆脂质体，阳离子型的壳聚糖与阴离子型脂质体发生电荷吸引作用，壳聚糖通过将残余的酰基插入脂质体的磷脂膜中，镶嵌在脂质体膜的表面，形成壳聚糖脂质体复合体，从而增加了脂质体的稳定性和药物的靶向性，也使黏膜上皮细胞更容易吸收药物分子[5-6]。

Takeuchi Ｈ等[7-10]以降血钙素为模型蛋白质类药物，制备不同粒径的降血钙素脂质体后再以壳聚糖包覆得到壳聚糖包覆降血钙素脂质体。大鼠灌胃后切去肠道，用激光共聚焦显微镜观察比较包覆脂质体和未包覆脂质体进入黏膜情况，测定降血钙素释放速度和吸收程度。发现与未包覆降血钙素脂质体相比，壳聚糖包覆降血钙素脂质体具有更好的进入肠道黏膜的能力，能有效促进肠黏膜细胞对蛋白质药物的吸收，有效延长药物的释放时间，克服了未包覆脂质体作为口服类药物载体在胃肠道的pH值、胆汁盐、胰脂肪酶存在条件下不稳定的缺点，延长了脂质体药物的体内循环时间。

魏农农等[11]以氟尿嘧啶为模式药物，制备正电性和负电性的氟尿嘧啶脂质体混悬液后用壳聚糖包覆。用罗丹明B异硫氰酸(RBITC)和Bodipy-PC分别标记壳聚糖和磷脂，测定壳聚糖对正电性、中性和负电性脂质体的包封率分别为61%、73%和99%，可见壳聚糖可以包覆不同电性的脂质体。分别将包覆和未包覆的氟尿嘧啶脂质体放入透析袋中，在37℃下模拟胃液、模拟肠液和模拟结肠液中进行体外释放，发现未包覆脂质体在胃液中2 h药物完全释放，包覆脂质体4 h释药6.82%，并符合零级释药方程；而在模拟结肠液(pH 7.8)中，包覆脂质体的释药速率大为加快，因为结肠部位的β-2葡萄糖苷酶降解了包覆材料壳聚糖，说明可利用结肠部位存在结肠厌氧菌分泌β-2葡萄糖苷酶降解壳聚糖这一特性达到口服壳聚糖包覆氟尿嘧啶脂质体结肠靶向释药的目的。

1.2 N-三甲基壳聚糖盐酸盐包覆脂质体

壳聚糖是一种碱性多糖，在弱酸性条件下溶解，而在中性和碱性条件下沉淀，因此其吸收促进剂的作用在大肠、结肠和直肠等碱性环境中受到限制。N-三甲基壳聚糖盐酸盐(N-trimethyl chitosan chloride，TMC)作为壳聚糖部分季铵化的衍生物具有与壳聚糖相似的生物学性质，但其水溶性明显改善，在pH中性时也能溶解，还可以通过其C-2位上带正电的季铵基团与黏膜上皮细胞上带负电的糖蛋白作用，促进药物的黏膜吸收。

吴正红等[12]制备N-三甲基壳聚糖盐酸盐包覆胰岛素脂质体混悬液，用胃蛋白酶和胰蛋白酶溶液考查TMC包覆脂质体对胰岛素的保护作用，发现TMC包覆胰岛素脂质体对胰岛素的保护作用随TMC相对分子质量、季铵化程度和浓度的增加而增强。大鼠、小鼠灌胃后，测定大、小鼠血糖值，发现最大降血糖值分别为35.25%和82.83%。大鼠维持28.58%以上的降血糖值达2 h；小鼠维持52.32%以上的降血糖值达4 h。实验表明：TMC对胃蛋白酶和胰蛋白酶有一定的抑制作用，并可促进胰岛素的口服吸收，TMC包覆的胰岛素脂质体与未包覆的胰岛素脂质体及胰岛素醋酸缓冲液相比，具有更好的降血糖作用。

1.3氯化壳聚糖包覆脂质体

氯化壳聚糖(chitosan chloride)是壳聚糖的水溶性衍生物，生理条件下，肿瘤细胞表面带有较多的负电荷，用带正电荷的氯化壳聚糖包覆脂质体，静电作用可增加脂质体药物对肿瘤细胞的靶向性。周本宏等[13]制备得到平均粒径为91.9 nm，包封率为61.2％的氯化壳聚糖包覆羟基喜树碱脂质体，透析法考察药物体外释药性质，发现氯化壳聚糖包覆脂质体外释药符合Higuchi方程；48 h后，未包覆的羟基喜树碱脂质体积累释药60％以上，而包覆脂质体则不足20%。可见氯化壳聚糖包覆脂质体对模型药物的包封率高，稳定性好，对模型药物有更好的缓释作用。

2海藻酸盐包覆脂质体

海藻酸盐(alginate)是从褐藻中提取加工得到的聚阴离子天然多糖，无臭，无味，易溶于水，持水性能好。它具备药物制剂辅料所需的稳定性、溶解性和安全性。将海藻酸钠溶液逐滴加入CaCl2溶液中，即形成具有规则形状和粒径大小的海藻酸钙球形凝胶，称为“海藻酸盐微球”(alginate bead)。海藻酸盐微球作药物载体在正常生理条件下可降解或溶解，膨胀后可保护多肽类药物免于胃酸和酶降解，增加药物吸收。但是，海藻酸盐微球自身作为药物载体存在对小分子药物、水溶性药物包封率较低，药物释放速度过快的缺点。Liu Ｘ等[14]以蜂毒为模型药物，制备海藻酸盐凝胶微球包覆蜂毒脂质体，然后再以Euderagit S100包覆海藻酸钙微球。模拟胃、小肠、结肠环境，研究其作为结肠靶向给药系统的体外释药特性，发现：Eudragit S100在pH 6.8时溶解，可以抑制药物在胃肠道上部的释放，随后海藻酸钙凝胶微球暴露、溶胀、蚀解，蜂毒脂质体释放出来，达到了结肠靶向给药的效果。在pH 1.2的条件下，蜂毒蛋白的释放过程可达8 h。用99 mTc-MIBI标记蜂毒蛋白，γ射线显影法研究其在体内的转运和释药过程，发现约3.5 h后，蜂毒蛋白到达小肠；4.0 h到达结肠部位；4 h后，蜂毒蛋白在结肠部位释放出来达到了结肠靶向给药的目的，说明海藻酸盐包覆脂质体是结肠靶向给药的良好药物载体。

3 O-棕榈酰小核菌葡聚糖包覆脂质体

小核菌葡聚糖(scleroglucan)是由小核菌属真菌产生的一组胞外中性葡聚糖，这种多糖具有一些优良的理化性能和抗肿瘤活性，在医药、食品等领域有广泛的应用。

Carafa Ｍ等[15]以醋酸亮丙瑞林为模型药物，考查小核菌葡聚糖及其衍生物O-棕榈酰小核菌葡聚糖包覆脂质体作为口服蛋白质药物载体的可行性。差示扫描量热法(DSC)分析显示：O-棕榈酰小核菌葡聚糖分子插入到脂质体磷脂双分子层中，包覆在脂质体表面。将脂质体、小核菌葡聚糖包覆脂质体和O-棕榈酰小核菌葡聚糖包覆脂质体三者置于小牛血清、模拟胃液、肠液、胰液和胆酸钠溶液中比较三者的稳定性，发现除在小牛血清中三者稳定性差异不大之外，在其他溶液中包覆脂质体较未包覆脂质体的稳定性明显增加。在胆酸钠溶液中，未包覆脂质体和小核菌葡聚糖包覆脂质体明显出现药物泄露，而O-棕榈酰小核菌葡聚糖包覆脂质体内药物只有微量泄露。可见，O-棕榈酰小核菌葡聚糖包覆增强了脂质体在模拟体内释药环境中的稳定性。

4干果寡糖（Oligomannose）包覆脂质体

Kojima N等[16]以卵清蛋白为模型抗原，C57BL/6小鼠皮下注射干果寡糖包覆卵清蛋白脂质体免疫后，转染OVA抗原的EL4细胞系E-G7-OVA肿瘤细胞，发现所有注射干果寡糖包覆卵清蛋白脂质体的C57BL/6小鼠都排斥E-G7-OVA肿瘤。小鼠脾细胞的细胞毒活性对E-G7-OVA肿瘤细胞非常高，但对其亲本EL4细胞并不排斥。当肿瘤组织长到8～10 mm时，注射1 μg干果寡糖包覆OVA脂质体，考察其治疗效果，发现肿瘤的生长得到有效的抑制，40%注射小鼠的肿瘤彻底消失。用EL4细胞系细胞裂解液作为模型抗原，处理细胞E42肿瘤也得到了类似的效果。实验证明：干果寡糖包覆抗原脂质体，可以作为有效的抗肿瘤疫苗药物载体。

5茁霉多糖衍生物包覆脂质体

茁霉多糖(pullulan）是由出芽短梗霉分泌的胞外多糖，主要由麦芽三糖通过α-1，6-糖苷键聚合而成，是一种天然的自然降解的水溶性葡聚糖；它无色、无味、无毒，可以保护生物膜，减轻渗透压、离子强度等理化因素对生物膜的刺激。茁霉多糖不引起任何生物学毒性和异常状态，可以安全可靠地用于食品和医药行业。茁霉多糖包覆脂质体在被稀释条件下容易从脂质体表面脱落，但一定条件下将茁霉多糖与棕榈酸酰氯酯化反应连接上疏水性分子链，制备得到棕榈酰茁霉多糖（OPP）可以与脂质体牢固结合。

通常脂质体用于口服免疫疫苗。Venkatesan N等[17]以牛血清(BSA)为模型抗原，制备棕榈酰茁霉多糖包覆BSA脂质体，然后动物口服进行免疫试验，发现其产生的血清IgG和IgA明显高于BSA-氢氧化铝口服免疫组和未包覆BSA脂质体口服免疫组，表明OPP包覆脂质体确能抑制脂质体泄漏，保护疫苗免受胃酸和胃肠道内的酶降解，提高疫苗的口服吸收效果。

6聚乙烯醇衍生物包覆脂质体

聚乙烯醇（PVA）是无毒、可生物降解的水溶性高分子。在PVA分子末端连接疏水性烃基长链（C16H33-S-）生成PVA-R。PVA-R包覆脂质体能减少被内皮网状系统中巨噬细胞摄取，延长脂质体药物在体内的循环时间。

Nakano K等[18]制备直径范围在161.2～182.2 nm的PVA-R包覆脂质体，荧光染料标记脂质体，将不同指标的未包覆脂质体和包覆脂质体加入到体外培养的J774巨噬细胞培养基中培养，用流式细胞仪和激光共聚焦显微镜观察荧光强度,以测定比较PVA-R包覆和未包覆脂质体与J774巨噬细胞的吸附反应。实验发现：除蛋黄卵磷脂与胆固醇比例为5∶5的PVA-R包覆脂质体较未包覆脂质体与J774巨噬细胞反应更为强烈外，其他比例的PVA-R包覆脂质体较未包覆脂质体与J774巨噬细胞反应都弱，说明PVA-R包覆脂质体较未包覆脂质体更能抑制巨噬细胞的吸附，从而延长脂质体药物的释放时间。

7 S层蛋白包覆脂质体

目前已发现400多种细菌和古细菌有S层蛋白，S层蛋白在菌体表面自装配形成规则晶格的单分子层，称为S层。S层蛋白也是含量最丰富的细胞蛋白之一，占菌体总蛋白的10％～20％[19]。Hollmann A等[20]初步考查了从L. brevis和L. kefi两种益生菌中分离的S层蛋白包覆脂质体作为口服型疫苗药物载体的可行性。制备正电性脂质体后，分别用从L. brevis、L. kefir两种乳酸菌中提取的S层蛋白包覆，制备S层蛋白包覆脂质体。以羧基荧光素、钙黄绿素为模型药物和示踪物，测定两种S层蛋白包覆脂质体与未包覆脂质体在不同温度、不同pH和不同的模拟释药环境下的释药量，以考查包覆脂质体的稳定性，发现两种蛋白包覆脂质体稳定性明显增加，其中在pH 7条件下L. brevis的S层蛋白包覆脂质体比L. kefir的S层蛋白包覆脂质体更稳定。实验证明，两种益生菌中的S层蛋白包覆脂质体后，脂质体的稳定性大大提高，可作为口服型疫苗的良好药物载体。

8讨论与展望

近年来，为了将药物以最佳的剂量传递到指定的病灶部位，从而使药物达到最佳的治疗效果，同时最大程度的减轻副作用，科研工作者已经研究开发了多种药物载体。通过应用新的药物载体，使许多现有的临床应用存在缺陷的特效药物克服了其单独使用时存在的临床应用缺陷，达到了更好的治疗效果，使这些药物获得了新的临床生命[21]。脂质体作为药物载体，将各种药物分子包入脂质体内，与病灶部位细胞相互作用，被细胞吸附、内吞，或者脂质体之间彼此溶合将药物释放，增强了药物向细胞和组织的传递效果。而实现这一效果，脂质体表面的理化性质起到了最为基础的作用[22]。上述实验充分说明包覆材料包覆到脂质体表面改良了脂质体的理化性质，增加了脂质体双层膜的稳定性，从而提高了脂质体在体内体外的稳定性，延长脂质体的体内循环时间，延缓脂质体中的药物释放。我们用一定分子量的壳聚糖包覆负电性和中性脂质体，用羧甲基壳聚糖、海藻酸钠包覆正电性脂质体与普通脂质体对比实验也得到了相同的结论。包覆脂质体整合了基于高分子聚合物的药物载体和基于脂质的药物载体两者的优点，同时避免了两者的缺点，是脂质体类药物发展的趋势，必将成为药物载体领域研究的热点。

[参考文献]

[1]Langer R. Drug deliveryand targeting[J].Nature,1998,392(6679):5-10.

[2]周惠云,陈西广,刘成圣,等.壳聚糖在药物缓释中的研究进展[J].海洋科学,2006,30(3):86-89.

[3]Thanou M, Verhoef JC, Junginger HE. Oral drug absorption enhancement by chitosan and its derivatives[J].Adv Drug Deliv Rev,2001,52(2):117-126.

[4]Guo J, Ping Q, Jiang G, et al. Chitosan-coated liposomes: characterization and interaction with leuprolide[J].Int J Pharm,2003,260(2):167-173.

[5]VanderMerwe SM,Verhoef JC,Verheijdenc JHM, et al. Trimethylated chitosan as polymeric absorption enhancer for improved peroral delivery of peptide drugs[J].Eur J Pharm Biopharm,2004,58(2):225-235.

[6]Sandria G, Rossia S, Ferraria F, et al. Assessment of chitosan derivatives as buccal and vaginal penetration enhancers[J].Eur J Pharm Sci,2004,21(2-3):35l-359.

[7]Takeuchi H, Matsui Y, Sugihara H, et al. Effectiveness of submicron-sized, chitosan-coated liposomes in oral administration of peptide drugs[J].Int J Pharm,2005,303(1-2):160-170 .

[8]Takeuchi H, Matsui Y, Yamamoto H, et al. Mucoadhesive properties of carbopol or chitosan-coated liposomes and their effectiveness in the oral administration of calcitonin to rats[J].J Control Release,2003,86(2-3):235-242.

[9]Takeuchi H, Yamamoto H, Niwa T, et al. Enteral absorption of insulin in rats from mucoadhesive chitosan-coated liposomes[J].Pharm Res,1996,13(6):896-901.

[10]Takeuchi H, Kojima H, Yamamoto H, et al. Evaluation of circulation profiles of liposomes coated with water-soluble polymers having different molecular weights in rats[J].J Control Release,2001,75(1-2):83-91.

[11]魏农农,陆彬.结肠定位壳聚糖包衣氟尿嘧啶脂质体的制备、形态与体外释放[J].药学学报,2003,38(1):53-56.

[12]吴正红,平其能.N-三甲基壳聚糖盐酸盐包覆胰岛素脂质体的处方与工艺优化[J].中国药科大学学报,2003,34(4):322-326.

[13]周本宏,吴燕.羟基喜树碱包衣纳米脂质体的制备及体外释药研究[J].中国药师,2005,8(4): 270-273.

[14]Liu X, Chen D W, Xie L P, et al. Oral colon-specific drug delivery for bee venom peptide：development of a coated calcium alginate gel beads-entrapped liposome[J].J Control Release, 2003,93(3):293-300.

[15]Carafa M, Marianecci C, Annibaldi V, et al. Novel O-palmitoylscleroglucan-coated liposomes as drug carriers: Development, characterization and interaction with leuprolide[J].Int J Pharm, 2006,325(1-2):155-162.

[16]Kojima N, Biao L, Nakayama T, et al. Oligomannose-coated liposomes as a therapeutic antigen-delivery and an adjuvant vehicle for induction of in vivo tumor immunity[J].J Control Release,2008,129(1):26-32.

[17]Venkatesan N, Vyas SP. Polysacharide coated liposomes for oral immunization development and characterization[J].Int J Pharm,2000,203(1-2):l69-l77.

[18]Nakano K, Tozuka Y, Takeuchi H. Effect of surface properties of liposomes coated with a modified polyvinyl alcohol (PVA-R) on the interaction with macrophage cells[J].Int J Pharm,2008,354(1-2):174-179.

[19]Claus H, Aka E, Debaerdemaeker T, et al. Molecular organization of selected prokaryotic S-layer proteins[J].Can J Microbiol,2005,51(9):731-743.

[20]Hollmann A, Delfederico L, Glikmann G, et al. Characterization of liposomes coated with S-layer proteins from lactobacilli [J]. Biochimica et Biophysica Acta,2007,1768 (3): 393-400.

[21]Feng S S, Ruan G, Li Q T. Fabrication and characterizations of a novel drug delivery device liposomes-in-microsphere (LIM)[J]. Biomaterials,2004,25(21):5181-5189.

[22]Felnerova D, Viret JF, Glück R, et al. Liposomes and virosomes as delivery system for antigens,nucleic acids and drugs[J].Curr Opin Biotech,2004,15(6):518-529.

（收稿日期：2008-11-27）