李琦玉，張 寧，陳 婧，黃浙勇

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院心內(nèi)科，上海市心血管病研究所，上海 200032

動(dòng)脈粥樣硬化(AS)在全球范圍內(nèi)仍是心血管疾病最常見(jiàn)最重要的病因，而血小板在動(dòng)脈粥樣硬化的多個(gè)發(fā)展階段中發(fā)揮了重要作用。血小板是一種直徑在1～3 μm的小的、盤(pán)狀的、無(wú)核的血細(xì)胞，來(lái)源于骨髓中的巨核細(xì)胞[1]，通常負(fù)責(zé)維持體內(nèi)的止血功能[2]。靜息血小板在血液中循環(huán)維持血管完整性，但在內(nèi)皮功能障礙時(shí)可迅速激活，隨后黏附于受損血管處[3]。血小板還可以與炎癥細(xì)胞結(jié)合，起到募集炎癥細(xì)胞聚集到炎癥內(nèi)皮處的作用，并強(qiáng)有力地黏附于內(nèi)皮下基質(zhì)[4]。斑塊破裂后會(huì)誘發(fā)血小板放大聚集反應(yīng)，在病理?xiàng)l件下，血小板大量聚集會(huì)引發(fā)致命性血栓形成，導(dǎo)致心肌梗死[5]。而血小板的這種功能多樣性主要來(lái)源于其獨(dú)特的表面成分，主要負(fù)責(zé)免疫逃逸、內(nèi)皮下黏附、病原體相互作用[6]。其中，血小板抵達(dá)受損血管是通過(guò)膠原受體α2β1和糖蛋白受體GPⅥ、Ⅰb-Ⅴ-Ⅸ和vWF受體等黏附內(nèi)皮下基質(zhì)[7]。所以根據(jù)血小板的諸多特性，可以直接利用血小板搭載藥物，或利用血小板膜的特性與納米顆粒結(jié)合，提高納米顆粒的循環(huán)周期和靶向運(yùn)送效率。典型的納米顆粒(nanoparticle，NP)直徑通常在1～100 nm，可以由有機(jī)材料如脂質(zhì)、金屬、無(wú)機(jī)材料或上述材料混合而成[8]。NP可以包裹藥物等運(yùn)送到人體的靶點(diǎn)，是一種更安全、更有效的藥物遞送方式，而細(xì)胞膜-納米顆粒在藥物運(yùn)送、疫苗和解毒方面也不斷發(fā)展[9]。本文將著重介紹血小板在藥物遞送系統(tǒng)中的應(yīng)用，血小板膜仿生學(xué)和納米顆粒結(jié)合的發(fā)展以及這些技術(shù)在動(dòng)脈粥樣硬化中的應(yīng)用前景。

1 血小板載體

NP的大小、形狀、表面電荷、穩(wěn)定性和其他各種特性都可以被調(diào)整，以最大程度發(fā)揮其在體內(nèi)的優(yōu)點(diǎn)，但是水溶性低、生物利用度差、代謝快、特異性有限和不良反應(yīng)等限制仍需改善[10]。與NP相比，循環(huán)細(xì)胞有許多優(yōu)點(diǎn)。它們具有高度的生物相容性和可移動(dòng)性，具有較長(zhǎng)的循環(huán)壽命，生物可降解性，天然的靶向細(xì)胞/組織，具有較高的載藥能力，在循環(huán)中非常穩(wěn)定，能夠跨越生物屏障[11]。各種類(lèi)型的細(xì)胞被研究用于藥物遞送系統(tǒng)，包括巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、干細(xì)胞、紅細(xì)胞和血小板[12]。血小板載體因其在凝血止血、機(jī)體固有免疫應(yīng)答、腫瘤轉(zhuǎn)移等方面的關(guān)鍵作用而受到越來(lái)越多的關(guān)注。此外，血小板的循環(huán)壽命僅為8～10 d，這種快速的循環(huán)時(shí)間可以避免不必要的體內(nèi)積累，負(fù)載的藥物可在血小板活化時(shí)自然釋放[13]。Xu等[14]利用天然血小板負(fù)載阿霉素(doxorubicin，DOX)治療淋巴瘤并降低了DOX的心臟毒性，血小板負(fù)荷DOX還具有高載藥量、高包封效率的特點(diǎn)。但由于血小板在血栓形成和腫瘤發(fā)展中的負(fù)面作用，全血小板產(chǎn)品有限的保質(zhì)期來(lái)維持其生物功能，意想不到的血小板活化的發(fā)生等，會(huì)顯著影響治療穩(wěn)定性[15]。因此，天然的血小板負(fù)荷抗AS藥物可能仍待商討，或者簡(jiǎn)單地用血小板膜進(jìn)行工程處理是解決上述問(wèn)題的一種方法。

2 血小板模擬運(yùn)送系統(tǒng)

血小板的作用主要是通過(guò)其膜表面蛋白實(shí)現(xiàn)的，所以研究者利用納米技術(shù)和生物結(jié)構(gòu)(如功能肽、模擬細(xì)胞膜受體或整個(gè)細(xì)胞膜本身)來(lái)設(shè)計(jì)仿生NP，以更好地實(shí)現(xiàn)靶向運(yùn)送藥物的可能。Kona等[16]將GPⅠb偶聯(lián)到NP上以模擬血小板黏附損傷動(dòng)脈壁，以提高NP在流體剪切力作用下對(duì)炎癥內(nèi)皮細(xì)胞和損傷動(dòng)脈壁的黏附和靶向性。GPⅠb偶聯(lián)的NP可以控制負(fù)載藥物在血管受損處的釋放，這對(duì)于AS的治療是具有應(yīng)用價(jià)值的，但是該修飾顆粒是否會(huì)和血小板發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)有待進(jìn)一步研究。此外，血小板會(huì)與活化的單核細(xì)胞相互作用靶向到梗死區(qū)域，所以Cheng等[17]收集血小板膜蛋白組，整合到脂質(zhì)體膜上以制備類(lèi)血小板蛋白脂質(zhì)體(platelet-like proteoliposome，PLP)。與不經(jīng)血小板膜蛋白修飾的脂質(zhì)體相比，PLP能夠特異性結(jié)合單核細(xì)胞，靶向損傷組織而非內(nèi)皮細(xì)胞。Anselmo等[18]用膠原結(jié)合肽、vWF結(jié)合肽和線性纖維蛋白原模擬肽修飾血小板樣納米顆粒來(lái)靶向血管損傷部位。血小板模擬運(yùn)送系統(tǒng)為設(shè)計(jì)具有良好生物相容性的仿生顆粒提供了一種新的策略，且利用血小板通過(guò)表面膜蛋白聚集到受損血管處的性質(zhì)為抗AS的治療提供新的可能。

3 血小板膜包裹納米顆粒(platelet membrane-cloaked nanoparticles，PNP)

PNP是血小板膜和100 nm的聚乳酸-羥基乙酸[poly(lactic-co-glycolic acid)，PLGA]納米顆粒融合而成，所得的PNP尺寸約比裸露的NP大15 nm，但具有與血小板和血小板膜源囊泡相同的表面電荷[19]。與未包裹的NP相比，PNP減少了巨噬細(xì)胞樣細(xì)胞對(duì)NP的攝取，且沒(méi)有誘導(dǎo)補(bǔ)體活化[20]，循環(huán)時(shí)間明顯延長(zhǎng)，半衰期超過(guò)24 h[21]。這種PNP保留了類(lèi)似血小板的特性，如選擇性地黏附于受損血管[22]。由于外表面有大量帶負(fù)電荷的唾液酸分子，血小板膜的外表面和內(nèi)表面之間存在著電荷分布的差異。Hu等[19-23]使他們的納米顆粒帶負(fù)電荷。因此，通過(guò)與血小板外膜的靜電排斥，納米顆粒優(yōu)先與內(nèi)膜結(jié)合，保證外膜的受體在體內(nèi)發(fā)揮作用。

實(shí)現(xiàn)模擬受體結(jié)合納米顆粒所需要的復(fù)雜化學(xué)修飾可能會(huì)破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，且結(jié)合一種或幾種蛋白質(zhì)并不能完全模擬血小板的生物功能[24]。因此研究者利用細(xì)胞膜包裹納米顆粒來(lái)構(gòu)建仿生納米材料。Hu等[19]開(kāi)發(fā)了血小板膜包裹納米顆粒，并首先證實(shí)了血小板膜蛋白的完整性。Dehaini等[25]成功制備了一種結(jié)合了兩種不同細(xì)胞類(lèi)型功能的新型細(xì)胞膜包裹納米顆粒，其保留了血小板膜和紅細(xì)胞膜各自的特性，而紅細(xì)胞膜可以顯著延長(zhǎng)循環(huán)周期。Wei等[26]發(fā)現(xiàn)在小鼠模型中注射PNP可以靶向抵達(dá)AS斑塊區(qū)域和有發(fā)生斑塊傾向的區(qū)域，這給靶向治療動(dòng)脈粥樣硬化和早期發(fā)現(xiàn)AS帶來(lái)了可能性；又利用Gd修飾的PNP，作為MRI的造影劑，在注射1 h后，發(fā)現(xiàn)斑塊區(qū)和潛在的AS處都有顯著的信號(hào)。Song等[27]給apolipoprotein E-deficient (ApoE-/-)小鼠模型注射PNP，其運(yùn)載的雷帕霉素可以有效靶向AS斑塊，延緩AS進(jìn)展，穩(wěn)定AS斑塊。PNP作為藥物遞送系統(tǒng)，可以在減少藥物的系統(tǒng)毒性和延長(zhǎng)循環(huán)周期的同時(shí)，靶向運(yùn)送該藥物到斑塊處，這在AS的治療上發(fā)揮了重要作用。

4 應(yīng)用與展望

當(dāng)血小板黏附在血管損傷部位并被激活時(shí)，血小板會(huì)瞬間產(chǎn)生肌動(dòng)球蛋白介導(dǎo)的肌肉樣收縮，這種收縮會(huì)顯著降低血栓的總體大小，同時(shí)這種激活依賴(lài)的收縮反應(yīng)可以用于控制藥物的釋放[28-29]。Hansen等[30]因此構(gòu)建了聚電解質(zhì)多層(polyelectrolyte multilayer，PEM)膠囊，其外表面含有纖維蛋白原，進(jìn)入體內(nèi)后與αⅡbβ3結(jié)合并形成血小板-雜交PEMs。然后利用血小板收縮力，在血管受損處裂解釋放載荷Ⅷ因子止血。這種利用血小板收縮力和血流剪切力的納米材料同樣可以運(yùn)用到AS的治療中，相比于膜包裹的納米顆?？梢栽诎邢蜻\(yùn)送藥物的同時(shí)快速實(shí)現(xiàn)藥物釋放。

血小板微粒(platelet microparticles，PMPs)是從活化的血小板上脫落下來(lái)的直徑0.1～1 μm的磷脂雙分子層碎片，表面的整合素GPⅡb-Ⅲa和P-選擇素片段促進(jìn)了與纖維蛋白原、纖維蛋白、活化血小板和白細(xì)胞的結(jié)合[31-32]。Pawlowski等[33]利用PMPs的性質(zhì)設(shè)計(jì)了脂質(zhì)體納米顆粒，模仿PMPs的多價(jià)配體受體作用，擯棄了其促血栓促炎等不良反應(yīng)，靶向運(yùn)送溶栓藥物到AS所致血栓處。

血小板膜的應(yīng)用主要是最近幾年興起的，在證實(shí)了血小板膜的生物特性后發(fā)現(xiàn)其應(yīng)用于生物材料領(lǐng)域的價(jià)值。血小板由于天然的生理性質(zhì)可以直接作為藥物載體，但也正是因?yàn)槠涔δ芏鄻有院筒灰妆４娴忍攸c(diǎn)，某種程度限制了其應(yīng)用。而生物工程利用其細(xì)胞膜表面蛋白的性質(zhì)，模仿血小板表面膜蛋白修飾納米顆粒，或血小板膜包裹納米顆?？梢酝暾乇Ａ裟さ鞍?，或利用受體配體作用結(jié)合體內(nèi)血小板，又或是利用血小板分泌的微粒的特性設(shè)計(jì)納米顆粒等，這些生物工程的應(yīng)用，給靶向遞送藥物到AS所致血管損傷和血栓處帶來(lái)了極大的應(yīng)用價(jià)值。盡管如此，這些生物材料的安全性和有效性還需要大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和進(jìn)一步的臨床試驗(yàn)的驗(yàn)證。