宋祖榮

(安徽新華學(xué)院藥學(xué)院，安徽 合肥 230088)

賈曉益

(安徽中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，安徽，合肥 230038)

陳玲

(安徽新華學(xué)院藥學(xué)院，安徽 合肥 230088)

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紫杉醇納米遞藥系統(tǒng)研究進(jìn)展

宋祖榮

(安徽新華學(xué)院藥學(xué)院，安徽 合肥 230088)

賈曉益

(安徽中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，安徽，合肥 230038)

陳玲

(安徽新華學(xué)院藥學(xué)院，安徽 合肥 230088)

紫杉醇通過穩(wěn)定微管而誘導(dǎo)細(xì)胞有絲分裂停止，為一療效確切的抗癌藥物, 但其水溶性較差，有骨髓抑制、神經(jīng)毒性和肌肉毒性等副作用。納米載體作為一種新的藥物運(yùn)輸工具，具有靶向性、緩釋性及降低藥物毒副作用方面等優(yōu)點(diǎn)，對于紫杉醇的運(yùn)輸非常有效。綜述近年來紫杉醇納米運(yùn)輸?shù)难芯窟M(jìn)展，為新藥開發(fā)提供參考。

紫杉醇；納米運(yùn)輸；進(jìn)展

紫杉醇(Paclitaxel)為來自紅豆杉植物中的紫杉烷類二萜，具有顯著的抗腫瘤活性，其抗腫瘤機(jī)制是通過抑制微管的解聚使腫瘤細(xì)胞不能形成正常的紡錘體，從而抑制細(xì)胞的有絲分裂[1]，在臨床上主要治療卵巢癌、乳腺癌，用于治療小細(xì)胞和非細(xì)胞肺癌、宮頸癌、抗化療白血病等[2]。由于紫杉醇水溶性較差，限制了其在臨床上的應(yīng)用。納米藥物運(yùn)輸體系是近年來研究開發(fā)非?；钴S的載藥體系，由于具有獨(dú)特的尺寸，可被腫瘤細(xì)胞攝取，通過實(shí)體瘤的高通透性和滯留效應(yīng)(EPR效應(yīng))較多地沉積在腫瘤細(xì)胞部位，以此提高了靶向性，同時降低了毒性[3]。納米藥物載藥系統(tǒng)多用高分子材料制成，部分開發(fā)了無機(jī)納米載體等[4，5]，因此開展紫杉醇的納米藥物輸送對于藥物的開發(fā)具有重要意義。筆者按紫杉醇納米運(yùn)輸載體材料屬性的不同，從有機(jī)納米粒子、無機(jī)納米粒子和金屬納米粒子角度對近年來紫杉醇納米載藥體系的研究進(jìn)行綜述，為紫杉醇納米劑型的開發(fā)提供參考。

1 紫杉醇有機(jī)納米粒子運(yùn)輸體

紫杉醇有機(jī)納米粒子運(yùn)輸體所使用的材料廣泛，且多為高分子如聚乙二醇(PEG)、多糖及磷酸酯等。這些高分子材料安全性高，在醫(yī)藥方面已有廣泛的應(yīng)用。依據(jù)這些有機(jī)材料本身所具有的屬性在運(yùn)輸紫杉醇過程中形成了不同運(yùn)輸粒子。

1.1 紫杉醇納米囊和納米球

納米囊和納米球是固體粒子，藥物分子通過溶解、包囊等作用定位為納米囊內(nèi)部或通過吸附作用定位于納米囊或納米球外部。該類運(yùn)輸形式所采用的材料主要為聚醚類、聚酰胺類、多糖類及聚磷酸酯類等。PEG有良好的安全性，并且不同分子量的PEG具有不同的狀態(tài)和特性，增加了藥用輔料使用的靈活性，同時PEG水溶性良好。Amoozgar Z等[6]設(shè)計(jì)了包含紫杉醇的聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)納米粒，在其表面包裹一層聚多巴胺及一層PEG，相比于線性PLGA-PEG共聚物形成的納米粒，該設(shè)計(jì)的納米粒載藥量提高了3.8倍，體內(nèi)外試驗(yàn)顯示該納米?？沙掷m(xù)釋放紫杉醇，腹腔給藥低劑量納米粒，可提高耐藥卵巢癌小鼠的存活率且無明顯的系統(tǒng)性毒性。Chang等[7]制備了包含紫杉醇的可生物降解的核交聯(lián)mPEG-b-P(CL-co-CCL)納米粒。該納米粒的載藥效率高達(dá)95%。Liu等[8，9]設(shè)計(jì)了光交聯(lián)聚醚酐納米運(yùn)輸體，并用葉酸進(jìn)行了修飾。在HeLa細(xì)胞中，葉酸修飾的納米運(yùn)輸體與無葉酸修飾的納米運(yùn)輸體相比，細(xì)胞攝取增加，在6h內(nèi)可釋藥50%，之后進(jìn)入平臺區(qū)，藥物釋放與納米載體的崩解有關(guān)?？梢娮仙即技{米運(yùn)輸顆粒表面修飾了適當(dāng)配體，有很好的靶向作用。

Park等[10]采用膽汁酸(去氧膽酸和石膽酸)修飾殼聚糖寡糖鏈獲得結(jié)合膽汁酸的殼聚糖寡糖(CBs)，CBs可以組裝成納米顆粒對紫杉醇進(jìn)行包封，得到負(fù)載紫杉醇的CBs(CBs-Tx)納米顆粒。CBs-Tx納米顆粒相比于紫杉醇蓖麻油制劑對B16F10細(xì)胞有更高的抗癌活性且細(xì)胞毒性下降。Zhang等[11]合成了兩親性的全反式維甲酸(ATRA)-殼聚糖寡糖共價結(jié)合物(RCOS)，并自組裝成負(fù)載紫杉醇納米粒，載藥量為22.2%，包封率為71.3%。空白RCOS納米粒對溶血性細(xì)胞毒性均低，負(fù)載紫杉醇的RCOS納米粒對HepG2細(xì)胞相比于紫杉醇+維甲酸效果更好。果膠方面，Verma等[12]制備了帶負(fù)電荷負(fù)載紫杉醇的果膠納米顆粒，該納米顆粒為球形，粒徑在300～350nm之間，紫杉醇包封率約為17%，顆粒所帶電荷約-32mV，大大提高了顆粒的穩(wěn)定性。在72h的測試中，負(fù)載紫杉醇的果膠納米顆粒(PPN)對HepG2細(xì)胞的細(xì)胞毒性呈劑量依賴性。Balb/c小鼠藥代實(shí)驗(yàn)證實(shí)PPN延長了紫杉醇在血液中的時間，主要聚集在肝臟，其次為腎、肺。體外實(shí)驗(yàn)表明該載體沒有降低紫杉醇的正常藥理作用，說明果膠是一個好的運(yùn)輸體系，特別是對肝癌的治療。

其他紫杉醇高聚物運(yùn)輸材料主要為聚磷酸酯，因磷酸酯能與骨再生的原料磷酸鈣作用能使藥物分子或納米載體靶向骨組織，且為一生物可降解高分子材料。Alexandrino等[13]設(shè)計(jì)制備包含紫杉醇的多聚磷酸酯納米顆粒，對疏水藥物的最大載藥量達(dá)到15%。其負(fù)載紫杉醇的納米顆粒對HeLa 和 Saos-2細(xì)胞的細(xì)胞毒性與市售藥物Taxomedac (R)類似，但可以靶向骨組織，因此多聚磷酸酯納米顆粒對于全身及局部骨癌的治療具有良好的前景。

1.2 紫杉醇納米膠束

納米膠束是由兩親性聚合物在適當(dāng)濃度、溫度條件下，在溶劑體系中組裝成的納米級的載體。膠束的形成要求具有合適的臨界膠束濃度，所用材料具有兩親性。紫杉醇納米膠束運(yùn)輸體系中多采用水溶性PEG或多糖與疏水性材料組成的兩親性嵌段共聚物。Yanggong等[14]制備了新的兩親嵌段共聚物甲氧基聚(乙二醇-b-聚(ε-己內(nèi)酯-co-L-丙交酯) [MPEG-P(CL-co-LLA)]作為紫杉醇的膠束運(yùn)輸載體。根據(jù)MPEG分子量的不同，得到兩種MPEG2K-P(CL-co-LLA)和MPEG5K-P(CL-co-LLA)，它們疏水部分與親水部分分子量比率相同，但水溶性差別很大。這兩個嵌段共聚物可通過固體分散-超聲法制備負(fù)載紫杉醇的膠束，紫杉醇載藥量及包封率均較高，載藥量達(dá)到36%，而且載藥膠束很易凍干且不需要加入其他輔料，凍干粉又易容于水形成膠束。體外藥物釋放實(shí)驗(yàn)顯示紫杉醇載藥膠束能持續(xù)釋放400h，而且細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)顯示空白膠束安全，載藥紫杉醇后抗腫瘤和活性明顯，為一有前景的紫杉醇膠束載體。

紫杉醇與順鉑聯(lián)用在臨床上用來治療多種癌癥，但有嚴(yán)重的全身毒性，兩藥共運(yùn)輸可以克服全身毒性。Jing等[15]采用甲氧基聚乙二醇-b-聚丙烯酰胺/醋酸甲羥孕酮原位凝膠植入劑(mPEG-b-PAGE/MPA-b-PLA)多聚物材料設(shè)計(jì)制備了一個多聚物膠束M(PTX/Pt)，順鉑與膠束材料交聯(lián)而紫杉醇包裹在膠束中心。該膠束M(PTX/Pt)紫杉醇與鉑含量分別為10%和14%。M(PTX/Pt)對肝癌SMMC-7721細(xì)胞及肝癌耐藥細(xì)胞SMMC-7721R有很高的協(xié)同效應(yīng)，可以明顯減輕耐藥性。因此，該膠束M(PTX/Pt)有望用于癌癥的治療開發(fā)。

近年來采用多糖類材料制備紫杉醇膠束的報(bào)道主要為殼聚糖和葡聚糖。Pan等[16]制備了具有兩親性的N-(2, 3-二羥丙基)-殼聚糖-膽酸(DHP-CS-CHO) 并自組裝成膠束用于紫杉醇的運(yùn)輸。該膠束能抑制MCF-7細(xì)胞的生長誘導(dǎo)其凋亡，說明DHP-CS-CHO是紫杉醇的一個良好運(yùn)輸體。嫁接葡聚糖的聚乳酸-羥基乙酸兩親共聚物 (Dex-PLGA) 具有很低的臨界膠束濃度，用于紫杉醇藥物的運(yùn)輸。負(fù)載紫杉醇的Dex-PLGA (Dex-PLGA/PTX) 膠束粒徑在100nm以下，粒徑分布窄。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示Dex-PLGA/PTX膠束能有效抑制腫瘤的生長，降低對動物的毒性優(yōu)于單純紫杉醇，通過加大劑量可以清除SKOV-3腫瘤[17]。其他高分子材料方面，Du等[18]設(shè)計(jì)制備了共價結(jié)合膽固醇的聚氧乙烯山梨醇油酸酯(CPSO)，CPSO具有兩親性，可自組裝成膠束，能透過血腦屏障。膠束粒徑在170nm，載藥量20%左右。CPSO靜脈注射安全，在U87細(xì)胞中顯著聚集，在內(nèi)吞溶酶體釋藥。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)負(fù)載紫杉醇的CPSO相比于對照組單純紫杉醇能顯著抑制腫瘤生長，延長動物存活時間，而且比單純紫杉醇易通過血腦屏障，可見該載體有利于腦瘤診斷劑及化療藥物的運(yùn)輸。

1.3 紫杉醇脂質(zhì)體

脂質(zhì)體為具有類似生物膜結(jié)構(gòu)的磷脂雙分子層，呈囊泡狀。納米脂質(zhì)體是紫杉醇藥物運(yùn)輸?shù)牧硗庖环N形式。Feng等[19]綜述了以脂質(zhì)為材料的紫杉烷類藥物納米運(yùn)輸體系。近年來在這方面的研究也較為活躍，如為了制備穩(wěn)定的包含紫杉醇的脂質(zhì)體，Chen等[20]采用了十八烷酰胺提供正電荷作為脂質(zhì)體第一層，在第一層外面結(jié)合帶負(fù)電荷的聚丙烯酸(PAA)，緊跟著外層再包覆帶正電荷的殼聚糖。凍干的殼聚糖-PAA-PTX脂質(zhì)體在胃腸液中穩(wěn)定(4℃和25℃溫度下)，體外藥物釋放實(shí)驗(yàn)顯示相對于普通紫杉醇脂質(zhì)體，殼聚糖-PAA-PTX脂質(zhì)體能更持久地釋放藥物，而且在對人腦癌細(xì)胞的活性也明顯高于紫杉醇普通脂質(zhì)體，可見這種方法對于紫杉醇的運(yùn)輸具有參考價值。

為了減少毒性，提高紫杉醇的生物利用度和生物相容性，Hea-Young等[21]制備負(fù)載紫杉醇的PEG修飾的脂質(zhì)體和葉酸-PEG修飾的脂質(zhì)體，葉酸具有靶向作用。靜脈注射這兩種脂質(zhì)體于大鼠，相比于PADEXOL注射液，總清除率和半衰期明顯不同，且二者靶向淋巴系統(tǒng)。Joshi等[22]合成了負(fù)載紫杉醇的脂質(zhì)納米載體用于口服，在脂質(zhì)納米載體表面通過磷脂酰乙醇胺共價結(jié)合羧甲基殼聚糖(CMC)，像在脂質(zhì)納米載體外面鋪了一層毯子，屏蔽胃腸環(huán)境對藥物的影響。這種制備的脂質(zhì)納米載體稱為LN-C-PTX。CMC不影響正常紫杉醇的藥理作用，相比于未經(jīng)CMC修飾的的LN-PTX，LN-C-PTX提高了胃腸的耐受，有利于鼠黑色素瘤B16F10細(xì)胞通過ATP依賴的方式提高對納米載體的相互作用及攝取。LN-C-PTX經(jīng)大鼠灌胃，相比于單純紫杉醇，血漿紫杉醇濃度增加，生物利用度增加了1.5倍，消除半衰期增加了5.5倍。CMC的加入除了提高了對胃腸的耐受性，同時也增強(qiáng)了納米載體的潛入特性，減少了網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)介導(dǎo)的攝取，減少了清除。對于B16F10荷瘤小鼠，灌胃CMC修飾的紫杉醇納米載體相比無CMC修飾的紫杉醇納米載體明顯抑制了腫瘤的生長，提高了小鼠的存活率。表明CMC連接脂質(zhì)納米載體是紫杉醇口服給藥的良好載體。

1.4 紫杉醇樹狀大分子

樹狀大分子呈放射狀對稱的球形粒子，具有三維結(jié)構(gòu)，高度分枝化。Cline等[23]設(shè)計(jì)合成紫杉醇-聚酰胺-胺型樹枝狀高分子(PAMAM)聚合物。該紫杉醇高分子聚合物通過2種方式，逆向影響微管： ①以紫杉醇依賴性地促進(jìn)微管蛋白的聚合及微管的穩(wěn)定。②由于樹枝狀高分子材料內(nèi)部叔胺的質(zhì)子化形成非紫杉醇依賴的微管結(jié)合。揭示了紫杉醇-聚酰胺-胺型樹枝狀高分子(PAMAM)聚合物的細(xì)胞毒性機(jī)制，為考查使用該載藥體系存在的風(fēng)險(xiǎn)提高了參考。兩親性星形二嵌段共聚物甲基丙烯酸甲酯-b-聚甲基丙烯酸-2-羥乙酯(PMMA-b-PHEMA)也被合成，根據(jù)PHEMA部分的不同，合成的二嵌段共聚物分為兩種PMMA-b-PHEMA-1和PMMA-b-PHEMA-2，這兩種嵌段共聚物對紫杉醇的載藥能力和包封效率類似，對紫杉醇的包封率分別為98% 和 98.5%，但釋藥行為不同。這兩種嵌段共聚物材料對非小細(xì)胞肺癌A549細(xì)胞均無毒。載藥紫杉醇的PMMA-b-PHEMA-1對A549細(xì)胞活性要高于載藥紫杉醇的PMMA-b-PHEMA-2[24]。

1.5 紫杉醇-聚合物偶合體

聚合物與紫杉醇分子通過化學(xué)鍵相連組成了紫杉醇-聚合物偶合體。該類藥物運(yùn)輸方式減少了藥物的滲漏，載藥量穩(wěn)定。Chen等[25]通過疊氮功能化的(PEG)-b-P(OEGEEMA-co-AzPMA)二嵌段共聚物與炔基功能化的紫杉醇反應(yīng)制備成一個新的藥物運(yùn)輸體系PEG-b-P(OEGEEMA-co-AzPMA-PTX)，該運(yùn)輸體系通過改變投料比可以很方便調(diào)整紫杉醇的載藥量，且在水溶液中自組裝成膠束。其釋藥方式為pH依賴，在pH 5.5時紫杉醇累計(jì)釋放50.0%，比pH 7.4時釋放量高2倍，有效把紫杉醇遞送到HeLa 和 SKOV-3細(xì)胞中產(chǎn)生良好抗腫瘤活性，且該運(yùn)輸體本身對HeLa 和 SKOV-3無明顯細(xì)胞毒性。

Gu等[26]則設(shè)計(jì)了紫杉醇前藥，通過縮醛連接到PEG-PAA嵌段共聚物的PAA骨架上，合成的共價結(jié)合物在磷酸鹽緩沖液(PB, pH 7.4, 10 mM)中可以自組裝成單分散的納米膠束。該納米膠束對KB、HeLa及紫杉醇耐藥的A549顯示出很強(qiáng)抗腫瘤活性。用葉酸進(jìn)一步修飾納米膠束制成FA-PEG-PLA，則對葉酸受體高表達(dá)的KB細(xì)胞具有靶向性，相對于非靶向性的紫杉醇納米前藥，在相同條件下IC50低了12倍。說明縮醛連接的紫杉醇前藥納米膠束是一個具有潛力的治療癌癥的方式。另一種采用前藥原理設(shè)計(jì)的膠束為Yi D等[27]通過3, 3′-二硫代二丙酸、甲基丙烯酸2-羥基乙酯和紫杉醇合成出含二硫鍵可聚合的紫杉醇前藥，然后與聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMEA)去獲得共聚物，該共聚物紫杉醇含量為23%。在水溶液中共聚物自組裝成膠束，紫杉醇為核，PEG部分為殼。該共聚物前藥對癌細(xì)胞有明顯高于正常細(xì)胞的細(xì)胞毒性。0.1μg/mL PTX與腫瘤細(xì)胞共孵育48h，HEK-293細(xì)胞(人胚腎細(xì)胞)超過90%細(xì)胞存活，而HeLa細(xì)胞存活率降至52%以下。

有報(bào)道采用甲氧基聚乙二醇-b-聚(乳酸-co-微晶纖維素)[MPEG-b-P(LA-co-MCC)]制備了兩種類型的紫杉醇結(jié)合物膠束，一種膠束M(PTX)包含紫杉醇25%，另一種膠束M(FA/PTX)包含紫杉醇22.5%及葉酸1.4%。研究表明M(FA/PTX) 具有很好的抗腫瘤活性，在治療人乳腺癌方面具有潛力[28]。Li等[29]設(shè)計(jì)了聚氧乙烯山梨醇油酸酯-膽固醇-紫杉醇三者偶聯(lián)(POEGMEA-b-PCEA-PTX)的嵌段共聚物，并自組裝成膠束，然后以單純紫杉醇為對照，研究了該膠束對2D單層細(xì)胞培養(yǎng)及多細(xì)胞腫瘤球(MCTSs)的作用，結(jié)果顯示對于2D前列腺細(xì)胞，膠束細(xì)胞毒性低于單純紫杉醇，但在3D前列腺多細(xì)胞腫瘤球(MCTSs)，膠束毒性高于單純紫杉醇，尤其是膠束通過二氨基交聯(lián)。這個結(jié)果顯示二氨基交聯(lián)的POEGMEA-b-PCEA-PTX膠束對于前列腺癌的治療是一個有用的納米載體。

2 紫杉醇無機(jī)納米粒子運(yùn)輸體

近年來報(bào)道的紫杉醇無機(jī)納米粒子運(yùn)輸體所采用的材料主要為羥磷灰石和硅藻酸鈣。羥磷灰石可生物降解，多孔。Kojima等[30]設(shè)計(jì)制備了羥磷灰石(HA)修飾的聚(DL-丙交酯-co-乙醇酸交酯)(PLG)微球，該微球吸附紫杉醇。該微球記為Tax/HA/PLG，在水中分散性高，增加了細(xì)胞的攝取。經(jīng)該微球處理，微管形態(tài)發(fā)生了變化，說明HA/PLG可作為紫杉醇的運(yùn)輸載體。Shilei等[31]制備了一個植入纖維，他首先制備負(fù)載紫杉醇的硅藻酸鈣微粒，在此基礎(chǔ)上向乳液中加入聚丙烯碳酸酯和替莫唑胺(TMZ)，靜電紡絲形成TMZ +PTX纖維，該纖維紫杉醇載藥量為2.1%，減少了起始突放，延長了釋放時間。細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)顯示相比于單個藥物，神經(jīng)膠質(zhì)瘤C6細(xì)胞對TMZ +PTX纖維更敏感。當(dāng)TMZ∶PTX為1∶1時，TMZ +PTX纖維兩藥顯示出最佳的協(xié)同效應(yīng)。

3 紫杉醇金屬納米粒子運(yùn)輸體

此外近年來還報(bào)道了金屬粒子組成的納米粒進(jìn)行紫杉醇的運(yùn)輸。Si-Yue等[32]制備了一個新的核殼納米粒PLGA@Ag-Au NPs，該納米粒的核為負(fù)載紫杉醇的PLGA納米粒，其外表覆蓋單質(zhì)銀，通過替換反應(yīng)再進(jìn)一步生成Ag-Au納米殼。這個負(fù)載紫杉醇的雙金屬納米粒具有表面增強(qiáng)的拉曼光譜(SERS)。PLGA@Ag-Au NPs同時具有SERS活性、控釋藥物和高熱作用，在癌癥治療診斷方面具有潛在價值。

4 結(jié)語

紫杉醇具有優(yōu)良的抗癌活性，已經(jīng)被FDA批準(zhǔn)用于臨床，但由于其水溶性及帶來的不良反應(yīng)等問題，開展紫杉醇的納米運(yùn)輸具有重要價值，尤其是具有靶向性和其他藥物共運(yùn)輸體系的開發(fā)是今后關(guān)注的焦點(diǎn)，對于新藥創(chuàng)新具有重大意義。

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[編輯] 劉陽

2016-06-01

國家級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目(201312216026)；安徽省教育廳自然研究重點(diǎn)項(xiàng)目(KJ2014A098)；安徽新華學(xué)院校級科研項(xiàng)目(2013zr011)。

宋祖榮(1977-)，女，講師，主要從事藥物運(yùn)輸體系研究，szr77@126.com。

R96

A

1673-1409(2016)36-0076-05

[引著格式]宋祖榮，賈曉益，陳玲. 紫杉醇納米遞藥系統(tǒng)研究進(jìn)展 [J]. 長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版), 2016, 13(36):76～80.