聚氨基酸膠束作為腫瘤靶向藥物載體的研究進展△

賈　納劉　佳馬　琛顧艷麗賽　那呂曉潔（.內蒙古醫科大學藥學院　呼和浩特0000；2.廣東省珠海市高新區唐家灣鎮衛生院　珠海　59080）

·綜述·

聚氨基酸膠束作為腫瘤靶向藥物載體的研究進展△

賈納1劉佳1*馬琛2顧艷麗1*賽那1呂曉潔1（1.內蒙古醫科大學藥學院呼和浩特010100；2.廣東省珠海市高新區唐家灣鎮衛生院珠海519080）

聚氨基酸作為一種毒副作用低、生物相容性好的高分子材料，被廣泛應用于腫瘤以及基因治療。聚氨基酸鏈的活性基團豐富，可通過多種反應途徑與目的基團連接，從而實現藥物的主動靶向性。同時又因為聚合物膠束的粒徑為1～100納米，而腫瘤組織毛細血管壁與正常組織血管壁相比間隙較寬，可以形成“滲透滯留”效應（EPR效應），使載藥納米粒在腫瘤組織中不斷蓄積，進而實現藥物在腫瘤中的被動靶向性，本文簡要綜述了載藥聚天冬氨酸、聚谷氨酸以及聚賴氨酸聚合物膠束的理化性質及優勢，如腫瘤靶向性、緩釋性等，并對近年來聚氨基酸膠束的研究進展進行綜述。

聚氨基酸膠束靶向性腫瘤

1引　言

近年來，惡性腫瘤的發病率明顯升高，成為人類健康和生命的一大殺手。惡性腫瘤的治療仍以手術為主，同時進行化療和放療等，化療在癌癥的治療中是必不可少的，能夠殺滅手術中不能徹底除去的癌細胞，防止術后腫瘤的復發和轉移。目前臨床常用的癌癥化療藥物仍以細胞毒類藥物為主，此類藥物能夠有效殺滅體內的癌細胞，但是由于體內藥物的非特異性蓄積，對正常細胞和組織的殺傷力也很強，開發腫瘤靶向藥物，發揮此類藥物的療效，降低藥物對正常組織的毒副作用，是藥學研究的一大重要任務［1］。

膠束作為兩親性的腫瘤靶向藥物載體，是由共聚物在水相中發生微相分離，自組裝形成的具有核殼結構的納米粒，疏水性內核常用于增溶和保護難溶性藥物，親水性外殼使膠束不易被網狀內皮系統吞噬清除，實體腫瘤組織與其他正常組織相比有顯著的生理特征，由于腫瘤組織無限增殖及迅速生長的特性，導致其組織完整性較差，腫瘤組織中的毛細血管壁薄弱滲透性較強，納米粒子能夠通過腫瘤組織的毛細血管滲透到腫瘤組織中，腫瘤組織中的淋巴回流系統發育不完全，納米粒不能通過淋巴系統回流，因此會滯留在腫瘤組織中，即形成“滲透滯留”效應（EPR效應）［2］，從而載藥納米粒在腫瘤組織中不斷蓄積，以實現膠束的被動腫瘤靶向性，并攜帶抗腫瘤藥物實現腫瘤組織的靶向作用，從而增加藥物的療效，顯著降低藥物的毒副作用。

形成膠束的兩親型載體材料種類很多，主要由親水性材料和疏水性材料連接形成的兩嵌段或三嵌段共聚物，或接枝共聚物等。其中親水性材料常用的有聚乙二醇等，疏水性材料的種類很多包括聚乳酸、殼聚糖、聚谷氨酸、聚天冬氨酸等，其中聚氨基酸類共聚物以特有的優勢，近年來受到廣泛的研究。

2聚氨基酸聚合物膠束

聚氨基酸類載體具有較好的生物相容性和降解性，可以作為優良的醫藥載體，在藥用載體的研究中備受關注［3］。目前常用的聚氨基酸有聚谷氨酸、聚賴氨酸和聚天冬氨酸，由于它們具有羧基和氨基等活性基團，能夠與藥物通過化學鍵合的方式結合，或通過物理包埋作用、靜電吸附作用等方式結合，從而攜帶藥物更好地作用于腫瘤部位，提高藥物的治療作用。

2.1聚天冬氨酸類膠束：聚天冬氨酸類衍生物結構上具有較強的可調變性、可設計性以及溶液中的可組裝性，同時又因為它的合成操作簡單，成本較低，在醫藥領域受到了越來越多的關注。其側鏈具有豐富的活性反應基團，通常可通過物理包埋或化學結合等方式制備聚合物載體材料。因為病變部位的生理環境異于正常組織，可在其結構上引入pH、溫度等敏感性化學結構，如在酸性條件下可斷裂的敏感基團腙鍵、苯亞胺鍵、縮醛等，使藥物更好地實現靶部位釋藥，相對降低了藥物的毒副作用，

阿霉素是一種療效好的廣譜抗腫瘤藥，但是服藥期間會造成脫發、胃腸道反應等副作用。王曉娟等［4］將疏水性的阿霉素與親水性的聚乙二醇通過酸敏感的腙鍵連接到聚天冬酰胺鏈上，制備的聚合物膠束最高載藥量為38%，研究表明載有阿霉素的共聚物膠束在體內還有較強的pH響應性，有效實現高細胞內釋藥的特點。Yokoyama［5］等運用聚乙二醇-聚天冬氨酸共聚物中天冬氨酸上的羧基與阿霉素（DOX）糖苷基上的氨基進行化學反應，從而將DOX結合到共聚物上，再溶于水中自行組裝成聚合物膠束，粒徑為50nm，同時此膠束具有良好的水溶性和抗沉淀穩定性。對白血病P-388小鼠進行研究，發現藥物的抗癌活性與聚天冬氨酸鏈的長度有密切關系，與對照組對比，膠束組的小鼠具有更長的存活期，因此阿霉素膠束與阿霉素比較具有低毒性特點。

甲氨蝶呤是目前臨床應用的一線廣譜抗腫瘤藥，但生物半衰期短，毒副作用大，臨床應用受到了一定的限制［6］。趙軍等［7］合成了接枝共聚物：芐基-聚乙二醇-g聚天冬氨酸，用于包載抗癌藥甲氨蝶呤，通過透析法制備的載藥膠束載藥量和包封率分別為10.25%和48.97%，平均粒徑為113.6nm，符合載藥膠束的要求，并測定載藥膠束的體外釋藥曲線符合FickⅡ擴散動力學模型。

喜樹堿治療肝癌、胃癌等癌癥均有良好的療效，但具有性質不穩定、難溶于水等缺點。郎秩詠等［8］采取透析法制備喜樹堿-聚天冬氨酸衍生物-接枝-聚乙二醇共聚物膠束，測定載藥膠束粒徑小于50nm，將喜樹堿溶液和喜樹堿膠束在小鼠血液中孵育12h，測定喜樹堿的結構顯示溶液組有多于90%的藥物被破壞，膠束組僅23%被破壞，表明藥物在膠束的保護下不易被分解；在pH7.4緩沖溶液中，喜樹堿共聚物膠束釋藥情況接近Higuchi模型，有效克服了喜樹堿的一系列缺點。

Jeong Hwan Kim［9］等自組裝形成一種新的癌癥化療藥物載體，聚電解質復合膠束聚（L-天冬氨酸）-聚乙二醇-聚（L-天冬氨酸）（PLD-PEG-PLD），復合物通過靜電作用與阿霉素（DOX）結合，形成粒徑為60～80nm的膠束。研究表明在pH 7.0的條件下，藥物與聚合物比例為0.5時，載藥膠束具有70%的高負載能力，與此同時此膠束在酸性條件下比在正常生理條件下更易釋藥。此外，在A-549人肺癌細胞系發現載藥膠束比游離DOX的細胞毒性小。A-549細胞共聚焦顯微鏡表明DOX膠束轉運到細胞內是通過溶酶體的內吞作用，同時對大鼠的藥代動力學進行研究，其表現出持續釋藥的特點。上述實驗表明PLD-PEG-PLD多肽膠束為良好的抗癌藥物遞送載體。

2.2聚谷氨酸類膠束：聚谷氨酸是由L-谷氨酸或D-谷氨酸通過肽鍵鏈接形成的一種多肽高分子聚合物，具有較強的生物相容性，在體內可以降解為無毒的內源性物質谷氨酸單體，為人體所必需。聚谷氨酸的側鏈有較多羧基，羧基在一定條件下可以增加藥物的水溶性，從而有效提高藥物的生物利用度，同時也易于和一些化合物結合生成更加穩定的復合物或性能良好的衍生物，其衍生物可以實現藥物的靶向性，延長體內的作用時間，是一種理想的體內醫藥用高分子材料。

紫杉醇（Taxol）是目前療效好、不良反應較少的一線抗癌藥物，被稱做“晚期癌癥的最后一道防線”［10］，常用于卵巢癌、乳腺癌等癌癥的治療［11］。余巧等［12］采用不同分子量聚谷氨酸芐酯接枝聚乙二醇得兩親性嵌段共聚物，通過超微透析法制備PEGTaxol-PBLG聚合物膠束，采用動態光散射法測定粒徑范圍為80～265nm，隨著聚合物分子量的增大粒徑逐漸變大；采用高效液相法測定膠束的載藥量和包封率，結果均符合藥用要求；當紫杉醇濃度＞20μg/mL時，紫杉醇對于肝癌細胞的生長抑制作用同它的注射劑類似，但載藥膠束的毒性遠低于紫杉醇注射液，體外釋放研究表明PEG-Taxol-PBLG聚合物膠束具有緩慢釋藥的特點。

杜卓等［13］對紫杉醇/聚乙二醇-聚谷氨酸芐酯（PEG-PBLG）膠束凍干粉針劑的抗腫瘤藥效學進行了研究。根據體外HepG-2肝癌細胞的毒性研究結果，表明當紫杉醇膠束濃度低于10μg/mL時，市售紫杉醇注射液毒性明顯高于紫杉醇/PEG-PBL膠束凍干粉，同時在裸鼠的肝癌移植瘤中，發現紫杉醇/PEG-PBL凍干粉針劑與市售紫杉醇注射劑有相等的抑瘤效果，從而證明，紫杉醇/PEG-PB凍干粉針劑抑制腫瘤的效果與市售紫杉醇注射劑幾乎相當，毒性明顯降低，臨床應用前景廣闊。同樣也是杜卓等人［14］采用相同的聚合物載體通過膜透析法制備喜樹堿/聚乙二醇-聚谷氨酸芐酯（PEG-PBLG），并對HepG-2肝癌細胞進行體外毒性研究，結果表明膠束組的毒性仍然遠低于喜樹堿陽性組。

聚乙烯亞胺（PEI）是一種具有高轉染效率的基因載體，高電荷密度和細胞毒性限制了它的應用。Hui hong huang等［15］合成了星形嵌段共聚物PEI-g-（PLG-B-PEG），聚乙烯亞胺（PEI）為核心，聚谷氨酸（PLG）和聚乙二醇（PEG）分別為內殼和外殼。阿霉素（DOX）作為模型抗癌藥物，在體內通過靜電作用將帶有正電荷的阿霉素包裹在帶有負電荷的PLG端，該藥物-聚合物復合體具有較強的pH響應性，在正常生理條件下可長時間穩定持續釋放藥物，當pH值降低時，藥物的釋放速率加快。

2.3聚賴氨酸類膠束：聚賴氨酸具有良好的生物相容性和穩定性，可作為抗癌藥物以及基因治療藥物的載體，有效避免了抗癌藥物毒副作用大和病毒載體生物相容性差的缺點［16］。聚賴氨酸富含游離氨基，在一定條件下可解離出陽離子，與帶有陰離子的物質有較強的靜電作用力［17］，可通過靜電吸附作用與藥物結合，有效降低了藥物的毒副作用，同時，聚賴氨酸也是最早應用于基因治療的聚氨基酸類載體材料［18］。

夏可嘉等［19］利用液相多肽合成法，制備了聚乙二醇嵌段共聚四代樹枝狀聚賴氨酸MPEG-b-DPL4，并通過聚賴氨酸表面的氨基與阿霉素中的酮羰基經過縮合反應制得MPEG-block-DPL4-CONHN=DOX。研究結果顯示載藥的嵌段共聚物在中性條件下（pH=7.4）比較穩定，在弱酸性（pH=4.5，5.5）條件下水解釋放阿霉素藥物分子，同時MTT法體外細胞毒性研究顯示載藥的共聚物能夠顯著降低阿霉素分子的細胞毒性。

徐友翠［20］等利用聚酰胺-胺（Dm）為引發劑，將Dm-PZLys與聚氧乙烯PEO進行大分子click反應得扇形聚ε-卞氧羰基-L-賴氨酸（Dm-PZLys-b-PEO）嵌段共聚物，利用透析法將阿霉素載于Dm-PZLys-b-PEO共聚物材料中，結果顯示阿霉素的釋放速度由慢變快，同時在pH5.5的條件下釋放速度快于pH7.4，釋放周期長達兩個月，表明此種聚合物材料具有緩釋藥物的性能。

3結語

聚氨基酸類材料擁有良好的生物相容性和體內外穩定性，聚氨基酸類材料形成的膠束具有粒徑小、能夠增溶難溶性藥物、緩釋藥物、延長藥物作用時間，并通過“EPR效應”或鏈接特異性配體實現腫瘤組織的被動靶向性或主動靶向性等優點，現已被廣泛應用于生物醫藥領域，如藥物控釋、腫瘤靶向制劑、基因藥物載體等方面，近年來，在聚合物膠束表面接環境敏感性結構的研究越來越多，不僅延長了藥物的作用時間，也能觸發藥物在靶部位的釋放，增強了藥物的靶向性，因此在藥物新劑型的開發中起到越來越重要的作用。同時對聚氨基酸類膠束的臨床試驗進行研究，日本Nippon公司開發的NK-105是將紫杉醇載于聚乙二醇-聚（4-苯基-1-丁酸）天冬酰胺，一期臨床研究結果顯示紫杉醇膠束的生物利用度為傳統注射液的15倍，二期臨床在胃癌患者中展開，結果顯示患者對載藥膠束有很好的耐受性且有較高的治愈率［21］；NK-911也為Nippon公司研究開發，成功合成了多柔比星/聚乙二醇-聚天冬氨酸膠束，目前進行二期臨床研究［22］，綜上所述，聚氨基酸膠束作為醫藥用載體可以得到開發和利用。

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Poly amino acids as a low toxicity，good biocompatibility of polymer materials，has been widely applied to gene therapy of cancer，and so on.Poly amino acid chain reactive group rich，more reactive way to connect with the destination group through in order to achieve active drug targeting.While since the polymer micelle particle size of about 1 to 100 nm，and the tumor tissue and normal tissue wall of the capillary gap is wider compared to the blood vessel wall，may be formed“permeate retention”effect（EPR effect），so that drug loaded particles continuously accumulate in tumor tissue，and thus achieve better drug in the tumor passive targeting，this article briefly reviews the drug polyaspartic acid，polyglutamic acid and poly-lysine polymer micelle physicochemical the nature and advantages，such as tumor targeting，sustained release，etc.，amino acids and poly micelles in recent years were reviewed.

Poly amino acid micellar tumor targeting

R979.1

A

1672-8351（2016）08-0102-03

內蒙古自治區自然科學基金面上項目：聚乙二醇-聚天冬氨酸共聚物膠束載疏水性抗癌藥制備腫瘤靶向給藥體系的研究，項目編號：2013MS1209。