紅細胞載藥遞送系統(tǒng)的研究進展

周超培 劉芊芊 楊春榮 楊陽 高春生

中圖分類號R943

文獻標志碼A

文章編號1001-0408（ 2020）02-0238-08

DOI

10.6039/j .issn. 1001-0408.2020.02.21

摘要 目的：了解紅細胞作為載藥系統(tǒng)的研究進展，以期為其相關(guān)研究和應(yīng)用提供參考。方法：以“紅細胞”“載藥體系”“Redblood cell”“"Erythrocyte”“Drug delivery system”等關(guān)鍵詞，對PubMed、Elsevier、中國知網(wǎng)等國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫中收錄的于1960-2019年發(fā)表的文獻進行單一或組合搜索，據(jù)此綜述紅細胞作為載藥系統(tǒng)的研究進展。結(jié)果與結(jié)論：共檢索到相關(guān)文獻214篇，其中有效文獻70篇。紅細胞作為人體的內(nèi)源性成分，不需要通過合成就可作為天然的載藥體系。目前紅細胞的載藥方法包括滲透法、化學(xué)干擾法、電穿孔法、內(nèi)吞包埋法、電融合包埋法、脂質(zhì)體融合法等，其中滲透法又包括低滲稀釋法、改良低滲稀釋法、低滲溶血法、等滲滲透溶解法和低滲透析法等;此外，還可以采用紅細胞包載機或者將藥物偶聯(lián)到紅細胞膜上等方式。紅細胞作為藥物載體，可實現(xiàn)藥物靶向性遞送，延長藥物在體內(nèi)的半衰期，增強藥物在體內(nèi)的穩(wěn)定性，提高藥物的生物相容性。目前，其已用于包載抗腫瘤藥、抗炎藥、鎮(zhèn)痛藥、抗感染藥、心血管系統(tǒng)藥物和免疫抑制劑等小分子藥物，還可包載部分大分子藥物和診斷劑等，被認為是一種良好的藥物載體。但紅細胞載藥系統(tǒng)尚存在來源復(fù)雜、理化性質(zhì)不統(tǒng)一、載藥過程可能對紅細胞造成破壞、儲存過程中如何保持其生物活性等問題。

關(guān)鍵詞 紅細胞;藥物載體;載藥系統(tǒng);細胞膜

大多數(shù)藥物都存在著一定的不良反應(yīng)及生物相容性差、半衰期短等缺點。為了克服這些缺點，研究人員常采用改變藥物劑型的方式，例如使用合成類的載藥系統(tǒng)等。但是諸多合成材料生物相容性較差，且在降解期間會產(chǎn)生毒副產(chǎn)物[1]，為此，研究者開始將人體內(nèi)源性物質(zhì)作為藥物載體進行研究。近年來，將紅細胞作為藥物載體受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。作為人體內(nèi)源性物質(zhì)，紅細胞具有生物相容性良好、體內(nèi)半衰期長等優(yōu)點，并且由于成熟的紅細胞沒有細胞核，呈現(xiàn)兩側(cè)凹型的圓碟形，最薄處僅有1μm[2]，這給物質(zhì)交換和藥物載入提供了很好的機會。但如何將藥物包載入紅細胞內(nèi)，成為最為重要的研究熱點之一。近年來，隨著對紅細胞載藥系統(tǒng)研究的深入，有不少研究報道了紅細胞的載藥方法及其應(yīng)用。為了解目前紅細胞載藥系統(tǒng)的研究進展，筆者以“紅細胞”“載藥體系”“Red blood cell”“Erythro-cyte”“Drug delivery system”等為關(guān)鍵詞，對PubMed、Elsevier、中國知網(wǎng)等國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫中收錄的于1960 -2019年發(fā)表的文獻進行單一或組合搜索，結(jié)果共檢索到相關(guān)文獻214篇，其中有效文獻70篇?，F(xiàn)對紅細胞載藥遞送系統(tǒng)的相關(guān)研究進行總結(jié)歸納，以期為該載藥體系的開發(fā)和應(yīng)用提供參考。

1 紅細胞載藥方法

1.1 滲透法

1.1.1 低滲稀釋法低滲稀釋法是將藥物載入紅細胞的一種最簡單、最快速的方法。該方法用2～20倍體積含有藥物的溶液稀釋紅細胞，之后通過加入高滲緩沖液來恢復(fù)紅細胞膜的張力;然后離心，所得混合物棄去上清液，再用等滲緩沖液洗滌沉淀物，便可得到載有藥物的紅細胞[3]。但是該方法有著明顯的缺點，例如包封率低，因為離心過程造成的大量血紅蛋白和其他細胞組分的損失使紅細胞遭到破壞，從而減少了紅細胞的載藥量和其在體內(nèi)的循環(huán)時長。低滲稀釋法較常用于加載諸如半乳糖苷酶類、阿霉素和多功能納米粒等[4-6]。例如，繆婉琳等[5]采用低滲稀釋法，制備得到紅細胞同時裝載有磁性納米顆粒和阿霉素，將其回輸?shù)叫∈篌w內(nèi)之后，在外加磁場的作用下載體紅細胞可聚集到腫瘤部位。與游離的阿霉素相比，通過載體紅細胞給藥，可以抑制腫瘤細胞的生長，同時可以降低給藥劑量，從而減小藥物副作用。

1.1.2 改良低滲稀釋法該方法于1975年由Martin R首次提出，并由David J等對低滲稀釋法的載藥方式進行了改良[7]。其原理和低滲稀釋法基本相同，不同的是，該方法通過梯度遞減、緩慢降低溶液滲透壓的方式，保證紅細胞腫脹形成小孔的同時不至于溶解;之后，通過低速離心回收腫脹的紅細胞，將小體積的水溶性藥物溶液通過小孔加載進紅細胞內(nèi)。由于紅細胞膨脹緩慢，可使細胞質(zhì)成分得到很好的保留，因此紅細胞在進入體內(nèi)后具有良好的存活率。該方法比低滲稀釋法更簡單、快速，對紅細胞造成的損害較小。目前，使用該方法可包封在紅細胞中的藥物有長春瑞濱和吉西他濱等[8-9]。例如，溫旭智[8]利用改良低滲透法建立了載長春瑞濱的紅細胞載藥體系，其包載率為70.92%;該研究還評價了載藥紅細胞對人肺腺癌細胞株A549的抑制作用，結(jié)果顯示當長春瑞濱濃度為0.012 5、0.025 mg/mL時，載長春瑞濱紅細胞組的A549細胞增殖抑制率顯著高于長春瑞濱裸藥組（P<0.05）。

1.1.3 低滲溶血法該方法是基于紅細胞具有特殊的可逆形狀變化能力，即由于紅細胞的表面積是固定的，因此其體積的增加（紅細胞體積可以增加25%～50%）可使其從雙凹形變?yōu)榍蛐?，?50 mOsm/kg的滲透壓下可保證紅細胞在膨脹的同時保持其完整性，此時紅細胞膜外形成200～500A的一些瞬時孔，可以釋放出細胞內(nèi)容物[10]]。Mambrini G等[11]采用該方法將地塞米松磷酸鈉（DSP）加載入紅細胞膜的內(nèi)部，主要包括3個步驟：（l）使用滲透壓180 mOsm/kg和pH 4.5～7.O的低滲溶液處理紅細胞，使其適當腫脹;（2）使用滲透壓120 mOsm/kg和pH 4.5～7.O的低滲溶液處理紅細胞，使其進一步的腫脹而形成“小孔”，再將紅細胞放入含有DSP的等滲溶液中，使得DSP通過小孔進入紅細胞中;（3）使用滲透壓285 mOsm/kg和pH 7.4±1.2的磷酸鹽一肌苷一葡萄糖一丙酮酸鹽一腺嘌呤（PIGPA）高滲溶液將紅細胞的“小孔”封閉，封裝DSP并恢復(fù)紅細胞初始的滲透壓，從而制得載入DSP的紅細胞。Coker SA等[12]將制得的載DSP紅細胞進行體內(nèi)藥動學(xué)考察，對10名志愿者經(jīng)靜脈注射給藥后發(fā)現(xiàn)，地塞米松的血藥濃度在th時達到峰值，并且在注射后14 d和35 d時仍然可以檢測到地塞米松的持續(xù)釋放。

1.1.4 等滲滲透溶解法該方法也稱為滲透壓脈沖法，主要是通過物理和化學(xué)方法實現(xiàn)紅細胞等滲溶血。紅細胞在具有高膜透性物質(zhì)的溶液中溫育時，由于具有濃度梯度，溶質(zhì)會擴散到細胞中，為了保持滲透平衡，此時大量的水也會流入紅細胞內(nèi)，溶于水的藥物就會隨之進入到紅細胞內(nèi)。目前，尿素、聚乙二醇和氯化銨等化合物的溶液已被用于等滲溶血[13-14]。早在1987年，F(xiàn)rancoRS等[15]開發(fā)了一種將紅細胞懸浮在二甲基亞砜（DMSO）等滲溶液中的方法，成功將肌醇六磷酸（IHP）載入到紅細胞中，其采用DMSO來平衡紅細胞懸浮液的滲透壓，然后用等滲IHP溶液快速稀釋來誘導(dǎo)滲透壓梯度的形成。由于IHP可與血紅蛋白結(jié)合并降低其對氧的親和力，因此該方法可用于制備用于臨床和實驗中的低氧親和力紅細胞。與用磷酸鹽緩沖溶液（PBS）作為稀釋劑比較，IHP誘導(dǎo)血紅蛋白滲漏在稀釋后約Is內(nèi)完成，而PBS誘導(dǎo)滲漏的時間較長，約10～120 s，且容易導(dǎo)致紅細胞裂解。這項研究還表明，紅細胞經(jīng)過低濃度DMSO處理后，細胞膜的滲透性可達到90%以上。

1.1.5 低滲透析法1959年，Klibansky C等[16]首次提出了低滲透析法，該方法的原理是將具有半透膜性的紅細胞裂解后，重密封時可使細胞內(nèi)載入的大分子藥物到達最大量。低滲透析法的基本過程為：首先，將紅細胞懸浮液和藥物溶液混合，以達到所需的血細胞比容，然后將該混合物置于透析管中，用管線將透析管的兩端連接起來，透析管內(nèi)部容積中留出接近25%的氣體空間，將透析管置于含有100 mL裂解液的錐形瓶中，并將錐形瓶放置在4℃恒溫的磁力攪拌器上進行間歇攪拌;將透析管置于100 mL等滲的PBS溶液（25～30℃，pH 7.4）中進行重密封;在4℃用冷PBS洗滌，由此獲得載藥的紅細胞[14]。該方法可以獲得較好的包封率。目前，研究者已運用該方法將戊脒富拉霉素、白細胞介素2、去鐵胺、介孔二氧化硅納米粒子、雙膦酸鹽和抗生素等藥物包載入紅細胞中[17-22]。例如，Chen ZA等[20]合成了一系列直徑范圍為10～200 nm的熒光聚乙二醇化介孔二氧化硅納米粒子（MSN），并通過低滲透析的方法將其包封于人紅細胞中;根據(jù)熒光圖像和流式細胞儀分析，發(fā)現(xiàn)直徑低于30 nm的MSN可以成功地嵌入紅細胞內(nèi)。

1.2 化學(xué)干擾法

該方法的原理是：紅細胞暴露于某些化學(xué)物質(zhì)時細胞膜通透性將會顯著增加，使得藥物可以順利進入紅細胞內(nèi)。Kitao T等[24]采用該方法將抗腫瘤藥物道諾霉素包載在人和小鼠紅細胞中。此外，LinW等[25]使用氟烷也可達到化學(xué)干擾的目的。但是，Ahur VM等[26]在研究中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)鉛處理的紅細胞的滲透性有所增加，但其滲透脆性也有所增加，所觀察到的紅細胞壽命較正常紅細胞有所縮短。因此，化學(xué)干擾法會對細胞膜引起不可逆的破壞[27]，該方法的應(yīng)用并不廣泛。

1.3 電穿孔法

該方法也被稱為介電張力法，其原理是采用電擊引起紅細胞膜的變化：通過介電擊打從而擊穿紅細胞膜形成孔，電擊穿可能發(fā)生在脂質(zhì)區(qū)域或細胞膜中的脂質(zhì)蛋白質(zhì)連接處[28];隨后，在37℃的等滲溶液中溫育，孔被重新密封。實驗證明，將電擊的條件設(shè)定為2 kV/cm的變化電壓、20 μs的極化時間，可使得紅細胞膜被介電擊穿，且孔形成的程度取決于懸浮介質(zhì)的電場強度、脈沖持續(xù)時間和離子強度[29]。該方法可包載的藥物包括伯氨喹、8.氨基喹啉、長春堿、氯丙嗪和一些功能性納米粒等[29-31]。

Rao L等[29]在研究中證明了微流體電穿孔可以有效地促進紅細胞一納米粒載體（ CM-NP）的合成。該研究發(fā)現(xiàn)，將Fe304磁性納米顆粒（MN）和紅細胞膜衍生的囊泡同時注入微流體裝置中，當MN和紅細胞囊泡的混合物流過電穿孔區(qū)時，電脈沖可以有效地促進MN進入紅細胞囊泡之中;之后，該團隊又研究了該載體在大鼠體內(nèi)的抗腫瘤效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)由于MN核的優(yōu)異磁性和光熱性質(zhì)以及紅細胞囊泡具有的體內(nèi)長循環(huán)特性，使得該載體可以有效地聚集于腫瘤部位;與空白組比較，該載體組大鼠體內(nèi)的腫瘤重量由600 mg以上減小至300 mg以下，可見通過電穿孔制備的CM-NP具有用于癌癥診斷和治療的潛力。

1.4 內(nèi)吞包埋法

Stanley SL等[32]于1987年首先報道了內(nèi)吞包埋法。該方法的基本操作是將1倍體積的紅細胞，加入9倍體積量的含有2.5 mmol腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）、2.5mmol氯化鎂（MgCI2）和1 mmol氯化鈣（CaCI2）的緩沖液中，在室溫下孵育2 min，使紅細胞膜上形成孔;之后于37℃下在154 mmol/L氯化鈉（NaCI）藥物溶液中溫育2min，使得孔被重新密封，藥物通過內(nèi)吞作用被包載入紅細胞內(nèi)[33]。該方法的優(yōu)點是：從紅細胞膜上分離的囊泡膜可將藥物與細胞質(zhì)分離，從而保護藥物免受紅細胞內(nèi)環(huán)境的影響。目前通過該方法包載進紅細胞的藥物包括：普萘洛爾、丁卡因和維生素A等[31， 34-35]。例如HarisaG等[36]通過內(nèi)吞包埋法成功將普伐他汀載人人紅細胞中，同時發(fā)現(xiàn)，當普伐他汀濃度為10 mg/mL時，紅細胞的載藥量在37℃的條件下可達到最大，為0.069 mg/mL;當普伐他汀濃度為4 mg/mL時，在37℃條件下，包封率達到最大（94%），并且細胞回收率可以達到87%～93%。該研究還發(fā)現(xiàn)，載有普伐他汀的紅細胞的血液學(xué)參數(shù)和滲透脆性行為與天然紅細胞相似;掃描電子顯微鏡顯示載紅細胞形態(tài)沒有明顯變化。這表明，該方法對紅細胞本身結(jié)構(gòu)并無影響，載藥物紅細胞可能具有與正常細胞相同的壽命。

1.5 電融合包埋法

該方法是指先將藥物分子包載到紅細胞膜（血影細胞）中，然后將這些載藥血影細胞黏附到靶細胞上，通過與靶細胞的融合完成包埋藥物的釋放，施加電脈沖還可以加強、加快融合的過程[36]。目前，已有研究將特異性單克隆抗體細胞加載到血影細胞上，載藥紅細胞可以通過與靶細胞表面的特異性受體蛋白進行特異性結(jié)合，從而將細胞導(dǎo)向靶細胞[37]。Li LH等[38]通過電融合包埋法實現(xiàn)了不同尺寸細胞之間的高效電融合。該團隊在特別設(shè)計的離心一電融合室中，以700 9的轉(zhuǎn)速連續(xù)離心形成5層沉淀，從而實現(xiàn)將較大的靶細胞堆疊在較小的血影細胞中。該研究發(fā)現(xiàn)，以80 μs、300V的電脈沖使沉淀物進行混合，可以得到80%以上的融合效果，并且電融合后細胞活力保持在80%以上。這種高效融合技術(shù)可用于介導(dǎo)藥物和基因轉(zhuǎn)移至靶細胞，并用來制備細胞來源有限的雜交細胞。

1.6 脂質(zhì)體融合法

該方法的基本原理是：含有藥物的脂質(zhì)囊泡可以直接與人紅細胞融合，從而使得脂質(zhì)囊泡中的藥物分子直接包載入紅細胞中[39]。例如有研究者將載IHP的單層脂質(zhì)囊泡通過與紅細胞融合將IHP包埋入紅細胞內(nèi)[40]。IHP可以與血紅蛋白緊密結(jié)合，由于IHP降低了血紅細胞與氧氣的結(jié)合能力，因此通過該方法可使紅細胞的氧氣釋放能力增加至正常值的270%，并且由于玻爾效應(yīng)的增大，也增加了人體二氧化碳的傳輸;同時，該研究證明脂質(zhì)囊泡的摻入并未對紅細胞的精細結(jié)構(gòu)有所損傷。但是由于脂質(zhì)體的粒徑過大，并且與紅細胞膜的相容性不好，使得融合率較低，因此該方法的藥物包封率極低，僅能達到1%[41]。

1.7 使用紅細胞包載機

Magnani M等[42]開發(fā)了一種將非擴散性藥物包埋入紅細胞的新方法，即“紅細胞包載機”。該方法用50 mL的血液樣品，于室溫條件下，在2h內(nèi)可以將不同的生物活性化合物包載到紅細胞中。該過程需要連續(xù)兩次使用低滲溶液洗滌紅細胞，然后用血濾器濃縮，再通過等滲溶液對紅細胞進行重新密封。其載藥量可達到30%，細胞回收率為35%～50%。

1.8 將藥物偶聯(lián)到紅細胞上

目前所有的紅細胞載藥方法尤其是電穿孔法，都或多或少會對紅細胞膜的性質(zhì)造成影響，進而影響紅細胞一藥物復(fù)合物的生物相容性、半衰期等。開發(fā)無損的藥物包載方式，是當前迫切需要解決的問題?；谶@種想法，研究者開發(fā)了將藥物偶聯(lián)到紅細胞表面的載藥方法。Skorokhod OA等[43]用戊二醛將柔紅霉素偶聯(lián)到紅細胞上，并在14名白血病患者身上進行初步臨床試驗，對其藥動學(xué)特征和耐藥性等進行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，靜脈給藥后，其藥物的峰濃度和消除率低于游離的柔紅霉素，且患者耐受性良好;在接受3次載藥紅細胞輸注的9名患者中，副作用發(fā)生的頻率低于使用游離柔紅霉素治療的患者。Muzykantov VR等[44]將鏈激酶偶聯(lián)到紅細胞上，連接效率可達90%，平均每個紅細胞上可附著約5X105個鏈激酶分子;該復(fù)合物能夠溶解血管內(nèi)的纖維蛋白凝塊，以用來預(yù)防血管手術(shù)時血栓的形成。Muller M等[45]將巰基化的低分子量肝素通過一種偶聯(lián)試劑連接到紅細胞上，該復(fù)合物也有著長期抗凝和預(yù)防血栓的潛能。Brenner JS等[46]則開發(fā)了“紅細胞搭便車”（Redblood cell-hitchhiking）技術(shù)，將藥物制備成納米顆粒，再將納米顆粒吸附到紅細胞上，然后通過靜脈注射或者動脈血管插管的方式，將載藥紅細胞輸注給患者，可實現(xiàn)多個器官的靶向功能。

2 紅細胞作為藥物載體的優(yōu)點

由于紅細胞自身的一些性質(zhì)，其載藥后可發(fā)揮諸多功能，包括增強藥物的靶向性，延長藥物在體內(nèi)的半衰期，同時還能減少藥物的不良反應(yīng)等。

2.1 實現(xiàn)藥物靶向性遞送

當紅細胞膜表面的性質(zhì)發(fā)生變化，在體內(nèi)經(jīng)過脾、肝、肺等器官時可以被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)識別和吞噬，因此紅細胞可以作為人體內(nèi)源性的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)天然靶向載體[47]。最早關(guān)于紅細胞網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)靶向性的報道是在20世紀80年代末，由SuyamaK和TanemuraA等人將人、貓和鼠類的免疫缺陷病毒（即HIV-1、FIV、LP-BM5）選擇性抑制劑的磷酸化核苷類似物分別包載人人、貓和小鼠的紅細胞中，可以直接作用于巨噬細胞。通過體外和體內(nèi)分析發(fā)現(xiàn)，包封人哺乳動物紅細胞中的磷酸化核苷類似物非常穩(wěn)定，并可有效地被遞送到巨噬細胞中，從而通過逆轉(zhuǎn)錄病毒感染的方式保護巨噬細胞[48-50]。

紅細胞除了對網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)具有靶向性之外，還可以通過磁化紅細胞實現(xiàn)其他部位的靶向性。目前，關(guān)于此項研究的方向以抗腫瘤藥物為主?？鼓[瘤藥物由于在抑制/殺死腫瘤細胞的同時還可作用于正常細胞從而引起不良反應(yīng)，而使用磁化的紅細胞載藥可以解決這一問題。例如吳江等[51]通過電穿孔法使用納米級的Fe304磁流體用來制備磁化紅細胞和磁化載多柔比星紅細胞，在體外磁場的引導(dǎo)下，磁化載多柔比星紅細胞可以準確地作用于腫瘤細胞，使用較少的劑量即可起到常規(guī)化療劑量的效果。

2.2 延長藥物在體內(nèi)的半衰期

正常的紅細胞半衰期為26d，將藥物包載入紅細胞內(nèi)可以顯著延長藥物在體內(nèi)的半衰期?；艟52]分別向大鼠注射載有甲氨蝶呤的紅細胞和游離甲氨蝶呤，藥動學(xué)分析結(jié)果顯示，游離的甲氨蝶呤在體內(nèi)的代謝符合三室模型，消除半衰期為（3.9±0.8）h，而載甲氨蝶呤的紅細胞在體內(nèi)的代謝符合二室模型，消除半衰期為（13.5±2.0）h。吳江等[51]對長春新堿進行了相似的對比研究，結(jié)果顯示，游離長春新堿半衰期為1.53 h，而載長春新堿紅細胞在體內(nèi)半衰期為4.1 h，為前者的2.68倍。

2.3 增強藥物在體內(nèi)的穩(wěn)定性，降低免疫系統(tǒng)對藥物的免疫活性

由于藥物被包載入紅細胞內(nèi)后，在來自人體內(nèi)源性的紅細胞內(nèi)形成了一個相對隔離的空間，從而保護藥物不受體內(nèi)內(nèi)源性物質(zhì)干擾，提高了藥物在體內(nèi)的穩(wěn)定性。而一些外源性的大分子藥物，如蛋白質(zhì)、酶等，直接進入體內(nèi)大多會引起免疫反應(yīng)。Bernhardt I等[53]使用紅細胞來運輸1一天冬酰胺酶，對單劑量l一天冬酰胺酶包載于紅細胞后的釋藥特征進行了評價。結(jié)果顯示，藥物的半衰期明顯延長：當注射劑量為30 IU/kg時，1一天冬酰胺酶在10 d內(nèi)可被清除;而如果注射劑量提高到150～200 IU/kg時，其作用可延長至50 d。該研究未測得有害的免疫反應(yīng)發(fā)生，這也證明了紅細胞載1一天冬酰胺酶可以有效降低免疫系統(tǒng)對藥物的免疫活性。

2.4 提高藥物的生物相容性，減小不良反應(yīng)

紅細胞作為人體內(nèi)源性物質(zhì)，不存在生物不相容的問題，并且在體內(nèi)降解后也不會產(chǎn)生有害物質(zhì)。一些較為敏感的人群靜脈注射納米制劑類藥物時會引起心肺方面的不良反應(yīng)，而Wibroe PP等[54]將聚苯乙烯材料的納米制劑黏附于紅細胞表面后，有效地避免了巨噬細胞對納米制劑的識別，從而減小了藥物對患者心肺功能的不良反應(yīng)。

3 紅細胞載藥遞送系統(tǒng)的常見用途

3.1 包載小分子藥物

3.1.1 抗腫瘤藥物 目前，由于腫瘤的高發(fā)性，紅細胞載抗腫瘤藥物的研究日益廣泛。常見的抗腫瘤藥物，如長春新堿、甲氨蝶呤、紫杉醇和多柔比星，均可見采用紅細胞包載的相關(guān)報道[55-58]。載腫瘤藥物的紅細胞可以發(fā)揮紅細胞的諸多優(yōu)點。例如ZarrinA等[58]將載多柔比星的紅細胞與傳統(tǒng)給藥進行比較，發(fā)現(xiàn)前者體內(nèi)藥物濃度一時間曲線下面積（AUC）是傳統(tǒng)給藥方式的5倍;Yu-an SH等[56]比較了載甲氨蝶呤的紅細胞（MTK-RBCs）與游離甲氨蝶呤的藥動學(xué)參數(shù)，結(jié)果顯示游離甲氨蝶呤的t1/2為（3.9±0.8）h，而MTK-RBCs的t1/2為（13.5±2.0）h，并且后者的平均滯留時間（MRT）也由（5.7±1.2）延長到（19.5±5.9）h。這說明，經(jīng)過紅細胞包載的甲氨蝶呤在體內(nèi)的半衰期較傳統(tǒng)給藥方式明顯延長。

3.1.2 抗炎藥物對于炎性疾病的治療，Millan CG等[59]研究了紅細胞載皮質(zhì)類固醇和抗生素來實現(xiàn)低劑量給藥以減少藥物的毒副作用。Coker SA等[12]將地塞米松-21-磷酸（地塞米松的非擴散性前藥）載入紅細胞中，其在紅細胞中可被常駐酶轉(zhuǎn)化為具有可擴散活性的地塞米松（DSP），從而實現(xiàn)藥物的緩慢釋放。該研究表明，患者在單次靜脈輸注載地塞米松紅細胞后，35 d內(nèi)可檢測到地塞米松的持續(xù)釋放。

3.1.3 鎮(zhèn)痛藥物駱璇等[60]比較了冠狀動脈旁路移植術(shù)患者應(yīng)用紅細胞載嗎啡（RBC-M）溶液與0.01%游離嗎啡的鎮(zhèn)痛效果，分別于患者術(shù)前、鎮(zhèn)痛前及鎮(zhèn)痛開始后1、2、3、8、12、24、36、48 h時對其疼痛、鎮(zhèn)靜和舒適狀態(tài)進行評分。結(jié)果顯示，與游離嗎啡組比較，RBC-M組患者在鎮(zhèn)痛開始后2h內(nèi)疼痛感降低，鎮(zhèn)靜效果增強;RBC-M溶液的藥動學(xué)模型為二室模型，半衰期為15.37h，清除率為2.1 mL/（kg.min），穩(wěn)態(tài)表觀分布容積為0.088 L/kg，AUC為7 911.6 ng.h/mL。這表明，RBC-M與游離嗎啡相比更為有效。

3.1.4 抗感染藥物Alanazi FK等[61]通過胞吞作用將抗瘧藥物伯氨喹載入紅細胞中，結(jié)果表明，在伯氨喹的藥物濃度為8 mg/mL時具有較高的載藥量。與未載藥的紅細胞相比，該藥物濃度下載藥紅細胞的谷胱甘肽含量下降。這使得紅細胞膜脂質(zhì)和蛋白質(zhì)更易于氧化修飾，從而使得載伯氨喹的紅細胞更易被網(wǎng)狀內(nèi)皮器官識別而起到靶向作用，同時可使藥物的釋放時間延長到18 h以上。

3.1.5 心血管系統(tǒng)藥物Harisa GI等[62]采用低滲透析法將普伐他汀載入到紅細胞中：將普伐他汀溶于0.6%的NaCI溶液，在10 mg/mL的藥物濃度下孵育th可以達到34%的包封率;體外溶出實驗結(jié)果顯示，普伐他汀在磷酸鹽緩沖液（PBS）中23 h后的釋放率為83%。這表明，普伐他汀成功地被包埋在紅細胞中，且可以有效延長其釋放。

3.1.6 免疫抑制劑 環(huán)孢菌素A（CsA）和他克莫司（FK506）具有免疫抑制活性，能夠改善器官移植導(dǎo)致的排斥反應(yīng)，但其生物利用度較低，且具有較高的毒性。Biagiotti S等[63]將紅細胞作為藥物遞送系統(tǒng)以改變兩者的藥動學(xué)行為，并達到抑制毒性的目的。其通過低滲透析和等滲重新密封程序?qū)sA和FK506加載到紅細胞中。結(jié)果表明，由于相應(yīng)的靶蛋白的靶向作用，上述兩種免疫抑制劑可被捕獲到紅細胞中，并可有效地抑制人體免疫器官產(chǎn)生的特異性免疫反應(yīng)。這表明，該紅細胞載藥系統(tǒng)可作為潛在的免疫抑制劑藥物遞送系統(tǒng)。

3.2 包載大分子藥物

目前紅細胞載藥系統(tǒng)包載的大分子藥物主要有酶、蛋白質(zhì)以及核酸等。紅細胞載藥系統(tǒng)可以解決一些大分子藥物本身固有的諸如半衰期短、藥物毒性、過敏反應(yīng)等問題。例如He H等[64]使用膜轉(zhuǎn)位低分子量魚精蛋白（IMWP）在紅細胞中加載l一天冬酰胺酶，結(jié)果發(fā)現(xiàn)載藥紅細胞的表面形態(tài)與正常紅細胞沒有差異，可以通過控制給藥劑量，有效地延長1一天冬酰胺酶在體內(nèi)的作用時間，其緩釋時長可以控制在10～50 d。除此之外，如尿激酶、葡萄糖氧化酶和己糖激酶，也被用于紅細胞載藥的研究中[65]。另外，纖溶酶原激活劑（PA）通過抗原一抗體結(jié)合或抗生物素蛋白一生物素橋的方式可與紅細胞形成偶聯(lián)復(fù)合物（ RBC-PA） [66-67]，有助于延長藥物的體內(nèi)循環(huán)時間，增強生物利用度。

3.3 包載診斷劑等其他藥物

除了藥物之外，紅細胞還可用于包載核磁共振成像造影劑等診斷性藥物，如磁共振成像（MRI）造影劑，超順磁性氧化鐵（SPIO）、超小型超順磁性氧化鐵（USPIO）納米粒等[68]。有研究利用結(jié)合到人紅細胞中的金納米顆粒（AuNPs）的高X射線吸收特性，用于實現(xiàn)對血流動態(tài)運動情況的觀察[69]。該研究表明，AuNPs具有更好的空間分辨率和更強的血流圖像對比度。

4 結(jié)語

盡管與傳統(tǒng)的載藥系統(tǒng)相比，紅細胞載藥系統(tǒng)存在著諸多優(yōu)勢，但其仍有一些不足之處，其中最關(guān)鍵的問題就是紅細胞的存儲和來源[70]。由于紅細胞來源于人體，自身就有著個體差異性，很難做到理化性質(zhì)的統(tǒng)一;其次，紅細胞載藥過程中對紅細胞的破壞是另一大問題;再次，如何保持紅細胞在儲存過程中的生物活性也是亟待解決的問題。但是隨著相關(guān)研究的深入，在不久的將來這些問題都有望解決，紅細胞載藥體系在臨床應(yīng)用方面具有很可觀的潛力。

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（收稿日期：2019-05-07修回日期：2019-12-12）

（編輯：孫冰）

△基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目（No.81874305）;國家重大新藥創(chuàng)制科技重大專項（No.2018ZX09711003-008-001）;黑龍江省自然科學(xué)基金面上項目（No.H2017073）

*碩士研究生。研究方向：靶向緩釋給藥系統(tǒng)及新藥開發(fā)。E-mail： 947923758@qq.com

#通信作者：教授，碩士生導(dǎo)師。研究方向：靶向緩釋給藥系統(tǒng)及新藥開發(fā)。E-mail：yangchunrong98@163.com