趙雅欣,李彥杰,付琳,鄒博航,張向宇
(佳木斯大學(xué)藥學(xué)院/佳木斯大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,黑龍江 佳木斯 154007)
銀屑病是一種常見的慢性炎性皮膚病,以紅斑、鱗屑、浸潤(rùn)為主要特征,病因復(fù)雜且預(yù)后不良,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[1?5]。銀屑病的治療主要包括局部治療、光療和口服治療。局部治療是約80%的輕中度銀屑病患者的主要治療方法[6?10]。大多數(shù)皮膚病的誘因都是在皮膚下發(fā)現(xiàn)的,局部提供的藥物治療比全身的方法更受青睞,具有給藥方便、使用安全以及可避免首過(guò)效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)[11?12]。
丙酸氯倍他索(clobetasol propionate,CP)作為一種高效的糖皮質(zhì)激素[13],具有抗炎、抗血管收縮、抗有絲分裂和免疫調(diào)節(jié)能力[14]。然而,CP 短期療效較好,長(zhǎng)期局部應(yīng)用可誘發(fā)皮膚不良反應(yīng),如局部萎縮和色素沉著等[15]。丙酸氯倍他索常見劑型以軟膏、凝膠等普通劑型為主,普通劑型一般都存在滲透性差、吸收效果差、療效不理想等缺點(diǎn)。
脂肪酸囊泡(fatty acid vesicles,F(xiàn)AV)是由脂肪酸的鹽溶液自組裝形成的2層封閉脂質(zhì)膠體分散體系[16?18],具有兩親性結(jié)構(gòu),用于經(jīng)皮給藥具有良好的相容性和滲透性,并且脂肪酸具有高可溶性,很容易迅速地分解成人工膜和天然膜[19]。油酸是一種單不飽和ω-9 脂肪酸,參與炎癥和免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)[20],并且皮膚中含有的各種脂肪酸油酸占比最高,因此制備含油酸的脂肪酸囊泡更有利于膜的融合[21],有助于增強(qiáng)皮膚的屏障強(qiáng)度,可作為一種有效的皮膚滲透增強(qiáng)劑[22?24],使經(jīng)皮給藥達(dá)到更好的治療效果。
基于此,本研究制備丙酸氯倍他索脂肪酸囊泡(CP-FAV),通過(guò)體外透皮實(shí)驗(yàn)考察CP-FAV 的皮膚透過(guò)量和皮內(nèi)滯留量,并考察其透皮機(jī)制及抗銀屑病的療效,為增加藥物滲透、延長(zhǎng)藥物作用時(shí)間等研究奠定理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),進(jìn)而為銀屑病經(jīng)皮給藥的臨床推廣提供參考。
RE-5205A 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠);YB-P6 智能透皮試驗(yàn)儀(天津藥典標(biāo)準(zhǔn)儀器廠);JY92-2D 超聲細(xì)胞粉碎機(jī)(寧波新芝生物科技有限公司);STA409PC 差示量熱掃描儀(北京恒久實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司);Spectrum100 傅里葉紅外光譜(PerkinElmer公司)。
油酸(批號(hào):20201130,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);丙酸氯倍他索(批號(hào):D1402028,上海阿拉丁生化科技股份有限公司);甲醇(天津科密歐化學(xué)試劑廠);PBS(批號(hào):P1003,pH 7.4 北京索萊寶技術(shù)有限公司);雙蒸水(實(shí)驗(yàn)室自制);5%咪喹莫特乳膏(批號(hào):40220702,四川明欣藥業(yè)有限責(zé)任公司);白凡士林(批號(hào):220702,青島錦麟生物科技有限公司)。
SPF 級(jí)健康雄性KM 小鼠,體質(zhì)量為18~22 g,購(gòu)于長(zhǎng)春市億斯實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限責(zé)任公司,生產(chǎn)許可證號(hào)為SYXK(吉)2020-0002,動(dòng)物倫理批準(zhǔn)文號(hào):JMSU-2023101901。
薄膜分散-超聲法制備CP-FAV:精密稱取15 mg 油酸和10 mgCP 溶解于5 mL 甲醇溶劑中,置于干燥的圓底燒瓶中,減壓蒸發(fā)至有機(jī)溶劑完全揮干,在瓶壁底部形成均勻薄膜,然后加入PBS(pH7.4)溶液20 mL,室溫條件下水化2 h,探頭超聲14 min(285 W,開啟3 s,關(guān)閉2 s),即得CP-FAV。
2.2.1 離體小鼠皮膚的處理 用刮毛刀和脫毛膏去除小鼠背部毛,將小鼠脫頸處死,用組織剪剝離小鼠背部皮膚,再刮除皮下脂肪,冷凍儲(chǔ)存[25]。
2.2.2 體外透皮試驗(yàn) 透皮試驗(yàn)采用Franz擴(kuò)散池[21]進(jìn)行。冷凍的鼠皮用PBS(pH 7.4)解凍,用濾紙吸干水分。角質(zhì)層朝向供給池,用固定夾固定,使真皮層與接收液體密切接觸。在測(cè)試過(guò)程中,在接收池中加入15 mL的接收液,并在供給池中加入待透皮的試劑。有效擴(kuò)散面積為1.766 cm2,(37.0±0.2)℃恒溫水浴,并以200 r/min 磁力恒速攪拌。以不同的時(shí)間間隔精密吸取2 mL接受液樣品,隨即補(bǔ)回相應(yīng)量,樣品經(jīng)0.22 μm 微孔濾膜過(guò)濾后,計(jì)算各時(shí)間點(diǎn)單位面積皮膚的累積透過(guò)量(Qn):
式中:Qn為第n個(gè)取樣時(shí)間點(diǎn)的單位面積累積滲透量;V0為釋放介質(zhì)總體積;Cn為第n個(gè)點(diǎn)的藥物濃度;Ci為第i(i=n?1)個(gè)點(diǎn)的藥物濃度;Vi為第i次取樣液體積;A為Franz擴(kuò)散池有效擴(kuò)散面積。
根據(jù)不同劑型在各時(shí)間點(diǎn)的取樣分析結(jié)果,繪制囊泡的累積滲透量(Qn)-時(shí)間(t)曲線,見圖1??梢?,CP 原料藥溶液和CP-FAV 滲透趨勢(shì)基本一致,CP-FAV的累積滲透量高于原料藥溶液,24 h累積透皮量為原料藥溶液的2.88 倍。因此,脂肪酸囊泡不同程度提高了原料藥的皮膚透過(guò)率,其釋放相關(guān)方程擬合結(jié)果見表1,其體外滲透過(guò)程符合一級(jí)模型。
表1 CP-FAV滲透模型擬合結(jié)果Table 1 Fitting results of CP-FAV penetration model
圖1 CP原料藥及CP-FAV體外滲透曲線Figure 1 Penetration curves of Free-CP and CP-FAV(,n=3)
2.2.3 體外皮膚滯留實(shí)驗(yàn) 24 h后從Franz擴(kuò)散池上取下皮膚,剪掉未接觸藥物的皮膚,生理鹽水去除皮膚表面殘留藥物。充分剪碎皮膚后分別用3 mL無(wú)水乙醇提取3 次,合并取上清液,10 000 r/min 高速離心10 min。每組皮膚滯留實(shí)驗(yàn)各進(jìn)行3 次。按以下公式計(jì)算單位面積皮內(nèi)滯留量(Qm):
式中:Cm為提取液濃度,V為提取液體積,A為經(jīng)皮滲透面積。
結(jié)果測(cè)得CP-FAV 皮膚滯留量遠(yuǎn)大于CP,24 h皮膚滯留量為(88.79±2.2)mg/cm2,是CP 原料藥溶液的3.37 倍,可能是因?yàn)槠つw中含有大量脂肪酸,脂肪酸具有高可溶性,從而提高了藥物的遞送能力以及滯留能力。
2.3.1 傅里葉變換紅外光譜(FTIR) 傅里葉變換紅外光譜圖可以通過(guò)皮膚角質(zhì)層脂質(zhì)和角蛋白次級(jí)結(jié)構(gòu)的紅外吸收峰信息反映其結(jié)構(gòu)變化[26]。按照“2.2.1”項(xiàng)方法處理小鼠離體皮膚,PBS(pH 7.4)及空白FAV 溶液2 mL 分別處理小鼠皮膚2 h,將干燥的皮膚樣品和KBr 進(jìn)行充分的研磨直至粉碎均勻,取適量混合物進(jìn)行壓片,進(jìn)行FTIR 光譜分析(分辨率:2?1,掃描次數(shù):100,掃描范圍:500~4 000 cm?1),光譜圖見圖2。
圖2 不同處理組小鼠皮膚的紅外光譜圖Figure 2 Spectrums of mouse skin in different treatment groups
體外透皮試驗(yàn)對(duì)小鼠皮膚結(jié)構(gòu)的影響主要是角質(zhì)層細(xì)胞間的類脂組織,紅外光譜圖中顯示了類脂組織的—CH2酰基鏈的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)和對(duì)稱伸縮振動(dòng)譜帶,不同載體處理后角質(zhì)層脂質(zhì)和角蛋白振動(dòng)峰位移變化見表2。
表2 不同載體處理后角質(zhì)層脂質(zhì)和角蛋白振動(dòng)峰位移變化Table 2 Vibrational peak displacement changes in cuticle lipids and keratins after treatment with different vectorsσ/cm?1
與對(duì)照相比,F(xiàn)AV 處理組對(duì)稱和不對(duì)稱—CH2的伸縮振動(dòng)值變高,表明脂質(zhì)由有序向無(wú)序轉(zhuǎn)變,這種轉(zhuǎn)變顯示了角質(zhì)層中脂質(zhì)的流動(dòng)性增加,從而提高皮膚滲透能力。另外,F(xiàn)AV 處理組中角蛋白吸收峰的峰位產(chǎn)生明顯的藍(lán)移,表明處理皮膚后能夠影響角質(zhì)層中角蛋白的螺旋結(jié)構(gòu),改變角質(zhì)層致密結(jié)構(gòu)而增加其對(duì)藥物的通透性[27]。
2.3.2 差示掃描熱分析方法(DSC) 按“2.2.1”項(xiàng)方法處理小鼠腹部離體皮膚,將處理12 h 的皮膚置于?80 ℃冰箱中預(yù)凍1 h,于冷凍干燥機(jī)中48 h 進(jìn)行干燥脫水處理,取4 mg左右干燥后的皮膚樣品置于鋁坩堝中進(jìn)行測(cè)定,考察FAV 對(duì)皮膚角質(zhì)層相行為的影響。掃描速率為10 ℃/min,加熱范圍為0~300 ℃。
不同處理組小鼠腹部皮膚DSC結(jié)果見圖3??梢姡琍SB 處理的皮膚的相轉(zhuǎn)換溫度為78.44 ℃,F(xiàn)AV處理的皮膚的相轉(zhuǎn)換溫度為77.70 ℃。相轉(zhuǎn)變溫度向較低溫度的轉(zhuǎn)變可以作為脂質(zhì)結(jié)構(gòu)混亂的參數(shù)[28],經(jīng)FAV處理的皮膚的相轉(zhuǎn)變溫度降低,說(shuō)明增加了類脂質(zhì)組織的流動(dòng)性,從而使藥物和載體更加容易透過(guò)角質(zhì)層。
圖3 不同處理組小鼠腹部皮膚DSC熱譜圖Figure 3 DSC thermogram of abdominal skin of mice in dif‐ferent treatment groups
2.4.1 分組及建立模型 小鼠用苦味酸進(jìn)行編號(hào)后,用刮毛刀刮出約2 cm×3 cm 大小皮膚。隨機(jī)分為模型組、空白組、CP-FAV 組及CP 溶液組,每組8只。除空白組小鼠用等量的白凡士林涂抹外,其余各組小鼠背部每日涂抹62.5 mg 的5%咪喹莫特乳膏,1次/d,連續(xù)7 d。造模期間小鼠皮膚起初為境界清楚、形狀大小不一的紅斑,稍有浸潤(rùn)增厚,后續(xù)發(fā)展為表面覆蓋多層銀白色鱗屑,見圖4。從造模小鼠皮膚形態(tài)看,模型和參考文獻(xiàn)基本一致[29?30]。
圖4 小鼠造模皮膚皮損狀況Figure 4 Conditions of molded skin in mice
2.4.2 銀屑病皮損面積及嚴(yán)重程度指數(shù)(PASI) 每日觀察并拍照記錄各組小鼠的皮損變化,參照PASI評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)各組小鼠皮損處紅斑、鱗屑及浸潤(rùn)增厚程度進(jìn)行評(píng)分,并根據(jù)各自的嚴(yán)重程度分為1~5級(jí),對(duì)應(yīng)0~4分[31],各組小鼠PASI評(píng)分見圖5。
圖5 各組小鼠PASI評(píng)分Figure 5 The PASI scores of the mice in each group(,n=3)
可見,與正常組相比,模型組小鼠的背部紅斑面積擴(kuò)大(t=?4.580,P<0.05),鱗屑明顯增多(t=?3.663,P<0.05),皮膚增厚浸潤(rùn)程度嚴(yán)重(t=?4.571,P<0.01)。經(jīng)各處方組治療后的小鼠紅斑、鱗屑、皮膚增厚浸潤(rùn)程度均有所下降,其中CP-FAV效果最顯著,與模型組相比差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05 或P<0.01),在實(shí)驗(yàn)期間觀察到紅斑、鱗屑和皮膚增厚強(qiáng)度進(jìn)展一致,不同治療組中3 個(gè)參數(shù)的嚴(yán)重程度降低程度不同。
2.4.3 組織病理學(xué)觀察 將小鼠脫頸處死后,剪取相對(duì)應(yīng)皮損處組織,固定于10%甲醛中,經(jīng)脫水、石蠟包埋、切片、HE 染色,光學(xué)顯微鏡下觀察皮損組織病理形態(tài)并拍照[32],結(jié)果見圖6。可見,空白組小鼠皮膚組織的表皮層薄,細(xì)胞浸潤(rùn)少;模型組小鼠表皮細(xì)胞層明顯增厚,真皮層可見大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn),皮損組織呈銀屑病樣改變;CP 組和模型組類似,但是表皮增厚、細(xì)胞浸潤(rùn)程度等都比模型組輕;CPFAV 組小鼠皮損表皮厚度較模型組降低明顯,真皮層炎性細(xì)胞浸潤(rùn)明顯減少,效果較CP組更明顯。
圖6 各組小鼠皮膚組織HE染色結(jié)果Figure 6 Results of HE staining of skin tissue in each group of mice(×100)
銀屑病可見于任何年齡段人群,常反復(fù)發(fā)作,亞洲成年人發(fā)病率約為0.14%[33]。經(jīng)皮局部治療最常用激素類藥物,但銀屑病需長(zhǎng)期治療,為了改善激素類停藥后易復(fù)發(fā)、遠(yuǎn)期療效較差等缺點(diǎn),本課題提出了暫時(shí)還沒有應(yīng)用于臨床治療報(bào)道的CP-FAV,并進(jìn)行了體外經(jīng)皮滲透性和皮膚滯留量實(shí)驗(yàn)。從本文研究結(jié)果看出,與CP 原料藥比較,CP-FAV 可顯著增加藥物的滲透量,提高皮膚表面的藥物滯留量,有利于藥物在皮膚內(nèi)形成藥物儲(chǔ)庫(kù)并緩慢釋放,并且皮膚中含有大量的脂肪酸還可以作為生物活性物質(zhì)通過(guò)與脂質(zhì)基質(zhì)相互作用來(lái)降低皮膚擴(kuò)散阻力的滲透促進(jìn)劑[34?35],提高了其局部治療銀屑病的功效,較普通溶液可以減少使用次數(shù),降低不良反應(yīng)。同時(shí),本研究還考察了FAV 對(duì)皮膚結(jié)構(gòu)的影響作用,結(jié)果顯示FAV 并沒有對(duì)皮膚結(jié)構(gòu)造成破壞,而是提高了角質(zhì)層的類脂質(zhì)流動(dòng)性,促進(jìn)了藥物在皮膚角質(zhì)層的滲透轉(zhuǎn)移。
咪喹莫特誘導(dǎo)的銀屑病樣小鼠模型可以全面、穩(wěn)定地?cái)M生銀屑病樣臨床表征,是一種操作簡(jiǎn)便且較為理想的評(píng)估銀屑病藥物治療的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型?;阢y屑病PASI 評(píng)分和皮膚組織病理學(xué)樣本,CPFAV 減少了小鼠皮膚炎癥,并對(duì)銀屑病小鼠有顯著的治療作用。
綜上所述,CP-FAV 為銀屑病經(jīng)皮給藥提供了新的劑型選擇,為以后經(jīng)皮給藥的實(shí)際應(yīng)用提供一定的參考價(jià)值和依據(jù)。
(本文所有作者聲明不存在利益沖突關(guān)系。)