脂质体主动载药及其研究进展

国外医学药学分册 2005年8月 第32卷 第4期 ·271 · 依美斯汀是选择性 Hl受体拮抗剂，除了抗组胺 活性外，依美斯汀似乎具有强选择性抑制嗜酸性粒 细胞的趋化性。与酮替芬、左卡巴斯汀、美毗拉敏、 非尼拉敏、氯苯那敏或安他唑啉比较，依美斯汀对 Hl受体的亲和力较大。比左卡巴斯汀滴眼效果更 好，能预防和减轻过敏性结膜炎的眼痒症状。在控 制结膜充血方面，依美斯汀与左卡巴斯汀等效，两药 均耐受良好。在结膜抗原攻击模型上，依美斯汀优 于局部用的奈多罗米的效果。 3．4 依匹斯汀 依匹斯汀为最新多效局部用药剂，是 Hl和 H2 双重受体拮抗剂，又是肥大细胞稳定剂与抗炎药。 在结膜抗原攻击研究中，攻击 5 min时，依匹斯汀抑 制眼睑浮肿 72％，而安慰剂只抑制 7％。同一项研 究 中发现依匹斯汀起效快 (3 min)，作用持续 长 (28 h)，在缓解眼痒和结膜充血方面与左卡巴斯汀 相似或更好。 4 口服与局部治疗比较 几项研究均使用了结膜抗原攻击模型，证实抗 组胺药局部用药优于全身用药。发现奥洛他定要优 于氯雷他定和非索非那定。也发现左卡巴斯汀好于 氯雷他定。口服抗组胺药可使除眼以外的其他过敏 症状缓解，但与滴眼剂比较，起效较慢。 5 口服加局部治疗 一 种第二代抗组胺药口服加一种外用制剂伍用 已显示在结膜抗原攻击模型上的效果优于口服治 疗。结膜局部用酮替芬加口服地氯雷他定在治疗过 敏性鼻结膜炎鼻眼症状中较地氯雷他定单药更有 效。另一项研究中，结膜局部用奥洛他定加口服氯 雷他定，在过敏原攻击后 3，7，10 min与口服氯雷他 定比较，眼痒明显减轻(P<0．05)。Alexander等的 研究中局部用奈多罗米，加口服非索非那定可以有 效控制季节性过敏性鼻结膜炎。试验分为 3组：(1) 非索非那定 60 mg(bid)／救援用奈多罗米；(2)非索 非那定 60 mg(sid)／奈多罗米(bid)；(3)非索非那定 救援／奈多罗米(bid)。所有 3组眼症状均获得明显 减轻(P<0．003)，但后两组效果更佳。眼症状缓解 最好的是奈多罗米为维持治疗，非索非那定为救援 组。 6 结语 西替利嗪、非索非那定、左卡巴斯汀等已显示下 调结膜上皮细胞中的 ICAM．1的表达，与白细胞进入 炎症组织有关。下调ICAM一1可减轻迟发反应，从而 降低炎症细胞的粘膜浸润。较好地理解较新抗组胺 药的活性，可以为所有眼过敏病人提供有效和安全 的治疗。 脂质体主动载药及其研究进展 郑佳呋综述 黄 华审校 (重庆医科大学药学系，重庆 400016) 摘要：脂质体主动载药法是在制备脂质体的传统上引入 pH梯度法等而形成的一种新的制备 方法，使得制备高包封率脂质体成为可能，较好地改变了难以制备水溶性药物脂质体的局面。本文 主要对主动载药法的分类、起源及研究进展作一综述。 关键词：主动载药；pH梯度法；硫酸铵梯度法；醋酸钙梯度法 中图分类号：R94 文献标识码：A 文章编号：1001—097l(2oQ5)o4 l—o4 自20世纪60年代初由英国学者 Bangham发现 脂质体并由Rahman等将其作为药物载体应用以来， 脂质体作为一种新剂型在药学领域中得到了广泛的 应用。3O多年来 ，人们对脂质体的制备方法进行了 收稿日期：2005-01-27 大量的研究。目前，制备脂质体的方法颇多，常用的 方法一般为薄膜法、逆相蒸发法、溶剂注入法和复乳 法等(传统称为被动载药)。但是，应用这些方法制 得的脂质体通常包封率都不高，特别是包封一些水 溶性药物，由于其油水分配系数受介质的 pH值和 离子强度影响较大，包封条件不易掌握，制备的脂质 维普资讯 http://www.cqvip.com · 272 · Foreign Medical Sciences Section Ogg Pharmacy 2005 Aug；32(4) 体包封率差异较大。因此 ，包封率低及易渗透问题 在很大程度上限制了脂质体作为药物载体的推广。 近年来，由于脂质体主动载药的发展 ，大大改善了这 一 缺点。主动载药法使得制备高包封率的脂质体成 为可能，较好地改变了难以制备水溶性药物脂质体 的局面。 1 脂质体主动载药的分类 主动载药法也称为遥控包封装载技术 ，即利用 一 些两亲性的弱酸、弱碱能够以电中性的形式跨越 脂质双层，但其电离形式却不能跨越脂质双层的原 理，通过形成脂质体内外水相跨膜的离子或化合物 梯度，最终建立起脂质体内外 DH梯度，使脂质体外 水相中的药物自发地向脂质体内部聚集。 主动载药法广义上就是指 pH梯度法。人们把 其细分为：(1)pH梯度法；(2)硫酸铵梯度法；(3)醋 酸钙梯度法。其中硫酸铵和醋酸钙梯度法只是 pH 梯度法的两种发展形式，即通过硫酸铵或者醋酸钙 梯度诱导产生 pH梯度。这两种方法其实是 pH梯 度法的特殊形式，是通过 DH梯度法衍生出来的新 方法。对于弱碱性药物可采用 pH梯度法或硫酸铵 梯度法，而对于弱酸性药物则可采用醋酸钙梯度法。 2 主动载药法的起源 众所周知，弱酸或弱碱的中性形式可以跨越脂 质双层，而其电离形式却不能。在此领域的早期研 究中包括 Jacobs对红细胞膜渗透性的研究，以及 Chappel和 Crofts对线粒体膜和叶绿体膜的研究，论 证了当一些弱酸或弱碱形成跨膜 pH梯度(ApH) 时，羧酸、醋酸盐和胺等中性形式快速穿越双层膜促 使跨膜浓度梯度的形成 ，并通过跨膜浓度梯度来测 定细胞或细胞器中的△DH。 直到 1972年，Deamer等才把以前人们对这些细 胞和细胞器的认识延伸到脂质体中来。他们证明了 在小单室脂质体(SUV)系统中，可以建立并测量出 2—4个单位的 △pH(内部酸性)。Nichols等在此基 础上于 1976年采用 pH梯度法制备了儿茶酚胺脂质 体。从此，主动载药便成为近年来国内#t-H~质体研 究的热点[1l。 3 主动载药法的研究进展 3．1 pH梯度法 根据 Henderson—Hasselbalch理论，每个 pH单位 的变化会产生分子型与离子型药物浓度 1O倍之差。 如果制造脂质体内外 pH梯度为3．0个单位时，理论 上就会造成药物分子型与离子型浓度的 1 000倍之 差。由于分子型药物易与脂质体双分子膜结合，加 之在膜相变温度下孵化时，脂质体由“胶晶”态变为 “液晶”态，膜的通透性大为增加，从而加快了药物分 子的跨膜内转过程。 人们在了解了 pH梯度法的原理后，做了大量 的工作。Hwang等 J用 pH梯度法使被荧光素异硫 氰酸盐标记的胰岛素(F1TC—insulin)的包封率最高达 到 50％，而传统逆相蒸发法制备的胰岛素脂质体最 高包封率仅为 20％。Wang等【3J用 pH梯度法制备 多柔 比星隐形前体脂质体，平均粒径为 112 nln，研 究得出由于溶剂不同，其包封率也不同，在纯水中为 96．5％，在 5％葡萄糖溶液中为 95．5％，而在0．9％ NaC1中为 98．O1％。Jia等 j用鞘磷脂一胆固醇(3：1) 做膜材，用 pH梯 度法 (内水相 pH 0．5／~t,水相 pH 4．O)制备了卡苯达唑(carbendazim)脂质体，包封 率高于 95％，药脂比为 0．8(摩尔比)。Shimizu等L5j 则用 pH梯度法制备 了新型拓扑异构酶 Ⅱ抑制剂 4』3一氨基一4 一O一去甲基一4一去氧鬼臼霉素(TOP-53)，包 封率大于 90％，研究表明，虽然制得的脂质体没有 加强药物的抗癌活性，但是大大降低了其毒副作用。 Dos Santos等 J也用此法制备了不含胆固醇的多柔 比星脂质体，研究表明药物很难被包封于不含胆固 醇的脂质体中，但是加入乙醇却可提高药物的包封 率，乙醇可使膜的渗透性增加，包封率也比未加入乙 醇时高6倍，达 90％。Waterhouse等【 J用 pH梯度法 制备长春新碱脂质体，并致力于脂质选择、摩尔比、 制备方法、粒径、表面电荷、生物利用度及药效的研 究。 随着研究的深入，人们不再局限于单纯的 pH 梯度法的研究，而是根据被包封药物的性质结合其 他方法使脂质体达到更高的包封率和更好的靶向 性。Pan 等 J结合 pH梯度法制得叶酸受体交联柔 红霉素脂质体(F-L-DNR)和非叶酸受体交联柔红霉 素脂质体(L-DNR)，比较两者在小鼠体内的抗肿瘤 活性得 出，F—L-DNR的抗肿瘤活性更为显著。Chiu 等 9 J把多柔比星与金属锰(Mn)相络合后用 pH梯度 法制得热敏脂质体，与没有与锰络合的热敏脂质体 相比较得出其包封率更高，且并不影响热敏脂质体 的释放及药代动力学。同时建议加入调节 Mn2+／ H 交换的离子载体 A23187，并调节脂质体 内部。 维普资讯 http://www.cqvip.com 国外医学药学分册 2005年 8月 第 32卷 第 4期 pH>6．5对包封率更有利。 3．2 硫酸铵梯度法 硫酸铵梯度法是利用硫酸铵水溶液作为水相。 当脂质体双分子膜内的硫酸铵浓度远远大于外水相 中的硫酸铵浓度时，内水相中的铵离子(NI4,+)解离 为氨分子 (NH3)。由于 NH3跨膜速率远远 大于 SO4 ，且 N 和 SO4 一的渗透系数(P)也有很大的 差异(SO4 ：P<0．01 cm·s一 ；NI-I3：P=0．13 cm·s一 )， 所以当一个 NH3离开脂质体内部时，就会在脂质体 的内水相中留下一个 H ，从而建立起一个硫酸铵 梯度，同时产生一个 pH梯度，使药物逆硫酸铵梯度 载入脂质体。 与普通的 pH梯度法相 比，硫酸铵梯度法制备 的脂质体不易因外界 pH的改变而泄漏。被包裹入 脂质体内水相的药物一般为弱碱性，可与 SO4 一形 成具有更低溶解性的盐并促使在脂质体内部聚集 ， 使其比普通 pH梯度法更加稳定，包封率更高。并 且，NH3的逸出造成了 N瞰 的扩散电势，这个电势 成为使药物穿过磷脂双分子层进入内水相并在内水 相聚集的驱动力。而其他的 SO4 一的膜扩散系数和 迁移速度很低(10 cm·s ·v )，较难产生扩散电 势，无法产生 pH梯度。所以，其他硫酸盐梯度法的 包封率远低于硫酸铵梯度法。 Ishida等l_】0_用硫酸铵梯度法把钙拮抗剂法舒地 尔(fasudil))制成脂质体，包封率约 100％，药脂比为 0．364(摩尔比)。载药的脂质体在 4qC的羟乙基哌 嗪乙磺酸缓冲液(HEPES，pH 7．4)中储存 24周，没 有出现明显泄漏，表明该脂质体在脑脊液中有缓释 作用 ，具有很大的临床意义。IJiu等l11 J把制备前药 的思路应用到主动载药中，在难溶于水的喜树碱的 20位羟基上通过酯化接一个甘氨酸，制成前药，增 加了水溶性，而且结构中具有一个胺基，可利用硫酸 铵梯度法制得包封率达 90％的脂质体，给药后该前 药在人体生理 pH环境下水解成喜树碱而发挥作 用。Pan等l12 3用不同的主动载药法制备了5种多胺 硼酸盐脂质体，得到较高的包封率，而用被动载药法 制得硼化物 Na2(B12H11SH)和Na3(B20H17NH3)脂质体 的包封率仅为 6％和 15％。研究表明，用硫酸铵梯 度法制备的脂质体包封率要高于用枸橼酸盐 pH梯 度法制得的脂质体。Wong等l_】 J用此法制备了环丙 沙星单室脂质体，包封率为 90％，平均粒径为 100 Bin，并研究了它对细胞内土拉热弗朗西斯菌(Fran． cisella tularensis)感染的治疗效果。Grant等【laj用硫 酸铵梯度法，结合多次冷冻．融解的方法，制备了布 比卡因单室脂质体，药脂比为 1．8，与普通的布比卡 因注射剂相比，有显著的延长麻醉时间的作用。 3．3 醋酸钙梯度法 由于以前用硫酸铵梯度法包封弱碱药物成功的 经验，鼓舞 了 Clerc等l_l j对包载弱酸药物的研究。 结果发现促使产生 pH梯度的弱酸盐必须满足以下 特点：(1)在高浓度下这个弱酸盐是可水溶的；(2)其 渗透系数大于 10I4cm·s～，来保证快速的跨膜转运 (速度近似 10 ms)；(3)其阳离子几乎不能渗透(P< 10 0cm·s )；(4)阳离子为多化合价以至于可在脂 质体内水相形成不溶性盐。研究结果表明，醋酸钙 可符合上述条件。醋酸钙梯度法的机制也与硫酸铵 梯度法相似。醋酸的渗透参数 (6．6 x 10 cm·s ) 比Ca2 (2．5 x 10 cm·s )大 7个数量级，所以 Ca2 很少穿越双分子膜留在脂质体内部，醋酸分子 则参与了质子转运。醋酸钙跨膜运动产生的浓度梯 度(内部的浓度高于外部)导致大量质子从脂质体的 内部转运到外部产生 pH梯度，而 pH的不平衡为包 载和聚集弱酸药物提供了高效驱动力。因此，在这 基础上应用醋酸钙梯度法把弱酸药物萘啶酸及 5 (6)．羧基荧光素包载入预制备好的空白脂质体中。 先用 120 mmol·L 的醋酸钙(pH 7．0)水化脂质体， 然后用 120 mmol·L 的 Na2SO4或凝胶色谱柱稀释 外部使得外部醋酸钙浓度减少而造成醋酸钙梯度。 最后制得的包封率约 99％，在 4qC下存放 10个月均 稳定未见泄漏。经醋酸钙梯度法与普通的 pH梯度 法比较表明，醋酸钙梯度法有一定的优越性，虽然醋 酸钙产生的pH梯度可以很轻易地由缓冲液调节出 来 ，即把脂质体内部调节成 pH 10，把外部调成pH 7， 但这个方法中 OH一的浓度变化近似为 1 mmol·L～， 产生的梯度很容易由于质子或 OH一泄漏而消失。 而且缓冲液调节出来的 pH梯度只能限制在某个缓 冲容量，并不能确保包载的稳定性，而醋酸钙梯度法 中Ca2 跨越脂质膜的浓度变化约为0．1 mol·L～，剩 余的 Ca2 作为一个蓄库来维持长期的 pH梯度，所 以 Ca2 对脂质体稳定性有着重要的作用，如果脂质 体内部的 Ca2 一旦被质子替代，质子和 Ca2 梯度崩 溃，包载药物的驱动力也消失，那么药物便会泄漏。 Hwang等l_2 J也用此法制备了双氯芬酸钠脂质 体，包封 率约 100％，而传统 的逆相蒸 发法 只有 1％一8％。并且醋酸钠梯度与醋酸钙梯度比较表 维普资讯 http://www.cqvip.com · 274· Foreign Medical Sconces S~t／on on Pharmacy 2005 Aug；32(4) 明，醋酸钠梯度得到的包封率为 50％，明显不及醋 酸钙梯度法。 3．4 其他梯度法 随着研究的深人发展，人们并不局限于已有的 梯度法，改用其他离子同样可以造成所需的 pH梯 度。Abraham等l_1 J用锰离子梯度(MnSO4或MnC12) 把拓扑替康(topotecan)制成脂质体，并加人二价阳离 子质子交换剂A23187来维持 pH梯度。作者还用硫 酸铵和柠檬酸盐(300 mmol·L～，pH 3．5)梯度与 Mn2 梯度作比较得出三者均能顺利包载拓扑替康。 用柠檬酸盐或用 MnC12(+A23187)梯度包载的脂质 体包封率减少，而用硫酸铵或用 MnS04(+A23187) 梯度包载的脂质体包封率却大于 90％，药脂比为 0．3(重量比)。同时研究认为，拓扑替康脂质体的稳 定性 取决于硫酸盐 的存在 和 pH梯度。Messerer 等 J用离子载体 A23187造成的离子梯度来包封依 立替康(irinotecan)并研究了其在小鼠体内的抗癌活 性，研究结果表明，依立替康脂质体可以显著提高对 转移性肝癌的疗效。Zhigahsev等 8_用离子载体 A23187及 MgSO4形成的离子梯度包载长春花生物 碱类药物长春新碱、长春花碱和长春瑞宾，膜材选用 蛋黄鞘磷脂和胆固醇，得到的脂质体包封率均较高。 尽管三个药物的结构相似，但其释放行为却相差很 大，疏水性越大，释放越快。研究表明，提高药脂比 也能提高长春花生物碱类药物的滞留率。 4 结语 经过几十年的发展，脂质体主动载药的研究已 经取得长足的进步，pH梯度法、硫酸铵梯度法、醋酸 钙梯度法及其他离子梯度法的相继问世，开启了制 备高包封率水溶性药物脂质体的新思路。但是，主 动载药技术的应用与药物的结构密切相关，不能推 广到任意结构的药物，在应用时会受到一定的限制。 相信随着制备工艺和条件的日益成熟，主动载药法 将会有更广阔的发展空间。 参 考 文 献 [1] Cullis PR，HopeMJ，BallyMB，et o1．Influence ofpH g~tients on the transbilayer transport of drugs，lipids，peptides and metal ions iIl· tolarge unilamellar 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