腫瘤血管靶向脂質體的研究現狀

康勤洪

（湖北省荊州市婦幼保健院，湖北荊州 434000）

目前研究已知，有許多生理屏障阻礙著藥物有效抵達腫瘤部位，其中很重要的一部分原因在于腫瘤組織血管的不規則性、變異的血管通透性以及較高的間質流體壓。而且某些實體瘤具有高度表達能耐受某些腫瘤藥物（如阿霉素和順鉑）的p-糖蛋白基因，導致療效降低。納米載體是一種使藥物能夠到達腫瘤組織、提高藥物療效的有效藥物輸送方法[1-2]。然而，要能靶向到達實體瘤的腫瘤細胞，納米載體首先必須穿透腫瘤血管并通過腫瘤組織間液，而這一過程恰恰是阻礙納米給藥系統有效傳輸藥物的主要原因[3]。

為克服上述障礙，腫瘤血管靶向給藥傳輸體系成為近年來研究的熱點。與傳統的單純的納米載藥體系相比，腫瘤血管靶向給藥傳輸體系具有很多優點。如腫瘤血管靶向給藥傳輸體系的特異性很強，不會作用于正常的上皮細胞，這樣使得藥物的副反應大大下降。此外，不同腫瘤組織內增生的血管上皮細胞往往具有相似的表型，這樣同一種腫瘤血管靶向給藥傳輸體系可應用于不同的腫瘤組織，使其應用面大大拓展。而且相對于腫瘤細胞，腫瘤血管上皮細胞的基因穩定性要高得多，這樣產生藥物耐受的變異可能性就極低[4]。此外，脂質體藥物往往通過靜脈注射，因而腫瘤血管靶向的脂質體可直接攜帶所包載的藥物到達腫瘤血管部位，作用于腫瘤血管內皮細胞。

1 腫瘤血管特性

1.1 腫瘤血管的生成

腫瘤血管生成是支撐腫瘤生長和進展的重要因素，它不僅提供腫瘤生長所需要的營養成分、氧、生長因子及其他一些物質，還為腫瘤細胞的轉移提供途徑[5-6]。腫瘤血管生成不是一個單一的過程，它起碼包括兩個過程：一種是在已生成的成熟的脈管系統周圍生成新的毛細血管芽胚[7]，另一種是骨髓生成的上皮細胞前體通過循環進入腫瘤組織形成新的血管[8-9]。腫瘤血管生成主要由一些生長因子觸發，如血管上皮生長因子（VEGF）、基本的成纖維細胞生長因子（bFGF）以及間質金屬蛋白酶（MMPs），這些因子主要由腫瘤細胞、周圍組織或浸潤的巨噬細胞生成。如果能夠抑制腫瘤血管的生成就可根除原發腫瘤細胞，并能通過阻斷腫瘤細胞轉移途徑來抑制腫瘤細胞的轉移，這為治療腫瘤提供了一種有前景的新療法，即抗腫瘤血管生成療法。

1.2 腫瘤血管的結構

與正常組織血管相比，腫瘤組織血管具有自己獨特的結構特點。腫瘤血管是以不規則的方式排列延伸，而且管腔膨脹。與普通血管相比，腫瘤血管的血管壁是有空隙、不連續的，且缺乏基底膜和血管周圍平滑肌，外周細胞較少。這些特點使得腫瘤血管的通透性比正常的血管要大得多。腫瘤血管還會過度表達一些表面受體、抗原，此外腫瘤血管還富含一些陰性大分子，如糖蛋白、陰離子磷脂以及蛋白聚糖等。利用腫瘤血管的這些特性，許多納米載體被開發出來，或被動或主動靶向于腫瘤組織。腫瘤血管的多空隙特點使得大分子藥物或聚合物藥物容易在腫瘤組織聚集，這是因為腫瘤血管的通透性與正常組織相比要大的多，這也是就是所謂的腫瘤組織的高通透性和高遲滯性（E P R）。

2 腫瘤血管靶向脂質體的類型

2.1 配體靶向脂質體

配體靶向的脂質體，即和配體（通常是抗體或多肽）偶聯的脂質體。配體靶向脂質體可通過具有靶向作用配體的介導，攜帶與其偶聯的載藥脂質體與腫瘤血管細胞表面上特有的或過度表達的受體相結合，從而有效提高抗腫瘤藥物的藥效。這種配體包括整個抗體分子或抗體片段或合成多肽。

2.1.1 免疫脂質體 免疫脂質體，即在脂質體表面與抗體直接偶聯或在已與脂質體偶聯的聚乙二醇（PEG）終端連結抗體的具有主動靶向能力的脂質體。由于是靶向到特定的腫瘤組織，這種載藥脂質體可有效提高所載抗腫瘤藥物的療效并減少其副反應。研究表明脂質體偶聯較少的抗體（20～40μg/μmol磷脂）就可以載藥到達腫瘤靶向部位，反而如果偶聯的抗體密度太高（140μg/μmol磷脂）則很容易在體內循環時就被清除掉。此外，如果選擇能與有內化作用關聯的受體或抗原相結合的抗體偶聯，則這種免疫脂質體將會取得更好的抗腫瘤療效。另外，如果在脂質體表面偶聯多種靶向分子，則脂質體與目標腫瘤細胞的親和力會比只偶聯單一的靶向分子的脂質體更高。

組成免疫脂質體的靶向配體可以是一整個抗體分子也可以是抗體片段（Fab’或scFv）[10]。使用完整的抗體分子組成的脂質體的優點在于與靶細胞的親和力更強一些，因為一個抗體分子往往有幾個可以與靶細胞結合的部位，此外完整的抗體分子在制備和存儲過程中的穩定性更高一些。但是由于完整的抗體分子存在Fc部分，與其偶聯的脂質體在體內循環過程中容易被清除掉。因此，現在往往采用抗體片段與脂質體偶聯，增加脂質體在體內的循環時間。

已有許多以腫瘤血管為靶目標的免疫脂質體的研究報道，其主要結合的靶點（受體或抗原）為CD105、血管內皮細胞生長因子受體2、細胞間黏附分子1、E-選擇蛋白、膜型基質金屬蛋白酶1（MT1-MMP）[11]、血管細胞黏附分子1（VCAM-1）[12]等。

MT1-MMP是在腫瘤血管及腫瘤細胞中高度表達的一種蛋白，是腫瘤血管生成的關鍵蛋白。Hatakeyama等[13]利用抗MT1-MMP抗體Fab’片段與聚乙二醇修飾的包載阿霉素的脂質體偶聯，得到空間構相穩定的免疫脂質體DXR-SIL[anti-MT1-MMP（Fab’）]，體內研究表明與沒有與抗體偶聯的脂質體DXR-SL相比，DXR-SIL[anti-MT1-MMP（Fab’）]能顯著抑制腫瘤的生長。此外值得注意的是，DXR-SL與DXR-SIL[anti-MT1-MMP（Fab’）]相比在腫瘤部位的濃集程度沒有顯著差異。由此可見，DXR-SIL[anti-MT1-MMP（Fab’）]療效更好的原因在于通過靶向于腫瘤血管的脂質體載體將更多的藥物導入腫瘤血管細胞中，這樣細胞殺傷作用強于單單靶向于腫瘤細胞的作用。不僅如此，腫瘤血管靶向載藥體系的優勢在于藥物通過載體經過血液循環可直接作用于腫瘤新生血管，而且避免了一般作用于腫瘤細胞的藥物需要考慮的穿透血管并通過腫瘤組織間液才能到達腫瘤細胞的難題。

2.1.2 與多肽偶聯的脂質體 某些多肽已被證實可與腫瘤新生血管相結合，通過將這些多肽與脂質體偶聯可提高脂質體靶向于腫瘤新生血管的能力。目前已有這類與多肽偶聯的脂質體在動物模型的研究，這些多肽序列包括Arg-Gly-Asp（RGD），Asn-Gly-Arg（NGR），Cys-Arg-Glu-Lys-Ala（CREKA）及Gly-Pro-Leu-Pro-Leu-Arg（GPLPLR）。Schiffelers等將多肽RGD與PEG修飾的脂質體偶聯，體外實驗證明與多肽RGD的偶聯能增強脂質體與內皮細胞的結合并進入到內皮細胞內，而體內實驗表明，包載了阿霉素的RGD-PEG-脂質體比單純的PEG-脂質體更能有效抑制腫瘤的生長。利用多肽GPLPLR可與MT1-MMP結合的特點，Kondo等將其與脂質體偶聯，體外實驗表明經GPLPLR修飾的脂質體顯示了與臍靜脈內皮細胞高度的親和性，此外體內實驗表明GPLPLR修飾的脂質體在腫瘤組織的濃度是未經修飾的脂質體濃度的4倍，而且包載藥物后GPLPLR修飾的脂質體也顯示出了更強的腫瘤抑制作用。

2.2 陽離子脂質體

如前所述，腫瘤血管上皮細胞表面高度表達陰離子大分子，如糖蛋白、陰離子磷脂、蛋白聚糖等。利用這一特性，陽離子脂質體可將抗腫瘤藥物靶向輸送到腫瘤部位[14]。關于陽離子脂質體靶向于腫瘤血管上皮細胞的研究有很多，但是這種藥物傳輸方式的體內毒性卻很少有人關注。一般說來，脂質體中所含陽離子脂質越多則毒性越大。Hagerstrand等研究者的試驗表明含高濃度的陽離子脂質的脂質體會引起紅細胞消融，而較低濃度的陽離子脂質構成的脂質體也會引起紅細胞膜機械強度降低。關于陽離子脂質體在體內的免疫反應的報道也很少，Zelphati等的研究表明陽離子脂質體可激活補體系統，誘導補體反應的發生，補體會與脂質體相結合，并靶向輸送于肺部的補體受體以及肝臟Kupffer細胞處，這也是為什么進入血液循環后，陽離子脂質體會被迅速清除，并被攝取到肺臟和肝臟的原因。Chonn同樣闡述了同陽離子脂質體結合血漿蛋白的數量與脂質體在體循環中清除速率有直接的相關性。這些研究提示了如果想延長陽離子脂質體在體內的循環并得到理想的體內分布就必須減少其與受調理作用的血漿蛋白的結合。此外，血液中許多成分是帶負離子電荷的，如果靜脈注射陽離子脂質體會引起血漿成分的聚集，甚或引起血栓。

利用PEG修飾脂質體是解決上述問題的有效途徑之一。陽離子脂質體表面經PEG修飾后，能在PEG的包裹保護下避免與血漿蛋白的反應，也能避免被肝臟和脾臟的單核巨噬細胞系統吞噬，這樣大大延長了脂質體在體內的半衰期，而且也使得聚集反應不易發生[15]。值得注意的是，用于與脂質體結合的PEG的量也非常重要，研究表明＞15mol%的PEG修飾的量反而會由于改變了脂質體的雙分子結構層而加快脂質體的快速消除，所以5～10mol%的PEG的量用于修飾脂質體是比較合適的。Campbell等的研究表明，雖然PEG的修飾會導致陽離子脂質體離子電荷的降低，但是在體內PEG修飾的陽離子脂質體與腫瘤新生血管的結合卻沒有受到很大的影響，而且由于PEG的修飾使得陽離子脂質體的體內循環大大延長，使其更容易聚集于腫瘤組織，從而更好的發揮其攜帶的抗腫瘤藥物的藥效。

3 結論

近年來，將藥物靶向輸送到實體瘤的研究取得了實質性的進展。利用主動靶向技術將藥物輸送到實體瘤的體內實驗研究證明了與傳統的單純使用抗腫瘤藥物相比，主動腫瘤靶向的藥物輸送方式可以大大提高藥物療效且降低藥物的不良反應。其中，腫瘤血管靶向脂質體（包括免疫脂質體和陽離子脂質體）可靶向作用于腫瘤新生血管，通過殺滅腫瘤新生血管上皮細胞，破壞腫瘤血管，對阻斷腫瘤生成所需的各種物質的供應，阻止癌細胞擴展均有重要的意義，可以想見腫瘤靶向脂質體具有極廣闊的研究前景。

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