紅細(xì)胞載藥遞送系統(tǒng)的研究進(jìn)展

周超培 劉芊芊 楊春榮 楊陽(yáng) 高春生

中圖分類號(hào)R943

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

文章編號(hào)1001-0408（ 2020）02-0238-08

DOI

10.6039/j .issn. 1001-0408.2020.02.21

摘要 目的：了解紅細(xì)胞作為載藥系統(tǒng)的研究進(jìn)展，以期為其相關(guān)研究和應(yīng)用提供參考。方法：以“紅細(xì)胞”“載藥體系”“Redblood cell”“"Erythrocyte”“Drug delivery system”等關(guān)鍵詞，對(duì)PubMed、Elsevier、中國(guó)知網(wǎng)等國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄的于1960-2019年發(fā)表的文獻(xiàn)進(jìn)行單一或組合搜索，據(jù)此綜述紅細(xì)胞作為載藥系統(tǒng)的研究進(jìn)展。結(jié)果與結(jié)論：共檢索到相關(guān)文獻(xiàn)214篇，其中有效文獻(xiàn)70篇。紅細(xì)胞作為人體的內(nèi)源性成分，不需要通過(guò)合成就可作為天然的載藥體系。目前紅細(xì)胞的載藥方法包括滲透法、化學(xué)干擾法、電穿孔法、內(nèi)吞包埋法、電融合包埋法、脂質(zhì)體融合法等，其中滲透法又包括低滲稀釋法、改良低滲稀釋法、低滲溶血法、等滲滲透溶解法和低滲透析法等;此外，還可以采用紅細(xì)胞包載機(jī)或者將藥物偶聯(lián)到紅細(xì)胞膜上等方式。紅細(xì)胞作為藥物載體，可實(shí)現(xiàn)藥物靶向性遞送，延長(zhǎng)藥物在體內(nèi)的半衰期，增強(qiáng)藥物在體內(nèi)的穩(wěn)定性，提高藥物的生物相容性。目前，其已用于包載抗腫瘤藥、抗炎藥、鎮(zhèn)痛藥、抗感染藥、心血管系統(tǒng)藥物和免疫抑制劑等小分子藥物，還可包載部分大分子藥物和診斷劑等，被認(rèn)為是一種良好的藥物載體。但紅細(xì)胞載藥系統(tǒng)尚存在來(lái)源復(fù)雜、理化性質(zhì)不統(tǒng)一、載藥過(guò)程可能對(duì)紅細(xì)胞造成破壞、儲(chǔ)存過(guò)程中如何保持其生物活性等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞 紅細(xì)胞;藥物載體;載藥系統(tǒng);細(xì)胞膜

大多數(shù)藥物都存在著一定的不良反應(yīng)及生物相容性差、半衰期短等缺點(diǎn)。為了克服這些缺點(diǎn)，研究人員常采用改變藥物劑型的方式，例如使用合成類的載藥系統(tǒng)等。但是諸多合成材料生物相容性較差，且在降解期間會(huì)產(chǎn)生毒副產(chǎn)物[1]，為此，研究者開始將人體內(nèi)源性物質(zhì)作為藥物載體進(jìn)行研究。近年來(lái)，將紅細(xì)胞作為藥物載體受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。作為人體內(nèi)源性物質(zhì)，紅細(xì)胞具有生物相容性良好、體內(nèi)半衰期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，并且由于成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核，呈現(xiàn)兩側(cè)凹型的圓碟形，最薄處僅有1μm[2]，這給物質(zhì)交換和藥物載入提供了很好的機(jī)會(huì)。但如何將藥物包載入紅細(xì)胞內(nèi)，成為最為重要的研究熱點(diǎn)之一。近年來(lái)，隨著對(duì)紅細(xì)胞載藥系統(tǒng)研究的深入，有不少研究報(bào)道了紅細(xì)胞的載藥方法及其應(yīng)用。為了解目前紅細(xì)胞載藥系統(tǒng)的研究進(jìn)展，筆者以“紅細(xì)胞”“載藥體系”“Red blood cell”“Erythro-cyte”“Drug delivery system”等為關(guān)鍵詞，對(duì)PubMed、Elsevier、中國(guó)知網(wǎng)等國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄的于1960 -2019年發(fā)表的文獻(xiàn)進(jìn)行單一或組合搜索，結(jié)果共檢索到相關(guān)文獻(xiàn)214篇，其中有效文獻(xiàn)70篇?，F(xiàn)對(duì)紅細(xì)胞載藥遞送系統(tǒng)的相關(guān)研究進(jìn)行總結(jié)歸納，以期為該載藥體系的開發(fā)和應(yīng)用提供參考。

1 紅細(xì)胞載藥方法

1.1 滲透法

1.1.1 低滲稀釋法低滲稀釋法是將藥物載入紅細(xì)胞的一種最簡(jiǎn)單、最快速的方法。該方法用2～20倍體積含有藥物的溶液稀釋紅細(xì)胞，之后通過(guò)加入高滲緩沖液來(lái)恢復(fù)紅細(xì)胞膜的張力;然后離心，所得混合物棄去上清液，再用等滲緩沖液洗滌沉淀物，便可得到載有藥物的紅細(xì)胞[3]。但是該方法有著明顯的缺點(diǎn)，例如包封率低，因?yàn)殡x心過(guò)程造成的大量血紅蛋白和其他細(xì)胞組分的損失使紅細(xì)胞遭到破壞，從而減少了紅細(xì)胞的載藥量和其在體內(nèi)的循環(huán)時(shí)長(zhǎng)。低滲稀釋法較常用于加載諸如半乳糖苷酶類、阿霉素和多功能納米粒等[4-6]。例如，繆婉琳等[5]采用低滲稀釋法，制備得到紅細(xì)胞同時(shí)裝載有磁性納米顆粒和阿霉素，將其回輸?shù)叫∈篌w內(nèi)之后，在外加磁場(chǎng)的作用下載體紅細(xì)胞可聚集到腫瘤部位。與游離的阿霉素相比，通過(guò)載體紅細(xì)胞給藥，可以抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，同時(shí)可以降低給藥劑量，從而減小藥物副作用。

1.1.2 改良低滲稀釋法該方法于1975年由Martin R首次提出，并由David J等對(duì)低滲稀釋法的載藥方式進(jìn)行了改良[7]。其原理和低滲稀釋法基本相同，不同的是，該方法通過(guò)梯度遞減、緩慢降低溶液滲透壓的方式，保證紅細(xì)胞腫脹形成小孔的同時(shí)不至于溶解;之后，通過(guò)低速離心回收腫脹的紅細(xì)胞，將小體積的水溶性藥物溶液通過(guò)小孔加載進(jìn)紅細(xì)胞內(nèi)。由于紅細(xì)胞膨脹緩慢，可使細(xì)胞質(zhì)成分得到很好的保留，因此紅細(xì)胞在進(jìn)入體內(nèi)后具有良好的存活率。該方法比低滲稀釋法更簡(jiǎn)單、快速，對(duì)紅細(xì)胞造成的損害較小。目前，使用該方法可包封在紅細(xì)胞中的藥物有長(zhǎng)春瑞濱和吉西他濱等[8-9]。例如，溫旭智[8]利用改良低滲透法建立了載長(zhǎng)春瑞濱的紅細(xì)胞載藥體系，其包載率為70.92%;該研究還評(píng)價(jià)了載藥紅細(xì)胞對(duì)人肺腺癌細(xì)胞株A549的抑制作用，結(jié)果顯示當(dāng)長(zhǎng)春瑞濱濃度為0.012 5、0.025 mg/mL時(shí)，載長(zhǎng)春瑞濱紅細(xì)胞組的A549細(xì)胞增殖抑制率顯著高于長(zhǎng)春瑞濱裸藥組（P<0.05）。

1.1.3 低滲溶血法該方法是基于紅細(xì)胞具有特殊的可逆形狀變化能力，即由于紅細(xì)胞的表面積是固定的，因此其體積的增加（紅細(xì)胞體積可以增加25%～50%）可使其從雙凹形變?yōu)榍蛐?，?50 mOsm/kg的滲透壓下可保證紅細(xì)胞在膨脹的同時(shí)保持其完整性，此時(shí)紅細(xì)胞膜外形成200～500A的一些瞬時(shí)孔，可以釋放出細(xì)胞內(nèi)容物[10]]。Mambrini G等[11]采用該方法將地塞米松磷酸鈉（DSP）加載入紅細(xì)胞膜的內(nèi)部，主要包括3個(gè)步驟：（l）使用滲透壓180 mOsm/kg和pH 4.5～7.O的低滲溶液處理紅細(xì)胞，使其適當(dāng)腫脹;（2）使用滲透壓120 mOsm/kg和pH 4.5～7.O的低滲溶液處理紅細(xì)胞，使其進(jìn)一步的腫脹而形成“小孔”，再將紅細(xì)胞放入含有DSP的等滲溶液中，使得DSP通過(guò)小孔進(jìn)入紅細(xì)胞中;（3）使用滲透壓285 mOsm/kg和pH 7.4±1.2的磷酸鹽一肌苷一葡萄糖一丙酮酸鹽一腺嘌呤（PIGPA）高滲溶液將紅細(xì)胞的“小孔”封閉，封裝DSP并恢復(fù)紅細(xì)胞初始的滲透壓，從而制得載入DSP的紅細(xì)胞。Coker SA等[12]將制得的載DSP紅細(xì)胞進(jìn)行體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)考察，對(duì)10名志愿者經(jīng)靜脈注射給藥后發(fā)現(xiàn)，地塞米松的血藥濃度在th時(shí)達(dá)到峰值，并且在注射后14 d和35 d時(shí)仍然可以檢測(cè)到地塞米松的持續(xù)釋放。

1.1.4 等滲滲透溶解法該方法也稱為滲透壓脈沖法，主要是通過(guò)物理和化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)紅細(xì)胞等滲溶血。紅細(xì)胞在具有高膜透性物質(zhì)的溶液中溫育時(shí)，由于具有濃度梯度，溶質(zhì)會(huì)擴(kuò)散到細(xì)胞中，為了保持滲透平衡，此時(shí)大量的水也會(huì)流入紅細(xì)胞內(nèi)，溶于水的藥物就會(huì)隨之進(jìn)入到紅細(xì)胞內(nèi)。目前，尿素、聚乙二醇和氯化銨等化合物的溶液已被用于等滲溶血[13-14]。早在1987年，F(xiàn)rancoRS等[15]開發(fā)了一種將紅細(xì)胞懸浮在二甲基亞砜（DMSO）等滲溶液中的方法，成功將肌醇六磷酸（IHP）載入到紅細(xì)胞中，其采用DMSO來(lái)平衡紅細(xì)胞懸浮液的滲透壓，然后用等滲IHP溶液快速稀釋來(lái)誘導(dǎo)滲透壓梯度的形成。由于IHP可與血紅蛋白結(jié)合并降低其對(duì)氧的親和力，因此該方法可用于制備用于臨床和實(shí)驗(yàn)中的低氧親和力紅細(xì)胞。與用磷酸鹽緩沖溶液（PBS）作為稀釋劑比較，IHP誘導(dǎo)血紅蛋白滲漏在稀釋后約Is內(nèi)完成，而PBS誘導(dǎo)滲漏的時(shí)間較長(zhǎng)，約10～120 s，且容易導(dǎo)致紅細(xì)胞裂解。這項(xiàng)研究還表明，紅細(xì)胞經(jīng)過(guò)低濃度DMSO處理后，細(xì)胞膜的滲透性可達(dá)到90%以上。

1.1.5 低滲透析法1959年，Klibansky C等[16]首次提出了低滲透析法，該方法的原理是將具有半透膜性的紅細(xì)胞裂解后，重密封時(shí)可使細(xì)胞內(nèi)載入的大分子藥物到達(dá)最大量。低滲透析法的基本過(guò)程為：首先，將紅細(xì)胞懸浮液和藥物溶液混合，以達(dá)到所需的血細(xì)胞比容，然后將該混合物置于透析管中，用管線將透析管的兩端連接起來(lái)，透析管內(nèi)部容積中留出接近25%的氣體空間，將透析管置于含有100 mL裂解液的錐形瓶中，并將錐形瓶放置在4℃恒溫的磁力攪拌器上進(jìn)行間歇攪拌;將透析管置于100 mL等滲的PBS溶液（25～30℃，pH 7.4）中進(jìn)行重密封;在4℃用冷PBS洗滌，由此獲得載藥的紅細(xì)胞[14]。該方法可以獲得較好的包封率。目前，研究者已運(yùn)用該方法將戊脒富拉霉素、白細(xì)胞介素2、去鐵胺、介孔二氧化硅納米粒子、雙膦酸鹽和抗生素等藥物包載入紅細(xì)胞中[17-22]。例如，Chen ZA等[20]合成了一系列直徑范圍為10～200 nm的熒光聚乙二醇化介孔二氧化硅納米粒子（MSN），并通過(guò)低滲透析的方法將其包封于人紅細(xì)胞中;根據(jù)熒光圖像和流式細(xì)胞儀分析，發(fā)現(xiàn)直徑低于30 nm的MSN可以成功地嵌入紅細(xì)胞內(nèi)。

1.2 化學(xué)干擾法

該方法的原理是：紅細(xì)胞暴露于某些化學(xué)物質(zhì)時(shí)細(xì)胞膜通透性將會(huì)顯著增加，使得藥物可以順利進(jìn)入紅細(xì)胞內(nèi)。Kitao T等[24]采用該方法將抗腫瘤藥物道諾霉素包載在人和小鼠紅細(xì)胞中。此外，LinW等[25]使用氟烷也可達(dá)到化學(xué)干擾的目的。但是，Ahur VM等[26]在研究中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)鉛處理的紅細(xì)胞的滲透性有所增加，但其滲透脆性也有所增加，所觀察到的紅細(xì)胞壽命較正常紅細(xì)胞有所縮短。因此，化學(xué)干擾法會(huì)對(duì)細(xì)胞膜引起不可逆的破壞[27]，該方法的應(yīng)用并不廣泛。

1.3 電穿孔法

該方法也被稱為介電張力法，其原理是采用電擊引起紅細(xì)胞膜的變化：通過(guò)介電擊打從而擊穿紅細(xì)胞膜形成孔，電擊穿可能發(fā)生在脂質(zhì)區(qū)域或細(xì)胞膜中的脂質(zhì)蛋白質(zhì)連接處[28];隨后，在37℃的等滲溶液中溫育，孔被重新密封。實(shí)驗(yàn)證明，將電擊的條件設(shè)定為2 kV/cm的變化電壓、20 μs的極化時(shí)間，可使得紅細(xì)胞膜被介電擊穿，且孔形成的程度取決于懸浮介質(zhì)的電場(chǎng)強(qiáng)度、脈沖持續(xù)時(shí)間和離子強(qiáng)度[29]。該方法可包載的藥物包括伯氨喹、8.氨基喹啉、長(zhǎng)春堿、氯丙嗪和一些功能性納米粒等[29-31]。

Rao L等[29]在研究中證明了微流體電穿孔可以有效地促進(jìn)紅細(xì)胞一納米粒載體（ CM-NP）的合成。該研究發(fā)現(xiàn)，將Fe304磁性納米顆粒（MN）和紅細(xì)胞膜衍生的囊泡同時(shí)注入微流體裝置中，當(dāng)MN和紅細(xì)胞囊泡的混合物流過(guò)電穿孔區(qū)時(shí)，電脈沖可以有效地促進(jìn)MN進(jìn)入紅細(xì)胞囊泡之中;之后，該團(tuán)隊(duì)又研究了該載體在大鼠體內(nèi)的抗腫瘤效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)由于MN核的優(yōu)異磁性和光熱性質(zhì)以及紅細(xì)胞囊泡具有的體內(nèi)長(zhǎng)循環(huán)特性，使得該載體可以有效地聚集于腫瘤部位;與空白組比較，該載體組大鼠體內(nèi)的腫瘤重量由600 mg以上減小至300 mg以下，可見通過(guò)電穿孔制備的CM-NP具有用于癌癥診斷和治療的潛力。

1.4 內(nèi)吞包埋法

Stanley SL等[32]于1987年首先報(bào)道了內(nèi)吞包埋法。該方法的基本操作是將1倍體積的紅細(xì)胞，加入9倍體積量的含有2.5 mmol腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）、2.5mmol氯化鎂（MgCI2）和1 mmol氯化鈣（CaCI2）的緩沖液中，在室溫下孵育2 min，使紅細(xì)胞膜上形成孔;之后于37℃下在154 mmol/L氯化鈉（NaCI）藥物溶液中溫育2min，使得孔被重新密封，藥物通過(guò)內(nèi)吞作用被包載入紅細(xì)胞內(nèi)[33]。該方法的優(yōu)點(diǎn)是：從紅細(xì)胞膜上分離的囊泡膜可將藥物與細(xì)胞質(zhì)分離，從而保護(hù)藥物免受紅細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的影響。目前通過(guò)該方法包載進(jìn)紅細(xì)胞的藥物包括：普萘洛爾、丁卡因和維生素A等[31， 34-35]。例如HarisaG等[36]通過(guò)內(nèi)吞包埋法成功將普伐他汀載人人紅細(xì)胞中，同時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)普伐他汀濃度為10 mg/mL時(shí)，紅細(xì)胞的載藥量在37℃的條件下可達(dá)到最大，為0.069 mg/mL;當(dāng)普伐他汀濃度為4 mg/mL時(shí)，在37℃條件下，包封率達(dá)到最大（94%），并且細(xì)胞回收率可以達(dá)到87%～93%。該研究還發(fā)現(xiàn)，載有普伐他汀的紅細(xì)胞的血液學(xué)參數(shù)和滲透脆性行為與天然紅細(xì)胞相似;掃描電子顯微鏡顯示載紅細(xì)胞形態(tài)沒有明顯變化。這表明，該方法對(duì)紅細(xì)胞本身結(jié)構(gòu)并無(wú)影響，載藥物紅細(xì)胞可能具有與正常細(xì)胞相同的壽命。

1.5 電融合包埋法

該方法是指先將藥物分子包載到紅細(xì)胞膜（血影細(xì)胞）中，然后將這些載藥血影細(xì)胞黏附到靶細(xì)胞上，通過(guò)與靶細(xì)胞的融合完成包埋藥物的釋放，施加電脈沖還可以加強(qiáng)、加快融合的過(guò)程[36]。目前，已有研究將特異性單克隆抗體細(xì)胞加載到血影細(xì)胞上，載藥紅細(xì)胞可以通過(guò)與靶細(xì)胞表面的特異性受體蛋白進(jìn)行特異性結(jié)合，從而將細(xì)胞導(dǎo)向靶細(xì)胞[37]。Li LH等[38]通過(guò)電融合包埋法實(shí)現(xiàn)了不同尺寸細(xì)胞之間的高效電融合。該團(tuán)隊(duì)在特別設(shè)計(jì)的離心一電融合室中，以700 9的轉(zhuǎn)速連續(xù)離心形成5層沉淀，從而實(shí)現(xiàn)將較大的靶細(xì)胞堆疊在較小的血影細(xì)胞中。該研究發(fā)現(xiàn)，以80 μs、300V的電脈沖使沉淀物進(jìn)行混合，可以得到80%以上的融合效果，并且電融合后細(xì)胞活力保持在80%以上。這種高效融合技術(shù)可用于介導(dǎo)藥物和基因轉(zhuǎn)移至靶細(xì)胞，并用來(lái)制備細(xì)胞來(lái)源有限的雜交細(xì)胞。

1.6 脂質(zhì)體融合法

該方法的基本原理是：含有藥物的脂質(zhì)囊泡可以直接與人紅細(xì)胞融合，從而使得脂質(zhì)囊泡中的藥物分子直接包載入紅細(xì)胞中[39]。例如有研究者將載IHP的單層脂質(zhì)囊泡通過(guò)與紅細(xì)胞融合將IHP包埋入紅細(xì)胞內(nèi)[40]。IHP可以與血紅蛋白緊密結(jié)合，由于IHP降低了血紅細(xì)胞與氧氣的結(jié)合能力，因此通過(guò)該方法可使紅細(xì)胞的氧氣釋放能力增加至正常值的270%，并且由于玻爾效應(yīng)的增大，也增加了人體二氧化碳的傳輸;同時(shí)，該研究證明脂質(zhì)囊泡的摻入并未對(duì)紅細(xì)胞的精細(xì)結(jié)構(gòu)有所損傷。但是由于脂質(zhì)體的粒徑過(guò)大，并且與紅細(xì)胞膜的相容性不好，使得融合率較低，因此該方法的藥物包封率極低，僅能達(dá)到1%[41]。

1.7 使用紅細(xì)胞包載機(jī)

Magnani M等[42]開發(fā)了一種將非擴(kuò)散性藥物包埋入紅細(xì)胞的新方法，即“紅細(xì)胞包載機(jī)”。該方法用50 mL的血液樣品，于室溫條件下，在2h內(nèi)可以將不同的生物活性化合物包載到紅細(xì)胞中。該過(guò)程需要連續(xù)兩次使用低滲溶液洗滌紅細(xì)胞，然后用血濾器濃縮，再通過(guò)等滲溶液對(duì)紅細(xì)胞進(jìn)行重新密封。其載藥量可達(dá)到30%，細(xì)胞回收率為35%～50%。

1.8 將藥物偶聯(lián)到紅細(xì)胞上

目前所有的紅細(xì)胞載藥方法尤其是電穿孔法，都或多或少會(huì)對(duì)紅細(xì)胞膜的性質(zhì)造成影響，進(jìn)而影響紅細(xì)胞一藥物復(fù)合物的生物相容性、半衰期等。開發(fā)無(wú)損的藥物包載方式，是當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題?；谶@種想法，研究者開發(fā)了將藥物偶聯(lián)到紅細(xì)胞表面的載藥方法。Skorokhod OA等[43]用戊二醛將柔紅霉素偶聯(lián)到紅細(xì)胞上，并在14名白血病患者身上進(jìn)行初步臨床試驗(yàn)，對(duì)其藥動(dòng)學(xué)特征和耐藥性等進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，靜脈給藥后，其藥物的峰濃度和消除率低于游離的柔紅霉素，且患者耐受性良好;在接受3次載藥紅細(xì)胞輸注的9名患者中，副作用發(fā)生的頻率低于使用游離柔紅霉素治療的患者。Muzykantov VR等[44]將鏈激酶偶聯(lián)到紅細(xì)胞上，連接效率可達(dá)90%，平均每個(gè)紅細(xì)胞上可附著約5X105個(gè)鏈激酶分子;該復(fù)合物能夠溶解血管內(nèi)的纖維蛋白凝塊，以用來(lái)預(yù)防血管手術(shù)時(shí)血栓的形成。Muller M等[45]將巰基化的低分子量肝素通過(guò)一種偶聯(lián)試劑連接到紅細(xì)胞上，該復(fù)合物也有著長(zhǎng)期抗凝和預(yù)防血栓的潛能。Brenner JS等[46]則開發(fā)了“紅細(xì)胞搭便車”（Redblood cell-hitchhiking）技術(shù)，將藥物制備成納米顆粒，再將納米顆粒吸附到紅細(xì)胞上，然后通過(guò)靜脈注射或者動(dòng)脈血管插管的方式，將載藥紅細(xì)胞輸注給患者，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)器官的靶向功能。

2 紅細(xì)胞作為藥物載體的優(yōu)點(diǎn)

由于紅細(xì)胞自身的一些性質(zhì)，其載藥后可發(fā)揮諸多功能，包括增強(qiáng)藥物的靶向性，延長(zhǎng)藥物在體內(nèi)的半衰期，同時(shí)還能減少藥物的不良反應(yīng)等。

2.1 實(shí)現(xiàn)藥物靶向性遞送

當(dāng)紅細(xì)胞膜表面的性質(zhì)發(fā)生變化，在體內(nèi)經(jīng)過(guò)脾、肝、肺等器官時(shí)可以被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)識(shí)別和吞噬，因此紅細(xì)胞可以作為人體內(nèi)源性的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)天然靶向載體[47]。最早關(guān)于紅細(xì)胞網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)靶向性的報(bào)道是在20世紀(jì)80年代末，由SuyamaK和TanemuraA等人將人、貓和鼠類的免疫缺陷病毒（即HIV-1、FIV、LP-BM5）選擇性抑制劑的磷酸化核苷類似物分別包載人人、貓和小鼠的紅細(xì)胞中，可以直接作用于巨噬細(xì)胞。通過(guò)體外和體內(nèi)分析發(fā)現(xiàn)，包封人哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞中的磷酸化核苷類似物非常穩(wěn)定，并可有效地被遞送到巨噬細(xì)胞中，從而通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄病毒感染的方式保護(hù)巨噬細(xì)胞[48-50]。

紅細(xì)胞除了對(duì)網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)具有靶向性之外，還可以通過(guò)磁化紅細(xì)胞實(shí)現(xiàn)其他部位的靶向性。目前，關(guān)于此項(xiàng)研究的方向以抗腫瘤藥物為主?？鼓[瘤藥物由于在抑制/殺死腫瘤細(xì)胞的同時(shí)還可作用于正常細(xì)胞從而引起不良反應(yīng)，而使用磁化的紅細(xì)胞載藥可以解決這一問(wèn)題。例如吳江等[51]通過(guò)電穿孔法使用納米級(jí)的Fe304磁流體用來(lái)制備磁化紅細(xì)胞和磁化載多柔比星紅細(xì)胞，在體外磁場(chǎng)的引導(dǎo)下，磁化載多柔比星紅細(xì)胞可以準(zhǔn)確地作用于腫瘤細(xì)胞，使用較少的劑量即可起到常規(guī)化療劑量的效果。

2.2 延長(zhǎng)藥物在體內(nèi)的半衰期

正常的紅細(xì)胞半衰期為26d，將藥物包載入紅細(xì)胞內(nèi)可以顯著延長(zhǎng)藥物在體內(nèi)的半衰期?；艟52]分別向大鼠注射載有甲氨蝶呤的紅細(xì)胞和游離甲氨蝶呤，藥動(dòng)學(xué)分析結(jié)果顯示，游離的甲氨蝶呤在體內(nèi)的代謝符合三室模型，消除半衰期為（3.9±0.8）h，而載甲氨蝶呤的紅細(xì)胞在體內(nèi)的代謝符合二室模型，消除半衰期為（13.5±2.0）h。吳江等[51]對(duì)長(zhǎng)春新堿進(jìn)行了相似的對(duì)比研究，結(jié)果顯示，游離長(zhǎng)春新堿半衰期為1.53 h，而載長(zhǎng)春新堿紅細(xì)胞在體內(nèi)半衰期為4.1 h，為前者的2.68倍。

2.3 增強(qiáng)藥物在體內(nèi)的穩(wěn)定性，降低免疫系統(tǒng)對(duì)藥物的免疫活性

由于藥物被包載入紅細(xì)胞內(nèi)后，在來(lái)自人體內(nèi)源性的紅細(xì)胞內(nèi)形成了一個(gè)相對(duì)隔離的空間，從而保護(hù)藥物不受體內(nèi)內(nèi)源性物質(zhì)干擾，提高了藥物在體內(nèi)的穩(wěn)定性。而一些外源性的大分子藥物，如蛋白質(zhì)、酶等，直接進(jìn)入體內(nèi)大多會(huì)引起免疫反應(yīng)。Bernhardt I等[53]使用紅細(xì)胞來(lái)運(yùn)輸1一天冬酰胺酶，對(duì)單劑量l一天冬酰胺酶包載于紅細(xì)胞后的釋藥特征進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，藥物的半衰期明顯延長(zhǎng)：當(dāng)注射劑量為30 IU/kg時(shí)，1一天冬酰胺酶在10 d內(nèi)可被清除;而如果注射劑量提高到150～200 IU/kg時(shí)，其作用可延長(zhǎng)至50 d。該研究未測(cè)得有害的免疫反應(yīng)發(fā)生，這也證明了紅細(xì)胞載1一天冬酰胺酶可以有效降低免疫系統(tǒng)對(duì)藥物的免疫活性。

2.4 提高藥物的生物相容性，減小不良反應(yīng)

紅細(xì)胞作為人體內(nèi)源性物質(zhì)，不存在生物不相容的問(wèn)題，并且在體內(nèi)降解后也不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)。一些較為敏感的人群靜脈注射納米制劑類藥物時(shí)會(huì)引起心肺方面的不良反應(yīng)，而Wibroe PP等[54]將聚苯乙烯材料的納米制劑黏附于紅細(xì)胞表面后，有效地避免了巨噬細(xì)胞對(duì)納米制劑的識(shí)別，從而減小了藥物對(duì)患者心肺功能的不良反應(yīng)。

3 紅細(xì)胞載藥遞送系統(tǒng)的常見用途

3.1 包載小分子藥物

3.1.1 抗腫瘤藥物 目前，由于腫瘤的高發(fā)性，紅細(xì)胞載抗腫瘤藥物的研究日益廣泛。常見的抗腫瘤藥物，如長(zhǎng)春新堿、甲氨蝶呤、紫杉醇和多柔比星，均可見采用紅細(xì)胞包載的相關(guān)報(bào)道[55-58]。載腫瘤藥物的紅細(xì)胞可以發(fā)揮紅細(xì)胞的諸多優(yōu)點(diǎn)。例如ZarrinA等[58]將載多柔比星的紅細(xì)胞與傳統(tǒng)給藥進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)前者體內(nèi)藥物濃度一時(shí)間曲線下面積（AUC）是傳統(tǒng)給藥方式的5倍;Yu-an SH等[56]比較了載甲氨蝶呤的紅細(xì)胞（MTK-RBCs）與游離甲氨蝶呤的藥動(dòng)學(xué)參數(shù)，結(jié)果顯示游離甲氨蝶呤的t1/2為（3.9±0.8）h，而MTK-RBCs的t1/2為（13.5±2.0）h，并且后者的平均滯留時(shí)間（MRT）也由（5.7±1.2）延長(zhǎng)到（19.5±5.9）h。這說(shuō)明，經(jīng)過(guò)紅細(xì)胞包載的甲氨蝶呤在體內(nèi)的半衰期較傳統(tǒng)給藥方式明顯延長(zhǎng)。

3.1.2 抗炎藥物對(duì)于炎性疾病的治療，Millan CG等[59]研究了紅細(xì)胞載皮質(zhì)類固醇和抗生素來(lái)實(shí)現(xiàn)低劑量給藥以減少藥物的毒副作用。Coker SA等[12]將地塞米松-21-磷酸（地塞米松的非擴(kuò)散性前藥）載入紅細(xì)胞中，其在紅細(xì)胞中可被常駐酶轉(zhuǎn)化為具有可擴(kuò)散活性的地塞米松（DSP），從而實(shí)現(xiàn)藥物的緩慢釋放。該研究表明，患者在單次靜脈輸注載地塞米松紅細(xì)胞后，35 d內(nèi)可檢測(cè)到地塞米松的持續(xù)釋放。

3.1.3 鎮(zhèn)痛藥物駱璇等[60]比較了冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)患者應(yīng)用紅細(xì)胞載嗎啡（RBC-M）溶液與0.01%游離嗎啡的鎮(zhèn)痛效果，分別于患者術(shù)前、鎮(zhèn)痛前及鎮(zhèn)痛開始后1、2、3、8、12、24、36、48 h時(shí)對(duì)其疼痛、鎮(zhèn)靜和舒適狀態(tài)進(jìn)行評(píng)分。結(jié)果顯示，與游離嗎啡組比較，RBC-M組患者在鎮(zhèn)痛開始后2h內(nèi)疼痛感降低，鎮(zhèn)靜效果增強(qiáng);RBC-M溶液的藥動(dòng)學(xué)模型為二室模型，半衰期為15.37h，清除率為2.1 mL/（kg.min），穩(wěn)態(tài)表觀分布容積為0.088 L/kg，AUC為7 911.6 ng.h/mL。這表明，RBC-M與游離嗎啡相比更為有效。

3.1.4 抗感染藥物Alanazi FK等[61]通過(guò)胞吞作用將抗瘧藥物伯氨喹載入紅細(xì)胞中，結(jié)果表明，在伯氨喹的藥物濃度為8 mg/mL時(shí)具有較高的載藥量。與未載藥的紅細(xì)胞相比，該藥物濃度下載藥紅細(xì)胞的谷胱甘肽含量下降。這使得紅細(xì)胞膜脂質(zhì)和蛋白質(zhì)更易于氧化修飾，從而使得載伯氨喹的紅細(xì)胞更易被網(wǎng)狀內(nèi)皮器官識(shí)別而起到靶向作用，同時(shí)可使藥物的釋放時(shí)間延長(zhǎng)到18 h以上。

3.1.5 心血管系統(tǒng)藥物Harisa GI等[62]采用低滲透析法將普伐他汀載入到紅細(xì)胞中：將普伐他汀溶于0.6%的NaCI溶液，在10 mg/mL的藥物濃度下孵育th可以達(dá)到34%的包封率;體外溶出實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，普伐他汀在磷酸鹽緩沖液（PBS）中23 h后的釋放率為83%。這表明，普伐他汀成功地被包埋在紅細(xì)胞中，且可以有效延長(zhǎng)其釋放。

3.1.6 免疫抑制劑 環(huán)孢菌素A（CsA）和他克莫司（FK506）具有免疫抑制活性，能夠改善器官移植導(dǎo)致的排斥反應(yīng)，但其生物利用度較低，且具有較高的毒性。Biagiotti S等[63]將紅細(xì)胞作為藥物遞送系統(tǒng)以改變兩者的藥動(dòng)學(xué)行為，并達(dá)到抑制毒性的目的。其通過(guò)低滲透析和等滲重新密封程序?qū)sA和FK506加載到紅細(xì)胞中。結(jié)果表明，由于相應(yīng)的靶蛋白的靶向作用，上述兩種免疫抑制劑可被捕獲到紅細(xì)胞中，并可有效地抑制人體免疫器官產(chǎn)生的特異性免疫反應(yīng)。這表明，該紅細(xì)胞載藥系統(tǒng)可作為潛在的免疫抑制劑藥物遞送系統(tǒng)。

3.2 包載大分子藥物

目前紅細(xì)胞載藥系統(tǒng)包載的大分子藥物主要有酶、蛋白質(zhì)以及核酸等。紅細(xì)胞載藥系統(tǒng)可以解決一些大分子藥物本身固有的諸如半衰期短、藥物毒性、過(guò)敏反應(yīng)等問(wèn)題。例如He H等[64]使用膜轉(zhuǎn)位低分子量魚精蛋白（IMWP）在紅細(xì)胞中加載l一天冬酰胺酶，結(jié)果發(fā)現(xiàn)載藥紅細(xì)胞的表面形態(tài)與正常紅細(xì)胞沒有差異，可以通過(guò)控制給藥劑量，有效地延長(zhǎng)1一天冬酰胺酶在體內(nèi)的作用時(shí)間，其緩釋時(shí)長(zhǎng)可以控制在10～50 d。除此之外，如尿激酶、葡萄糖氧化酶和己糖激酶，也被用于紅細(xì)胞載藥的研究中[65]。另外，纖溶酶原激活劑（PA）通過(guò)抗原一抗體結(jié)合或抗生物素蛋白一生物素橋的方式可與紅細(xì)胞形成偶聯(lián)復(fù)合物（ RBC-PA） [66-67]，有助于延長(zhǎng)藥物的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間，增強(qiáng)生物利用度。

3.3 包載診斷劑等其他藥物

除了藥物之外，紅細(xì)胞還可用于包載核磁共振成像造影劑等診斷性藥物，如磁共振成像（MRI）造影劑，超順磁性氧化鐵（SPIO）、超小型超順磁性氧化鐵（USPIO）納米粒等[68]。有研究利用結(jié)合到人紅細(xì)胞中的金納米顆粒（AuNPs）的高X射線吸收特性，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)血流動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)情況的觀察[69]。該研究表明，AuNPs具有更好的空間分辨率和更強(qiáng)的血流圖像對(duì)比度。

4 結(jié)語(yǔ)

盡管與傳統(tǒng)的載藥系統(tǒng)相比，紅細(xì)胞載藥系統(tǒng)存在著諸多優(yōu)勢(shì)，但其仍有一些不足之處，其中最關(guān)鍵的問(wèn)題就是紅細(xì)胞的存儲(chǔ)和來(lái)源[70]。由于紅細(xì)胞來(lái)源于人體，自身就有著個(gè)體差異性，很難做到理化性質(zhì)的統(tǒng)一;其次，紅細(xì)胞載藥過(guò)程中對(duì)紅細(xì)胞的破壞是另一大問(wèn)題;再次，如何保持紅細(xì)胞在儲(chǔ)存過(guò)程中的生物活性也是亟待解決的問(wèn)題。但是隨著相關(guān)研究的深入，在不久的將來(lái)這些問(wèn)題都有望解決，紅細(xì)胞載藥體系在臨床應(yīng)用方面具有很可觀的潛力。

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（收稿日期：2019-05-07修回日期：2019-12-12）

（編輯：孫冰）

△基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（No.81874305）;國(guó)家重大新藥創(chuàng)制科技重大專項(xiàng)（No.2018ZX09711003-008-001）;黑龍江省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（No.H2017073）

*碩士研究生。研究方向：靶向緩釋給藥系統(tǒng)及新藥開發(fā)。E-mail： 947923758@qq.com

#通信作者：教授，碩士生導(dǎo)師。研究方向：靶向緩釋給藥系統(tǒng)及新藥開發(fā)。E-mail：yangchunrong98@163.com