納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體用于肺靶向遞送體系研究進(jìn)展*

唐 香，余善君，周向東，2，李 琪，2△

（1.海南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院，海南 海口 570102；2.海南醫(yī)學(xué)院國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)熱帶病防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 海口 571199）

目前，納米技術(shù)正通過(guò)多種給藥途徑用于被動(dòng)和主動(dòng)靶向給藥，在經(jīng)肺部給藥的探索應(yīng)用中開(kāi)辟了藥物肺靶向遞送新領(lǐng)域。納米顆粒即粒徑≤100 nm 的膠體顆粒體系。固體脂質(zhì)納米粒（SLN）主要是由固體脂質(zhì)、表面活性劑、有效成分和水制備的膠體顆粒，具有生物相容性好、有機(jī)溶劑使用少、體內(nèi)穩(wěn)定性高、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。但在儲(chǔ)藏過(guò)程中仍存在載藥量低、易凝膠化和藥物泄漏等問(wèn)題［1］。為此，升級(jí)版的新一代SLN在之前制備基礎(chǔ)上加入液態(tài)脂質(zhì)，可破壞固體脂質(zhì)排列有序的晶體結(jié)構(gòu)，使藥物活性成分更利于被包載，從而提高納米顆粒的藥物負(fù)載能力，并減少儲(chǔ)存過(guò)程中藥物外泄問(wèn)題［1-2］。與傳統(tǒng)的吸入型SLN 相比，納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體（NLC）還具有更強(qiáng)的載藥能力、更好的物理穩(wěn)定性，以及控制藥物靶向釋放，提高難溶性藥物飽和溶解度等優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)醫(yī)藥制劑治療肺部疾病時(shí)存在的藥物水溶性差、穩(wěn)定性低、易耐藥、高細(xì)胞毒性等多種缺陷，已成為近年來(lái)醫(yī)藥劑領(lǐng)域研究及推廣的熱點(diǎn)方向，為未來(lái)治療各種肺部疾病和研發(fā)難溶性藥物替代制劑提供了理論基礎(chǔ)和有效靶點(diǎn)［3］。在此，總結(jié)了NLC在肺靶向遞送體系的研究進(jìn)展，報(bào)道如下。

1 常見(jiàn)NLC

有研究表明，根據(jù)脂質(zhì)和油混合物組成比例及活性成分包覆方式的不同，可將NLC 分為3 種形態(tài)學(xué)類(lèi)型［2，4］，詳見(jiàn)圖1。1）無(wú)定型，通過(guò)特定的脂質(zhì)混合配制，可減少因結(jié)晶過(guò)程引起的藥物泄漏。其中特定的脂質(zhì)如羥基八十烷基、羥基硬脂酸酯或己二酸二丁酯等形成固體而非結(jié)晶顆粒。各脂質(zhì)基質(zhì)均以無(wú)定型狀態(tài)存在。2）不完全晶體型，由于脂肪酸鏈長(zhǎng)度的不同及單、雙、三酰甘油的混合，NLC 不能形成高度有序的基質(zhì)結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生較高的晶格缺陷，提高了載體載藥能力。但缺點(diǎn)是包封率最低。3）多重結(jié)構(gòu)型，即油/脂/水型。因親脂性藥物比固體脂質(zhì)更易溶于液態(tài)脂質(zhì)，在低濃度下，油團(tuán)能有效地分散在脂質(zhì)基質(zhì)中。加入超出其溶解度的油，可導(dǎo)致液相分離，形成包圍在固體基質(zhì)內(nèi)的液態(tài)納米油室，使藥物釋放可控、藥物包封率好、藥物滲漏小。

圖1 常見(jiàn)的NLCA.Amorphous B.Incomplete crystal type C.Multiple structural typeFig.1 Common nanostructured lipid carriers

2 制備方法

2.1 高壓均質(zhì)法

常見(jiàn)的高耗能制備方法，有冷熱之分，多用于大規(guī)模化的工業(yè)生產(chǎn)（如藥品、化妝品制造等），可避免有機(jī)溶劑的使用。其中冷高壓均質(zhì)法是將含有活化劑的脂熔體用干冰或液氮快速冷卻至凝固，然后粉碎，分散在含有冷表面活性劑的水中制成粗分散液，最后于室溫下制得；其缺點(diǎn)為納米粒子尺寸會(huì)改變。熱高壓均質(zhì)法是先將固態(tài)脂質(zhì)在高溫條件下（超過(guò)其熔點(diǎn)5～10 ℃）熔融，然后加入包埋對(duì)象與液態(tài)油得到分散液，最后剪切磨碎，分散于相同溫度條件下的水溶液中，經(jīng)高壓均質(zhì)化冷卻制得；其缺點(diǎn)是溫度過(guò)高，易影響表面活性劑的乳化能力，導(dǎo)致納米載體穩(wěn)定性下降。

2.2 溶劑分散法

將脂質(zhì)和藥物溶解在水飽和溶劑中，經(jīng)均質(zhì)機(jī)在溶劑飽和的水相乳化劑溶液中乳化，形成油/水乳劑，攪拌離心制得。其優(yōu)點(diǎn)有簡(jiǎn)單快速，對(duì)儀器要求不高等；缺點(diǎn)為易導(dǎo)致有機(jī)溶劑殘留、不適用于工業(yè)制造等大規(guī)模生產(chǎn)。

2.3 熔融乳化-超聲法

熔融是將固態(tài)脂質(zhì)與藥物混合后加熱熔融，加入含表面活性劑的水相，快速攪拌形成初乳，最后經(jīng)超聲分散制得，前期制備過(guò)程類(lèi)似于高壓均質(zhì)法。其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、高效、適合小規(guī)模實(shí)驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)、能選擇性添加對(duì)人體無(wú)害的有機(jī)溶劑等；缺點(diǎn)是粒徑分布范圍廣、表面活性劑濃度高、超聲探頭易產(chǎn)生金屬污染等。

2.4 乳微法

只需將固液脂質(zhì)混合物與藥物、表面活性物等同時(shí)加熱溶解，攪拌一定時(shí)間后置2～3 ℃冷水中，待納米乳低溫凝固后即制得NLC 分散液。優(yōu)點(diǎn)是制備操作設(shè)備簡(jiǎn)單易行；缺點(diǎn)是NLC 生產(chǎn)率低，制備過(guò)程中乳化劑用量大，故目前少用。

3 納米載藥系統(tǒng)在肺部疾病中的應(yīng)用

3.1 支氣管哮喘（哮喘）

據(jù)報(bào)道，全球約有該病患者3.34億，預(yù)計(jì)到2025年將增至4 億［5］。目前市售吸入性藥物多為短效劑型，需頻繁給藥，雖大部分患者給予常規(guī)劑量即可獲得良好療效，但仍有5%～10%的患者即使高劑量給藥也難以控制病情［6］，且不良反應(yīng)較強(qiáng)。有研究顯示，經(jīng)霧化吸入后，空氣動(dòng)力學(xué)直徑在1～5 μm范圍內(nèi)的顆粒物可在肺部區(qū)域?qū)崿F(xiàn)最佳沉積［7］。JAAFAR -MAALEJ 等［8］研究發(fā)現(xiàn)，載有二丙酸倍氯米松（BDP）的NLC在16 d后累積釋放量達(dá)77%，而B(niǎo)DP -SLN 的累積釋放量?jī)H為20%。其氣溶膠表征顯示，經(jīng)霧化吸入的BDP -NLC 空氣動(dòng)力學(xué)直徑為2.98 μm，低于BDP-SLN的3.07 μm，表明經(jīng)NLC 包載的BDP 在治療哮喘方面的藥物緩釋性和霧化性能更好。謝小潔等［9］以NLC 包裹地塞米松肺部給藥，發(fā)現(xiàn)其空氣動(dòng)力學(xué)直徑為（4.25±0.12）μm，能有效沉積在肺泡區(qū)并治療肺部病變。由此可見(jiàn)，NLC 無(wú)論作為分散劑還是干粉劑應(yīng)用，均可增強(qiáng)藥物生物利用度，改善或維持肺部應(yīng)用后的療效，為治療哮喘靶向吸入性藥物的選擇提供新思路。

3.2 慢性阻塞性肺疾病（COPD）

COPD 為多因素刺激引起的炎癥性異質(zhì)性疾病，經(jīng)刺激體內(nèi)炎性細(xì)胞可產(chǎn)生過(guò)度的氧化應(yīng)激反應(yīng)，誘導(dǎo)活性氧（ROS）釋放，進(jìn)而破壞核酸、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等生物大分子，導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能發(fā)生改變。而NLC 屬納米級(jí)顆粒，尺寸較小，表面積大，可增強(qiáng)對(duì)生物膜的黏附性，提高藥物生物利用度，促進(jìn)與生物系統(tǒng)的相互作用，抑制氧化應(yīng)激炎性反應(yīng)［10］。BONDì 等［11］研究發(fā)現(xiàn)，以NLC 包裹丙酸氟替卡松能有效抑制香煙煙霧提取物誘導(dǎo)的跨膜蛋白Toll樣受體4（TLR4）表達(dá)和ROS產(chǎn)生，減少炎性相關(guān)因子［如白細(xì)胞介素（IL）-6、IL -8 等］釋放，增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)氧化應(yīng)激的保護(hù)作用。另一研究中發(fā)現(xiàn)，因肝臟的首過(guò)效應(yīng)，常規(guī)口服瑞舒伐他汀的生物利用度只有20%。若以NLC 包裹制成凍干粉經(jīng)霧化吸入給藥，其在大鼠肺部的清除率比單純藥物溶液慢80%，且生物利用度是藥物溶液的35 倍［12-13］。綜上所述，治療藥物與納米載體組合的新型遞送系統(tǒng)對(duì)于減緩COPD的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)防具有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值。

3.3 肺癌

靜脈注射或口服化療類(lèi)藥物仍是該病主要的治療手段。為克服常規(guī)給藥存在的特異性低、組織穿透性差、易耐藥、治療指數(shù)差等局限性，NLC 肺部靶向遞送抗癌藥物的研究及應(yīng)用越來(lái)越受關(guān)注［14］。紫杉醇（PTX）為具有代表性的微管穩(wěn)定化療藥物，可將細(xì)胞阻斷于G2/M 期，但自身靶向腫瘤的能力和水溶性差。將其負(fù)載在NLC 和癌細(xì)胞膜組成的新型藥物遞送系統(tǒng)中，能抑制P-糖蛋白（P-gp）外排，提高藥物選擇性和水溶性，從而有效改善肺癌治療中的耐藥性問(wèn)題［15-16］。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，鹽霉素和PTX-NLC納米粒聯(lián)合吸入治療非小細(xì)胞肺癌時(shí)，兩藥聯(lián)用肺癌模型小鼠體質(zhì)量明顯低于鹽霉素或PTX 單獨(dú)治療（P＜0.05），表明聯(lián)用后的納米粒在減小腫瘤體積或減輕肺組織不可逆損傷方面的效果遠(yuǎn)高于兩組分單獨(dú)給藥［17］。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，用葉酸介導(dǎo)聚乙二醇靶向修飾姜黃素和多西紫杉醇負(fù)載的NLC，能使其靶向非小細(xì)胞肺癌，發(fā)揮長(zhǎng)效循環(huán)作用，協(xié)同增強(qiáng)抗癌藥物療效［18］。從現(xiàn)有研究可得出，這種經(jīng)NLC 負(fù)載單藥或雙藥的納米載藥遞送系統(tǒng)，可通過(guò)肺部給藥途徑克服抗癌化療藥物的高耐藥性和高細(xì)胞毒性，為預(yù)防和治療癌癥提供了新的靶點(diǎn)。

3.4 肺結(jié)核

結(jié)核分枝桿菌常定植于肺泡巨噬細(xì)胞內(nèi)，常規(guī)經(jīng)口服給藥或胃腸外給藥后，蓄積于肺部的藥物濃度有限，且藥物在分布于其他臟器和組織的同時(shí)，常會(huì)給患者帶來(lái)較強(qiáng)的不良反應(yīng)，極大地限制了抗結(jié)核藥物的應(yīng)用［19］。而NLC肺部給藥本身就具有被動(dòng)靶向作用，經(jīng)適當(dāng)?shù)乇砻嫘揎椇螅墒顾幬镏鲃?dòng)靶向肺泡巨噬細(xì)胞，并在細(xì)胞內(nèi)緩慢釋放殺菌藥物［20］。VIEIRA 等［21］發(fā)現(xiàn)，經(jīng)肺部吸入甘露糖基化修飾的利福平-NLC，可選擇性地靶向肺泡巨噬細(xì)胞，避免被黏液纖毛清除，實(shí)現(xiàn)藥物肺深部沉積，有效抑制胞內(nèi)結(jié)核桿菌生長(zhǎng)。CARNEIRO等［22］研究發(fā)現(xiàn)，促吞噬素肽修飾的利福平NLC 和純藥物溶液經(jīng)肺部吸入給藥后，在小鼠肺部的最低抑菌濃度分別為0.48 μg/mL 和1.0 μg/mL，表明經(jīng)促吞噬素肽修飾的利福平NLC 能增強(qiáng)藥物滲透性，抗結(jié)核分枝桿菌效果高于游離利福平的2 倍。另SATO 等［23］研究發(fā)現(xiàn)若以銅（Ⅱ）復(fù)合物負(fù)載NLC治療H37Rv結(jié)核菌，其體外抗菌活性分別是復(fù)合物1，2，3的55.4，27.1，41.1倍。由此可見(jiàn)，基于NLC 的抗肺結(jié)核治療可提高藥物療效，降低給藥頻率，為未來(lái)肺部應(yīng)用可吸入性納米制劑治療肺結(jié)核提供了證據(jù)。

3.5 肺囊性纖維化

屬常染色體隱性遺傳性疾病，病因?yàn)榭缒鲗?dǎo)調(diào)節(jié)蛋白（CFTR）基因突變引起肺部黏性黏液分泌過(guò)多，導(dǎo)致銅綠假單胞菌定植感染。目前已有研究表明，通過(guò)NLC 肺部靶向給藥可恢復(fù)CFTR 的表達(dá)，提高藥物療效，并限制對(duì)其他健康組織和器官可能的不良反應(yīng)［24］。與之相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，使用負(fù)載前列腺素E2的NLC 結(jié)合靶向siRNA進(jìn)行吸入治療，可阻止小鼠嚴(yán)重肺纖維化的發(fā)展，完全消除疾病征象［25］。MORENO-SASTRE 等［26］研究發(fā)現(xiàn)，妥布霉素NLC 懸浮液吸入治療囊性纖維化相關(guān)銅綠假單胞菌感染，其高且持久的肺組織濃度遠(yuǎn)高于銅綠假單胞菌株的最低抑制濃度，使患者每3 d只需給藥1 次，全身暴露量減小。由上述研究可知，NLC能通過(guò)提高藥物負(fù)載量或生物利用度來(lái)減少給藥劑量，增強(qiáng)肺部給藥安全性。

3.6 其他

NAFEE 等［27］發(fā)現(xiàn)，以NLC 負(fù)載枸櫞酸西地那非治療肺動(dòng)脈高壓可逆轉(zhuǎn)肺血管重塑，促進(jìn)右心室收縮并減輕心室肥厚程度。且與游離溶液相比，其肺實(shí)質(zhì)正常，出血少，肺泡巨噬細(xì)胞輕度聚集。另有研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)丙沙星-NLC 治療非囊性纖維化支氣管擴(kuò)張癥，其藥物包封率為（98.75±0.048）%，相較于環(huán)丙沙星溶液，能更有效、更快速地被細(xì)胞吸收，增強(qiáng)肺靶向藥物能力［28］。此外，納米載藥系統(tǒng)在肺真菌病中的研究及應(yīng)用也是關(guān)注的熱點(diǎn)之一。PARDEIKE 等［29］制備了治療肺曲霉病的伊曲康唑NLC，并采用噴射霧化器霧化NLC，發(fā)現(xiàn)霧化前后及霧化器內(nèi)殘留物的粒徑和膠體穩(wěn)定性均無(wú)明顯差異，且不會(huì)發(fā)生顆粒團(tuán)聚、碎裂及沉降情況。此外，與口服用藥相比，還避免了因重復(fù)給藥帶來(lái)的惡心、嘔吐、上腹部疼痛和肝毒性等不良反應(yīng)。

4 展望

NLC 作為新一代SLN，用于其制備的理想載體原料應(yīng)公認(rèn)無(wú)毒、可生物降解并具有較強(qiáng)生物相容性。且由于載體材料（如類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、數(shù)量、濃度等）選擇方面的差異，其制備工藝也各不相同，包括高壓均質(zhì)法、溶劑分散法、熔融乳化-超聲法、微乳法、W/O/W 雙重乳液法及溶劑乳化蒸發(fā)法等［4］。

根據(jù)診療用途和藥物特性，納米載體給藥系統(tǒng)有經(jīng)腸外注射、腸內(nèi)口服，肺部吸入、經(jīng)皮膚等多種給藥途徑。其中NLC 經(jīng)肺部給藥是實(shí)現(xiàn)肺靶向給藥和全身給藥較理想的給藥途徑，是肺部吸入給藥的優(yōu)良載體。與其他藥物遞送途徑相比，肺部局部給藥除具有肺泡表面積大（＞100 m2）、血流豐富（5 L/ min）、肺泡壁薄（0.1～0.2 μm）、無(wú)首過(guò)效應(yīng)、生物利用度較好等特點(diǎn)，還避免了因傳統(tǒng)肺部吸入給藥引起的藥物清除快、給藥頻繁及不能將藥物直接靶向到肺特定部位等問(wèn)題，目前已用于支氣管哮喘、COPD、肺癌、肺結(jié)核、肺囊性纖維化等肺部相關(guān)疾病的治療［30-31］。

綜上所述，納米載體肺部給藥研究已逐漸成為近年來(lái)納米制劑技術(shù)研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，尤其是在肺部疾病治療領(lǐng)域。目前雖尚無(wú)針對(duì)NLC 肺部遞送進(jìn)行系統(tǒng)詳盡的臨床應(yīng)用研究，但眾多研究結(jié)果已表明，NLC是治療肺部疾病較理想的方式，特別適用于肺部吸入給藥。同時(shí)在未來(lái)開(kāi)發(fā)可吸入性納米制劑時(shí)仍有許多問(wèn)題需重點(diǎn)考慮，如納米制劑制備過(guò)程中，與脂質(zhì)基質(zhì)性質(zhì)和濃度有關(guān)的細(xì)胞毒性作用、表面活性劑的刺激和致敏作用、脂質(zhì)的穩(wěn)定性、納米制劑的pH、滲透壓和無(wú)菌條件，以及在肺部的轉(zhuǎn)運(yùn)、外排機(jī)制、藥物遞送裝置選擇、納米制劑大規(guī)模制造、總體成本效益等。

利益沖突：本文不存在任何利益沖突。