納米載體在肝癌治療中的研究進展

趙彥玉 劉芳 楚惠媛 陳徹

肝癌是一組異質性惡性腫瘤，發病率和死亡率逐年升高，預后效果極差，是世界范圍內癌癥相關死亡的第二大常見原因[1]。目前，手術切除和肝移植是早期肝癌患者的主要治療方案。但由于肝癌潛伏期較長，大多數患者初診時已處于中晚期或晚期。化療是晚期或超晚期肝癌常用的治療方法。然而，傳統的肝癌化療具有多重耐藥、清除率高、副作用嚴重、藥物分布不合理等負面效應[2]。基于納米技術的納米給藥系統的發展對克服傳統化療藥物的局限性具有重要意義，這主要是由于納米載體可通過提高藥物的有效性、降低全身毒性、改善藥物的溶解性、增加穩定性和控制釋放，實現最佳治療效果，在肝癌治療中顯示出巨大的潛力[3]。

1 納米載體與肝臟的相互作用

肝臟主要由實質細胞和非實質細胞組成。實質細胞可進一步細分為肝細胞和膽管細胞，非實質細胞包括庫普弗細胞（Kupffer cells，KCs）、肝竇狀內皮細胞（Liver sinusoidal endothelial cells，LSECs）和肝星狀細胞（Hepatic stellate cells，HSCs）[4]。KCs、LSECs、HSCs和肝細胞負責肝臟的各種生理功能，包括細胞對納米載體的攝取。大部分納米載體（Nanocarriers，NCs）被KCs攝取，其次是LSECs、HSCs，較少被肝細胞攝取[5]。NCs是一種膠體納米級系統，能夠與小分子藥物、基因和蛋白質等抗癌劑結合，允許這些抗癌劑避開正常組織并積聚在腫瘤組織中，與抗體和肽-藥物結合物的作用方式相同[6]。此外，NCs可保護藥物不被降解，降低腎臟清除率并增加藥物在血液中的半衰期，增加細胞毒性藥物的有效載荷，并提高難溶性藥物的溶解度。在肝臟中，NCs可通過被動和主動穿透進入肝細胞。被動穿透通過質膜發生，而主動穿透主要通過內吞作用發生[7]。內吞作用分為胞飲作用或吞噬作用，在胞飲作用中，NCs被囊泡內化，而在吞噬作用中，單核/巨噬細胞、中性粒細胞和樹突狀細胞等吞噬NCs并形成細胞內吞噬體[7]。Zhang等[8]報道，NCs通過門靜脈進入肝臟，穿過肝竇被KCs攝取，根據其理化性質，NCs被輸送到病灶并被肝細胞內吞，然后通過肝管進入膽管，根據消化系統和膽汁生成的情況，NCs可先聚集在膽囊內，然后進入膽總管被排出到十二指腸，最終進入胃腸道并從體內排出。

2 NCs治療肝癌的靶向機制

NCs通過被動靶向和主動靶向方法將治療藥物有效輸送至肝臟，增加藥物在靶向部位的累積，限制不良反應并提高藥物療效。被動靶向通過高通透性和滯留（Enhanced permeability and retention，EPR）效應增加腫瘤組織內藥物的局部濃度。主動靶向則通過使用對肝細胞上特定位點具有親和力的靶向配體，如蛋白質、抗體、肽和碳水化合物，對納米載體進行表面修飾，并促進肝細胞內吞吸收。

2.1 被動靶向 納米載體通過滲漏的血管攝取或運輸到腫瘤區域的方式被稱為被動靶向[2]。被動靶向通常通過EPR效應實現，但也取決于載體的理化性質（如形狀、大小及藥物表面等）和癌細胞重要特征（如溫度、pH值和腫瘤細胞的表面電荷等）[9]。在腫瘤組織中，血管支持組織的缺失及淋巴系統功能異常導致大分子物質和納米顆粒在某些部位具有選擇性EPR，這種現象被稱為EPR效應[10]。EPR效應增強了大分子通過腫瘤血管系統的滲透性和外滲性，有助于納米載體被動積累，其已被用于肝癌納米給藥系統藥物輸送。Bae等[11]曾報道被動靶向給藥系統的優勢在于納米載體中的藥物在血液循環中停留的時間更長，在循環中持續時間的延長會產生EPR效應，從而使納米載體在肝細胞靶區積聚。此外，當納米載體進入血液后，與血清蛋白發生非特異性相互作用，形成蛋白冠[12]。研究發現，蛋白冠的大小、直徑和表面性質也影響被動靶向的結果[13]。因此，NCs的表面可能需要通過聚合物、穩定劑或蛋白質進行修飾，以增強其對細胞的親和力并減少蛋白冠的形成。

2.2 主動靶向 主動靶向是基于可以特異性結合腫瘤細胞上過表達受體的特異性配體，如肽、蛋白和抗體。肝細胞表面過表達的受體包括去唾液酸糖蛋白受體（Asialoglycoprotein receptors，ASGPR）、甘草次酸受體（Glycyrrhetinic acid receptor，GaR）、轉鐵蛋白受體（Transferrin receptor，TfR）、葉酸受體（folate receptors，FR）和整合素受體（Integrin receptor，IgR）[14]。利用各種配體與這些受體在肝癌細胞表面特異性結合，設計有效靶向的納米載體系統，可實現定點給藥，從而提高藥物的治療效率，減少不必要的副作用。

2.2.1 靶向ASGPR ASGPR是一種常見的凝集素受體，主要表達于肝細胞，極少表達于肝外細胞。Yousef等[15]報道了半乳糖胺錨定的PAMAMs負載姜黃素，通過ASGPR介導的內吞過程實現高選擇性高級別腦膠質瘤（High grade glioma，HCC）細胞攝取。還有學者在哺乳動物HCC細胞中研究了攜帶阿霉素（Doxorubicin，DOX）靶向ASGPR的膽固醇阿拉伯半乳聚糖錨定脂質體，與未修飾脂質體相比，該脂質體對穩定性、裝載效率、體外和體內腫瘤復發率都有所改善[16]。有研究[17]使用ASGPR配體開發了癸二酸聚乙烯（PES）-Gantrez?AN 119 Dox NPs，顯示出作為治療HCC納米載體的高效性和更高的安全性。

2.2.2 靶向GaR GaR在肝細胞表面過度表達，其配體甘草次酸（Glycyrrhetnic acid，GA）已被廣泛用于納米給藥系統。有學者研究了GaR和GA介導的藥物遞送在肝癌中的作用，結果顯示GA修飾DOX納米粒顯示出比非靶向NPs更高的蓄積水平[18]。Zhang等[19]制備了負載DOX的GA修飾海藻酸納米粒，其在小鼠肝腫瘤中的濃度明顯高于非GA修飾的DOX。Anirudhan等[20]開發了一種輸送姜黃素的葡聚糖修飾納米載體GHDx，對肝細胞具有高毒性和藥物緩釋特性。

2.2.3 靶向TfR TfR在納米治療藥物的開發中尤為重要，因為其在包括HCC在內的多種癌癥細胞表面過表達。HCC中TfR的表達是正常細胞的100倍[21]。TfR過表達的肝癌細胞已成為肝癌化療的有效靶點。Zhang等[22]制備了轉鐵蛋白（Tf）修飾的裝載順鉑（DDP）和DOX的聚合物納米粒Tf-DDP/DOX-NPs，由于兩種藥物的聯合作用，以及通過Tf配體積極靶向腫瘤細胞的能力，Tf-DDP/DOX-NPs顯示出強抗腫瘤活性。Szwed等[23]研究表明，與游離的DOX相比，DOX-Tf偶聯NPs對HepG2細胞表現出更高的細胞毒性。

2.2.4 靶向FR FR在肝癌細胞表面高度過表達，其天然配體是葉酸，已被用于靶向FR[24]。葉酸結合藥物與葉酸受體特異性結合，并通過受體介導的內吞作用促進與葉酸受體結合藥物的內化和攝取[25]。Li等[26]開發了裝載索拉非尼（Sorafenib，SOR）的葉酸聚乙二醇化NPs，與游離藥物相比，有效抑制腫瘤細胞的增殖并提高抗癌活性。Zhang等[27]開發了裝載超順磁性氧化鐵和SOR的葉酸功能化PM，對HepG2細胞的抑制活性和體外凋亡率均優于非靶向膠束。

2.2.5 靶向IgR IgR是一種跨膜受體，存在于大多數類型的人類癌癥細胞中，包括肝癌。在正常肝細胞表面，表達維持正常細胞-基質連接的整合素α1β1、α5β1和α9β1，在肝癌細胞中，過度表達整合素α3β1和α6β4[28]。Chen等[29]通過將特定的RGD肽（Arg-Gly-Asp）配體與1，2-二硬脂酰-磷脂酰乙醇-胺-聚乙二醇-2000結合，開發了靶向IgR的RGD修飾脂質體紫杉醇納米粒RGD-LP-PTX，與LP-PTX或游離PTX相比，對HepG2荷瘤小鼠的腫瘤生長具有抑制作用。在另一項研究中，裝載DOX和SOR的iRGD修飾的脂質聚合物雜化核殼結構NPs在HCC體內模型中具有增強的抗腫瘤功效、更好的生物利用度和更長的循環時間[30]。

3 用于肝癌治療的NCs

近年來，廣泛研究的癌癥治療納米載體包括納米粒子、脂質體、碳納米管、聚合物膠束和樹枝狀大分子載體。這些納米載體在肝癌化療中顯示出巨大的潛力，可以提高現有藥物的性能，減少其全身副作用，并提高治療效果。

3.1 納米粒子 納米粒子（nanoparticles，NPs）是一種1～100nm的膠體顆粒，通過捕獲或吸附抗腫瘤藥物將抗癌藥物運輸到肝癌細胞中[31]。修飾NPs的表面可以提高靶向特異性，獲得更好的治療效果。此外，NPs的抗癌藥物遞送可以提高溶解性，減少治療劑量以及減少毒副作用[32]。Tom等[33]制備了聚乙烯醇包覆的超順磁性氧化鐵NPs，對SOR具有更高的載藥能力和長期的藥物效應。Gao等[34]制備了葉酸修飾的裝載SOR的人血清白蛋白NPs，對肝癌細胞的細胞毒性增強，但對正常肝LO2細胞的安全性增加。

3.2 脂質體 脂質體是一種生物相容性磷脂囊泡，脂質雙層包裹著離散的水空間，疏水雙層膜可以包裹脂類藥物，水中心可以包埋親水性藥物[35]。由于其生物相容性好、低毒、生物降解性好、可結合親疏水藥物等特點，已被廣泛地用作多種治療藥物的載體。Ye等[36]構建了一種抗VEGFR抗體偶聯聚乙二醇修飾的長循環脂質體NPs，能有效靶向肝癌組織，有效抑制肝癌生長，副作用極小。Huang等[37]開發了一種新型GA和TAT肽修飾的包被10-羥基喜樹堿（10-HCPT）脂質體納米粒GA/TAT- HCPTLP，易與肝癌細胞結合導致藥物緩慢而持續的釋放，對細胞增殖、遷移和凋亡有明顯的抑制作用。由此可見，在肝癌治療中，脂質體是一種新的適用于肝癌治療的NCs。

3.3 碳納米管 碳納米管（Carbon nanotubes，CNTs）是由碳原子組成的圓柱形疏水管，直徑約為1～4nm，長度為1～100nm。根據石墨烯層數的不同，納米管被分為單壁納米管和多壁納米管。由于其高比表面積、高載藥量、穩定性、易于功能化、超高長徑比和良好的細胞吸收等特性成為多用途藥物遞送系統的首選NCs[38]。在腫瘤靶向給藥中，CNTs具有生物相容性好、低毒性、副作用少、低劑量、治療效果好等優點[39]。Ji等[40]制備了載DOX的殼聚糖修飾單壁CNTs與葉酸結合靶向FR，對肝癌細胞的抑制作用明顯優于游離DOX。

3.4 聚合物膠束 聚合物膠束（Polymeric micelles，PM）由于其納米尺寸、自組裝能力、穩定性、溶解和運輸疏水藥物的能力，被認為是向肝癌組織運送治療藥物的優良載體[41]。Su等[42]制備聚乙二醇-聚己內酯膠束用于SOR給藥，在體內表現出較好的腫瘤生長抑制作用。Yang等[43]開發了基于聚乙二醇衍生化GA修飾PM載體輸送DOX，與游離DOX相比，該PM抑制腫瘤生長，并在HepG2異種移植模型中顯示陽性存活率高，表現出極好的治療效果。

3.5 樹枝狀大分子 樹枝狀大分子的結構和尺寸、水溶性、單分散性和高藥物傳遞能力等理化性質使其成為一種獨特的NCs，在抗腫瘤治療中具有很大的優勢[44]。Iacobazzi等[45]制備了負載SOR的聚酰胺-胺型樹枝狀大分子（PAMAM），緩釋SOR，具有持久的抗腫瘤活性。Kuruvilla等[46]制造了與N-乙酰半乳糖胺配體偶聯的PAMAM輸送DOX，PAMAM在小鼠腫瘤治療中顯示出更好的藥物釋放和控制效果。

4 小結

隨著醫學檢測、診斷及治療技術的發展，人類對肝癌發病機制和分子機制的認識不斷加深，靶向給藥治療肝癌的研究將得到快速發展。NCs可以包裝多種活性藥物成分，通過精確控制藥物在空間和時間上的分布，促進藥物的協同作用，從而降低耐藥風險。此外，肝靶向給藥載體還可以結合一定的環境功能基團，如pH、熱敏、光或氧化應激，使藥物在肝臟內蓄積并選擇性釋放。然而要提高當前納米醫學研究的轉化價值，仍需要不斷探索，并仔細評估這些NCs的長期安全性。NCs輔助給藥系統在提高療效方面具有巨大潛力。