替莫唑胺局部缓释制剂的研究进展

张晶晶， 王永峰， 王国成， 杨海龙， 范立君

1.天士力控股集团有限公司研究院专利部，天津300402;

2.天士力控股集团有限公司研究院化学所，天津300402

替莫唑胺(temozolomide，TMZ)是一种口服化疗药，为咪唑四嗪类衍生物，因其是一个小分子药物，既表现出极佳的生物利用度(98% ～100%)，又可透过血脑屏障，目前与放射治疗相结合成为神经胶质瘤的基本治疗手段。临床观察发现，90%的恶性胶质瘤通常在肿瘤切除部位外围的2cm内复发［1］，这一特点为肿瘤内或间质内局部给药提供了治疗空间，具有良好的应用前景。TMZ已先后在欧美等多个国家和地区上市，在美国商品名为 Temodal，在中国由天士力集团于2004年首先上市。目前已上市剂型为胶囊剂及注射剂。但因其难以实现在脑内维持一个稳定的有效浓度，使它的优良效果受到了限制。

为更好地发挥TMZ在治疗神经胶质瘤方面的作用，近十年来，研究人员将研究重点放在了TMZ的“缓释给药”和“局部给药”方面。TMZ是一种理想的颅内局部给药的药物，因为其不需要经过肝脏的代谢，也不会产生神经毒性。颅内局部缓释给药具有作用时间长，局部浓度高，避开血脑屏障，直接作用于脑肿瘤细胞、血中及附近脑组织内浓度低等特点。既克服了全身用药局部浓度低的副作用，也克服了局部用药作用时间短的不足。本文综述了TMZ的缓释给药及局部给药材料的研究进展，从TMZ-壳聚糖缓释微球、TMZ-硬脂酸固体脂质纳米粒和TMZ-聚乳酸微胶囊到TMZ-聚乳酸－羟基乙酸缓释微球、TMZ-聚酸酐缓释微球等，TMZ局部缓释制剂在安全性和有效性等方面都在不断改进和提高。

1 TMZ-壳聚糖缓释微球

壳聚糖(chitosan，CS)是一种天然的高分子材料，为广泛存在于虾、蟹壳中的甲壳素的脱乙酰基衍生物，在医药领域已有广泛应用，且具有良好的缓释性和生物相容性，研究证实其也具有良好的脑组织相容性，可作为颅内植入缓释基质［2，3］。

陈健等［4］用CS为载体、TMZ为模型药物，用乳化交联法制备TMZ-CS缓释微球，两步优化法优化工艺制得的微球平均粒径为(3.9±1.6)μm，载药量为(7.1 ±0.5)%(n=3)，包封率为(25.0±0.8)%(n=3)，体外释药特性研究结果表明，体外释放分为两阶段，第一阶段(0～8 h)累积释放了(83.3 ±3.4)% 的药物，0.5 h 就释放了近30%的药物［(26.6 ±2.3)%］，24 h 时共释放了(94.1±4.1)%的药物。药物释放仍然过快，突释效应比较明显。

2 TMZ-硬脂酸固体脂质纳米粒

固体脂质纳米粒(solid lipid nanoparticles，SLN)是一种以室温下为固态的可生物降解的脂质或类脂，将药物包裹于类脂核中制成粒径约为50～1 000 nm的固体脂质粒子给药体系，具有生理相容性好、可生物降解、可控释及具有良好的靶向性等特点。目前SLN作为药物控释系统的载体，已引起人们的广泛关注［5］。

窦明金等［6］采用乳化蒸发－低温固化法制备了TMZ-硬脂酸固体脂质纳米粒(TMZ-SLN)，采用正交试验设计优化处方组成和制备工艺。乳化剂采用泊洛沙姆188加少量卵磷脂组成的混合乳化剂，所制得的纳米粒粒径分布范围为20～100 nm，平均粒径为(65.0 ±6.2)nm，载药量为(5.9±0.9)%，包封率为(58.9 ±1.21)%，药物体外释放曲线可观察到在释放初期存在一定的突释现象，在最初的1 h释放了药物总量的19.8%，随后呈持续缓慢释放，至60 h共释放药物总量的88.5%。

Huang 等［7，8］继续研究了 TMZ-SLN 与 TMZ溶液(TMZ-Sol)在体内代谢及组织分布方面的差异。与TMZ-Sol相比，TMZ-SLN静脉注射后，分布在小鼠肝、脾、肺和脑的浓度显著增加，而在心和肾的浓度则显著降低。且TMZ-SLN分布在血清和脑中的浓度高于肝、脾和肺中的浓度。TMZSLN在脑中的 AUC/dose值是 TMZ-Sol的 2.34倍，平均滞留时间(mean residence time，MRT)则增加了1.9倍。由此可知，TMZ-SLN可增加TMZ在脑中的靶向定位。而TMZ-SLN在心和肾的浓度降低，可减少在心和肾的积累，对提高药物疗效、降低心肾的毒副作用有一定意义。

然而由于SLN作为药物载体载药量不高，药物释放初期存在突释现象，释放时间仍然较短，因此TMZ-SLN颅内局部应用仍然存在一定的限制。

3 TMZ-聚乳酸微胶囊

聚乳酸(polylactic acid，PLA)是20世纪90年代迅速发展起来的由乳酸聚合而成的聚合物，其在体内的代谢中间产物为乳酸，是人体的正常代谢产物，最终代谢产物为CO2和H2O，因此聚乳酸具有非常优秀的可生物降解性和生物相容性，是一种比较理想的药物输送载体材料，现已广泛应用于药物缓控释系统。

王天路等［9］运用 W/O乳化溶剂挥发法，选择液体石蜡作为油相，二甲基甲酰胺为水相，用PLA包裹TMZ制成TMZ-PLA微胶囊。通过优化工艺，可得微胶囊平均粒径为100.62 μm，粒径在90～130 μm的微球占总数的80%以上。微球载药量为 16.3%，包封率为 65.3%，收得率为90.5%。

在此基础上，王天路等［10］又继续研究了该TMZ-PLA微胶囊对大鼠C6脑胶质瘤体外和体内的抑瘤试验。体外实验结果表明，TMZ-PLA微胶囊对大鼠 C6胶质瘤细胞的抑制率［(89.3±1.2)%］高于市售 TMZ胶囊［(54.5±1.9)%］和TMZ原料药［(23.7±2.3)%］对大鼠 C6胶质瘤细胞的抑制率。并且，在实验浓度范围内，随着载药浓度的增加，TMZ-PLA各实验组对大鼠C6胶质瘤细胞的抑制率也增大。将C6细胞悬液注入SD大鼠腋部皮下和脑部皮层S1区分别构建皮下和脑内胶质瘤模型，在肿瘤间质内分别注射TMZPLA微胶囊和TMZ原料药，观察对比肿瘤体积变化和SD大鼠生存期。结果显示，TMZ-PLA微胶囊在皮下和脑内均有显著的抑制肿瘤的作用(P＜0.01)，并能延长脑内胶质瘤模型大鼠的生存期(中位生存期42 d和31 d，P＜0.01)。提示TMZ-PLA微胶囊剂可做为瘤内注射治疗胶质瘤的有效制剂。

4 TMZ-聚乳酸－羟基乙酸缓释微球

同为聚酯类高分子材料的聚乳酸－羟基乙酸共聚物［poly(lactic-co-glycolic acid)，PLGA］是由乳酸和羟基乙酸聚合，或用丙交酯和乙交酯经有机锡催化聚合而成的无毒、无刺激性的完全生物降解性材料，同PLA一样具有良好的组织相容性及生物降解性，在体内降解为CO2和H2O，长期使用不会在体内蓄积，现已用于多种药物的缓控释研究，其中有些药物已被美国FDA批准上市。

第二军医大学药学院的张翮等［11，12］以PLGA为载体材料，用乳化－溶剂挥发法制备TMZ-PLGA缓释微球，并对制备工艺进行优化，所得微球形态圆整，表面光滑，平均粒径62.2 μm，载药量7.5%，包封率83.5%。体外释放试验表明，微球中TMZ的释放速率随着TMZ的载药量的增加而增加，且所有TMZ-PLGA微球的释放均达到35 d以上。TMZ-PLGA微球在体外对神经胶质瘤C6癌细胞的抗肿瘤活性试验中，采用MTT法，选择载药量10%的TMZ-PLGA微球，浓度分别为5 μg/mL、10 μg/mL和 20 μg/mL，PLGA 空白微球及TMZ样品作为对照，结果表明所有TMZ-PLGA微球因为其缓释特性均表现出比TMZ样品更高的细胞毒性［13］。

张煜辉等［14］又将TMZ-PLGA缓释微球制备成了可供脑部植入用的制剂，研究了其在体内治疗大鼠脑胶质瘤的疗效。实验分别用TMZ口服及TMZ-PLGA肿瘤局部植入治疗，以假手术组、空载体组作为空白对照，结果表明，TMZ-PLGA治疗大鼠的生存期较其他各组(假手术组、空载体组和TMZ口服组)明显延长，MRI检查显示经TMZPLGA治疗后脑内瘤灶体积较其他各组明显缩小，TMZ-PLGA治疗后肿瘤组织中增殖细胞核抗原(proliferadion cell nuclear antigen，PCNA)蛋白的表达率较其他各组显著降低，细胞凋亡率也明显增高。研究结果初步表明，TMZ-PLGA缓释微球间质植入治疗较TMZ口服能促进肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞增殖、缩小肿瘤体积，从而延长实验动物生存时间。TMZ-PLGA缓释微球有望成为局部治疗胶质瘤的优选药物。

5 TMZ-纳米羟基磷灰石/聚乳酸－羟基乙酸共聚物微球

田昂等［15］在TMZ-PLGA缓释微球的基础上，又加入了纳米羟基磷灰石(nHA)，与PLGA共同作为生物降解缓释材料，制备TMZ－纳米羟基磷灰石/聚乳酸－羟基乙酸共聚物微球(nHA-TMZ/PLGA)。微球粒径大小分布为 61.8～110.78 μm，包封率最高91.05%。体外释放试验结果表明，nHA-TMZ/PLGA可持续释放35 d，但在释放的第1阶段有突释现象，大约持续1 d时间;随后的9 d为释放的第二阶段，累积释放量可达60%;最后为第三阶段。

关于nHA-TMZ/PLGA微球的体内外的抑瘤效果尚未有见报道，还有待于进一步的研究。

6 TMZ-聚酸酐缓释微球

聚酸酐(polyanhydride)是单体通过酸酐键相连的一类人工合成的可生物降解高分子聚合物的总称，是一类新型的药物缓控释材料。相比聚酸酐，PLA、PLGA等聚酯类高分子材料的降解方式为骨架溶蚀(bulkerosion)，即整个骨架中的聚合物分子同时降解，对药物的释放速度不易控制;而聚酸酐的降解为表面溶蚀(surface erosion)，即降解很大程度上发生在给药装置的表面，这是可生物降解材料使药物以相对持续恒定速度释放的重要条件，且聚酸酐的药物释放速度接近零级，克服了聚酯类在药物释放方面的缺陷，在医学领域正得到越来越广泛的应用。

聚酸酐 pCPP-SA(20∶80)为癸二酸(SA)和1，3-双(对羧基苯氧基)丙烷(CPP)以 80∶20 的比例聚合而成的共聚物。在聚酸酐中是应用比较成熟的一种，具有很好的生物相容性及生物可降解性，在体内能够完全生物降解，其中SA单体最终分解为CO2，CPP主要通过肾脏和粪便排出体外，体内无长期积累［16］。

聚酸酐已成功应用于同样治疗神经胶质瘤等脑瘤的药物卡莫司汀颅内缓释植入剂Gliadel®Wafer中，该植入剂已于 1996年获得FDA批准上市。这也为TMZ采用聚酸酐作为缓控释材料制成颅内植入剂提供了依据。

汤宇等［17］利用 pCPP-SA(20∶80)对 TMZ 进行了包合，制备TMZ-pCPP:SA长效缓释微球，利用喷雾干燥法，产率可达80%。通过二次喷雾干燥法制得的TMZ-pCPP:SA微球，药物以缓慢的、恒定的速率释放，释放时间超过400 h，又将微球进行压片，在同样的条件下考察释放效果，结果发现释放时间大大增长，可达800 h以上。体外释放试验结果表明，微球释放平稳，不存在突释现象，释放时间长达40 d以上。

周光华等［18］采用喷雾干燥法制备 TMZ-pCPP:SA缓释微球，回收率为80%，包封率为103%，载药量10.3%，平均粒径7.3 μm。该缓释微球对人脑胶质瘤细胞SHG-44的体内、外抑瘤实验结果显示，TMZ-pCPP:SA微球的 IC50为(6.63±0.263)μg/mL，对 SHG-44胶质瘤细胞的杀伤效果明显，优于相同剂量的对照卡莫司汀(BCNU)和TMZ。对SHG-44裸鼠皮下移植瘤抑制试验结果表明，治疗18 d内，TMZ-pCPP:SA组、对照BCNU组和TMZ组肿瘤生长速度均维持于较低水平，抑瘤效果明显，18 d后TMZ组肿瘤生长明显加速，高于相同剂量的TMZ-pCPP:SA组和BCNU组(P＜0.05)。化疗28 d结束，显示TMZ-pCPP:SA对皮下移植瘤的抑制率(67.8%)明显高于 TMZ组 (31.8%)，略 高于 BCNU组(65.1%)。原因在于，TMZ被pCPP:SA包裹后，不仅可以使TMZ缓慢释放达到有效的抑瘤浓度，而且可以保护TMZ不被组织液破坏降解、延长药物作用时间。

美国约翰·霍普金斯医学院的Brem等［19］将TMZ-pCPP:SA制成10 mg左右的颅内植入片，并进行了神经胶质瘤鼠模型颅内局部给药的研究。通过手术的方法切除神经胶质瘤模型鼠颅内的肿瘤部分，并将TMZ-pCPP:SA植入片埋植于其中。试验分为TMZ-pCPP:SA植入片(载药量50%)组和TMZ口服组，分别给药后两模型组颅内TMZ浓度及血清TMZ浓度见表1。

表1 TMZ-pCPP:SA植入片组与TMZ口服组颅内及血清TMZ浓度比较Table 1 TMZ-pCPP:SA implants group compared with oral TMZ group on the intracranial and serum concentrations of TMZ.

由表1可见，经过聚酸酐pCPP:SA包裹后的TMZ在颅内植入后有效地降低了TMZ在血清中的浓度，而在病灶部位(脑组织中)的药物有效浓度则大大提高。此外，TMZ-pCPP:SA植入片(载药量50%)组的模型鼠中位生存期为28 d，TMZ口服组的模型鼠(给药5 d)中位生存期为22.5 d，对照组仅为13 d(P＜0.001)。而给予两片TMZ-pCPP:SA植入片(载药量50%)治疗的模型鼠的中位生存期为92 d(P＜0.001)。

研究表明，利用可生物降解的高分子缓释材料pCPP:SA包裹的TMZ进行颅内局部给药是安全有效的，不但能在局部病灶部位保持长时间稳定连续的药物有效浓度，且降低了全身其他部位的血清浓度，出现白细胞减少、血小板减少等骨髓抑制等副作用的可能性大大降低，在提高药物的治疗效果的同时将毒副作用减到最低，提高了生存期，优于系统全身给药，具有更好的应用前景。

7 其他类型的TMZ缓释制剂

研究人员针对TMZ的局部缓释还进行了更多尝试，如:林晓宁等［20］采用生物可降解高分子材料α-氰基丙烯酸正丁酯(BCA)作为载体，通过吐温－80进行表面修饰，制备了替莫唑胺聚氰基丙烯酸正丁酯纳米粒(TMZ-PBCA-NP)。姚军等［21］则以聚碳酸亚内酯(poly-propylene carbonate，PPC)为缓释载体，通过电纺丝方法制作TMZ-聚碳酸亚丙酯(TMZ-PPC)纺丝膜，体外释放试验表明，TMZ-PPC在释放初期存在一定的突释现象，将纺丝膜用海藻酸(ALG)包被后，能明显减少突释的发生。张艳等［22］采用可降解的聚合物，树枝化聚己内酯－聚乙二醇－聚己内酯为壁材，利用W/O/W型复乳法将TMZ制成缓释微球，体外释放试验表明，可缓慢释放27 d以上，但在释放初期同样存在一定的突释现象。对于这些采用新型的缓释材料制备的缓释制剂，都需要进一步对其进行安全性、有效性等的研究。

8 展望

由上述已取得的进展可以看出，TMZ-CS和TMZ-SLN均存在突释效应，释放时间较短;nHATMZ/PLGA、TMZ-PBCA-NP、TMZ-PPC 以及树枝化聚己内酯替莫唑胺微球等是近期替莫唑胺缓释制剂的研究的新思路，但是研究的还不够透彻，都未进行体内外的抑瘤效果研究，尚缺少进一步的安全性及有效性的研究;TMZ-PLGA及TMZ-pCPP:SA微球研究的较为深入，缓释时间较长，缓释效果较好，释放均可达到一个月以上，并且二者都进行了鼠的颅内植入试验，均获得了较口服TMZ更好的效果。但对于缓释材料，聚酸酐具有聚酯类不具有的表面溶蚀降解特性以及良好的药物控释性能，且聚酸酐已成功应用于卡莫司汀颅内缓释植入剂Gliadel®Wafer中。鉴于此，为提高TMZ在肿瘤部位的有效血药浓度，减轻TMZ全身给药的副作用，防止神经胶质瘤的术后复发，更大程度地维持肿瘤患者的生存周期，以聚酸酐作为TMZ颅内缓释制剂的缓释材料制备TMZ-pCPP:SA微球具有极为光明的前景。

［1］Hochberg F H，Pruitt A.Assumptions in the radiotherapy of glioblastoma［J］.Neurology，1980，30(9):907 － 911.

［2］黄书岚，周 波，徐海涛，等.壳聚糖脑组织相容性的实验观察［J］.中国医院药学杂志，2004，24(12):732 －733.

［3］周 涛，周波，黄书岚，等.壳聚糖大鼠颅内组织相容性的初步观察［J］.北京生物医学工程，2004，23(2):140 －142.

［4］陈 健，黄书岚，何文，等.替莫唑胺壳聚糖缓释微球的制备及体外释药特性［J］.中国医院药学杂志，2005，25(12):1115－1118.

［5］李欣玮，孙立新，林晓宏，等.固体脂质纳米粒作为药物载体［J］.化学进展，2007，19(1):97 －92.

［6］窦明金，黄桂华，席延卫，等.正交设计优化TMZ-SLN处方组成与制备工艺［J］.生物医学工程学杂志，2008，25(5):1141－1145.

［7］Huang G H，Zhang N，Bi X L，et al..Solid lipid nanoparticles of temozolomide:potential reduction of cardial and nephric toxicity［J］.Int.J.Pharm.，2008，355(1 －2):314 －320.

［8］毕秀丽，黄桂华，张 娜，等.替莫唑胺固体脂质纳米粒在动物体内药动学及组织分布研究［J］.中国药学杂志，2007，42(21):1655－1660.

［9］王天路，谭关子，陆利霞，等.替莫唑胺聚乳酸微球制备工艺的研究［J］.现代医药卫生，2007，23(6):933－934.

［10］王天路，陆利霞，孙 涛，等.聚乳酸－替莫唑胺微胶囊对大鼠C6脑胶质瘤体外和体内抑瘤试验［J］.江苏医药，2008，34(5):478－480.

［11］张 翮，高 申，丁雪鹰，等.替莫唑胺乳酸－羟基乙酸共聚物微球的制备及表征［J］.中国医药工业杂志，2006，37(6):391－393.

［12］张翮，高申.替莫唑胺聚乳酸－羟基醋酸微球的制备及体外释药［J］.中国医院药学杂志，2007，27(3):288 －290.

［13］Zhang H，Gao S. Temozolomide/PLGA microparticles and antitumor activity against Glioma C6 cancer cells in vitro［J］.Int.J.Pharm.，2007，329(1 －2):122 －128.

［14］张煜辉，岳志健，刘建民，等.替莫唑胺缓释微球局部植入治疗大鼠脑胶质瘤的疗效［J］.中国肿瘤生物治疗杂志，2009，16(4):396－400.

［15］田昂，张东勇，薛向欣，等.负载药物替莫唑胺的纳米羟基磷灰石/聚乳酸－羟基乙酸共聚物微球的缓释行为［J］.硅酸盐学报，2013，41(2):267 －274.

［16］Jain J P，Modi S，Domb A J，et al..Role of polyanhydrides as localized drug carriers［J］.J.Control Release.，2005，103(3):541－563.

［17］汤 宇，尹维斌，李朝兴，等.聚［1，3-双(对羧基苯氧基)丙烷－癸二酸］(20:80)－替莫唑胺长效缓释微球的制备及药物缓释性能的研究［J］.离子交换与吸附，2006，22(6):565－570.

［18］周光华，董军，吴自成，等.替莫唑胺缓释剂胶质瘤间质内化疗的实验研究［J］.中国微侵袭神经外科杂志，2008，13(10):455－458.

［19］Brem S，Tyler B，Li K，et al..Local delivery of temozolomide by biodegradable polymersis superior to oral administration in a rodent glioma model［J］.Cancer Chemother.Pharmacol.，2007，60(5):643－650.

［20］林晓宁，田新华，魏 峰，等.载替莫唑胺纳米粒制备方法比较研究［J］.中国现代医学杂志，2012，22(26):1 －4.

［21］姚军，齐宏旭，范晓勇，等.替莫唑胺缓释系统的构建及体外抗胶质瘤细胞的实验研究［J］.山东大学学报:医学版，2012，50(9):6 －10.

［22］张艳，龚飞荣，程树军.树枝化聚己内酯替莫唑胺微球的制备和表征［J］.塑料，2012，41(6):75 －77.