安徽医药Anhui Medical and Pharnta ̄eutical Journal 2013 Oct;17(10) ・1649・ 靶向递药系统白蛋白纳米粒的研究进展 王梦迪 ,何广卫 (1.安徽中医药大学,安徽合肥230031;2.合肥医工医药有限公司,安徽合肥230059) 摘要:白蛋白纳米粒作为一种新型制剂,显示出独特的靶向肿瘤机制,且本身具有可生物降解、无毒、无抗原性、病人耐受等特点 而表现出良好的应用前景。该文通过对白蛋白纳米粒国内外研究近期文献的归纳整理,较为系统的介绍了白蛋白纳米粒及其 制备工艺、质量评价、药代动力学研究等。 关键词:白蛋白纳米粒;肿瘤靶向;制备工艺;质量评价 Progress in targeting drug delivery system of albumin nanoparticles WANG Meng—di .HE Guang.wel (1.Auhui Univershy of Traditional Chinese Medicine,Hefei 230031,China;2.Hefei Yigong Medicine Company Limited,Hefei 23(1359,China) Abstract:The novel formulation of albumin nanoparticles is promising in clinical application because it has a unique mechanism of targe- ting tumor cells and also it is inherently biodegradable,non—toxic,non-antigenic and Well tolerated in patients.Based on recent literatures of domestic and international research on albumin nanoparticles,this article provides an overview of albumin nanoparticles including the preparation procedure,quality evaluation and pharmacokinetic studies,etc. Key words:albumin nanoparticles;tumor targeting;preparation procedure;quality evaluation 在肿瘤的治疗过程中,传统给药剂型靶向性较差,不能高 效富集于治疗区域,且在转运过程中药物被代谢、分解,仅有 少部分药物可以到达肿瘤病灶,致使药物的利用率下降,疗效 发挥受到阻碍…。近年来,人们寻找各种新型定位给药方 法,如纳米粒,旨在实现药物在肿瘤局部最大限度的高浓以发 挥高效,同时对正常组织的影响最大可能地降至最小。 以纳米粒作为药物载体是药学领域一个新的研究热点, 它具有粒径小、比表面积大、黏附性能好等特性,容易透过血 管壁进入靶组织间隙,增加药物与肿瘤接触时间与接触面积。 由于比表面积大,溶解性能好,纳米粒作为药物载体能大大 基金项目:十二五国家“重大新药创制”科技重大专项项目(No 2O12ZX094O10o6) 作者简介:王梦迪,女,硕士研究生 通信作者:何广卫,男,博士,研究方向:药物新剂型与新制剂,E—mail: hgwhipi@hotmail.corn 提高药物的生物利用度,形成较高的局部浓度,从而提高疗 效,降低花费。在保证疗效的前提下,可减少给药剂量,减轻 或避免毒副反应,并提高药物的稳定性。目前常见的纳米粒 制剂包括:脂质体、微乳、白蛋白纳米粒等,其中静脉注射的脂 质体会很快被网状内皮系统清除,微乳中表面活性剂含量较 高,易产生不良作用。面对上述的缺陷,越来越多的研究者将 目光转向新的领域——白蛋白纳米粒,来寻找肿瘤靶向给药 的新突破。 白蛋白基于本身所具有的可生物降解、无毒、无抗原性、 病人耐受等特点,已受到研究工作者的重视,更成为药学研究 中一个极具生命力的研究方向 。肿瘤组织中富含半胱氨 酸的酸性分泌蛋白(secreted protein acidic and rich in cysteine, 简称SPARC),功能类似白蛋白受体,能专门吸引和黏附白蛋 白,因此设计将抗肿瘤药物包裹于白蛋白中,SPARC能特异 性地吸附含有药物的白蛋白并聚集在肿瘤细胞上,从而提高 了局部药物浓度,增强对肿瘤的杀伤能力 J。 [11]Wechselberger C,Strizzi L,Kenney N,et a1.Human Cripto-1 overex- preasion in the mouse maImnary aIld results in the development ofhy- perplasia and adenocarcinoma[J].Oncogene,2OO5,24:4094—4100. [12]Bianeo C,Normanno N,De Luca A,et 81.Detection and localization of Cripto・1 binding in mouse mammary epithelial ceUs and in the mouse mammary gland using all immunoglobulin4:fipto.1 fusion pro— tein[J].J Cell Physial,2002,190(1):74—82. [13]Greenburg G,Hay ED.Epithelia suspended in collagen gels can lose polarity and express characteristics of migrating mesenchymal cells [J].J Cell Biol,1982,95(1):333—339. [14]Strizzi L,Bianeo C,Normanno N,et a1.Epithelial mesenchymal tran— sition is a characteristic of hyperplasias and tumors in mammary shnd from MMTV—Cripto一1 transgenic mice[J].J cell Physiol, 2004,201(2):266—276. [15]Strizzi L,Bianco C,Raafat A,et a1.Netrin一1 regulates invasion and migr ̄ion of mouse mammary epithelial eeHs overexpressing Cripto-1 in vitro and in vivo[J].J Cell Sci,2005,118:4633—4643. [16]Zhong XY,Zhang LH,Jia SQ,et a1.Positive association of up-regulated Cripto-1 and down-regulated E-eadherin wi山tumoar progression and poor prognosisin gastric cancer[J].Histopathology,2OO8,52:560—568. [17]Gong YP,Yarrow PM,Carmalt HL,et a1.Overexpression of Cripto and its prognostic significance in breast cancer:a study with long— term survivall J 1.Eur J Surg Oncol,2oo7,33:438—443. [18]Shukla A,Ho Y,Liu X,et a1.Cripto-1 alters keratinocyte diferentia- tion via blockade of transforming growth factorbetal signaling:role in skin carcinogenesis[J].Mol Cancer Res,2008,6:509—516. [19]Gray PC,Shani G,Aung K,et a1.Cripto binds transforming growth factor beta(TGF—beta)and inhibits TGF—beta signaling[J].Mol Cell Biol,2006,26:9268—9278. [2O]Wechselberger C,Strizzi L,Kenney N,et a1.Human Criptod overexpms— sion in the illOU ̄lI】椰硼卫a】 Sland results in the development of hyper- plasia and adenocarcinoma[J].Oncogene,2O05,24:4094—4l05. [21]Li J,Zhou BP.Activation of beta-catenin and Akt pathways by Twist are critical for the maintenance of EMT associated cancer stem cell— like characters[J].BMC Cancer,201 1,1 1:49. [22]Bianco C,Salomon DS.Targeting the embryonic gene Cripto4 in cancer and beyond[J].ExpertOpinTher ,2010,20(12):1739—1749. (收稿Et期:2013—06—18)
・1650・ 安徽医药Anhui Medical and Pharmaceutical Journal 2013 Oct;17(10) 通常认为多西紫杉醇的疗效要好于紫杉醇,苏静 等对 97例女性乳腺癌患者分别给予多西紫杉醇(49例)、紫杉醇 (48例)治疗,多西紫杉醇组原发病灶完全缓解率和病理完全 缓解率分别为28.6%和26.5%,均显著高于紫杉醇组 (10.4%和8.3%)。但廖富毅 等对56例乳腺癌患者采用 新辅助化疗,其中26例应用白蛋白结合型紫杉醇为研究组, 另外30例应用多西紫杉醇为对照组,研究组与对照组的病理 完全缓解率分别为38.5%和10%,总有效率分别为88.5%和 73.3%,表明白蛋白结合型紫杉醇在乳腺癌化疗中的病理完 全缓解率显著高于多西紫杉醇,表现出更好的抗肿瘤效应。 究其机理,白蛋白纳米粒属于胶体分散系统,具有良好的组织 渗透性和被动靶向性,也能通过与血管内皮细胞和肿瘤细胞 表面的特异性受体结合而实现主动靶向,从而聚集于快速生 长的肿瘤组织,提高抗肿瘤药物疗效。 1白蛋白纳米粒 白蛋白纳米粒是以白蛋白为基质的纳米级微粒,包封或 吸附药物后,经过固化分离而形成的实心球体。与其它纳米 给药系统相比,白蛋白纳米粒有可控性更好的释药性能、更好 的包载亲水性药物的能力以及更好的存储稳定性而且具有良 好的生物相容性、生物降解性及肿瘤被动靶向能力等。血清 白蛋白作为药物载体已受到广泛关注,常用牛血清白蛋白和 人血清白蛋白,但使用人血清白蛋白来源有限,而使用牛血清 白蛋白用于注射会有轻度的免疫反应 ,近年来逐渐由重组 白蛋白(recombinant human serum albumin,简称rHSA)所替 代,rHSA具有结合与运输的功能,可以可逆地结合各种药物 包括疏水性分子,在体内转运,在细胞表面释放。它还有其他 许多生理功能:维持血液胶体渗透压及物质交换、自由基清 除、抗凝作用、酶活性、酶抑制剂活性、影响微管渗透性。因此 重组白蛋白是首选的蛋白类载体。 2 白蛋白纳米粒的制备工艺 制备白蛋白纳米粒的常用方法可以分为去溶剂化法、乳化 固化法、溶剂挥发法、nab technology(nanopartiele albumin. undT technology,简称naJ) technology)、超声法等。 2.1去溶剂化法去溶剂化法是在搅拌下用脱水剂除去白 蛋白的水化膜,使析出白蛋白,再用交联剂与白蛋白发生交联 反应使之变性,从而稳定白蛋白纳米粒,然后纯化以除去残留 的交联剂和有机溶剂。采用去溶剂化法制备纳米粒混悬液, 方法简便、易于操作,且不引入有毒溶剂,粒子的粒径均匀,包 封率高,在水中重分散性较好,较为常用。 陈娟 等采用去溶剂化一化学交联法制备的类球形马 钱子碱白蛋白纳米粒,平均粒径为(209.8 4-3.6)nm,载药量 为(2±1.2)%,包封率为(60±2.3)%,且体外模拟释药结果 表明载药白蛋白纳米粒药物释放速率在24 h内持续稳定。 娄杰 等使用去溶剂化法制得的眼用小檗碱白蛋白纳 米粒包封率为85.48%,载药量为4.07%,粒径为280.2 nm。 2.2乳化固化法乳化固化法是将含有白蛋白的水相与含 有药物的油相混合,通过搅拌、超声或者高压均质的方式进行 乳化,然后通过加热或者化学交联的方法使液滴固化,去除有 机相后得到白蛋白纳米粒。 金滔 等以牛血清白蛋白为载体,采用高压匀质法制备替 莫唑胺白蛋白纳米粒,其形态圆整,平均粒径为(117.60-1-3.dO) nm,且可延长药物在脑内的持续时间,促进药物的脑内吸收。 Thakkar【10]等用乳化化学交联法制备了塞来昔布白蛋白 纳米粒,并研究了白蛋白浓度与包封率之间的关系,当白蛋白 浓度从20%至30%增加时,包封率会随之增加。该制备白蛋 白纳米粒的方法为难溶性药物、尤其是抗肿瘤药物的载药途 径提供了一个新的思路。 2.3溶剂挥发法溶剂挥发法,又称液中干燥法,是从乳状 液中除去分散相挥发性溶剂以制备纳米粒的方法,既不需要 提高温度也不需要引起相分离的凝聚剂,复乳溶剂挥发法是 将乳状液进行二次乳化将粒径控制在更小范围内。其主要工 艺步骤为药物的加入、乳滴的形成、溶剂的挥发、过滤和干燥。 张华 等采用溶剂蒸发技术在没有任何聚合物核心材 料和常规表面活性剂存在下成功制备了平均粒径为245.2 nm的姜黄素白蛋白纳米混悬剂,使水不溶的姜黄素纳米粒以 纯有效组分的形式存在,其形态圆整,粒径分布均匀,72 h体 外累积释药率为96%。 2.4 nabTM technology nab technology是以白蛋白作为基 质和稳定剂,在高剪切力(例如,超声处理、高压匀化或类似 方法)下,将包含水不溶性药物的油相和含白蛋白的水相混 合,制备O/W乳剂,在没有任何常规表面活性剂或任何聚合 物核心存在的情况下制备药物的白蛋白纳米粒技术。此技术 在不改变白蛋白结构的前提下,将药物载入其中,以提高制品 的稳定性。nab technology利用高剪切力的气穴空化作用使 白蛋白的游离巯基形成新的二硫键,将白蛋白交联在一起,制 备纳米粒,由于这种结合非常类似于体内天然发生的结合,故 给药后的生物相容性好,且nab technology保留了白蛋白的 全部生物学特征,克服了传统制备方法的缺陷。 紫杉醇是从短叶红豆杉的树皮中分离出的化学结构新颖、 作用机理独特的新型抗肿瘤活性物质,在水中的溶解度很小而 限制了它的临床应用,给静脉用药带来很大的困难,为解决这 一难题,不得不在注射剂中加人了表面活性剂聚氧乙烯蓖麻油 (Cremophor emulsifier,简称CrEL),含有大量表面活性剂CrEL 的紫杉醇注射液毒性很大,进人体内易发生溶血,出现严重的 过敏反应。已经上市的白蛋白结合型紫杉醇利用肿瘤细胞摄 取营养物质的途径,将白蛋白传送的营养物质替换为抗肿瘤药 紫杉醇,不仅避免了表面活性剂CrEL的使用,减少了由此带来 的过敏反应,同时使药物富集于肿瘤病灶部位。 3 白蛋白纳米粒的质量评价 3.1 白蛋白纳米粒的结构及表面形态的观测理想的白蛋 白纳米粒性状是大小均匀的圆球形或卵圆形;纳米粒之间互 不黏连,分散性好,便于制成各种制剂。粒径的观察可采用激 光散射粒径分析仪进行测定,实际研究中希望得到的纳米粒 粒径分布较窄,这样可以集中在病灶区,以避免药物浪费和毒 副作用的产生。但白蛋白纳米粒的结构及表面形态由于制备 方法不同而有差异。 金召英 采用去溶剂化法制备钙黄绿素白蛋白纳米粒,使 用光子相关光谱仪测得平均粒径为204.8 roT1,大部分粒子分布在 100—300 Bin范围内;透射电镜观察纳米球为圆球形,表面光滑。 3.2 白蛋白纳米粒收率的测定考马斯亮蓝测定白蛋白含 量是实验室常见的一种方式,它利用比色法和色素法混合方 法,操作简便快速,灵敏度高,且干扰物质少。其原理是利用 白蛋白一染料结合的原理,定量的测定微量蛋白浓度的方法。 考马斯亮蓝G一250染料,在酸性溶液中与白蛋白结合,
使染料