李光華

(天津市兒童醫(yī)院，天津 300204)

中樞神經系統(tǒng)(CNS)被三種屏障所保護，即從血液中直接轉運至腦內時的血－腦屏障、從血液轉運至腦脊液時的血－腦脊液屏障和通過腦脊液轉運至腦組織時的腦脊液－腦屏障。任一屏障被破壞都會引起神經系統(tǒng)疾病，其中血腦屏障是保障神經系統(tǒng)安全、影響物質(包括藥物)向腦組織轉運的關鍵結構［1］。中樞神經系統(tǒng)疾病如阿爾茨海默癥、帕金森癥、腦癌、中風等為臨床常見疾病，而治療中樞神經系統(tǒng)疾病的藥物如何通過血腦屏障，分布到腦內成為該類藥物研發(fā)的重點［2］。

1 血腦屏障的結構

血腦屏障(blood－brain barrier，BBB)是存在于血液和腦組織之間的一層屏障系統(tǒng)。BBB不是單一結構，是由腦毛細血管內皮細胞、內皮細胞間緊密連接、星形細胞、神經膠質細胞和基膜組成。一般組織血漿游離藥物可通過毛細血管內皮組織向組織液自由擴散，腦組織的毛細血管內皮組織與一般毛細血管不同，腦組織的毛細血管內皮細胞連接成一道隔膜，其細胞間聯(lián)結比較緊密，細胞間隙非常小，并比一般的毛細血管壁多一層星形膠質細胞包圍，而且細胞膜上的胞飲小泡很少，因此穿透性較差。血－腦屏障的這些結構特點不僅具有被動保護性作用，而且能夠選擇地將腦內有害或過剩物質泵出腦外，以保持腦的內環(huán)境恒定，形成保護大腦的生理屏障［3－5］。

血－腦屏障的結構特點決定了基本上100%的大分子藥物，包括多肽、重組蛋白、單克隆抗體、基于RNA干擾技術的藥物、基因治療相關藥物等都無法穿越血腦屏障，且大于98%的小分子藥物也無法穿過血腦屏障，僅具有高度脂溶性的藥物能較容易地向腦組織中分配［2］。

2 提高藥物在腦中分布的方法

使用腦室注射和植入埋植劑等手段可以有效地達到藥物在腦中分布，但是操作不方便，且有一定危險性。

2.1 物理方法

2.1.1 甘露醇 注射高滲溶液可以暫時開放血腦屏障，血腦屏障的開放及藥物轉運的增加主要取決于其濃度、注射時間和速度，并且這種開放具有時間性和可逆性的，當藥物作用消失后，血腦屏障恢復原來的關閉狀態(tài)。臨床上常使用遠端靜脈注射甘露醇來暫時滲透性開放血腦屏障，在適當的時機將甘露醇與抗生素合用將增強抗生素(如頭孢曲松、慶大霉素等)的抗菌效果。但是這種方法不安全，缺乏特異性，某些有毒有害物質可能在血腦屏障打開時進入腦內，影響CNS的正常功能［6，7］。

2.1.2 超聲法 超聲波聯(lián)合微泡能靶向開放血腦屏障，為中樞神經系統(tǒng)疾病的治療提供了一種無創(chuàng)、具靶向性的藥物轉運方法［8］。

2.2 利用載體

2.2.1 病毒載體 顱內基因治療多采用病毒(腺病毒、腺相關病毒、慢病毒等)作為載體，通過立體定向的方法將目的基因進行側腦室或者病灶及病灶周圍注射，實現(xiàn)治療神經變性疾病，改善腦損傷和消除腦腫瘤的目的。這種方法具備高轉染效率、高表達能力，但是同時也增加了腦的毒性作用，可以引起免疫反應和產生致瘤作用，因此非病毒載體的轉基因系統(tǒng)是現(xiàn)在的關注和發(fā)展方向［9］。

2.2.2 脂質體載體 脂質體是由磷脂和膽固醇組成的類似生物膜結構的雙分子層微小囊泡，由于其脂溶性與結構，易于裹挾藥物通過血腦屏障而經常使用。

普通脂質體進入體內后，主要被網狀內皮系統(tǒng)吞噬，從而使所攜帶的藥物，在肝、脾、肺和骨髓等富含吞噬細胞的組織器官內蓄積。為增加脂質體向腦內分布的能力，可以采取以下方法:用聚乙二醇(PEG)等修飾脂質體，延長其在體內的循環(huán)時間，進而增加到達腦組織的脂質體的量;將具有腦毛細血管活性的物質與脂質體混合后給藥，增加脂質體進入血腦屏障的能力;在脂質體表面連接具有腦組織靶向性的配體分子，這樣血腦屏障開放與脂質體到達腦組織將具有同步性，可以增加血腦屏障的有效開放時間，降低由于血腦屏障開放而造成的副作用，是最理想的腦靶向給藥方式［10，11］。

單克隆抗體與脂質體可構建成單抗脂質體，通過單克隆抗體與靶細胞抗原特異性結合，可將脂質體靶向到特定細胞和器官［12］。

免疫脂質體是一種攜帶外源基因進行轉導的非病毒載體，其優(yōu)點在于:①制備容易;②脂質體與細胞膜融合轉入外源基因數周后消失，不會將外源基因整合入靶細胞基因組;③無免疫源性;④治療劑量無毒;⑤可以不同途徑注入體內。然而，轉移效率低、體內欠穩(wěn)定卻是脂質體必須解決的問題［13］。

2.2.3 納米技術載體

2.2.3.1 納米顆粒納米粒是一類以天然或合成高分子材料為載體的固態(tài)膠體微粒，粒徑大約在10～1000 nm。納米粒是一種控釋的膠體給藥系統(tǒng)，與其他微粒給藥系統(tǒng)比較，具有更多優(yōu)點，如生物相容性好、可生物降解、生物利用度高和肝脾靶向作用等。其中具優(yōu)良的生物相容性及安全性的聚乳酸(PLA)、聚氰基丙烯酸酯(PACA)等聚合物備受青睞。此外，吐溫－80對載藥納米粒進行表面修飾可促進制品透過BBB;PEG修飾能延長納米粒在體循環(huán)中的停留時間，從而一定程度上提高腦內濃度。小于100nm的粒徑及PEG、吐溫－80的修飾作用，使載藥納米粒可逃避肝、脾及網狀內皮系統(tǒng)的吞噬，顯著降低了各臟器的藥物積蓄，此外，良好的緩釋性確保了穩(wěn)定的血藥濃度及藥物入腦后能夠長時有效地釋放［14，15］。

在納米粒的基礎上，人們研制出一種新的基因載體材料——賴氨酸修飾的殼聚糖包裹的磁性納米顆粒。其平均粒徑為100 nm，具有較好的超順磁性和較低的細胞毒性，是一種較好的磁靶向基因載體，尤其對腦部腫瘤的治療有重大意義［16，17］。

2.2.3.2 微乳微乳是熱力學穩(wěn)定且各向同性的油水混合體系，一般由表面活性劑、輔助表面活性劑、油及水組成。因其外觀透明，穩(wěn)定性好，工藝簡單，粒徑小且均勻等特點，近些年得到廣泛關注。微乳可增加難溶性藥物的溶解度，促進藥物的吸收，提高藥物的生物利用度。其中表面活性劑聚氧乙烯蓖麻油對開放血腦屏障的作用較吐溫－80更大，制成的微乳可以作為腦靶向載體使用［18］。

2.3 其他給藥途徑

2.3.1 經鼻給藥 經鼻給藥是一種非侵入性中樞給藥方式。在鼻腔與顱腔的篩孔處，組織屏障作用最弱，利于難以透過BBB的藥物直接進入顱內，這種解剖生理上的獨特聯(lián)系使得將鼻腔給藥作為腦內遞藥途徑成為可能。鼻腔給藥后，藥物通過直接通路(嗅神經通路、黏膜上皮通路)或間接通路(血液循環(huán)通路及其他)進入中樞，達到中樞的效率遠高于靜脈給藥等傳統(tǒng)的給藥方式。這種給藥方式方便，患者易接受，可免除口服給藥經胃腸道及肝臟的首過效應，在較低劑量時即有較好的治療效果，提高藥物在體內的生物利用度，是藥物繞過血腦屏障進入腦組織的一條有效途徑。小分子脂溶性藥物更容易經鼻腔吸收后迅速進入大循環(huán)，而后再通過血腦屏障入腦。而用于治療CNS疾病的大分子蛋白多肽類藥物經鼻給藥，并用脂質體包載是一個值得進一步研究的有效途徑［19－22］。

2.3.2 經內耳給藥 不少學者認為，內耳的外淋巴液通過耳蝸小管和腦脊液相連，中醫(yī)理論中也有“腦開竅于耳”的說法?，F(xiàn)代研究表明，在腦脊液注入基因或病毒，可導致雙側耳蝸轉染。臨床上已采用的鼓室給藥方法可避開血 －淋巴屏障(bloodperilymph barrier，BLB)，將治療藥物直接穿過圓窗膜到達內耳。圓窗膜是中耳和內耳的重要界面，藥物及1μm微球均能通過，進入內耳外淋巴液，從而實現(xiàn)腦靶向作用［23］。

2.4 中藥對血腦屏障開放的影響 芳香開竅藥味辛、芳香，善于走竄，皆有開竅醒神之功效，主治閉證神昏，臨床常用于缺血性中風的治療，提示該類藥物對BBB通透性具有一定影響。研究表明，麝香、冰片或以其組成的復方制劑能通過對病理狀態(tài)下血腦屏障功能的干預發(fā)揮治療缺血性腦病的作用，具有促進血腦屏障通透性增加和引藥上行的作用。其促血腦屏障開放與腦炎、腦外傷的病理性開放有質的區(qū)別，屬于生理性開放，不會引起腦的病理性損害，且能通過減少血管內皮細胞誘導型一氧化氮合酶(iNOS)的病理表達，對腦及BBB表現(xiàn)出保護作用［24］。

2.5 外排轉運抑制劑 P－糖蛋白是一種常見的轉運ATP酶，對藥物的親和力與ATP結合、蛋白的空間構象結構的改變有關。其能夠發(fā)揮分泌激素、異源物質的去毒和排泄功能，成為異源物質如藥物攝入的屏障。使用外排轉運抑制劑抑制P－糖蛋白對藥物的向外轉運作用，有利于藥物向腦中分布［25］。

血腦屏障能有效保護腦組織，但也同時阻擋了藥物進入腦部，為臨床治療帶來了不便。腦靶向給藥可增加藥物到達腦組織的濃度，提高療效，降低全身毒副作用，是當下藥物研究的重點與熱點。

1 Nicola Marchi，Vince Fazio，Luca Cucullo，et al.Serum Transthyretin Monomer as a Possible Marker of Blood－to－CSF Barrier Disruption.The Journal of Neuroscience，2003，23(5):1949

2 William M，Pardridge.Blood－brain barrier drug targeting:the future of brain drug development.Molecular inventions，2003，3(2):90

3 齊彩霞，安永恒.化療藥物透過血腦屏障的研究進展評價.中國醫(yī)院用藥評價與分析，2007，7(1):31

4 E M Burns，G D Dobben，TW Kruckeberg，et al.Blood － Brain Barrier:Morphology，Physiology，and Effects of ContrastMedia.Diagnosis and Treatment of Brain Ischemia，1981，30:12

5 張偉，方曉玲.泊洛沙姆在藥物穿越血腦屏障中的重要作用.藥學學報，2008，43(9):890

6 李進章，郭振昌，王麗娟.甘露醇開放血腦屏障在小細胞肺癌治療中的應用.中國藥師，2004，6(6):846

7 熊星華，雷招寶，賈東崗.血腦屏障與抗菌藥物的抗感染治療.北方藥學，2010，7(6):36

8 童林艷，胡長林，王志剛，等.低頻超聲破壞微泡造影劑開放血腦屏障的實驗研究.中國超聲醫(yī)學雜志，2006，22(11):811

9 趙浩，趙英杰，李桂林，等.外源基因經靜脈途徑跨血腦屏障在大鼠腦內的特異性表達.中華醫(yī)學雜志，2009，89(46):3271

10 張小濱，王向濤，李沙，等.伊文思藍脂質體的制備及其在小鼠體內的分布.北京大學學報(醫(yī)學版)，2002，34(4):362

11 劉軍，黃野，呂天潤，等.自制脂質體包裹神經生長因子通過血腦屏障的初步研究.南京醫(yī)科大學學報(自然科學版)，2008，28(1):24

12 唐劭年，劉振華，趙連旭，等.靶向性脂質體P－MMA－DOSPER介導pEGFP－C2腦內轉染.生物醫(yī)學工程學雜志，2008，25(5):1170

13 趙浩，王任直，王菲，等.腦靶向基因轉運免疫脂質體的制備.藥學學報，2009，44(11):1285

14 徐楠，郁曉，范國榮，等.載兩性霉素B的PLA－PEG納米粒在小鼠體內的分布.中國醫(yī)藥工業(yè)雜志，2007，38(12):849

15 潘見，田甜，陳彥.腦靶向銀杏內酯聚氰基丙烯酸正丁酯納米球的制備方法比較.時珍國醫(yī)國藥，2008，19(5):1210

16 Hao Li Juan，Li Shuang，Yan Hanlei，et al..Preparation and Characterization of a Novel Magnetic Nano － Gene Vector.Acta Phys Chin，2007，23(12):1857

17 姚鵬，黃杰，康春生，等.跨血腦屏障復合功能納米載體系統(tǒng)的構建.中國醫(yī)學科學院學報，2006，28(4):481

18 姚靜，周建平，盧韻，等.聚氧乙烯蓖麻油微乳對血腦屏障通透性的影響.中國藥科大學學報，2005，36(1):27

19 謝英，杜熠，耿興超，等.神經生長因子脂質體大鼠鼻腔給藥的藥效學研究.中國藥學雜志，2005，40(10):742

20 孫寒靜，黃天來，宓穗卿，等.芎冰噴霧劑腦內藥物動力學研究.中藥新藥與臨床藥理，2003，14(3):177

21 趙華偉，陸源，厲旭云，等.經鼻給小劑量重組人促紅細胞生成素對大鼠癲癇的影響.浙江大學學報(醫(yī)學版)，2009，38(6):65

22 楊冀萍，劉懷軍，成松明，等.經鼻給予VEGF的腦靶向作用.腦與神經疾病雜志，2009，17(3):165

23 陳鋼，侯世祥，胡平，等.經內耳途徑靶向腦給藥的初步研究.藥學學報，2007，42(10):1102

24 倪彩霞，曾南，湯奇，等.芳香開竅藥對正常小鼠血腦屏障通透性的影響.江蘇中醫(yī)藥，2011，43(2):88

25 汪選斌，王姍姍，劉明，等.P－糖蛋白介導的腫瘤多藥耐藥與逆轉.中國藥師，2010，13(12):1733