呂邵娃 蘇發(fā)麗 郭玉巖 李孟 趙洋 張歡 李建民
關(guān)鍵詞藤黃酸;給藥系統(tǒng);生物利用度;臨床應(yīng)用
藤黃酸(gambogic acid,GA)是藤黃科植物藤黃樹Garcinia hanburyi Hook. f.的主要活性成分[1] ,具體結(jié)構(gòu)見圖1。GA能夠抑制多種腫瘤細胞的生長,如肺癌、肝癌、黑色素瘤、前列腺癌等[2-5]。GA具有溶解度低、半衰期短、穩(wěn)定性差的缺點,從而限制了其在臨床中的應(yīng)用。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),采用共價結(jié)合和物理包封法可獲得具有靶向性、高滲透性、穩(wěn)定性、生物兼容性、體內(nèi)長循環(huán)等性質(zhì)的新型GA給藥系統(tǒng)?;诖?,本研究對GA的新型給藥系統(tǒng)進行綜述,以期為GA的進一步開發(fā)及臨床應(yīng)用提供參考。
1 共價結(jié)合前藥遞送系統(tǒng)
為提高藥物的穩(wěn)定性、靶向性和溶解度等,將GA和藥物載體以共價結(jié)合的方式連接在一起,形成前藥遞送系統(tǒng),可避免藥物在體內(nèi)失活,增加藥物的生物利用度,加強藥物的靶向性,并降低藥物的毒副作用。基于此,本文從聚合物前藥遞送系統(tǒng)、缺氧型前藥遞送系統(tǒng)等方面對不同類型的GA共價結(jié)合前藥遞送系統(tǒng)進行介紹。
1.1 聚合物前藥遞送系統(tǒng)
水溶性高分子載體聚乙二醇能夠阻止脂質(zhì)體與血清蛋白結(jié)合,減輕巨噬細胞的攝取作用,通過共價鍵與藥物結(jié)合后,可延長藥物的體內(nèi)循環(huán),并改變其體內(nèi)分布[6]。Yu 等[7]開發(fā)了一種采用聚乙二醇-β-谷甾醇(PEG-SS)偶聯(lián)物修飾的磷脂制備的GA 長循環(huán)脂質(zhì)體。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與普通長循環(huán)脂質(zhì)體相比,該制劑具有更好的長循環(huán)效果。Cai 等[8]通過酯鍵將甲氧基聚乙二醇(mPEG)-2000 連接到GA上,制備成兩親性聚合物-藥物偶聯(lián)物(GA-mPEG2000)膠束(制備過程具體見圖2)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與GA相比,該制劑具有更好的水溶性、抗腫瘤活性和穩(wěn)定性,這可能是由于形成的膠束可保護GA不被酶解,從而使其緩慢釋放至腫瘤細胞,并降低其對組織器官的毒副作用。
相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),低分子肝素(low-molecular weightheparin,LMWH)可通過腫瘤源性黏附因子、肝素結(jié)合性表皮生長因子、肝細胞生長因子、血管內(nèi)皮生長因子和硫酸肝素蛋白多糖抑制腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移[9]。Yan 等[10]制備了GA接枝低分子肝素(GA-LMWH)(制備過程具體見圖2),并在水溶液中自組裝成膠束。進一步動物實驗結(jié)果表明,與GA相比,GA-LMWH膠束不僅改善了肝癌模型小鼠的肝功能和病理形態(tài),還顯著延長了小鼠的壽命。
1.2 缺氧型前藥遞送系統(tǒng)
在缺氧條件下,具有缺氧敏感基團的藥物可被激活,從而被釋放出來。缺氧靶向近紅外染料(Cy7)與GA共價結(jié)合后,可在水溶液中與表面蛋白自組裝成新型“鑲嵌型”納米顆粒,該納米顆粒最大的優(yōu)點就是可以選擇性地將負載的藥物偶聯(lián)物釋放至缺氧的腫瘤細胞中,從而減少藥物在肝臟中的非特異性積聚,進而提高抗腫瘤效果[11]。
1.3 磁場響應(yīng)型前藥遞送系統(tǒng)
磁性Fe3O4納米顆粒(MNP-Fe3O4)是一種具有良好化學穩(wěn)定性、生物相容性和超順磁性的納米材料,已被廣泛用于靶向性和緩釋性藥物載體的制備[12]。Zhang等[13] 使用二巰基琥珀酸(DMSA)修飾的氧化鐵(DMSA-Fe3O4)磁性納米顆粒與硼替佐米(BTZ)和GA聚合,得到化療藥物BTZ-GA/MNPs(制備過程具體見圖3)。該藥物可通過上調(diào)促凋亡蛋白的表達,下調(diào)抑凋亡蛋白的表達,誘導細胞凋亡,從而發(fā)揮較好的抗腫瘤作用。Wang 等[14]在氮氣環(huán)境下,將Fe3+、Fe2+與氫氧化銨共沉淀制備得MNP-Fe3O4,再于4 ℃條件下通過機械吸收法將GA 與獲得的MNP-Fe3O4 結(jié)合,即得GA-MNPFe3O4。當機體發(fā)生病變時,細胞膜的電位差可誘導GA-MNP-Fe3O4做出響應(yīng),從而釋放GA,起到緩釋和靶向作用。
1.4 多環(huán)境敏感型前藥遞送系統(tǒng)
將多種響應(yīng)型藥物遞送系統(tǒng)結(jié)合在一起是一種有效的治療腫瘤的方法。Du 等[15]將葉酸-殼聚糖結(jié)合物(FA-CS)與端氨基熱敏聚N- 異丙基丙烯酰胺(NH2-PNIPAM)絡(luò)合,制備出殼聚糖接枝體(FA-CSPN),再將GA通過酯化作用與FA-CSPN 結(jié)合成多環(huán)境敏感型前藥納米膠束(GFCP)(制備過程具體見圖4)。進一步對GFCP進行表征發(fā)現(xiàn),該膠束具有較高的載藥量,可靶向腫瘤,且對多種腫瘤微環(huán)境均具有響應(yīng)性。
2 物理包封藥物遞送系統(tǒng)
物理包封藥物遞送系統(tǒng)是采用乳化法、溶劑蒸發(fā)法、固相分散法、薄膜水合法、脂質(zhì)插入法等物理制備方法將藥物以非共價結(jié)合的方式包封于空白脂質(zhì)體、納米粒、膠束等藥物載體中的新型給藥系統(tǒng)。該給藥系統(tǒng)制備簡單、價格低廉,具有較好的應(yīng)用前景。
2.1 納米靶向藥物遞送系統(tǒng)
納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體是固體和液體脂質(zhì)的混合物,具有良好的生物相容性,且可在血液中長期停留,對腫瘤具有靶向性[16]。腫瘤穿透肽(RGERPPR)被證明對神經(jīng)纖毛蛋白1 過度表達的腫瘤細胞具有高親和力[17]。Liu等[18]采用乳化法和溶劑蒸發(fā)法制備了負載GA的非結(jié)合納米脂質(zhì)體(GA-NLC)。在此基礎(chǔ)上,Huang 等[19]用RGERPPR 修飾GA-NLC,得到GA-NLC-RGE。結(jié)果發(fā)現(xiàn),GA-NLC-RGE可顯著抑制腫瘤生長。
電噴霧是一種制備直徑從納米到微米的單分散顆粒技術(shù)[20]。Yin 等[21]采用電噴霧技術(shù)制備了不同粒徑的GA載藥顆粒(GA-Ps),經(jīng)藥代動力學研究發(fā)現(xiàn),不同粒徑的GA-Ps 可靶向定位于不同器官,可用于靶向治療各種惡性腫瘤(病灶)。
Fang 等[22]通過共軛亞油酸(LA)來修飾普朗尼克F68(pluronic F68,F(xiàn)68),以增加親水-疏水相互作用,提高F68 納米球的穩(wěn)定性;將F68-亞油酸(F68-LA)偶聯(lián)物與GA構(gòu)建得到F68-LA/GA 納米球。結(jié)果發(fā)現(xiàn),該納米球?qū)θ寺殉舶〢2780 細胞具有較強的細胞毒性和促凋亡作用,可作為治療卵巢癌的一種有前景的腫瘤靶向給藥系統(tǒng)。
核-殼納米顆粒(CS-NPs)結(jié)合了聚合物納米顆粒、脂質(zhì)體、膠束獨特優(yōu)勢的同時,也解決了它們的一些局限性[23]。大多數(shù)CS-NPs 表現(xiàn)出受控釋放行為[24]。Liu等[25]以芐酰胺化聚(γ-谷氨酸)(BzPGA)衍生物為核材料,全反式維甲酸兩親性透明質(zhì)酸(HA)衍生物(HA-C6-ATRA)為殼材料,通過π-π堆積的非共價鍵相互作用,將GA封裝于BzPGA中形成雜化納米粒。結(jié)果發(fā)現(xiàn),該納米粒兼具穩(wěn)定性和腫瘤靶向性,且抗腫瘤活性較強。
包載疏水性藥物的內(nèi)部核和外部親水性殼構(gòu)成的兩親性納米粒[26],具有促進藥物局部累積、延長藥物體內(nèi)循環(huán)的作用[27]。Zhang 等[28]采用單乳液法,將一定量的GA溶于氯仿中,與聚乙烯醇水溶液混勻、超聲得到O/W型乳液,再于室溫下攪拌,直至有機溶劑揮干,即得到負載GA的聚乙二醇聚己內(nèi)酯納米粒。結(jié)果發(fā)現(xiàn),該納米粒具有良好的穩(wěn)定性、生物相容性和緩釋特性,且腫瘤細胞對其吸收效果較好,具有時間依賴性。
2.2 生物聚合物降解膠束藥物遞送系統(tǒng)
生物聚合物降解膠束作為新型GA藥物遞送系統(tǒng),解決了化療藥物水溶性、分散性和穩(wěn)定性差的缺點[29-30]。Wang 等[31]用固體分散法將GA包封于單甲基聚乙二醇聚己內(nèi)酯(MPEG-PCL)內(nèi)形成載藥納米膠束。結(jié)果發(fā)現(xiàn),該納米膠束提高了GA的分散性和穩(wěn)定性。相關(guān)研究表明,D-α-生育酚聚乙二醇1000 琥珀酸酯(TPGS)可提高抗腫瘤藥物的溶解度,抑制P-糖蛋白介導的多藥耐藥[32]。聚合物泊洛沙姆407 具有生物相容性、生物降解性和低毒性;混合膠束具有穩(wěn)定性好和載藥率高的優(yōu)點[33]。Saxena 等[34]采用薄膜水合法制備了負載GA的泊洛沙姆407/TPGS 混合膠束,結(jié)果表明,該混合膠束可使GA的釋放持續(xù)4 d 以上,顯著提高了GA的半衰期,增加了乳腺癌MCF-7 細胞及耐多藥卵巢腺癌貼壁細胞(NCI/ADR-RES)對GA的攝取。
2.3 仿生納米藥物遞送系統(tǒng)
作為外源性物質(zhì)的納米粒容易被免疫系統(tǒng)識別和清除,因此細胞膜仿生納米藥物遞送系統(tǒng)逐步興起。仿生納米載體由合成共聚物和天然生物膜2 種材料組成,可延長藥物體內(nèi)循環(huán),增加藥物腫瘤部位蓄積[35]。Zhang 等[36]采用O/W乳液法制備了負載GA的PLGA納米粒子(GA/PLGA NPs),然后采用脂質(zhì)插入法將GA/PLGA 裝載到表面修飾抗EGFR-iRGD 重組蛋白(anti-EGFR-iRGD)的紅細胞膜納米顆粒(RBCm-NPs)中,形成iE-RBCm-GA/PLGA NPs(具體制備過程見圖5)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),該給藥系統(tǒng)顯著提高了GA對結(jié)直腸癌細胞的靶向能力和滲透性。這可能是由于紅細胞膜與腫瘤細胞具有很好的生物兼容性,能夠有效避免網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的識別和吞噬作用,從而有效到達腫瘤部位。
2.4 氧化還原敏感型藥物遞送系統(tǒng)
陽離子氧化還原敏感型聚合物膠束(HECS-ss-OA)因缺乏腫瘤靶向性,在遇到血清蛋白介導的網(wǎng)狀上皮系統(tǒng)時,易被聚集和消除[37]。HA因其具有電負性、低免疫原性、生物相容性、特異性而被用于屏蔽陽離子型殼聚糖膠束[38]。Xu等[39]將GA溶解于HECS-ss-OA 內(nèi)核中形成(HECS-ss-OA)/GA,然后將HA 涂布于(HECS-ss-OA)/GA 外層,即得具有氧化還原敏感特性的HA(HECS-ss-OA)/GA。進一步研究表明,相較于未涂布HA 的(HECS-ss-OA)/GA,HA(HECS-ss-OA)/GA 表現(xiàn)出更高的細胞毒性。
3 結(jié)論
溶解性差、副作用多是小分子抗腫瘤藥物的主要缺點,高效低毒的載體可以改善這類藥物的缺點,并提高其生物利用度。目前已有的載體包括各種新型納米粒和脂質(zhì)體,對其表面進行修飾,能夠提高藥物的生物靶向性、載藥量、滲透性。GA對多種腫瘤細胞的生長均有抑制作用,但其溶解度低、半衰期短,從而降低了其臨床應(yīng)用價值。通過對藥物載體的設(shè)計可以解決GA存在的一系列缺點。在藥物載體表面修飾腫瘤穿透肽,可增加GA對腫瘤細胞的靶向性和滲透性;在藥物載體中引入多環(huán)境敏感型響應(yīng)基團,可將GA靶向緩釋至腫瘤部位;在藥物載體表面修飾紅細胞膜,可避免網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)對GA的識別和吞噬,并提高其生物兼容性??傊?,藥物載體的設(shè)計,較大程度地改善了GA的自身缺陷;GA藥物載體中引入更多的響應(yīng)基團可能會使其達到更好的抗腫瘤效果。