劉 萍,盧光照,魯 瑩,鄒 豪
(1.海軍軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院藥劑學(xué)教研室,上海200433;2.解放軍第九七〇醫(yī)院藥劑科,山東 煙臺 264001)
世界衛(wèi)生組織發(fā)布的《2018年世界瘧疾報告》指出,2017年全世界共發(fā)生2.19 億例瘧疾,其中43.5 萬人死于該疾病。非洲區(qū)域占瘧疾病例總數(shù)的92%,占瘧疾死亡總數(shù)的93%[1]。瘧疾對發(fā)展中國家的人民健康仍具有嚴(yán)重的威脅。目前臨床使用的抗瘧藥物主要包括:①喹啉類:通過與血紅素結(jié)合進而抑制血紅素聚合酶破壞瘧原蟲膜功能,導(dǎo)致細胞裂解和瘧原蟲細胞自消化從而誘導(dǎo)瘧原蟲凋亡,包括奎寧、氯喹、磷酸伯氨喹、磷酸哌喹等;②二氫葉酸還原酶抑制劑:抑制瘧原蟲的二氫葉酸還原酶,影響瘧原蟲葉酸代謝過程從而干擾瘧原蟲的DNA合成,導(dǎo)致瘧原蟲的生長繁殖受到抑制,包括乙胺嘧啶等;③青蒿素類:產(chǎn)生導(dǎo)致溶血和裂解受感染細胞的自由基,最終對瘧原蟲的細胞結(jié)構(gòu)及功能造成破壞使瘧原蟲凋亡,包括青蒿素及其衍生物雙氫青蒿素、青蒿琥酯、蒿甲醚、蒿乙醚等??汞懰幬锍S玫闹苿﹦┬陀衅瑒?、注射劑和栓劑等,但其存在溶解度差、半衰期短和缺乏靶向性等問題限制了其臨床應(yīng)用。因此,如何改善上述問題成為當(dāng)前各國藥學(xué)科學(xué)家研究的熱點,本文綜述近年來抗瘧藥劑型研究的進展。
固體分散體是指藥物高度分散于固體載體中所形成的一種分散系統(tǒng),通過不同的載體和制備方法可達到改善藥物溶出度和緩控釋的目的。
Saeed等[2]通過溶劑蒸發(fā)和凍干技術(shù)制備了青蒿琥酯的固體分散體。與純藥物相比,溶劑蒸發(fā)固體分散體的溶解度最大增加2.66倍,凍干固體分散體的溶解度最大增加2.99倍。此外,Shahzad等[3]制備的青蒿素的固體分散體溶解度最高可達到755.4 μg/ml,而青蒿素原料藥在水中和在磷酸鹽緩沖液(PBS)中的溶解度分別為12.9 μg/ml和15.7 μg/ml。Letchmanan等[4]采用共噴霧干燥法制備了青蒿素的固體分散體。體外溶出試驗顯示,純青蒿素在5 min時溶解度為7.6 mg/L,在整個實驗過程中溶解度逐漸增加并在2 h時為43 mg/L;青蒿素的固體分散體5 min時溶解度即達到101 mg/L。這說明固體分散體可以有效地改善藥物的溶解度。
包合物是指利用環(huán)糊精及其衍生物的分子內(nèi)部存在疏水空穴,藥物分子能被包合在空穴內(nèi)形成包合物,從而使藥物分子的溶解度和穩(wěn)定性等物理性質(zhì)發(fā)生改變。
Kakran等[5]分別制備了青蒿素納米粒和青蒿素-β-環(huán)糊精包合物。結(jié)果顯示,4 h時純青蒿素的溶出度為13%,青蒿素納米粒溶出度為76%,而青蒿素-β-環(huán)糊精包合物(青蒿素∶β-環(huán)糊精=1∶1)溶出度為100%。陳方偉等[6]采用攪拌法制備了雙氫青蒿素-羥丙基-β-環(huán)糊精,包合后雙氫青蒿素的溶解度從0.13 mg/ml增至19.36 mg/ml。
納米粒是由粒徑1~1 000 nm的粒子組成的體系,是當(dāng)前藥物劑型研究的熱點之一。具有實現(xiàn)藥物緩釋和藥物靶向遞送的特性。Kumar等[7]制備了負(fù)載磷酸伯氨喹的半乳糖基化明膠納米粒,經(jīng)體外研究,載藥納米粒持續(xù)釋放超過24 h,而原料藥在8 h內(nèi)幾乎100%釋放,表明納米??梢詫崿F(xiàn)抗瘧藥的緩釋。此外,納米粒還能延長藥物半衰期,如該制劑的半衰期(t1/2)為51 h,原料藥的t1/2僅為6 h。在動物研究中,載藥納米粒到達肝臟時的藥物量較高,為286.6 μg,而原料藥僅為35.4 μg,表明載藥納米粒較原料藥具有更好的靶向性。肝臟是瘧疾感染中瘧原蟲的宿主器官,因此,具備肝臟靶向且以更高藥物濃度累積到肝臟的抗瘧藥可發(fā)揮更有效的治療作用。
Dai等[8]采用高壓乳勻法制備了青蒿素脂質(zhì)納米粒(ART-NLC)。大鼠經(jīng)尾靜脈注射給藥后,ART-NLC組的AUC0→∞為707.45 ng·h/ml 明顯比ART溶液組的 368.98 ng·h/ml 大。ART-NLC組的MRT 3.38 h 較ART溶液組 1.39 h 有所延長。大鼠經(jīng)腹腔注射給藥后,ART-NLC組的AUC0→∞(1233.06 ng·h/ml)與MRT (4.97 h)都比ART溶液組的AUC0→∞(871.17 ng·h/ml)與MRT(1.75 h)增加很多。Wang等[9]使用溶劑蒸發(fā)法制備雙氫青蒿素-磷脂復(fù)合物-納米顆粒。經(jīng)體外研究,載藥納米粒持續(xù)釋藥達到7 d,而原料藥在4 h內(nèi)幾乎完全釋放。
Dauda等[10]以聚乳酸羥乙酸共聚物(PLGA)為載體,制備了青蒿琥酯(ART)納米顆粒。小鼠體外實驗顯示,游離青蒿琥酯的抑蟲率為58.2%,相比下納米粒具有較高的抑蟲率(62.6%)。就血小板計數(shù)結(jié)果而言,對照組明顯地高于游離青蒿琥酯組和ART-PLGA組。因此,藥物的使用沒有導(dǎo)致肝毒性的產(chǎn)生。體外細胞毒性試驗結(jié)果表明,ART-PLGA的半數(shù)抑制濃度(468.0 μg/ml)顯著高于游離青蒿琥酯(7.3 μg/ml),P<0.05。說明該納米粒是一種有效安全的抗瘧制劑。
脂質(zhì)體是一種由類脂質(zhì)雙分子層所構(gòu)成的藥物載體制劑,藥物包封于類脂質(zhì)雙分子層內(nèi)。余熒藍等[11]制備了青蒿素長循環(huán)脂質(zhì)體。體外釋放試驗顯示,在1 h時,游離青蒿素溶液和青蒿素長循環(huán)脂質(zhì)體的累積釋放量分別為 99.10%和 37.36%;24 h后,青蒿素長循環(huán)脂質(zhì)體的最大累積釋放量為83.63%,之后釋放趨于平緩。說明,該脂質(zhì)體具有緩釋作用。史光玉等[12]分別采用微乳法和高壓乳勻法制備了蒿甲醚納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體。二者的體外釋放試驗均顯示緩釋特性,釋放規(guī)律均符合一級動力學(xué)方程,48 h累積釋放率分別為80.86%和83.9%。
胡誠等[13]制備了聚乙二醇1000維生素E琥珀酸酯修飾青蒿琥酯脂質(zhì)體。體外釋放試驗顯示,與青蒿琥酯溶液在2 h內(nèi)基本釋放完全相比,脂質(zhì)體組12 h釋放約80%,表明脂質(zhì)體具有延緩藥物釋放的特性。田柳[14]以乙醇注入法制備得到了蒿甲醚脂質(zhì)體(ARM-Lips),體外釋放的結(jié)果顯示,在含有1%吐溫的pH 7.4的PBS中,蒿甲醚增溶溶液的釋放較為迅速,在8 h時累積釋放百分率高達(81.30±2.26)%;而ARM-Lips釋放較為緩慢,8 h時累積釋放百分率接近50.76%,48 h時累積釋放百分率達到79.35%,表明其有良好的緩釋作用。
Isacchi等[15]制備了青蒿素脂質(zhì)體和青蒿素-PEG化脂質(zhì)體。伯氏瘧原蟲感染小鼠體外試驗顯示,脂質(zhì)體制劑特別是青蒿素-PEG化脂質(zhì)體起效更快,且青蒿素血漿濃度變化較小,說明其在一段時間內(nèi)具有恒定的藥物釋放。此外,史光玉[16]制備的膽堿-聚乙二醇雙修飾蒿甲醚脂質(zhì)納米??蛇M入感染紅細胞并聚集于瘧原蟲周圍,具有針對感染紅細胞的靶向作用。
微乳是由油相、表面活性劑和助表面活性劑組成的一種熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng),是難溶性藥物常用的一種劑型??略屏岬萚17]制備了青蒿琥酯自微乳。體外釋放結(jié)果表明,青蒿琥酯自微乳在 30 min內(nèi)溶出>80%,而原料藥30 min 溶出僅約27%。因此,微乳能顯著提高抗瘧藥的體外溶出。
張亞紅等[18]制備了蒿甲醚微乳,大鼠灌胃給藥結(jié)果顯示,用蒿甲醚混懸液給藥后的Cmax、AUC分別為96.33 ng/ml、322.66 ng·h/ml,而蒿甲醚微乳給藥后Cmax、AUC則分別提高1倍和3倍。綜上表明微乳可以在體內(nèi)維持藥物在較高濃度水平,從而增強療效。席建軍等[19]制備了青蒿琥酯自微乳。大鼠體內(nèi)的藥動學(xué)參數(shù)顯示,青蒿琥酯原料藥和青蒿琥酯自微乳的Cmax、t1/2和AUC0→t分別為:87.6 ng/ml,1.88 h和43.3 ng·h/ml;421 ng/ml,1.48 h和282 ng·h/ml。其中,兩者的Cmax和AUC0→t參數(shù)存在顯著性差異(P<0.01)。綜上表明微乳可以在體內(nèi)維持藥物在較高濃度水平,從而增強療效。
田霞等[20]制備的蒿甲醚微乳在30 min 時溶出度達到80%,而蒿甲醚原料藥在60 min時溶出度僅為15.73%,說明微乳還能加快藥物溶出,從而使藥物快速起效。微乳也有掩蓋氣味的作用,沈雪松等[21]制備了水包油型的青蒿琥酯微乳。水包油型乳劑可起到掩味作用,亦可添加矯味劑從而提高患者的依從性。
微球是應(yīng)用相應(yīng)的載體材料,將藥物包裹或分散于其中的微粒分散體系,可供口服、注射、滴鼻或皮下埋植使用。Sahu等[22]制備了負(fù)載氯喹的熱交聯(lián)明膠微球。藥物從微球中釋放長達 24 h,并且可以通過改變藥物和聚合物的比例來控制釋放時間。潘旭旺等[23]制備的青蒿琥酯緩釋微球在60 h內(nèi)緩慢釋藥,而青蒿琥酯原料藥在4 h內(nèi)基本釋放完全,表明抗瘧藥微球具有緩釋的作用。
膠束是由具有親水基團和疏水基團的兩親嵌段共聚物在水中自組裝形成的熱力學(xué)穩(wěn)定體系,其中疏水基團為內(nèi)核,親水基團為外殼。Manjili等[24]采用納米沉淀法將青蒿素包裹在甲氧基聚乙二醇-聚己內(nèi)酯(mPEG-PCL)膠束內(nèi),制成青蒿素/mPEG-PCL膠束。體外釋放試驗顯示,青蒿素原料藥在PBS(pH 7.4)中釋放迅速,在12 h內(nèi)即達到總量的70.95%;青蒿素膠束在PBS(pH 7.4)、PBS(pH 1.2)和血漿培養(yǎng)基中最大釋放量是在96 h后,分別為60.99%、65.56%和66.54%,說明載藥膠束中抗瘧藥呈現(xiàn)緩慢持續(xù)釋放。Manjili等[25]制備了青蒿素(ART)膠束。體外釋放試驗顯示,在PBS(pH 7.4)、PBS(pH 5.5)和人血漿中,青蒿素原料藥釋放迅速,在10 h內(nèi)分別達到其總峰值的80%,88%和 82%;ART膠束在72 h時釋放的 ART 量分別為38%、50% 和 42%。藥動學(xué)研究顯示,裝載ART 的膠束的t1/2增加至 3.51 h,而ART水性組的t1/2為1.02 h,這表明將 ART 包裹在膠束中可延長體內(nèi)停留時間,從而實現(xiàn)長期治療效果;膠束平均AUC0→∞值(5234 ng·h/ml)比ART 水性組(320 ng·h/ml)高16倍,表明膠束制劑產(chǎn)生更高的 ART暴露,且增加了ART在體內(nèi)的生物利用度。Pestehchian等[26]制備了負(fù)載乙胺嘧啶的泊洛沙姆 407納米膠束。感染伯氏瘧原蟲的小鼠體內(nèi)試驗顯示,載藥納米膠束組小鼠的寄生蟲血癥發(fā)生率始終低于5%,存活率高達77.7%并存活至研究結(jié)束;乙胺嘧啶組小鼠的寄生蟲血癥發(fā)生率最高可達22%,且在第23天全部死亡。組織病理學(xué)顯微鏡檢查結(jié)果顯示,納米膠束組抑制脾臟和腎臟寄生蟲引起的組織損傷,使其組織病理學(xué)變化小于乙胺嘧啶組和陽性對照組。說明載藥納米膠束具有有效的抗瘧疾活性和更高的安全性。
經(jīng)皮給藥制劑是指經(jīng)皮膚給藥后,藥物穿透皮膚、進入血液循環(huán)而起到全身治療作用的制劑。邱玉琴等[27]制備了蒿甲醚可溶解微針透皮貼劑。大鼠體內(nèi)藥動學(xué)試驗顯示,與肌內(nèi)注射組32 h后即檢測不到藥物相比,微針經(jīng)皮給藥組60 h后仍能檢測到,并且微針經(jīng)皮給藥組的平均駐留時間是肌內(nèi)注射組的2倍以上。Qiu等[28]制備的蒿甲醚(ARM)可溶解微針透皮貼劑。體外滲透試驗顯示,該制劑在120 h在皮膚上的累積釋放達50%以上,ARM懸浮液的累積釋放不到20%,說明該制劑可在長時間內(nèi)持續(xù)釋放??梢?,透皮給藥系統(tǒng)具有避免肝臟及胃腸道的首過效應(yīng)和實現(xiàn)抗瘧藥的緩釋等作用。
此外,根據(jù)文獻報道,目前較熱門的抗瘧藥劑型研究還有鼻腔給藥,可避免肝臟首過效應(yīng)的影響且具有腦靶向作用,特別適用于治療腦型瘧疾。Jain等[29]制備了可鼻腔給藥的蒿甲醚納米脂質(zhì)體,表現(xiàn)出較強的腦靶向性,且可持續(xù)釋放96 h。
對于未來新劑型的研究,以下四點或許有所啟發(fā):①針對固體分散體穩(wěn)定性差的問題,建立系統(tǒng)的體外體內(nèi)穩(wěn)定性評價體系,并進行有針對性的穩(wěn)定性考察,將更好地發(fā)揮其應(yīng)用價值;②將液體自微乳轉(zhuǎn)換成固體自微乳,可以進一步提高微乳的性能,改善其穩(wěn)定性,兼具微乳和固體制劑的雙重優(yōu)點,具有良好的研發(fā)前景;③無表面活性劑的微乳可從根本上解決因大量表面活性劑加入導(dǎo)致的問題,應(yīng)是未來的研究熱點之一;④將環(huán)糊精分子與藥物載體如納米粒、脂質(zhì)體等結(jié)合,研發(fā)出多重載體以彌補它們各自的缺陷。另外,兩種或兩種以上配伍組成的復(fù)方抗瘧藥物,與單方藥相比有降低復(fù)發(fā)率和毒副作用等特點,也受到研究人員的關(guān)注[30]。
隨著各種制劑新技術(shù)的深入研究,必將會有更多抗瘧藥物的新制劑突破實驗室研究服務(wù)于臨床,隨著這些新制劑的產(chǎn)業(yè)化,對于提高我國制藥工業(yè)技術(shù)水平,幫助人類戰(zhàn)勝瘧疾具有重要的意義。