固體脂質(zhì)納米粒藥物載體在腫瘤治療中應用的研究進展

栗 達,賈顏鴻,周 童,王欣琦,張澤兵

(吉林大學口腔醫(yī)院病理科 吉林省牙發(fā)育及頜骨重塑與再生重點實驗室, 吉林 長春 130021)

在腫瘤的化療過程中，靶向藥物載體越來越受到關注，納米技術的應用使載藥系統(tǒng)取得重大進展。阿霉素脂質(zhì)體是第一個獲得美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)監(jiān)管批準的用于治療卡波西肉瘤的納米藥物，并且對于乳腺癌、骨髓瘤和卵巢癌等多種腫瘤也有良好的治療效果。納米藥物載體在腫瘤治療中發(fā)揮著越來越重要的作用，與其他傳統(tǒng)納米制劑相比，固體脂質(zhì)納米粒子(solid lipid nanoparticles，SLN)具有毒性較小、可以改善不良味道、減少胃腸道刺激、較高的安全性和生物相容性、增強藥物負載能力、防止藥物排出和更靈活地調(diào)節(jié)藥物釋放等優(yōu)點，被認為是有發(fā)展前景的藥物載體[1-3]。

1 SLN的常見制備技術

BANGHAM等[4]在1964年首次發(fā)現(xiàn)了脂質(zhì)體。SLN 代表一類在室溫和體溫下均為固體的由脂質(zhì)組成的膠體顆粒[5]。SLN采用脂質(zhì)或類脂作為材料，通過多種工藝，制備后粒徑為50～1 000 nm，藥物被包裹在其中[6]。

1.1 高壓勻質(zhì)法制備SLN 高壓均質(zhì)法在20世紀 90年代中期由MüLLER等[7]發(fā)明，是目前制備 SLN 最常用的技術，其原理為利用高壓(100～2 000 Pa)推動液體通過狹縫(幾微米寬)，由于流體在短距離內(nèi)被加速到非常高的速率，顆粒被剪切力和空穴力撕開至微米尺度。高壓勻質(zhì)法分為熱乳勻法和冷乳勻法。熱乳勻法是在脂質(zhì)熔點以上的溫度制備SLN，在高溫下進行初乳的高壓乳勻，冷卻后形成固態(tài)粒子，其優(yōu)點為產(chǎn)物保存時間較長，可達數(shù)月，但高溫也會增加藥物和載體的降解速率，主要用于加工溫度不穩(wěn)定性藥物或親水性藥物。冷乳勻法制備方法第一步與熱乳勻法相同，快速冷卻熔體后再將固體的脂質(zhì)研磨至微米級尺寸，最后將微米固體脂質(zhì)粉末分散至乳化劑溶液中。冷乳勻法使敏感性藥物不易降解，藥物在水相中分布少并避免中間相形成。

1.2 微乳法制備SLN 微乳液是由脂質(zhì)、水、表面活性劑、助表面活性劑和電解質(zhì)等組成的透明或半透明的液狀穩(wěn)定體系。微乳法制備SLN時首先將脂質(zhì)載體加熱融化，然后加入藥物、乳化劑和溫水攪拌為微乳液，最后將微乳液分散于2℃～3℃冷水中形成SLN分散體系。該方法制備簡單，無需特殊設備，但與其他方法比較所得到的SLN含量較低，并且由于微乳液為水包油(O/W)形式，微乳法只能包載親油性藥物。

1.3 乳化沉淀法制備SLN 首先將藥物或藥物與脂質(zhì)混合物溶于有機溶劑，然后將其加入乳化劑中形成O/W型納米乳，最后溶劑揮發(fā)，脂質(zhì)在水相中沉淀形成SLN。用此法制備SLN的優(yōu)點為SLN粒徑小，藥物分解少，但是有機溶劑殘留使SLN具有毒性。

1.4 超聲分散法制備SLN 超聲分散法是最早應用于制備固體納米分散系的技術，該方法的突出優(yōu)點是設備在各個實驗室通用，并因操作簡單而被廣泛應用[8]。但是通過此法制備的顆粒粒度分布不均，制備SLN過程中超聲處理可能造成金屬污染，上述缺點限制了超聲分散法的進一步發(fā)展。

2 SLN作為藥物載體的優(yōu)點

2.1 增強藥物靶向性 由于實體瘤組織中血管豐富、血管壁間隙較寬、結(jié)構(gòu)完整性差和淋巴回流缺失，可能會造成大分子類物質(zhì)和脂質(zhì)顆粒預先滲入腫瘤并滯留在其中，該現(xiàn)象被稱為實體瘤組織的高通透性和滯留效應，簡稱EPR效應。 EPR 效應可被SLN利用，實現(xiàn)被動腫瘤靶向。治療原發(fā)性肺癌時，直接靜脈注射5-氟尿嘧啶(5-FU)溶液后，肺部藥物靶向效率(target efficiency，TE)為13.25%，而注射5-FU-SLN后肺部TE提高到20.45%，并且腎臟TE也從11.48%提高至23.16%，表明5-FU-SLN可以成功地將藥物靶向肺部和腎臟[9]。另一方面，經(jīng)過修飾的SLN也可以實現(xiàn)主動靶向。N-十六烷基乳糖酰胺(N-HLBA)含半乳糖殘基，可被存在于哺乳動物肝細胞表面的去唾液酸糖蛋白受體(ASGPR)特異性識別。與葫蘆素B(cucurbitacin B,CucB)溶液比較，N-HLBA作為輔料加入CucB-SLN中后，肝臟TE從23.8%提高至63.6%[10]。經(jīng)過修飾的SLN能增強對敏感位點的特異性，實現(xiàn)主動靶向。

2.2 提高生物利用度 粒徑小于400 nm的微粒可改善藥物的生物利用度。NATARAJAN等[11]的研究表明：與奧氮平(OLZ)溶液比較，搭載OLZ的SLN使腦內(nèi)藥物含量增加23倍。大鼠口服搭載頭孢地嗪鈉(Cd)的SLN后藥物絕對生物利用度為34.5%，與對照組Cd水溶液比較，其相對生物利用度可達到467.5%，表明SLN可明顯提高Cd的口服生物利用度[12]。藥時曲線下面積(AUC)與藥物的生物利用度呈正相關關系。大鼠灌胃淫羊藿苷(ICA)原料藥后體內(nèi)AUC(0-t)和AUC(0-∞)分別為(167.90±42.1) mg·mL-1·min-1和(171.70±40.1) mg·mL-1·min-1，灌胃ICA-SLN后分別提高至(347.40±19.02 ) mg·mL-1·min-1和(352.90±20.6)mg·mL-1·min-1[13]。表沒食子兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechin-3-gallate ，EGCG)具有抗癌活性，大鼠口服EGCG后AUC為(798±72) mg·L-1·h-1,GCG搭載SLN后AUC提高到(2 541±278)mg·L-1·h-1[14]。

2.3 延緩藥物釋放 一般而言，納米載體可以改善包封藥物的藥物代謝動力學，從而延緩藥物釋放。5-FU溶液靜脈注射后，在大鼠體內(nèi)的血漿半衰期為0.6 h，而搭載5-FU的SLN血漿半衰期為4.1 h，SLN使藥物在體內(nèi)停留時間更長[9]。將喜樹堿包封在SLN后，觀察到在裸鼠體內(nèi)喜樹堿半衰期延長,治療效果更明顯[15]。WANG等[16]研究表明：紫杉醇(paclitaxel，PTX)溶液注射后6 h近100%的PTX釋放，而PTX-SLN注射后24 h時PTX的釋放率為85%，經(jīng)過P85修飾后的PTX-P85-SLN注射后36 h時PTX的釋放率為82%。大鼠口服多潘立酮(Domperidone，DOP)片劑后被迅速吸收， 血藥濃度達峰時間(Tmax)僅為(2.0±0.3)h，將DOP包裹在SLN后，Tmax延長至(10.00±0.19)h，且峰濃度(Cmax)變化不明顯[17]。

3 給藥途徑

給藥途徑對藥物的治療效果具有明顯影響，因此通過非侵入性途徑給藥已經(jīng)越來越受到重視，SLN是一種可用于各種給藥途徑的多功能載藥系統(tǒng)，可以通過鼻腔、口腔和皮膚途徑給藥[18]。

3.1 鼻腔給藥 中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system，CNS)疾病治療中，通過鼻黏膜給藥可以增強鼻腦遞送。因為鼻途徑允許SLN直接進行鼻-腦藥物遞送，載藥SLN的鼻腔給藥顯示出在治療CNS疾病，特別是神經(jīng)退行性疾病中的卓越療效。通過鼻/鼻內(nèi)途徑，其繞過血腦屏障(blood brain barrier,BBB)，避免首關代謝和胃腸道降解[19]。KUMAR等[5]研究將鼻內(nèi)給藥作為胃腸外途徑的替代方法，認為該方法可以提高患者的依從性并在相同或較低藥物劑量下獲得相似或更好的效果。GANGURDE等[20]通過將拉莫三嗪導入脂質(zhì)納米載體來治療癲癇，因為SLN容易被CNS吸收。

3.2 口服給藥 水溶性差的口服藥物在體內(nèi)吸收效果不好，脂質(zhì)藥物遞送系統(tǒng)可避免藥物的首關代謝并明顯提高水溶性差藥物口服后的治療效果[6, 21]。吡喹酮(PZQ)是治療血吸蟲感染唯一有效的藥物，RADWAN等[22]研究表明：與PZQ懸浮液比較，口服載有PZQ的SLN后小鼠血清中PZQ濃度提高；藥代動力學參數(shù)發(fā)生明顯變化，AUC0-24提高8～9倍，吸收速率常數(shù)(Ka)提高1.99～2.14倍， Cmax提高2.33～2.64倍，消除速率常數(shù)(Kel)下降5.77～6.60倍。

3.3 經(jīng)皮給藥 傳統(tǒng)的皮膚用藥制劑通常為半固體稠度，例如水性凝膠、疏水性軟膏、凝膠或水相和油相的混合物。SLN能夠克服角質(zhì)層的屏障作用將藥物滲透到皮膚中，可作為透皮給藥方式的優(yōu)良藥物載體。AKBARI等[23]實驗證明：使用搭載載萘普生(naproxen，Nap)的SLN后皮膚層中剩余的Nap含量遠高于Nap溶液，表明Nap-SLN可降低藥物的全身攝取和不良反應。ROSTAMKALAEI等[24]也證明：SLN是二甲雙胍和其他親水性藥物皮膚給藥的合適載體，該載體可增強二甲雙胍在皮膚深層的經(jīng)皮遞送，使其達到較高濃度。PUGLIA等[25]研究表明：SLN能夠增加角質(zhì)層中藥物滲透和累積，延長藥物抗炎作用。

4 SLN在腫瘤治療中的應用

4.1 乳腺腫瘤 近年來乳腺癌患病率持續(xù)上升，并因在化療期間獲得的多藥耐藥性(multi-drug resistance,MDR)而易于復發(fā)。PTX作為治療乳腺癌的傳統(tǒng)化療藥物，與其他載體比較，SLN搭載PTX后抗癌效果明顯增強，并可逆轉(zhuǎn)MDR[26]。XU等[27]的體外實驗發(fā)現(xiàn)：MDA-MB-231細胞用載水飛薊賓(silibinin，SIL)的SLN處理24 h后細胞中的藥物含量約為用SIL溶液處理的2倍；小鼠體內(nèi)實驗顯示：SIL-SLN抑制了乳腺癌細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移，在臨床上可用作預防乳腺癌轉(zhuǎn)移的治療劑。DOKTOROVOVA等[28]體外實驗證明：搭載姜黃素(curcumin,Cur)的SLN在用藥24、48和72 h后對人乳腺癌MCF-7細胞和BT-474細胞的抑制作用均強于Cur。

4.2 肺部腫瘤 SLN的安全性歸因于其生物相容性脂質(zhì)，肺組織對脂質(zhì)具有高度耐受性。載有PTX的SLN 明顯降低了 M109-HiFR 細胞中PTX的體外半數(shù)抑制濃度并具有良好的藥物代謝動力學特征，SLN對PTX在吸入給藥方式中具有積極影響。Cur溶解性差，水解不穩(wěn)定，限制了其臨床應用。JIANG等[29]將 Cur 包封入SLN中，大大增強了Cur對非小細胞肺癌細胞的殺傷效率。此外，SLN也被認為是基因治療的合適載體。AKBABA等[30]通過微乳液稀釋技術開發(fā)了一種新型帶正電荷的固體脂質(zhì)納米顆粒(cSLNs)，將siRNA-表皮生長因子受體(EGFR)遞送至膠質(zhì)母細胞瘤細胞，可明顯抑制EGFR的表達。

4.3 結(jié)直腸癌 小鼠體內(nèi)實驗[31]表明：Cur-SLN(CNSLN)與游離Cur比較，Cur在結(jié)腸的Ka提高6倍，有效滲透率(Pelf) 提高10倍，吸收百分比提高9倍，可見CNSLN能明顯提高Cur在小鼠大腸的吸收。CHIRIO等[32]將氟尿苷(floxuridine，F(xiàn)UDR)加入無水嘧啶與硬脂酰氯中制備了DS-FUDR，體外細胞毒性研究證實了DS-FUDR-SLN對HT-29細胞的生長抑制作用較FUDR溶液高出10～100倍。SERINI等[33]將 omega-3多不飽和脂肪酸(omega-3 PUFA)包封到SLN中，體外實驗表明其明顯抑制了HT-29和HCT116結(jié)直腸癌細胞的生長。此外，經(jīng)葉酸修飾后，搭載奧沙利鉑的SLN不僅包封率更高，緩釋時間更長，而且對結(jié)直腸癌具有特異性靶向作用。

4.4 肝臟腫瘤 索拉菲尼(sorafenib，Sor)包封在磁性SLN中形成的Sor-Mag-SLNs顯示出對人肝癌HepG2細胞明顯的細胞毒性，且細胞內(nèi)化研究顯示HepG2細胞對Sor-Mag-SLNs有較高攝取效率[34]。搭載芳樟醇(LN)的SLN對HepG2的細胞毒性作用加劇，并且在肺癌A549細胞中有同樣結(jié)果[35]。體外實驗中黃芩苷SLN(BSLNs)組在24 h后對HepG2細胞生長抑制率為76.7%，相同濃度下黃芩苷溶液組細胞生長抑制率不足20%，大鼠體內(nèi)實驗中BSLNs組在體內(nèi)的絕對生物利用度為163.4%，且平均AUC0-t和t1/2均高于黃芩苷溶液組[36]。H22荷瘤小鼠注射蛇床子素SLN(ost -SLN)后表現(xiàn)出對小鼠腫瘤的抑制作用，給藥濃度為1、2和4 mg·kg-1時抑瘤率分別為34.2%、50.9%和68.5%[37]。

4.5 腦腫瘤 由于SLN具有靶向CNS的能力，并且易于通過血腦屏障，因此已被廣泛用作將化療藥物遞送至CNS的納米載體。搭載靛玉紅的 SLN可以提高藥物的溶解度、生物利用度和延緩藥物釋放，被視為一種有效的抗腫瘤藥物[38]。此外，由于載脂蛋白E受體主要在腦部表達，用該蛋白對SLN進行功能修飾可使其具有腦靶向功能。多形性膠質(zhì)母細胞瘤(glioblastoma multiforme,GBM) 是一類最常見、最具侵襲性的腦原發(fā)性腫瘤。EREL-AKBABA等[39]開發(fā)了一種環(huán)肽iRGD偶聯(lián)的SLN，用于遞送針對EGFR和程序性死亡-配體1(PD-L1)的siRNA，用于膠質(zhì)母細胞瘤的靶向治療聯(lián)合免疫治療。SLN作為治療腦部腫瘤藥物的優(yōu)良載體，不僅對腦部腫瘤有被動靶向作用，還可以通過修飾SLN獲得主動靶向。

5 總結(jié)與展望

SLN作為一種前沿藥物遞送系統(tǒng)，搭載抗腫瘤藥物后克服了單獨給藥的各種缺點[40-41]。在了解SLN的制備、結(jié)構(gòu)和優(yōu)點等的基礎上,利用SLN在載藥方面的優(yōu)勢，著力研究SLN在不同類型腫瘤中的應用，可為每種癌癥定制設計合理的SLN以達到抗癌效果更好且對人體更加安全可靠的效果，為未來的腫瘤治療開啟一個新時代。