王棟，徐寒梅，胡加亮

（中國(guó)藥科大學(xué) 江蘇省合成多肽藥物發(fā)現(xiàn)與評(píng)價(jià)工程中心，江蘇 南京 211198）

血腦屏障是一種高度選擇性的半透膜，它將循環(huán)血液與腦組織分隔開(kāi)，是由毛細(xì)血管壁的內(nèi)皮細(xì)胞、包裹毛細(xì)血管的星形膠質(zhì)細(xì)胞的偽足末端和嵌入毛細(xì)血管基底膜的周細(xì)胞所組成[1]。血腦屏障能夠防止有害物質(zhì)進(jìn)入大腦，維持大腦內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定，但也阻礙了許多潛在診斷劑和治療劑的腦遞送。

隨著人口老齡化的發(fā)展，阿爾茨海默病、帕金森病、多發(fā)性硬化、卒中、腦腫瘤等中樞神經(jīng)系統(tǒng)（central nervous system，CNS）疾病的發(fā)病率越來(lái)越高，已經(jīng)成為威脅人類(lèi)生命的第二大類(lèi)疾病[2]。然而，CNS藥物開(kāi)發(fā)的成功率很低，其中最重要的制約因素就是藥物難以通過(guò)血腦屏障。幾乎所有的大分子藥物，包括多肽、重組蛋白、單克隆抗體（monoclonal antibodies，mAbs）和基于RNA干擾技術(shù)的藥物，以及98%以上的小分子藥物均無(wú)法通過(guò)血腦屏障，這嚴(yán)重阻礙了CNS疾病的有效臨床治療[3]。因此，CNS藥物在具有安全性和有效性的同時(shí)，還必須能夠克服血腦屏障，實(shí)現(xiàn)在CNS中的充分暴露，這是CNS藥物研發(fā)成功的關(guān)鍵。

一些內(nèi)源性分子能夠正常跨越血腦屏障，維持和調(diào)節(jié)CNS的穩(wěn)態(tài)，它們的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑主要有6種，包括細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn)、被動(dòng)跨細(xì)胞擴(kuò)散、載體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn)、受體介導(dǎo)的跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)、吸附介導(dǎo)的跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)和細(xì)胞介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn)，但是大多數(shù)外源性分子均會(huì)受到血腦屏障的阻礙。為了實(shí)現(xiàn)跨血腦屏障的藥物遞送，可以直接干擾血腦屏障的生理屏障功能，減小血腦屏障的阻礙，如打開(kāi)緊密連接、抑制外排泵；或者合理設(shè)計(jì)和修飾藥物分子，改變藥物的性質(zhì)使其更容易跨越血腦屏障，如模擬內(nèi)源性分子設(shè)計(jì)藥物、前藥設(shè)計(jì)、脂化修飾、糖基化修飾；還可以將藥物與載體偶聯(lián)，構(gòu)建有效的藥物腦遞送系統(tǒng)，如mAbs載藥系統(tǒng)、細(xì)胞穿梭肽載藥系統(tǒng)。本文將對(duì)跨血腦屏障實(shí)現(xiàn)藥物腦遞送的策略研究進(jìn)展進(jìn)行介紹，以期為CNS藥物的開(kāi)發(fā)提供參考。

1 干擾血腦屏障的緊密連接或外排系統(tǒng)

1.1 打開(kāi)血腦屏障的緊密連接

許多CNS疾病會(huì)導(dǎo)致血腦屏障的通透性增加，但增加的程度是不可預(yù)測(cè)的，會(huì)因患者病情和個(gè)體差異而各不相同。同時(shí)，腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞比外周內(nèi)皮細(xì)胞排列更加緊密，即使是在嚴(yán)重的病理?xiàng)l件下，血腦屏障的緊密連接開(kāi)放性增加到最多可允許粒徑20 nm的藥物分子透過(guò)血腦屏障[4]。因此，通過(guò)外部刺激人為誘導(dǎo)緊密連接開(kāi)放，是促進(jìn)候選分子通過(guò)細(xì)胞旁轉(zhuǎn)運(yùn)途徑進(jìn)入大腦所必需的。

頸動(dòng)脈注射高滲溶液，如25%的甘露醇或阿拉伯糖，使得腦部毛細(xì)血管的滲透壓升高，在血管環(huán)境平衡過(guò)程中，內(nèi)皮細(xì)胞收縮導(dǎo)致緊密連接打開(kāi)，從而增加了血腦屏障的通透性[5]。這種方法能夠暫時(shí)性提高腦滲透水平，可以使大腦中親水性藥物的濃度增加20倍以上。通過(guò)活體腦成像發(fā)現(xiàn)，該方法在人體內(nèi)實(shí)現(xiàn)有效藥物輸送的治療窗約為40 min，血腦屏障通透性在8 h內(nèi)緩慢恢復(fù)至正常水平[6]。此外，通過(guò)頸動(dòng)脈注射某些化合物可以誘導(dǎo)血腦屏障的瞬時(shí)開(kāi)放，如閉鎖小帶毒素、組胺、緩激肽、Cereport（一種與緩激肽類(lèi)似的合成肽）、LipoBridge（一種含有短鏈低聚甘油脂的非免疫原性制劑）、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、油酸、溶血磷脂酸和十二烷基硫酸鈉等[7]。物理刺激也可以作為一種瞬時(shí)打開(kāi)血腦屏障的策略，如聚焦超聲、電磁場(chǎng)和微波輻射等[8]。

盡管上述方法能夠開(kāi)放血腦屏障，但這種打開(kāi)緊密連接的方式是一種非特異性、非選擇性的策略，藥物分子透過(guò)血腦屏障的同時(shí)，其他物質(zhì)也會(huì)不受約束地進(jìn)入大腦，如病原體和神經(jīng)炎癥介質(zhì)，可能會(huì)導(dǎo)致CNS疾病并未得到改善，反而更加嚴(yán)重。

1.2 抑制血腦屏障的外排系統(tǒng)

血腦屏障中存在一些外排轉(zhuǎn)運(yùn)體，主要有乳腺癌相關(guān)蛋白（breast cancer-related protein，BCRP）、P-糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp）和多藥耐藥相關(guān)蛋白（multidrug resistance-associated proteins，MRPs），這些外排轉(zhuǎn)運(yùn)體共同作用，阻止一系列藥物進(jìn)入腦實(shí)質(zhì)[9]。P-gp是幾種親脂性分子的轉(zhuǎn)運(yùn)體，多種MRPs負(fù)責(zé)運(yùn)輸中性化合物和離子（尤其是陰離子）化合物[9]。

許多候選藥物受到這些轉(zhuǎn)運(yùn)體的阻礙，無(wú)法入腦發(fā)揮作用，雖然打開(kāi)血腦屏障的緊密連接，可能會(huì)在一定程度上增加這些藥物的進(jìn)入，研究發(fā)現(xiàn)抑制外排泵可以作為一種更好的替代方法來(lái)克服外排系統(tǒng)的阻礙。一些內(nèi)源性或外源性的拮抗劑，能夠抑制主要外排泵，當(dāng)與被外排的候選藥物聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，可以提高藥物的腦內(nèi)濃度。例如，內(nèi)皮素-1（endothelin-1，ET-1）是一種內(nèi)源性受體拮抗劑，可以抑制血腦屏障中P-gp的活性[10]。泊洛沙姆作為一種非離子型表面活性劑，能夠以2種形式存在：溶液形式下的單體狀態(tài)和聚集形式下的膠束狀態(tài)。泊洛沙姆在膠束狀態(tài)下可以作為輸送藥物的載體，在單體狀態(tài)下能夠有效阻止外排系統(tǒng)，已被證明能夠抑制外排泵P-gp，小程度地抑制MRP1和MRP2，而且這種抑制作用是短暫的，對(duì)血腦屏障的完整性沒(méi)有明顯損害[11]。

盡管使用外排抑制劑能夠改善某些藥物的腦遞送，但長(zhǎng)期使用可能會(huì)導(dǎo)致血腦屏障外排系統(tǒng)的功能失常，一些有害物質(zhì)趁機(jī)侵入大腦，引發(fā)中樞神經(jīng)毒性。上述的打開(kāi)緊密連接和抑制外排泵，均是通過(guò)干擾血腦屏障正常的生理屏障功能，提高藥物的腦滲透率，但會(huì)增加外源病原體和有害物質(zhì)的CNS侵染風(fēng)險(xiǎn)，因此，干擾血腦屏障的緊密連接或外排系統(tǒng)不適合長(zhǎng)期應(yīng)用。

2 提高候選分子的血腦屏障透過(guò)性

2.1 模擬內(nèi)源性分子策略

血腦屏障上存在著多種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，能夠?qū)⒀褐械纳窠?jīng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)順利遞送進(jìn)腦實(shí)質(zhì)，這種載體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑可以作為先導(dǎo)化合物的設(shè)計(jì)方向，尤其是游離的肽類(lèi)分子，它們更容易模擬內(nèi)源性神經(jīng)肽的結(jié)構(gòu)特征，與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白特異性結(jié)合，實(shí)現(xiàn)跨血腦屏障轉(zhuǎn)運(yùn)。

Zhang等[12]以?xún)?nèi)源性神經(jīng)肽甘丙肽為模版，用堿性氨基酸賴(lài)氨酸（Lys）取代截短肽中的非活性氨基酸殘基，棕櫚?；揎桳ys以增強(qiáng)截短肽的脂溶性，得到甘丙肽類(lèi)似物，通過(guò)小鼠模型的腹腔給藥，能夠有效預(yù)防癲癇發(fā)作。以一種具有鎮(zhèn)痛作用的神經(jīng)肽W為模板，Green等[13]在其截短肽中引入脂化和陽(yáng)離子化基序，得到的神經(jīng)肽W類(lèi)似物能夠有效透過(guò)血腦屏障，兼具抗癲癇和鎮(zhèn)痛的活性。許多CNS藥物也是內(nèi)源性分子的類(lèi)似物，借助載體轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入大腦，如左旋多巴（levodopa，L-DOPA），作為多巴胺的脂溶性前體，含有羧基和α-氨基，能夠結(jié)合L型氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1（L-type amino acid transporter 1，LAT1）進(jìn)行跨血腦屏障轉(zhuǎn)運(yùn)；米爾法蘭和加巴噴丁也是LAT1的底物，通過(guò)受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用入腦，因?yàn)樗鼈兣c酪氨酸的結(jié)構(gòu)類(lèi)似，具有氨基、羧基和疏水性的分支側(cè)鏈[14]。

還有許多轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可以作為內(nèi)源性分子類(lèi)似物的運(yùn)輸載體，如葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1（glucose transporter 1，GLUT1）占血腦屏障GLUT的90%以上[15]，興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1（excitatory amino acid transporter 1，EAAT1）在血腦屏障也高度表達(dá)，LAT1和陽(yáng)離子氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1（cationic amino acid transporter 1，CAT1）是血腦屏障中最主要的L型氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和陽(yáng)離子氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白[15]。但是，模擬內(nèi)源性分子并以載體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑入腦的策略具有一定的局限性：一方面，轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白對(duì)配體的大小和結(jié)構(gòu)有很大限制，只能運(yùn)輸具有內(nèi)源性底物結(jié)構(gòu)特征的小分子；另一方面，內(nèi)源性分子類(lèi)似物對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，可能會(huì)干擾神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸，進(jìn)而影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。

2.2 前藥設(shè)計(jì)策略

前藥也稱(chēng)前體藥物，是指一類(lèi)在體內(nèi)代謝后具有藥理活性的化合物。前藥設(shè)計(jì)是將化學(xué)修飾基團(tuán)可逆性地偶聯(lián)到候選分子上，體內(nèi)通過(guò)酶解或水解再將其去除，以釋放活性成分發(fā)揮藥效。對(duì)血腦屏障透過(guò)率低的化合物，可以對(duì)其進(jìn)行可逆性化學(xué)修飾，改變其脂溶性或與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)合能力，以改善其血腦屏障透過(guò)性。

含有氨基、羥基或羧酸基團(tuán)的化合物可以通過(guò)酯化或酰胺化形成脂溶性較高的前藥，因CNS中存在大量的內(nèi)源性酯酶，一旦前體藥物穿過(guò)血腦屏障，會(huì)被酶解以發(fā)揮藥效[16]。芳香族苯甲酯類(lèi)和叔丁酯類(lèi)前藥在血漿中穩(wěn)定，在CNS中能夠被誘導(dǎo)裂解而活化。疏水性氨基酸如苯丙氨酸（Phe），可以作為修飾基團(tuán)添加到候選分子中，增加血腦屏障對(duì)候選分子的透過(guò)性[16]。此外，利用大腦的氧化還原系統(tǒng)，將親脂性分子甲基二氫吡啶與候選分子偶聯(lián)，提高候選分子的腦滲透率，入腦后前藥會(huì)被氧化為親水性季銨鹽的形式，有效“錨定”在CNS的隔室中，防止被外排，能夠長(zhǎng)時(shí)間發(fā)揮藥效[16]。

如前所述的L-DOPA，是多巴胺的前藥，用于治療帕金森病，多巴胺無(wú)法透過(guò)血腦屏障，但L-DOPA可以口服進(jìn)入中樞，在腦內(nèi)經(jīng)多巴脫羧酶的脫羧作用轉(zhuǎn)變?yōu)槎喟桶罚M(jìn)而發(fā)揮多巴胺的功效。LAT1在血腦屏障上高水平表達(dá)，能夠運(yùn)輸大型中性L型氨基酸以及多種藥物或前藥，是前藥設(shè)計(jì)中應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。為了對(duì)抗中樞神經(jīng)炎癥，Montaser等[17]對(duì)酮洛芬進(jìn)行化學(xué)修飾，得到的脂類(lèi)前藥和酰胺類(lèi)前藥，能夠借助LAT1進(jìn)入大腦，酶解后釋放酮洛芬，有效降低大腦的前列腺素水平。Huttunen等[18]證明了依賴(lài)LAT1的前藥設(shè)計(jì)，不僅使藥物有效跨越血腦屏障，還可改善藥物向腦內(nèi)神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的遞送，實(shí)現(xiàn)藥物的腦內(nèi)靶向。

2.3 脂化修飾策略

脂化是一種化學(xué)修飾手段，能夠增加候選分子的親脂性，促進(jìn)候選分子通過(guò)被動(dòng)跨細(xì)胞擴(kuò)散途徑穿過(guò)血腦屏障。藥物的親脂性需要一個(gè)平衡點(diǎn)，親脂性不足的藥物很難透過(guò)血腦屏障，而親脂性過(guò)高的藥物會(huì)被限制在外周組織或腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞膜上。為了確保藥物最大限度的腦滲透，用來(lái)衡量親脂性的正辛醇/水分配系數(shù)應(yīng)為10∶1 ～ 100∶1[19]。

候選分子的性質(zhì)特征影響自身的脂溶性，進(jìn)而影響候選分子能否有效透過(guò)血腦屏障，因此需要根據(jù)候選分子的性質(zhì)特征進(jìn)行合理設(shè)計(jì)（見(jiàn)表1）[20]。同時(shí)，還需要考慮一些提高肽類(lèi)分子脂溶性的策略（見(jiàn)表2），如環(huán)化、鹵化和甲基化等，可使修飾后的肽類(lèi)分子具有更好的脂溶性，有利于穿透血腦屏障[20]。

表1 影響候選分子親脂性的性質(zhì)特征Table 1 Properties that affect the lipophilicity of candidate molecules

表2 提高肽類(lèi)分子脂溶性的策略Table 2 Strategies for enhancing the lipid solubility of peptides

脂化修飾策略也存在一些挑戰(zhàn)，雖然通過(guò)增加藥物的脂溶性，提高了藥物對(duì)血腦屏障的滲透能力，但也更容易成為P-gp等外排系統(tǒng)的底物，可以與外排泵抑制劑聯(lián)合給藥解決這一問(wèn)題，或者利用其他不受外排系統(tǒng)影響的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑進(jìn)行藥物遞送，如載體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn)、受體介導(dǎo)的跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)、吸附介導(dǎo)的跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)等。此外，除了腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞，全身的組織器官均有脂質(zhì)雙分子層，因此口服或注射給藥時(shí)，親脂性藥物很有可能是非特異性的，導(dǎo)致藥物被限制在外周無(wú)法抵達(dá)中樞，通過(guò)頸動(dòng)脈注射給藥可以減輕這一影響，因?yàn)榻o藥位置靠近頭部，一定程度上防止了藥物向外周擴(kuò)散[21]。

2.4 糖基化修飾策略

在體內(nèi)，糖基化是一種常見(jiàn)的蛋白質(zhì)翻譯后修飾，是在糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下，將糖類(lèi)轉(zhuǎn)移到蛋白質(zhì)，與蛋白質(zhì)上特殊的氨基酸殘基形成糖苷鍵的過(guò)程，糖基化能夠調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的功能，改變分子的構(gòu)象，增加蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。對(duì)于肽類(lèi)分子或mAbs，可以通過(guò)糖基化修飾，提高對(duì)血腦屏障的滲透能力，增加在大腦中的組織分布。

肽類(lèi)分子的糖基化修飾，就是將碳水化合物鏈結(jié)合到核心肽分子上，得到的糖肽復(fù)合物親脂性下降，雖然不能通過(guò)載體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑入腦，但糖肽的兩親性有利于吸附介導(dǎo)的跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)[22]。不同的碳水化合物（如葡萄糖和木糖）修飾的肽類(lèi)分子，雖然會(huì)產(chǎn)生不同的組織分布特征，但經(jīng)糖基化修飾的肽類(lèi)分子的水溶性、穩(wěn)定性以及生物利用度均能得到改善，因?yàn)橛行У奶请木哂写龠M(jìn)生物膜吸附的兩親性狀態(tài)，以及水溶性的隨機(jī)卷曲狀態(tài)[22]。

糖基化修飾策略具有明顯的優(yōu)勢(shì)。內(nèi)嗎啡肽-1是一種內(nèi)源性阿片肽，Eskandari等[22]發(fā)現(xiàn)它的糖肽衍生物，由其N(xiāo)-末端連接乳糖琥珀酸而成，經(jīng)口服給藥時(shí)，內(nèi)嗎啡肽-1的糖肽衍生物對(duì)血腦屏障的滲透性是天然肽的700倍，其血漿穩(wěn)定性是天然肽的21倍。對(duì)于抗體分子，通過(guò)糖基化修飾形成的抗體聚糖復(fù)合物，能夠更有效地穿透血腦屏障，改善CNS疾病的治療效果。Finke等[23-24]采用腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞體外模型，測(cè)定了抗淀粉樣蛋白的mAbs（4G8和6E10）不同糖基化狀態(tài)下的血腦屏障通透性，研究了具有唾液酸（9-碳單糖的衍生物）修飾的4G8和缺乏唾液酸修飾的6E10，發(fā)現(xiàn)唾液酸化的4G8抑制了自身的向外流出，說(shuō)明聚糖修飾有可能通過(guò)抑制外排來(lái)增加抗體分子向大腦的滲透。

3 載體偶聯(lián)藥物的腦遞送

3.1 單克隆抗體載藥策略

mAbs是由單一的母細(xì)胞克隆產(chǎn)生的一種高度均一、具有單價(jià)親和力、僅針對(duì)某一特定抗原表位的抗體。mAbs載藥策略就是針對(duì)血腦屏障上的受體外表位，生成能識(shí)別并特異性結(jié)合外表位的mAbs，并將mAbs與候選分子偶聯(lián)，mAbs能夠靶向結(jié)合血腦屏障上的受體，通過(guò)受體介導(dǎo)的跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)途徑，“捎帶”候選分子進(jìn)入大腦。

血腦屏障上有多種受體可以考慮作為mAb的靶受體，主要包括胰島素受體（insulin receptor，IR）、轉(zhuǎn)鐵蛋白受體（transferrin receptor，TfR）、低密度脂蛋白受體（low density lipoprotein receptor，LDLR）、低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白1（LRP1）和LRP2、白喉毒素受體（diphtheria toxin receptor，DTR）等[25]。到目前為止，研究較成功的mAbs是靶向TfR和IR[26]。mAbs遞送藥物是一種很有前景的載藥腦遞送策略，幾種肽類(lèi)分子已與mAbs成功偶聯(lián)，增加了大腦對(duì)這些肽類(lèi)分子的攝取，包括血管活性腸肽、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子-2、表皮生長(zhǎng)因子、β-半乳糖苷酶等[27]。

mAbs載藥策略也存在一定的缺陷，如mAbs具有較大的分子尺寸，在跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)中效率較低，單域抗體（single-domain antibodies，sdAbs）能夠解決尺寸限制的問(wèn)題，sdAbs具有與正?？贵w相似的特異性，但只包含一個(gè)可變結(jié)構(gòu)域，因此sdAbs的相對(duì)分子質(zhì)量較小（12 000 ～ 15 000），約為常規(guī)IgG抗體相對(duì)分子質(zhì)量（150 000 ～ 160 000）的1/10[28]。一個(gè)典型的例子是FC5 sdAbs，能夠以一種極化的、不依賴(lài)于電荷和溫度的方式，即受體介導(dǎo)的跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)，跨人的腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)移[28]。此外，相較于mAbs，許多sdAbs具有更好的組織通透性、更高的穩(wěn)定性、更好的耐熱性和更低的免疫原性，也不存在FC介導(dǎo)的毒性[29]。

3.2 細(xì)胞穿膜肽載藥策略

細(xì)胞穿膜肽（cell-penetrating peptides，CPPs）是一類(lèi)具有穿透細(xì)胞膜特性的短肽（少于30個(gè)氨基酸），其序列具有兩親性和凈正電荷，能夠攜帶蛋白質(zhì)、多肽、核酸片段等多種活性物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞。CPPs載藥策略就是利用CPPs穿膜轉(zhuǎn)運(yùn)效率高的特性，將CPPs作為載體與候選分子偶聯(lián)，“攜帶”候選分子穿透血腦屏障。

近年來(lái)，通過(guò)分離神經(jīng)毒素或噬菌體展示技術(shù)，已經(jīng)獲得許多具有血腦屏障穿透能力的多肽（見(jiàn)表3），通常是序列較短的線性肽或環(huán)狀肽，一些則含有非天然氨基酸[30]。血腦屏障穿透肽在藥物腦遞送方面表現(xiàn)出色，Rusiecka等[31]合成了TP10-多巴胺的共價(jià)復(fù)合物，在帕金森病動(dòng)物模型中表現(xiàn)出高于L-DOPA的治療活性，與TP10結(jié)合的多巴胺能更容易進(jìn)入腦組織，且對(duì)兒茶酚-O-甲基轉(zhuǎn)移酶的敏感性下降，對(duì)多巴胺D1和多巴胺D2受體有更高的親和力。THRre肽是一種耐蛋白酶的血腦屏障穿透肽，Díaz-Perlas等[32]探究了具有1個(gè)THRre拷貝數(shù)的“l(fā)”型線性肽和具有2個(gè)THRre拷貝數(shù)的“V”型分支肽，是否會(huì)影響蛋白質(zhì)的血腦屏障滲透性；將線性肽和分支肽分別依附于蛋白質(zhì)上，在血腦屏障細(xì)胞模型中進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)線性肽并不會(huì)增加模型蛋白的攝取和轉(zhuǎn)運(yùn)，但分支肽修飾的蛋白攝取量增加了2.6倍。Khafagy等[33]研究發(fā)現(xiàn)，將瘦素和CPPs鼻內(nèi)聯(lián)合給藥，能有效地將瘦素遞送到大腦，以潛在地治療和預(yù)防肥胖。

表3 具有代表性的血腦屏障穿透肽Table 3 Representative peptide BBB shuttles

與mAbs相比，CPPs的免疫原性更小，易于化學(xué)合成，而且能夠引入非天然氨基酸以改善肽的某些性質(zhì)。例如，D型氨基酸的應(yīng)用能夠增強(qiáng)肽的穩(wěn)定性，L-4-苯甲?；奖彼崛〈鶯-苯丙氨酸可以提高肽的疏水性[34]。目前該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)是提高CPPs的選擇性和穩(wěn)定性，通過(guò)靶向血腦屏障上特異性的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，引入蛋白酶不能識(shí)別的非天然氨基酸，使CPPs能靶向、高效地穿透血腦屏障。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，跨血腦屏障遞送藥物的可行性策略：一方面，通過(guò)醫(yī)療干預(yù)手段，可逆性地瞬時(shí)打開(kāi)血腦屏障，或利用血腦屏障固有的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，如抑制主動(dòng)外排泵、載體介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑、受體介導(dǎo)的內(nèi)吞途徑等，實(shí)現(xiàn)藥物的腦遞送。另一方面，對(duì)藥物分子進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和修飾，提高藥物對(duì)血腦屏障的滲透性。此外，利用合適的載體進(jìn)行藥物遞送，如mAbs和CPPs的應(yīng)用，也提高了跨越血腦屏障的成功率。

然而，有效的藥物腦遞送，穿過(guò)血腦屏障只是第一步，還應(yīng)考慮如何在大腦中穿透并到達(dá)病理部位的靶區(qū)，考慮CNS溶質(zhì)清除的各種機(jī)制，這些會(huì)影響到藥物的有效性和安全性。此外，目前大多數(shù)CNS疾病的確切病理機(jī)制仍未確定，預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)藥物對(duì)血腦屏障滲透性的體外模型還有待完善，以及藥物分子的靶向性、治療性、穩(wěn)定性和安全性也需要綜合考量。相信隨著生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，CNS藥物開(kāi)發(fā)必將迎來(lái)新的春天，給患者創(chuàng)造一個(gè)更加健康美好的未來(lái)。

筆者所在課題組與法國(guó)Jean Martinez教授共同合作開(kāi)發(fā)了一條多肽，命名為acein，體外活性研究表明，該多肽能夠結(jié)合嚙齒類(lèi)動(dòng)物腦膜上的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（angiotensin converting enzyme，ACE）受體，進(jìn)而引起大腦中非常顯著的多巴胺釋放，對(duì)于一些CNS退行性疾?。ㄈ缗两鹕。?，acein有可能成為治療該疾病的新型藥物，但如何實(shí)現(xiàn)acein在體內(nèi)穩(wěn)定高效的跨血腦屏障遞送，是筆者所在課題組想要解決的一個(gè)難題。目前正在對(duì)acein進(jìn)行修飾改造，以期望獲得一個(gè)兼具有效性和血腦屏障透過(guò)性的改造肽。