徐坤堯 ,封易成 ,秦 蒙 ,,甘志華 ,**
(1. 北京化工大學生命科學與技術(shù)學院 北京 100020;2. 北京化工大學軟物質(zhì)工程與高精尖中心 北京 100020)
縮寫:聚(乳酸-乙醇酸共聚物)(PLGA);聚乙二醇(PEG);聚醚酰亞胺(PEI);表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG);羥丙基甲基纖維素(HPMC);聚環(huán)氧乙烷(PEO);聚山梨醇酯80 (T80);聚酰胺-胺型樹枝狀大分子(PAMAM);羥基封端的聚酰胺酰胺樹狀聚合物(PAMAM-OH);金元素(Au);鈀元素(Pd);人神經(jīng)母細胞瘤細胞(SH-SY5Y);內(nèi)源性神經(jīng)干細胞(NSC);脂多糖(LSP);N-三甲基殼聚糖(TMC);6-羥基多巴胺(6-OHDA);羥乙基纖維素(HEC);上皮性結(jié)直腸腺癌(Caco-2)細胞系;1-甲基-4-苯基-1.2.3.6-四氫吡啶(MPTP);1-甲基-4-苯基萘醌離子(MPP+);視網(wǎng)膜干細胞(MIO-M1);Madin-Darby 犬腎細胞(MDCK);β-淀粉樣蛋白(Aβ);阿爾茲海默癥(AD);三氯化鋁(AlCl3);乳鐵蛋白(Lf);藥-時曲線下面積(AUC);黃楊堿(CVB-D)。
隨著我國生育率的下降,人口老齡化程度逐年加重[1],受阿爾茲海默癥[2]、帕金森綜合征[3]、肌萎縮側(cè)索硬化[4]等神經(jīng)退行性疾病影響的數(shù)量十分龐大。神經(jīng)退行性疾病主要指阿爾茲海默癥、帕金森綜合征、亨廷頓癥和肌索硬化癥這四種疾病。這類病會導致中樞或外周神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的進行性退化,存在高風險、高死亡率,經(jīng)濟壓力重等特點,嚴重降低生活質(zhì)量,甚至威脅生命。目前,臨床上還沒有能長時間作用,有效克制慢性神經(jīng)退行性疾病病程發(fā)展的治療藥物。越來越多的證據(jù)表明,小分子天然產(chǎn)物對神經(jīng)退行性疾病有突出療效[5-7]。例如姜黃素可有效緩解在神經(jīng)退行性疾病中常出現(xiàn)的氧化應(yīng)激反應(yīng)[8-9]。然而,天然小分子藥物共同存在著穩(wěn)定性差,在體內(nèi)的半衰期短,清除率高等問題,使得小分子藥物難以在病灶部位有效累計,療效受到一定限制。針對治療神經(jīng)退行性疾病的臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn),由于血腦屏障的存在,水溶性好的小分子藥物難以通過血腦屏障,脂溶性好的天然小分子藥物雖然能少量的透過,但同時存在著靜脈注射給藥劑量大,周身器官毒性大等問題。因此,如何增加天然小分子的穩(wěn)定性,降低清除率,從而增加體內(nèi)循環(huán)時間,增加神經(jīng)退行性疾病病灶藥物有效累計是亟待解決的問題。
目前,研究者利用納米粒子作為藥物遞送載體,能有效改善天然小分子藥物的水溶性,從而減少給藥劑量、降低細胞毒性;能將藥物靶向腦部遞送、增加藥物的血腦屏障透過性,增加病灶藥量從而提高療效;還能在增加藥物的體內(nèi)停留時間降低清除率方面發(fā)揮重要作用。因此,利用納米制劑作為藥物腦內(nèi)遞送的載體有著廣泛的應(yīng)用前景。本研究總結(jié)了應(yīng)用于神經(jīng)退行性疾病的天然小分子藥物的納米制劑,可為基礎(chǔ)應(yīng)用和臨床研究提供參考。
根據(jù)阿爾茨海默病協(xié)會報告(2018 年)顯示,全球有5000 萬人患有癡呆病癥。目前,治療僅限于少數(shù)常規(guī)口服藥物(FDA 批準),天然小分子對阿爾茲海默癥有益療效而受到越來越多的關(guān)注。但由于血腦屏障(BBB)的存在,腦內(nèi)滲透性藥物濃度低使得藥物療效受限。納米制劑可以有效解決該問題(見表1)。
表1 針對治療阿爾茲海默癥的天然小分子藥物的納米制劑研究
續(xù)表
帕金森?。≒D)是一種神經(jīng)退行性疾病,主要導致中腦黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元的變性死亡,癥狀通常在數(shù)年內(nèi)緩慢發(fā)展。帕金森病本身并不致命,但該病并發(fā)癥可能很嚴重。下表總結(jié)了近五年來應(yīng)用于帕金森綜合征的天然小分子藥納米制劑的研究進展。
亨廷頓病(HD)又稱“舞蹈癥”,是一種遺傳性常染色體顯性遺傳神經(jīng)退行性疾病,其普遍發(fā)病率約為每100000 例嬰兒10 例,是翻譯水平上的疾病,目前沒有任何療法可以預(yù)防疾病或阻止HD 的發(fā)展。近期,一些天然小分子藥物被證明可以用于治療該病癥,相關(guān)研究表明納米粒子可以用于改善藥物作用效果。例如,Ramachandran 等[39]用固體脂質(zhì)納米粒封裝的胸腺醌,研究結(jié)果表明,肌肉力量、剛度、運動和記憶表現(xiàn)得到改善。Harjeet Kaur等[40]開發(fā)了EGCG固體脂質(zhì)納米粒,藥理學評價顯示腦缺血誘導的記憶障礙顯著改善。Wang 等[41]在給大鼠施用姜黃素的納米懸浮液之后,口服生物利用度提高了3.7 倍。M.Nasr 等[42]制備了包覆姜黃素的脂質(zhì)體納米乳液,改善了粘膜的粘附性,增加大腦中的藥物濃度。Rezvan 等[43]利用超順磁性氧化鐵納米粒子負載槲皮素(QT)提高了生物利用度??诜o藥后,血漿和腦中的QT 濃度提高了10 倍。
上文中總結(jié)了近五年以來所有出現(xiàn)在科學引文索引(Web of sicence)數(shù)據(jù)庫中的利用納米制劑遞送天然小分子用于治療神經(jīng)退行性疾病的研究型文獻。雖然納米制劑種類眾多,但是應(yīng)用在治療神經(jīng)退行性疾病的天然小分子藥物中最廣泛的納米制劑依然還是脂質(zhì)體制劑,然而關(guān)于治療肌萎縮側(cè)索硬化癥的天然小分子納米制劑,目前仍沒有相關(guān)研究發(fā)表。隨著納米制劑的研究發(fā)展,未來將會出現(xiàn)更多有研究價值的新型制劑,也會有更多治療神經(jīng)退行性疾病的新藥物。但是天然小分子脂水分配系數(shù)低,在體內(nèi)清除率高、半衰期短等仍然都是需要納米制劑輔助解決的問題,希望未來能有效地將納米制劑與天然小分子藥物的研發(fā)結(jié)合起來,有效地解決神經(jīng)退行性疾病。
表2 針對治療帕金森綜合征的天然小分子藥物的納米制劑研究