多肽_蛋白类药物脂质体研究进展

2018-11-06 08:59:56

多肽、蛋白类药物与传统药物相比, 不仅具有用药剂量小、疗效好、毒副作用低等突出优点, 而且还具有不同于传统药物的一些特性(1)蛋白质分子的化学结构决定其活性, 影响活性的结构因素主要为氨基酸及其排序、末端基团、肽链和二硫键位置等。此外, 药物的空间结构即二维、三维结构也同样影响生物活性。(2)蛋白质药物体内外不稳定性。蛋白质药物在体内外环境可能经受多种复杂的化学降解和物理变化而失活, 如凝聚、沉淀、消旋化、水解、脱酰氨基等。(3)蛋白质药物半衰期短、清除率高、分子量大、易受体内酶和细菌以及体液的破坏、非注射给药生物利用度低, 一般都仅为百分之几。因此, 如何设计出安全、有效和稳定的转运多肽、蛋白类药物的新型给药系统是当今制剂工作者和制药业面临的一个重大难题。多肽、蛋白类药物脂质体的研究是当前一个十分活跃的领域。脂质体用做多肽、蛋白类药物载体具有众多优点和用途:(1)根据脂质体类似生物膜的结构,脂质体可以用来测定多肽、蛋白类药物通过膜的渗透性能及药物在膜和水相之间的分配性能等;(2)根据脂质体具有细胞亲和性, 适合体内降解、无毒性和无免疫原性的特点, 脂质体被广泛制药和化妆品中的多肽、蛋白类药物载体;(3)脂质体做为药物载体可控制药物的释放和具有器官靶向性, 可用于药物的可控释放和体内的靶向给药;(4)利用脂质体可与细胞融合的特性,脂质体还可用作将目的基因和其它多肽、蛋白类物质向细胞内传递的工具, 介导转染作用;(5)利用特异性修饰脂质体表面物质的特殊性质如免疫原性等, 脂质体可用于免疫检测和亲和层析, 高效检测和筛选目的蛋白, 菌落及噬菌体群等。

PEG修饰长循环脂质体是近年来研究较多的一种多肽、蛋白类药物载体, 其具有许多优点, PEG修饰长循环脂质体可以通过所谓/ 被动靶向0或代偿滤过机制有效地达到病变部位(如肿瘤、感染、心肌梗塞等区域), 提高对靶向组织的选择性, 另外PEG 修饰长循环脂质体的组成中含有亲水性聚合物如聚乙二醇PEG)的二硬脂酸磷酯酰胺(DSPE)的衍生物(PEG - DSPE)等, 可阻止血浆蛋白吸附于脂质体表面能够逃避网状内皮系统的捕获, 特别是在体内能阻止吞噬细胞对脂质体的识别和摄取, 而极大延长脂质体在血液中循环时间, 从而提高治疗指数和疗效, 减轻了不良反应, 具有极好的产业化前景。AmitKumar等以胰岛素为模型药物研究了不同类型脂质体的药物释放行为, 结果发现:未经任何处理的胰岛素直接给小鼠口服给药, 小鼠其因低血糖而死亡, 相反, 口服给药由脂质体包裹的胰岛素的小鼠血糖浓度得到了有效控制, 又不致引起大的副作用, 尤其是表面经PEG改性后的脂质体胰岛素体系, 其突释现象较小且药效时间较长。这显然是由于PEG的引入使得消化系统酶类对药物的破坏作用和RES系统对药物的吞噬作用减弱, 体系在血液中循环时间延长导致的。Tatsuhiro Ishida等通过进一步研究证实, PEG修饰脂质体可增加脂质体膜表面稳定性, 当大鼠注射给药一次后, 脂质体被单核巨噬细胞识别的机会明显减少, 可延长脂质体在循环系统中停留的时间, 起到缓释的效果。但重复注射给药时可能出现PEG修饰的长循环脂质体迅速从血液中消除的/ 加速血液清除率0的现象。机理性研究表明该现象是由于PEG修饰脂质体诱导产生PEG特异性IgM所致。PEG修饰长循环脂质体以其突出优点, 有望成为未来多肽、蛋白类药物的理想载体。

免疫脂质体是机体修饰脂质体的简称,其作用机理是:将单克隆抗体(也称为单抗或配基)与特定脂质体藕联可构建成免疫脂质体, 该脂质体经单抗与靶细胞抗原-抗体特异性结合,可将脂质体靶向到特定细胞和器官。免疫脂质体结合热敏和pH敏感可制得免疫热敏脂质体和pH 敏感脂质体。如将RDM4细胞的单抗连接到尿嘧啶核苷热敏脂质体上制备免疫热敏脂质体,将其与细胞共育1min后,热敏脂质体和游离药物在细胞内基本无分布,而应用免疫热敏脂质体后, 在细胞中已经有一定浓度的药物存在。5min后,细胞对免疫热敏脂质体中尿嘧啶的摄取量是热敏脂质体的4倍,是游离药物的近7倍。Briscoe等人将surfactant proteinA(SP-A)插入pH敏脂质体表面, 可获得表达SP-A高亲和性受体的肺上皮细胞的特异靶向性。由此携带SOD与肺上皮细胞孵育, 可使细胞的SOD活性增加。

为了延长免疫脂质体在血液中的循环时间, 在免疫脂质体表面引入PEG脂质体复合物可得到兼有主动靶向性和长循环的空间稳定免疫脂质体。KentaroFurumoto等用小鼠白蛋白藕联的PEG-脂质体进行药效学和组织分布试验, 试验结果显示:小鼠白蛋白藕联的PEG-脂质体具有良好的组织靶向性, 且循环系统清除率和肝脏首过消除率明显低于PEG-脂质体, 进一步实验确证:小鼠白蛋白藕联的PEG-脂质体能显著降低与调理作用相关的血浆蛋白的黏附, 从而延长在循环系统中的停留时间,发挥/长循环0作用。

类脂聚集体加入表面活性剂, 如磷脂与胆酸钠制备的脂质体, 具有较大的柔性, 在一定压力作用下, 发生自身形变, 主要用于透皮给药, 在透皮水合力作用下, 可穿过比其粒径小几倍的皮肤孔道; 这种脂质体亦称传递体, 柔性脂质体用于多肽、蛋白类药物的主要有两种:纳米柔性脂质体和含醇脂质体。

基于多肽、蛋白类药物本身的特点,在脂质体的制备中需尽量避免高温、有机溶剂、表面活性剂、剧烈声等条件的使用。传统的脂质体制备方法包括薄膜法、反相蒸发法、钙融合法、表面活性剂处理法及挤出器法等,其共同之处都是先用有机溶剂或表面活性剂溶解磷脂, 得到粗制的磷脂双层膜, 然后将膜进行水化处理, 再通过适当方法得到大小不同的脂质体。主要存在的问题是: (1)脂质体包封率低。(2)工艺自身的缺陷、残留的有机溶剂或表面活性剂都会导致蛋白质药物的生物活性降低。(3)很难实现产业化。为了克服多肽、蛋白类药物脂质体的众多缺点, 新的脂质体制备方法近来已成为脂质体研究的热点。

主动载药是利用一些两亲性的弱酸、弱碱能够以电中性的形式跨越脂质双层, 但其电离形式却不能跨越脂质双层的原理来实现的。主动载药法已被广泛用于包封多肽、蛋白类药物, H wang Sung Hee等制备出具有内外pH 梯度的脂质体, 内相pH为4.0,外相pH为7.5。采用pH梯度法使被荧光素异硫氰酸盐标记的胰岛素(F ITC-insulin)的包封率可高达达到50%,而用传统逆相蒸发法制备的胰岛素脂质体的可高达包封率仅为20%。由此反映主动载药法在制备多肽、蛋白类药物脂质体上的巨大优势。

可避免使用加热、声等剧烈条件是冰冻熔融法的突出特点。实验操作首先制备未包封药物的小单室脂质体, 在冻干前将待包封的药物加入, 在快速冷冻过程中, 由于冰晶的形成, 使形成的脂质体膜破裂, 形成冰晶的片层与破碎的膜同时存在。此状态不稳定, 在缓慢融化过程中, 暴露出的脂膜互相融合重新形成脂质体。

传统脂质体制备方法, 制备过程均会不同程度的引入有机溶剂, 并且伴有加热, 声等剧烈过程, 这些过程都可能对多肽、蛋白类药物的稳定性及活性造成影响, 临界二氧化碳是一种无毒、惰性、不燃、价廉易得而又对环境友好的反应介质,二氧化碳可循环使用,因此可减少污染, 节约资源, 绿色环保. 采用CO₂临界法制备脂质体,以临界状态下的CO2代替有机溶剂, 可以克服传统方法制备脂质体方法中接触有机溶剂的缺点, 并能保证制备过程在低温下进行, 是多肽、蛋白类药物脂质体较理想的制备方法, 预计将成为未来多肽、蛋白类药物脂质体制备方法研究新的热点。

当今生物技术飞速发展的同时, 脂质体做为药物载体, 无论在制备方法, 制备工艺、给药途径等方面正逐步走向完善, 脂质体稳定性差, 包封率低的问题正逐步被克服, 其应用日趋广泛。但仍存在一定的局限性,如对器官的靶向性不明显, 但这也是以微颗粒(particle)为基础的药物释放系统的普遍问题。因此,今后研究的方向仍然是对脂质体表面进行各种修饰,制备能应用于各种器官的靶向性脂质体。就多肽、蛋白类药物脂质体而言, 能广泛适用于制备多肽、蛋白类药物脂质体的方法仍相对较少, 各种新型的、条件温和的制备方法的开发预计仍然是未来的一个方向; 随着新型脂质体的不断出现, 各种新型脂质体如何广泛用作多肽、蛋白类药物的载体, 仍然是当今脂质体研究中普遍面临的重大难题, 预计该领域可能成为今后研究的方向;此外,多肽蛋白类药物脂质体的局部给药途径的开发仍有较大前景; 多肽、蛋白类药物还存在生物活性及稳定性的问题, 对脂质体理化性质及生物学相关的基础性研究仍很重要, 以便脂质体作为多肽、蛋白类药物的载体, 能早日应用于实践。

多肽_蛋白类药物脂质体研究进展_张宏波.pdf

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