微粒给药系统在体内分布的特点及制剂研究进展*

李光华

(天津市儿童医院，天津　300074)

随着微粒给药系统的发展以及对药物治疗效果的更高要求，利用微粒给药系统在体内分布的特殊性，将药物包裹在微粒中，可以有效改善药物的治疗作用。微粒给药系统包括脂质体、微球、纳米粒等。其中脂质体是被类脂双分子层包裹的微小囊泡，可包载脂溶性和水溶性药物。脂质体制剂药物的临床应用研究在以下两方面具有里程碑意义：将固体脂质纳米粒表面连接聚乙二醇(PEG)，从而达到在肿瘤组织累积的目的；通过在脂质体上连接受体的配基，产生了主动靶向性脂质体[1]。在1970年，固体脂质纳米粒结合了脂质体和纳米粒的特点，作为疫苗和抗癌药物的载体逐步发展起来[2]。因此，本文结合微粒给药体系在体内分布的特点，以固体脂质纳米粒和脂质体为例综述了其制剂设计应用。

1　微粒粒径对体内分布的影响及制剂设计应用

微粒系统在体内的宏观分布主要受粒径的影响。粒径较大的微粒，主要是通过机械性栓塞作用分布于体内特定部位。粒径较小的微粒则主要聚集在网状内皮系统所在部位，如肝脏和脾脏。粒径更小的微粒则可以避开吞噬细胞的摄取。多数微粒富集于网状内皮系统，对肝脏和肾脏具有被动靶向性。然而，微粒对于其他组织器官的选择性差，因此可以通过配体修饰达到主动靶向定位的目的。另外，亲水基团连接于微粒上，可达到在体内长循环的目的。

1.1被动靶向性 大部分微粒粒径的大小，决定了其具有可富集于网状内皮系统的特点，进而被动靶向定位于含网状内皮细胞的肝脏和肾脏，在治疗肝脏和肾脏疾病中得到很好的应用。目前已经有对采用生物相容性好、室温下呈固态的类脂材料为载体的固体脂质纳米粒(solid lipidnanoparticles，SLN)进行的研究。发现SLN具有毫微粒和脂质体的优点，并且避免了脂质体稳定性差的缺点[3]。其在体内分布主要与粒径、形态、表面电荷及亲(疏)水性等因素有关。经静脉注射后，固体脂质纳米粒能迅速被体内单核吞噬细胞系统的巨噬细胞吞噬，因而在肝、肺、脾等器官分布量较高[4]。

在有关降低抗癌抗生素阿克拉霉素A的毒副作用的研究中，实验者采用毒性低、可生物降解的卵磷脂为载体材料，用正交设计法制备了阿克拉霉素A固体脂质纳米粒(ACM-SLN)，进而制成ACM-SLN冻干针剂，并对其体外释药、抗肝癌活性及毒性进行了研究，通过对比ACM-SLN冻干针剂和ACM-A溶液剂在肝脏中的药物选择性指数(DSI)，发现ACM-SLN冻干针剂较ACM-A溶液剂显著提高了对肝脏的药物选择性指数，因此，ACM-SLN冻干针剂肝靶向性较溶液剂有显著提高[5]。另外，在对苦参素SLN的药动学和体内分布的研究中，通过对比其在大鼠体内药动学参数和在各组织中的药物浓度，发现苦参素SLN悬液给药后在肝和血中的分布较水溶液有明显提高，且30 min时药物在肝中的浓度是水溶液的12倍，相对靶向效率为360%。进而证明苦参素SLN具有明显肝脏靶向性，并延长其在血和肝脏中的滞留时间[6]。

1.2主动靶向性 由于微粒进入体内后主要集中于富含网状内皮细胞的肝脏、肾脏等器官，组织选择性差，主动靶向性不明显。因此，为了增加微粒对靶细胞的主动识别能力，将抗体或配基结合到微粒上，可以达到靶向给药的目的。例如，叶酸受体在大部分肿瘤细胞中高度表达，而在正常器官中表达很少，其天然配体是叶酸，因此通过直链分子将叶酸连接到脂质体表面得到的叶酸脂质体，用其包封蛋白类抗肿瘤药物，不仅有可能阻止药物在体内快速降解，而且有助于药物在肿瘤组织中靶向性富集，从而达到缓释和靶向目的[7]。同样，有研究表明，促黄体激素释放激素(luteinizing hormone-releasing hormone,LHRH)受体在很多肿瘤细胞上过表达，例如乳腺癌、卵巢癌、子宫内膜癌等。而米托蒽醌具有对抗急性非淋巴细胞白血病、晚期乳腺癌和非霍奇金淋巴瘤的治疗作用。因此，研究者将作为米托蒽醌的载体PEG-脂质体连接LHRH后发现，药物的靶向性增强[8]。再如，以鼠抗人纤维蛋白D-二聚体单克隆抗体(DdmAb)为靶向装置，制备尿激酶(UK)的血栓靶向脂质体即尿激酶免疫脂质体，并在兔肺栓塞模型上的观察结果显示，Ab-Lip-Uk的这种具有双重靶向作用的免疫脂质体溶栓药物，可与靶部位特异性结合，具有理想的溶栓效果[9]。

1.3长循环性常规的微粒给药系统，由于很快在体内被网状内皮系统的单核巨噬细胞吞噬，微粒破裂，药物被释放出来，但是对于作用靶点非肝脏和肾脏的药物，药物消除也被加快，因此在体内滞留时间短，不利于药物发挥疗效。为避免微粒被吞噬细胞识别，可以通过对其进行表面修饰，增加亲水性和柔韧性，降低被吞噬细胞识别的可能性，从而延长在体内的滞留时间，制备成长循环制剂，如长循环脂质体。

用PEG修饰脂质体表面，可以提高脂质体表面的亲水性，阻止了脂质体与血浆蛋白的作用，且渗漏率降低，可使药物缓慢地释放，延长在体内循环系统中的半衰期，增加进入毛细血管丰富且通透性增强的肿瘤组织的几率。有研究显示，由PEG构成的长循环脂质体, 由于一些亲水性的多羟基基团暴露于脂质体表面, 能减少脂质体与血浆中调理素的结合[10]。另外，由于PEG在脂质体表面交错重叠覆盖, 形成致密的构象云和空间位阻, 能使脂质体逃避网状内皮系统的捕捉[11]。如紫杉醇是晚期卵巢癌、子宫癌和肺癌等的治疗药物之一，由于其难溶于水，临床上常用其注射液(商品名为泰素，taxol)，即将紫杉醇溶于聚氧乙烯蓖麻油与无水乙醇(1∶1)的混合溶媒中。虽然该注射液增加了紫杉醇的水溶性，但目前证实该剂型可导致一系列的不良反应，如由聚氧乙烯蓖麻油引起的过敏反应。因此，越来越多的研究者试图将紫杉醇制备成纳米脂质体等新剂型，以期改善传统药物剂型的不良影响，实现紫杉醇的体内长循环[12]。在紫杉醇长循环脂质体的制备及其药动学研究中，通过比较紫杉醇长循环脂质体和紫杉醇注射液的药动学参数，发现前者显著延长了紫杉醇在血液循环系统的驻留时间，具有长效性[13]。另有研究，以聚乙二醇2000-二硬脂酰磷脂乙醇胺(PEG 2000-DSPE)修饰脂质体膜，制备足叶乙苷长循环脂质体，通过对足叶乙苷普通脂质体和长循环脂质体在介质中药物渗漏率以及渗漏速度的比较，得出PEG 2000-DSPE修饰脂质体膜后，增加脂质体稳定性，延长药物在血液中循环时间的结论[14]。在对各种肿瘤细胞系的研究中也发现，用PEG修饰的脂质体作为单克隆抗癌抗体2C5-阿霉素的载体，延长在体内滞留时间，对肿瘤细胞的细胞毒性有一定程度的增强[15]。

2　微粒所带电荷对体内分布的影响及制剂设计应用

2.1阳离子型微粒细胞膜表面常常带负电，因此阳离子型微粒作为药物载体，可以增加与细胞的亲和性，促进药物的细胞内转运。利用该性质，目前在基因疗法中，制备阳离子脂质体作为基因转导载体，可以提高DNA转染效率，提高药物的基因治疗效果。

基因疗法目前被认为是治疗晚期癌症的最有效治疗方法之一。基因疗法的关键在于目的基因的转导与表达，而转导过程中转染效率的高低至关重要。目前的基因转导载体分为病毒载体与非病毒载体，与病毒载体相比，以纳米粒与脂质体为代表的非病毒载体具有无免疫原性的特点[16]。阳离子脂质体介导的基因转染过程为：阳离子脂质体/DNA复合物通过静电作用吸附在细胞膜上，然后脂质体/质粒复合体进入细胞，在细胞内分解并释放质粒DNA，最后核酸进入细胞核使得转染基因得以表达[17]。利用阳离子脂质体携带含有目的基因的质粒进行基因导入被广泛研究，并已证明其有效性[18,19]。

2.2提高转染效率的研究 影响阳离子脂质体转染效率的因素包括脂质体类型、质粒的类型、脂质体与DNA的电荷比例、复合物的稳定性、细胞种类、细胞融合度、转染时间及靶细胞选择性作用等[20]。

2.2.1脂质体与质粒的混合比例在利用阳离子脂质体转染螺旋神经节细胞(SGCs)的实验中发现，阳离子脂质体介导质粒pEGFP-C2转染大鼠SGCs，约10%的细胞能被成功转染，进而说明了转染途径的可行性。另外，该研究表明，摸索最佳的脂质体与质粒的混合比例可能对提高转染效率有一定帮助[19]。

2.2.2提高细胞膜通透性超声波介导的基因转染方法是一种出现比较晚的转导基因方法，其中应用的超声定位基因转染技术是一种新型无创性基因转移技术。由于超声波可以使含气脂质体内的气体膨胀和爆裂，进而使临近细胞的细胞膜通透性增高，内皮细胞间隙增宽，利用超声波介导含气脂质体携带目的基因，可以增加靶基因对细胞膜穿透程度。同时，由于包裹气体成分的微泡能降低超声波的空化阈值，增强空化效应和声孔效应，当携基因微泡造影剂在特定部位被超声波击碎，就会增强基因的转染并实现治疗的靶向性。

在含气脂质体的超声波介导体外基因输送的实验研究中，通过采用不同频率的超声波进行转染，发现超声频率为45 kHz时，基因转染率最高。实验者认为是45 kHz的超声波与细胞发生了一定的共振效应，增加了声致致孔效应，结果导致细胞膜的通透性的变化。较低和较高的频率，由于共振不明显，从而导致转染效率降低[21]。另外，通过观察不同频率超声波单独介导，以及联合不同配比的含气脂质体与质粒共同介导报告基因的转染，证明超声波联合含气脂质体是一种极有希望的基因输送方法。

2.2.3细胞种类在阳离子脂质体基因载体的细胞转染研究中，用同一转染试剂Lipofectamine 2000进行不同细胞株的转染，发现不同细胞中转染的效率不同。这主要是由于细胞膜结构和进入细胞的方式不同。试验结果表明，阳离子脂质体对细胞具有选择性[17]。

3　小结

根据微粒给药体系在体内的分布特点，进行制剂设计得到的被动靶向性、主动靶向性、长循环性微粒和阳离子脂质体，载药后可改善药物的治疗效果，具有广泛的应用前景。

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