楊壽璋,蔡華杰,屠金夫
(溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 肝膽外科,浙江 溫州 325015)
肝癌是一種常見的疾病,也是致死率很高的癌癥,乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)、丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)、肝硬化、重度飲酒和抽煙等[1]是目前公認(rèn)的肝癌致病原因。在肝癌的治療中藥物治療是一種重要的手段,通過藥物靶向?qū)δ[瘤的治療具有高效、低毒的效果,藥物的靶向釋放是藥物通過相應(yīng)的載體進(jìn)行遞送[2]。藥物靶向遞送可以借助于相應(yīng)的藥物遞送系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[3]。筆者通過對(duì)新型殼聚糖(chitosan,CS)包覆阿霉素(Doxorubicin,DOX)納米遞送系統(tǒng)的構(gòu)建及其對(duì)肝癌抑制作用的研究,主要對(duì)新型CS包覆DOX納米遞送系統(tǒng)尤其是配體-受體介導(dǎo)的主動(dòng)肝靶向給藥系統(tǒng)在藥物/基因遞送的最新進(jìn)展進(jìn)行綜述。
肝靶向藥物遞送系統(tǒng)是通過將藥物選擇性地輸送到肝臟的病變部位,從而提高了藥物在肝臟病變部位的濃度、延長其半衰期,通過這種方式能夠有效地減少用藥劑量和給藥次數(shù),同時(shí)提高轉(zhuǎn)染效率并減少毒副作用[4]。肝癌靶向藥物通過各種微粒作為載體包覆藥物是目前新型高效藥物遞送系統(tǒng)常用的方式,新型CS包覆DOX納米遞送系統(tǒng)是治療肝癌的重要靶向遞送系統(tǒng),同時(shí)甘草酸、膽酸、甘露糖及透明質(zhì)酸受體介導(dǎo)的肝靶向給藥系統(tǒng)也是肝癌靶向治療的遞送系統(tǒng)。研究[5]表明藥物的釋放動(dòng)力學(xué)會(huì)受到載體顆粒的粒徑、粒徑分布以及粒子表面電荷等因素的影響。張波等[6]在研究中發(fā)現(xiàn),粒徑、形態(tài)、表面電荷等是影響納米粒性能的主要因素,納米粒徑會(huì)由于載體材料負(fù)載藥物而增大,并且隨著載藥量的增加,粒徑也隨之增大,不同的納米粒徑會(huì)對(duì)其性能產(chǎn)生不同的影響。納米粒的形態(tài)會(huì)對(duì)細(xì)胞內(nèi)化速度和血液循環(huán)時(shí)間產(chǎn)生影響。納米包覆指藥物被包覆在載體內(nèi)形成納米級(jí)的殼核等結(jié)構(gòu)。其中,納米顆粒作為一種新型、高效的藥物載體越來越受到研究者的青睞。
CS也稱為脫乙酰甲殼素是一種天然生物高分子,它可以由幾丁質(zhì)(chitin)通過脫乙酰作用而獲得。CS所形成的納米載體顆粒具有良好的生物降解性、生物相容性及水溶性[7-8],近年來CS在制藥領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。由于CS分子中存在帶有正電荷的游離的氨基基團(tuán),因而可以與帶有負(fù)電荷的聚合物進(jìn)行反應(yīng)。利用這種特性可以制備納米CS微膠囊或微球體包覆藥物。CS納米載體顆粒能夠有效地提高藥物的穩(wěn)定性,增強(qiáng)吸收,CS納米顆粒作為載體能夠?qū)λ幬镞M(jìn)行有效地遞送[9-10],同時(shí)其制備比較方便、易于組裝改性,因此CS被廣泛應(yīng)用于藥物遞送、基因遞送等。對(duì)于CS相關(guān)的納米顆粒載體也在不斷地進(jìn)行中,在提高轉(zhuǎn)染率、改善靶向性等方面將會(huì)有更大的突破,未來CS納米顆粒載體具有更廣泛的應(yīng)用前景。
DOX是一種廣譜抗腫瘤的藥物,可以用于癌癥的治療,并且通過了美國食品藥物監(jiān)督管理局的認(rèn)證,在肝癌化療的臨床治療中應(yīng)用較多。研究[11-12]表明DOX能夠誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡,但是DOX在治療癌癥的臨床應(yīng)用上也有相應(yīng)的局限性,它會(huì)產(chǎn)生心臟毒性、骨髓抑制等副作用,并且對(duì)人體其他的健康組織也會(huì)造成一定的傷害。
以CS為載體構(gòu)建納米粒并將DOX進(jìn)行包覆,可以形成新型CS包覆DOX納米遞送系統(tǒng)[13]。構(gòu)建CS納米顆粒有多種方法,離子交聯(lián)法、乳化交聯(lián)法、復(fù)合凝聚法、溶劑蒸發(fā)法等都是常用的制備方法[14]。復(fù)合凝聚法是將CS在乙酸、乙酸鈉緩沖液中進(jìn)行溶解,然后將pDNA溶液與CS溶液高速渦旋。并通過分子正負(fù)電荷的作用形成CS納米顆粒。離子交聯(lián)法是將溶液中帶正電荷的CS氨基與陰離子作用形成CS納米顆粒。在形成納米顆粒時(shí)通過相應(yīng)工藝將DOX進(jìn)行包覆,從而形成相應(yīng)的納米顆粒靶向藥物。研究表明[15],CS納米粒遞送系統(tǒng)能夠?qū)λ幬镞M(jìn)行保護(hù),使其在人體內(nèi)環(huán)境中避免各器官的化學(xué)降解和免受酶的降解,并能夠控制藥物在相應(yīng)的部位進(jìn)行釋放對(duì)肝癌進(jìn)行治療,同時(shí)有效地提高藥效并降低毒副作用,具有良好的肝癌靶向治療作用。馬茜等[16]在研究中發(fā)現(xiàn),CS納米粒遞送系統(tǒng)可有效地轉(zhuǎn)運(yùn)藥物,對(duì)治療肝癌等腫瘤具有獨(dú)特的優(yōu)勢和潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。
3.1 甘草酸/甘草次酸受體介導(dǎo)的靶向給藥系統(tǒng)對(duì)肝癌靶向治療作用 甘草酸和甘草次酸一般存在于甘草的根、莖部,具有較高的安全性,同時(shí)具有抗炎、抗菌、抗腫瘤、抗?jié)?、抗肝病?肝炎及保肝護(hù)肝等多種藥理活性[17-18]。許多學(xué)者將甘草酸/甘草次酸用于肝靶向給藥系統(tǒng)導(dǎo)向基團(tuán)的可能性進(jìn)行了研究[19],結(jié)果發(fā)現(xiàn)基于甘草酸/甘草次酸受體介導(dǎo)的新型肝靶向給藥系統(tǒng)在肝癌抑制方面具有良好效果,并且能夠減少對(duì)人體正常組織的損傷。但這種給藥系統(tǒng)目前尚處于實(shí)驗(yàn)室階段,一些問題需要進(jìn)一步的研究論證。
3.2 膽酸(鹽)介導(dǎo)的肝靶向給藥系統(tǒng)對(duì)肝癌靶向治療作用 膽酸是膽汁的主要成分,通過肝細(xì)胞膜上的Na+依賴性轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)及Na+非依賴性轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)能夠使其被肝臟特異性吸收[20-21]。將膽酸作為藥物載體可以實(shí)現(xiàn)藥物的肝靶向性,并降低毒副作用。通過制備膽酸修飾脂質(zhì)體,并對(duì)其肝靶向能力研究發(fā)現(xiàn),BP2BL的血液循環(huán)時(shí)間和肝臟駐留時(shí)間均明顯長于傳統(tǒng)脂質(zhì)體,并具有一定的靶向能力。但研究顯示,該給藥體系在肝臟的藥物峰值濃度方面沒有明顯提高作用[22]。
3.3 清道夫受體介導(dǎo)的靶向給藥系統(tǒng)對(duì)肝癌靶向治療作用 清道夫受體是一種模式識(shí)別受體,有不同種類型(SRA、SRB)。血液和細(xì)胞中過多的膽固醇可以通過高密度脂蛋白進(jìn)行清除,肝細(xì)胞表面SRB可以與膽固醇進(jìn)行結(jié)合將其帶入肝臟,并最終經(jīng)腸道排出體外。高密度脂蛋白雖然具有一定的肝細(xì)胞靶向性,但是其實(shí)現(xiàn)方法復(fù)雜、成本很高難以實(shí)現(xiàn)真正的實(shí)際生產(chǎn),目前實(shí)驗(yàn)室研究中多采用基因重組的方法獲得脂蛋白。有研究[23]將制備的阿樸脂蛋白A1通過rhapoA-1修飾后的脂質(zhì)體為載體負(fù)載siRNA用于治療丙型肝炎,結(jié)果顯示rhapoA-1具有一定的肝靶向能力,其肝靶向能力比血漿中的天然poA-1略高。研究[24-25]表明,膽酸及清道夫受體介導(dǎo)的肝靶向給藥系統(tǒng)與肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的結(jié)合能力較強(qiáng),但其肝靶向能力有限[26]。
3.4 甘露糖受體介導(dǎo)的肝靶向給藥系統(tǒng)對(duì)肝癌靶向治療作用 甘露糖受體是跨膜蛋白在肝KCs細(xì)胞表面分布廣泛,可以與甘露糖配基的物質(zhì)特異性識(shí)別結(jié)合。有研究組通過111In標(biāo)記法對(duì)甘露糖化的人血清白蛋白突變體及其三倍體在動(dòng)物體內(nèi)的分布情況進(jìn)行了檢測[27-28],結(jié)果顯示各HAS突變體均可以快速地從血液中清除并在肝臟進(jìn)行累計(jì),HAS突變體在血液中的清除速率與甘露糖化程度成正相關(guān)。基于甘露糖受體的特點(diǎn),有研究將甘露糖為載體用于肝癌靶向治療,結(jié)果顯示其靶向性受到溫度和甘露糖濃度的影響,溫度越高、甘露糖濃度越大其靶向性越好[29-30]。
3.5 甘露糖-6-磷酸/胰島素樣生長因子受體介導(dǎo)的肝靶向給藥系統(tǒng)對(duì)肝癌靶向治療作用 肝星狀細(xì)胞在正常情況下處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)肝臟因炎癥等刺激受到損傷時(shí),就會(huì)激活肝星狀細(xì)胞并使之轉(zhuǎn)化成纖維細(xì)胞,其表面甘露糖-6-磷酸/胰島素生長因子受體數(shù)量增多,研究者將這種現(xiàn)象進(jìn)行利用,通過把甘露糖-6-磷酸/胰島素生長因子受體與材料表面進(jìn)行連接,使其具有肝靶向功能[31-32]。
3.6 透明質(zhì)酸受體介導(dǎo)的靶向給藥系統(tǒng)對(duì)肝癌靶向治療作用 透明質(zhì)酸是構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞間質(zhì)的主要成分。其結(jié)構(gòu)中有多種透明質(zhì)酸受體,如肝內(nèi)皮細(xì)胞受體、透明質(zhì)酸介導(dǎo)的游動(dòng)性受體和淋巴管內(nèi)皮特異性透明質(zhì)酸受體等[33]。透明質(zhì)酸具有較好的生物相容性和可降解性,以其為載體構(gòu)建的藥物遞送系統(tǒng)具有較好的肝靶向性。但這種藥物遞送系統(tǒng)主要以CD44為受體,由于CD44受體自身的表達(dá)范圍很廣,因此在一定程度上降低了肝靶向功能[34-35]。
隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展,近年來納米技術(shù)已經(jīng)成為治療肝癌的新途徑。李穎芳等[36]研究發(fā)現(xiàn),納米藥物具有靶向性較高、緩釋性較強(qiáng)的特點(diǎn),可以有效地提高藥物在肝癌病變部位的濃度,在治療肝癌上具有重要作用。納米藥物在將來會(huì)向著載藥量更多、靶向性更強(qiáng)的方向發(fā)展。雖然納米藥物遞送系統(tǒng)取得了迅速的發(fā)展[37-38],但是還面臨許多難題,蘇志桂等[39]在克服腫瘤生理病理屏障的納米藥物遞送系統(tǒng)的研究進(jìn)展中指出,納米藥物遞送系統(tǒng)最直接的困難是由于腫瘤類型及其在各個(gè)發(fā)展階段的不同,會(huì)導(dǎo)致腫瘤組織環(huán)境的較大差異,同時(shí)納米藥物遞送系統(tǒng)在有效克服生理病理屏障方面也需要更深入的研究。雖然納米藥物遞送系統(tǒng)還面臨許多難點(diǎn)需要突破,相信隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,新型納米藥物遞送系統(tǒng)也會(huì)不斷涌現(xiàn)[40-41],許多問題也會(huì)被逐一解決,在肝癌的治療中將會(huì)發(fā)揮更好的作用。
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