脂質體是理想的藥物載體,具有生物相容性好、無免疫原性、表面易功能化等眾多優點,并已在腫瘤等疾病的臨床治療中得到應用。對于腫瘤治療來說,脂質體本身雖然具有一定的被動靶向能力,但單一的被動靶向對提高藥物在腫瘤組織的富集率的作用非常有限,主動靶向是提高藥物富集率的有效措施。因此幾十年來,主動靶向脂質體藥物載體獲得廣泛研究。本文綜述了基于載體與腫瘤細胞表面特異性結合的主動靶向脂質體藥物載體的研究進展,并總結了該領域存在的機遇、挑戰和未來前景。
引用本文: 張曼玉, 樓晨曦, 曹傲能. 主動靶向載藥脂質體在腫瘤治療中的研究進展. 生物醫學工程學雜志, 2022, 39(3): 633-638. doi: 10.7507/1001-5515.202110067 復制
引言
腫瘤是當今威脅人類健康的重大疾病之一。令人鼓舞的是,近年來腫瘤治療取得了令人矚目的進步[1]。其中,納米藥物載體的迅速發展為腫瘤治療提供了新的方法和希望[2]。在眾多的納米藥物載體中,脂質體因具有良好的生物相容性、無毒、無免疫原性、表面易修飾等優點已成為最有前景的藥物遞送系統之一[3]。1995年,負載抗腫瘤藥物阿霉素的聚乙二醇化脂質體(doxil)經美國食品藥品監督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批準,成為第一個上市的納米藥物。doxil可以延長阿霉素在體內的循環時間,明顯降低阿霉素對心臟的毒性,提高患者的生存率[4]。此后,FDA批準了多個脂質體藥物的臨床研究。我國也批準了多種脂質體藥物制劑的生產,比如注射用紫杉醇脂質體、鹽酸多柔比星脂質體、注射用兩性霉素B脂質體等[5]。
脂質體是迄今為止臨床應用最成功的納米藥物載體。脂質體本身具有一定的基于高通透性和滯留效應(enhanced permeability and retention,EPR)的被動靶向能力,但僅依靠脂質體的EPR效應,藥物在腫瘤部位的富集率還是較低。因此,研究者將目光轉向主動靶向,即通過藥物載體與腫瘤細胞表面特異性結合,或藥物載體特異性響應腫瘤微環境,來增加藥物在腫瘤組織中的富集[6]。本文總結了基于“藥物載體與腫瘤細胞表面特異性結合”這一原理的主動靶向載藥脂質體在腫瘤治療中的研究進展,討論和分析了該領域存在的困難和挑戰,并對未來的研究方向進行了展望,以期為相關領域的研究提供基礎知識和數據以及研究建議。
1 脂質體藥物載體簡介
1.1 脂質體的制備與藥物負載方法
1965年,Bangham等[7]首次報道了脂質體結構。如圖1所示,脂質體是由磷脂雙層組成的類似球形的囊泡,可分為單層脂質體、多層脂質體和多囊脂質體。傳統的脂質體制備方法有超聲分散法、薄膜水化法和溶劑注入法等。近年,許多新型的脂質體制備技術如微流控、超臨界逆相蒸發等也逐漸成熟[8]。采用不同的制備方法可以制備出不同尺寸、不同脂質層數、不同類型(單囊、多囊)的脂質體。

將藥物負載到脂質體內部一般采用主動載藥方法,如pH梯度法、胺(銨)離子梯度法和細胞離子載體法。其中,胺(銨)離子梯度法具有操作簡單、條件可控等優點,是目前采用最多的主動載藥方法。
1.2 載藥脂質體的腫瘤靶向方式
藥物載體靶向腫瘤的方式可分為被動靶向和主動靶向,如圖2所示。被動靶向主要依賴EPR效應。正常組織中的血管內皮間隙致密、結構完整,載藥納米粒子不易透過血管壁;但大多數腫瘤組織中血管豐富、血管內皮間隙較寬、結構完整性差、淋巴回流缺失,使一定尺寸范圍內的載藥納米粒子更容易透過血管壁,滲透進入腫瘤組織;同時,相對于小分子,載藥納米粒子在腫瘤組織中的滯留時間更長,從而使藥物在腫瘤組織中富集,由此產生EPR效應。據報道,具有EPR效應的載藥納米粒子(比如脂質體)的尺寸一般在50~200 nm范圍內[9]。

但近期研究表明,EPR效應被過高估計了,EPR效應在腫瘤治療中的作用非常有限[10]。于是,研究者將目光集中在主動靶向上,主動靶向藥物遞送系統成為了研究熱點。主動靶向策略主要有兩種:一種是通過藥物載體與腫瘤細胞表面特定蛋白或受體特異性結合,另一種是基于藥物載體在腫瘤組織微環境(比如酸性、乏氧及還原性等特性)中的響應。載藥脂質體最常用的主動靶向策略是在脂質體表面修飾合適的配體(比如小分子、核酸適配體、活性多肽、抗體或其片段),這些配體可以與腫瘤細胞表面過度表達的特定蛋白或受體特異性結合,介導脂質體通過不同的內吞途徑進入腫瘤細胞[11]。
2 主動靶向載藥脂質體
通過在脂質體表面修飾能夠和腫瘤細胞特異性結合的各種配體分子,并在脂質體內部負載藥物,就得到具有主動靶向能力的載藥脂質體。修飾后的脂質體可與靶標細胞特異性結合,使藥物在腫瘤處富集,從而提高治療效果,同時降低藥物的總劑量和對正常組織的毒副作用。如表1所示,列舉了部分靶向典型的腫瘤相關特異性靶標的載藥脂質體的研發實例。

2.1 小分子修飾的脂質體
常用來修飾脂質體以實現主動靶向目的的小分子包括葉酸、親合體、糖類等。
腫瘤細胞為了高速生長,在其表面會過量表達許多受體。葉酸受體就是一種在腫瘤細胞表面過度表達的受體。Nwahara等[26]對比葉酸修飾前后的脂質體,發現修飾后的脂質體在缺氧的腫瘤微環境下顯示出更高的抗腫瘤能力。親和體是以葡萄球菌蛋白A為基礎改造的小分子蛋白。最近有研究報道,親和體修飾的脂質體在乳腺癌腫瘤模型中表現出優異的抗腫瘤效果[13]。唾液酸是一類天然存在的糖類,多作為糖鞘脂和糖蛋白中的聚糖,一般存在于細胞膜上。Ding等[27]研究發現唾液酸-十八烷基胺修飾后的載藥脂質體具有優異的抗腫瘤能力和較低的毒副作用。
需要注意的是,小分子的活性在其被修飾到脂質體上的過程中容易受到影響;另外,修飾的小分子易被脂質體表面修飾的大分子(比如聚乙二醇)遮擋而難以發揮作用。因此,目前通過小分子修飾來增強載藥脂質體的主動靶向能力的研究主要處于實驗室階段。
2.2 核酸適配體修飾的脂質體
核酸適配體,又被稱為“化學抗體”,是人工合成的較短的單鏈DNA或RNA寡核苷酸(通常為25~90個核苷酸堿基),具有高親和力和特異性結合靶標的能力。
近年來,研究者嘗試將各種不同的核酸適配體修飾在脂質體表面,以提高其主動靶向能力[28]。Kang等[29]將核酸適配體修飾到脂質體上,并利用負載的異硫氰酸熒光素標記的葡聚糖證明了該脂質體能夠特異性地靶向目標細胞。Nsairat等[30]將特異性結合核仁素的核酸適配體作為靶向配體修飾到脂質體上并在脂質體中負載小干擾RNA(small interfering RNA,siRNA)用于治療三陰性乳腺癌,實現了較好的抗腫瘤效果。
但是核酸適配體存在開發難度高、缺乏穩定構象等缺點,目前用其修飾脂質體的研究也主要處于實驗室階段。
2.3 活性多肽修飾的脂質體
活性多肽在修飾脂質體方面具有獨特的優勢,如分子量小(約1 kDa)、組織穿透能力強、無免疫原性,易于生產等。活性多肽可以通過肽鍵、二硫鍵、硫脂鍵、硫烷基鍵等與脂質體共價結合。例如,細胞靶向肽,是由3~10個氨基酸組成的可以靶向腫瘤細胞并增強細胞內吞作用的短肽。含有精氨酸(Arg,R)-甘氨酸(Gly,G)-天冬氨酸(Asp,D)序列的直線肽或環肽(RGD肽),是一類特異性靶向整合素(αVβ3)的配體,是第一個被發現的腫瘤細胞靶向肽。Cao等[31]發現RGD肽修飾的脂質體在整合素高表達的細胞中具有較高的細胞攝取量,顯著提高了載藥脂質體的腫瘤治療效果。除了RGD肽,Huang等[32]將特異性靶向表皮生長因子受體的多肽GE11耦聯到脂質體表面,成功制備了具有較好治療效果的主動靶向載藥脂質體。Zhou等[33]利用腫瘤細胞表面過表達的受體,篩選出了一系列具有選擇性和高親和力的活性多肽配體,用于主動靶向。
不過,盡管部分活性多肽多年來已被大量研究,至今尚未有活性多肽修飾的脂質體成功上市。
2.4 抗體或其片段修飾的脂質體
隨著各種靶向腫瘤細胞的抗體成功上市,抗體或其片段也被廣泛用來修飾脂質體,以提高脂質體的主動靶向能力。
由于抗體具有極高的特異性識別能力,抗體修飾的脂質體是目前最有希望的主動靶向載藥脂質體。為了降低成本,同時避免較大的抗體在功能化過程中失活,很多研究采用抗體的抗原結合片段或單鏈可變片段來修飾脂質體。Cheng等[34]將抗甲氧基聚乙二醇抗體片段和抗表皮生長因子受體-2的抗體片段共同修飾在聚乙二醇化脂質體表面,修飾后的脂質體顯著提高了藥物在腫瘤部位的積累。還有研究者將西妥昔單抗和多肽GE11同時修飾在脂質體表面,制備出了抗表皮生長因子受體的多功能熱敏脂質體[35]。
雖然已有抗體或其片段修飾的載藥脂質體進入臨床三期,但是抗體的抗原結合片段或單鏈可變片段在修飾過程中易失活的問題仍未解決。顯然,更穩定的抗體或其片段是這類修飾的載藥脂質體在臨床上實現良好藥效的關鍵。Yan等[36]發展了一種構象工程技術,成功地將天然抗體的抗原互補決定區嫁接到納米粒子上,制備出一類具有優異穩定性的人工納米抗體。結合蛋白質折疊和設計的理論[37-38],利用這種構象工程技術,使用更小的抗體(或其他蛋白質)片段修飾脂質體,可能成為一種極具潛力的實現主動靶向的研究方向。
3 臨床實現主動靶向的困難與挑戰
統計分析發現,多年來納米藥物在動物的腫瘤組織中的平均富集率一直在0.7%左右的低水平徘徊[10]。雖然研究者已經將目光投向主動靶向的載藥脂質體,但目前主動靶向的載藥脂質體也僅有部分進入不同階段的臨床試驗。事實上,至今尚無主動靶向的載藥脂質體被批準上市。因此,實現納米藥物的主動靶向仍然存在巨大困難和挑戰。
首先,在修飾脂質體的過程中,很多靶向配體易變性失活,無法保證其靶向功能的穩定性。同時,脂質體修飾后,藥物載體的大小和表面電荷等性質的改變可能使其易被網狀內皮系統吞噬,難以到達腫瘤細胞。
其次,細胞實驗、動物實驗和臨床試驗的結果之間存在巨大差異也是臨床應用受限的重要原因[39]。與體外細胞實驗不同,主動靶向的載藥脂質體進入體內后需要克服免疫系統、血液加速清除、腫瘤微環境的干擾等多重障礙。近年來,研究如何克服或規避腫瘤微環境(酸性,還原性等)的干擾,以及設計響應腫瘤微環境釋放藥物的靶向藥物載體已成為一個研究熱點[40-41]。但人體體內環境比小動物更加復雜,動物實驗結果與臨床試驗結果之間的偏差仍不能避免。很多主動靶向的載藥脂質體在細胞實驗上已被證明具有主動靶向性,在動物模型上也表現出較好的實驗結果,但在臨床試驗中卻以失敗告終。這可能是由于動物模型上的實驗無法反映人體晚期或轉移性腫瘤的治療效果。選擇合適的動物模型或使用多個模型可以提高預測臨床結果的準確性,但這也會導致動物實驗結果轉化為臨床應用的過程變得更為復雜和困難。
另外,成本效益也是脂質體制劑開發應用不可忽視的問題。長久以來,藥物遞送系統的研究成本與成果產出一直處于嚴重失衡的狀態。不止如此,甚至如何控制好藥物遞送系統的功能需求和其生產成本之間的平衡也會是一個成熟的藥物遞送系統能否誕生的一大挑戰。
4 總結與展望
目前,腫瘤藥物治療的最大問題是藥物對正常組織的毒副作用大。藥物遞送系統的最大(潛在)優勢是靶向給藥,可以減少藥物在非腫瘤組織中的濃度,從而降低毒副作用。基于EPR效應的被動靶向受到多種因素影響,效果不盡如人意,所以提高藥物遞送系統靶向性的出路在于提高主動靶向性。
實現主動靶向性目前最有效的靶向基團是抗體和抗體片段。無論是從降低成本,還是從減少功能基團體積,以及降低網狀內皮系統吞噬和免疫原性等角度來看,通過構象工程技術,利用更小的蛋白質片段實現脂質體主動靶向性將是一個十分具有前景的方向。
現階段納米藥物在動物的腫瘤組織中的平均富集率低于1%,從另一個角度看,說明納米藥物在腫瘤組織中的富集率仍有巨大的提升空間。在此基礎上,只要藥物在腫瘤組織中的富集率提高1%,就意味著可以降低幾乎一半的藥物用量,和降低一半左右的藥物對正常組織的毒副作用,這對腫瘤治療來說無疑是巨大的進步。盡管現在還存在多種困難和挑戰,相信通過不斷地改進和優化,主動靶向載藥脂質體有望在不遠的將來取得重大突破,從而給腫瘤患者帶來福音。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻聲明:張曼玉撰寫論文初稿,樓晨曦參與修改論文,曹傲能指導、修改和審校論文。
引言
腫瘤是當今威脅人類健康的重大疾病之一。令人鼓舞的是,近年來腫瘤治療取得了令人矚目的進步[1]。其中,納米藥物載體的迅速發展為腫瘤治療提供了新的方法和希望[2]。在眾多的納米藥物載體中,脂質體因具有良好的生物相容性、無毒、無免疫原性、表面易修飾等優點已成為最有前景的藥物遞送系統之一[3]。1995年,負載抗腫瘤藥物阿霉素的聚乙二醇化脂質體(doxil)經美國食品藥品監督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批準,成為第一個上市的納米藥物。doxil可以延長阿霉素在體內的循環時間,明顯降低阿霉素對心臟的毒性,提高患者的生存率[4]。此后,FDA批準了多個脂質體藥物的臨床研究。我國也批準了多種脂質體藥物制劑的生產,比如注射用紫杉醇脂質體、鹽酸多柔比星脂質體、注射用兩性霉素B脂質體等[5]。
脂質體是迄今為止臨床應用最成功的納米藥物載體。脂質體本身具有一定的基于高通透性和滯留效應(enhanced permeability and retention,EPR)的被動靶向能力,但僅依靠脂質體的EPR效應,藥物在腫瘤部位的富集率還是較低。因此,研究者將目光轉向主動靶向,即通過藥物載體與腫瘤細胞表面特異性結合,或藥物載體特異性響應腫瘤微環境,來增加藥物在腫瘤組織中的富集[6]。本文總結了基于“藥物載體與腫瘤細胞表面特異性結合”這一原理的主動靶向載藥脂質體在腫瘤治療中的研究進展,討論和分析了該領域存在的困難和挑戰,并對未來的研究方向進行了展望,以期為相關領域的研究提供基礎知識和數據以及研究建議。
1 脂質體藥物載體簡介
1.1 脂質體的制備與藥物負載方法
1965年,Bangham等[7]首次報道了脂質體結構。如圖1所示,脂質體是由磷脂雙層組成的類似球形的囊泡,可分為單層脂質體、多層脂質體和多囊脂質體。傳統的脂質體制備方法有超聲分散法、薄膜水化法和溶劑注入法等。近年,許多新型的脂質體制備技術如微流控、超臨界逆相蒸發等也逐漸成熟[8]。采用不同的制備方法可以制備出不同尺寸、不同脂質層數、不同類型(單囊、多囊)的脂質體。

將藥物負載到脂質體內部一般采用主動載藥方法,如pH梯度法、胺(銨)離子梯度法和細胞離子載體法。其中,胺(銨)離子梯度法具有操作簡單、條件可控等優點,是目前采用最多的主動載藥方法。
1.2 載藥脂質體的腫瘤靶向方式
藥物載體靶向腫瘤的方式可分為被動靶向和主動靶向,如圖2所示。被動靶向主要依賴EPR效應。正常組織中的血管內皮間隙致密、結構完整,載藥納米粒子不易透過血管壁;但大多數腫瘤組織中血管豐富、血管內皮間隙較寬、結構完整性差、淋巴回流缺失,使一定尺寸范圍內的載藥納米粒子更容易透過血管壁,滲透進入腫瘤組織;同時,相對于小分子,載藥納米粒子在腫瘤組織中的滯留時間更長,從而使藥物在腫瘤組織中富集,由此產生EPR效應。據報道,具有EPR效應的載藥納米粒子(比如脂質體)的尺寸一般在50~200 nm范圍內[9]。

但近期研究表明,EPR效應被過高估計了,EPR效應在腫瘤治療中的作用非常有限[10]。于是,研究者將目光集中在主動靶向上,主動靶向藥物遞送系統成為了研究熱點。主動靶向策略主要有兩種:一種是通過藥物載體與腫瘤細胞表面特定蛋白或受體特異性結合,另一種是基于藥物載體在腫瘤組織微環境(比如酸性、乏氧及還原性等特性)中的響應。載藥脂質體最常用的主動靶向策略是在脂質體表面修飾合適的配體(比如小分子、核酸適配體、活性多肽、抗體或其片段),這些配體可以與腫瘤細胞表面過度表達的特定蛋白或受體特異性結合,介導脂質體通過不同的內吞途徑進入腫瘤細胞[11]。
2 主動靶向載藥脂質體
通過在脂質體表面修飾能夠和腫瘤細胞特異性結合的各種配體分子,并在脂質體內部負載藥物,就得到具有主動靶向能力的載藥脂質體。修飾后的脂質體可與靶標細胞特異性結合,使藥物在腫瘤處富集,從而提高治療效果,同時降低藥物的總劑量和對正常組織的毒副作用。如表1所示,列舉了部分靶向典型的腫瘤相關特異性靶標的載藥脂質體的研發實例。

2.1 小分子修飾的脂質體
常用來修飾脂質體以實現主動靶向目的的小分子包括葉酸、親合體、糖類等。
腫瘤細胞為了高速生長,在其表面會過量表達許多受體。葉酸受體就是一種在腫瘤細胞表面過度表達的受體。Nwahara等[26]對比葉酸修飾前后的脂質體,發現修飾后的脂質體在缺氧的腫瘤微環境下顯示出更高的抗腫瘤能力。親和體是以葡萄球菌蛋白A為基礎改造的小分子蛋白。最近有研究報道,親和體修飾的脂質體在乳腺癌腫瘤模型中表現出優異的抗腫瘤效果[13]。唾液酸是一類天然存在的糖類,多作為糖鞘脂和糖蛋白中的聚糖,一般存在于細胞膜上。Ding等[27]研究發現唾液酸-十八烷基胺修飾后的載藥脂質體具有優異的抗腫瘤能力和較低的毒副作用。
需要注意的是,小分子的活性在其被修飾到脂質體上的過程中容易受到影響;另外,修飾的小分子易被脂質體表面修飾的大分子(比如聚乙二醇)遮擋而難以發揮作用。因此,目前通過小分子修飾來增強載藥脂質體的主動靶向能力的研究主要處于實驗室階段。
2.2 核酸適配體修飾的脂質體
核酸適配體,又被稱為“化學抗體”,是人工合成的較短的單鏈DNA或RNA寡核苷酸(通常為25~90個核苷酸堿基),具有高親和力和特異性結合靶標的能力。
近年來,研究者嘗試將各種不同的核酸適配體修飾在脂質體表面,以提高其主動靶向能力[28]。Kang等[29]將核酸適配體修飾到脂質體上,并利用負載的異硫氰酸熒光素標記的葡聚糖證明了該脂質體能夠特異性地靶向目標細胞。Nsairat等[30]將特異性結合核仁素的核酸適配體作為靶向配體修飾到脂質體上并在脂質體中負載小干擾RNA(small interfering RNA,siRNA)用于治療三陰性乳腺癌,實現了較好的抗腫瘤效果。
但是核酸適配體存在開發難度高、缺乏穩定構象等缺點,目前用其修飾脂質體的研究也主要處于實驗室階段。
2.3 活性多肽修飾的脂質體
活性多肽在修飾脂質體方面具有獨特的優勢,如分子量小(約1 kDa)、組織穿透能力強、無免疫原性,易于生產等。活性多肽可以通過肽鍵、二硫鍵、硫脂鍵、硫烷基鍵等與脂質體共價結合。例如,細胞靶向肽,是由3~10個氨基酸組成的可以靶向腫瘤細胞并增強細胞內吞作用的短肽。含有精氨酸(Arg,R)-甘氨酸(Gly,G)-天冬氨酸(Asp,D)序列的直線肽或環肽(RGD肽),是一類特異性靶向整合素(αVβ3)的配體,是第一個被發現的腫瘤細胞靶向肽。Cao等[31]發現RGD肽修飾的脂質體在整合素高表達的細胞中具有較高的細胞攝取量,顯著提高了載藥脂質體的腫瘤治療效果。除了RGD肽,Huang等[32]將特異性靶向表皮生長因子受體的多肽GE11耦聯到脂質體表面,成功制備了具有較好治療效果的主動靶向載藥脂質體。Zhou等[33]利用腫瘤細胞表面過表達的受體,篩選出了一系列具有選擇性和高親和力的活性多肽配體,用于主動靶向。
不過,盡管部分活性多肽多年來已被大量研究,至今尚未有活性多肽修飾的脂質體成功上市。
2.4 抗體或其片段修飾的脂質體
隨著各種靶向腫瘤細胞的抗體成功上市,抗體或其片段也被廣泛用來修飾脂質體,以提高脂質體的主動靶向能力。
由于抗體具有極高的特異性識別能力,抗體修飾的脂質體是目前最有希望的主動靶向載藥脂質體。為了降低成本,同時避免較大的抗體在功能化過程中失活,很多研究采用抗體的抗原結合片段或單鏈可變片段來修飾脂質體。Cheng等[34]將抗甲氧基聚乙二醇抗體片段和抗表皮生長因子受體-2的抗體片段共同修飾在聚乙二醇化脂質體表面,修飾后的脂質體顯著提高了藥物在腫瘤部位的積累。還有研究者將西妥昔單抗和多肽GE11同時修飾在脂質體表面,制備出了抗表皮生長因子受體的多功能熱敏脂質體[35]。
雖然已有抗體或其片段修飾的載藥脂質體進入臨床三期,但是抗體的抗原結合片段或單鏈可變片段在修飾過程中易失活的問題仍未解決。顯然,更穩定的抗體或其片段是這類修飾的載藥脂質體在臨床上實現良好藥效的關鍵。Yan等[36]發展了一種構象工程技術,成功地將天然抗體的抗原互補決定區嫁接到納米粒子上,制備出一類具有優異穩定性的人工納米抗體。結合蛋白質折疊和設計的理論[37-38],利用這種構象工程技術,使用更小的抗體(或其他蛋白質)片段修飾脂質體,可能成為一種極具潛力的實現主動靶向的研究方向。
3 臨床實現主動靶向的困難與挑戰
統計分析發現,多年來納米藥物在動物的腫瘤組織中的平均富集率一直在0.7%左右的低水平徘徊[10]。雖然研究者已經將目光投向主動靶向的載藥脂質體,但目前主動靶向的載藥脂質體也僅有部分進入不同階段的臨床試驗。事實上,至今尚無主動靶向的載藥脂質體被批準上市。因此,實現納米藥物的主動靶向仍然存在巨大困難和挑戰。
首先,在修飾脂質體的過程中,很多靶向配體易變性失活,無法保證其靶向功能的穩定性。同時,脂質體修飾后,藥物載體的大小和表面電荷等性質的改變可能使其易被網狀內皮系統吞噬,難以到達腫瘤細胞。
其次,細胞實驗、動物實驗和臨床試驗的結果之間存在巨大差異也是臨床應用受限的重要原因[39]。與體外細胞實驗不同,主動靶向的載藥脂質體進入體內后需要克服免疫系統、血液加速清除、腫瘤微環境的干擾等多重障礙。近年來,研究如何克服或規避腫瘤微環境(酸性,還原性等)的干擾,以及設計響應腫瘤微環境釋放藥物的靶向藥物載體已成為一個研究熱點[40-41]。但人體體內環境比小動物更加復雜,動物實驗結果與臨床試驗結果之間的偏差仍不能避免。很多主動靶向的載藥脂質體在細胞實驗上已被證明具有主動靶向性,在動物模型上也表現出較好的實驗結果,但在臨床試驗中卻以失敗告終。這可能是由于動物模型上的實驗無法反映人體晚期或轉移性腫瘤的治療效果。選擇合適的動物模型或使用多個模型可以提高預測臨床結果的準確性,但這也會導致動物實驗結果轉化為臨床應用的過程變得更為復雜和困難。
另外,成本效益也是脂質體制劑開發應用不可忽視的問題。長久以來,藥物遞送系統的研究成本與成果產出一直處于嚴重失衡的狀態。不止如此,甚至如何控制好藥物遞送系統的功能需求和其生產成本之間的平衡也會是一個成熟的藥物遞送系統能否誕生的一大挑戰。
4 總結與展望
目前,腫瘤藥物治療的最大問題是藥物對正常組織的毒副作用大。藥物遞送系統的最大(潛在)優勢是靶向給藥,可以減少藥物在非腫瘤組織中的濃度,從而降低毒副作用。基于EPR效應的被動靶向受到多種因素影響,效果不盡如人意,所以提高藥物遞送系統靶向性的出路在于提高主動靶向性。
實現主動靶向性目前最有效的靶向基團是抗體和抗體片段。無論是從降低成本,還是從減少功能基團體積,以及降低網狀內皮系統吞噬和免疫原性等角度來看,通過構象工程技術,利用更小的蛋白質片段實現脂質體主動靶向性將是一個十分具有前景的方向。
現階段納米藥物在動物的腫瘤組織中的平均富集率低于1%,從另一個角度看,說明納米藥物在腫瘤組織中的富集率仍有巨大的提升空間。在此基礎上,只要藥物在腫瘤組織中的富集率提高1%,就意味著可以降低幾乎一半的藥物用量,和降低一半左右的藥物對正常組織的毒副作用,這對腫瘤治療來說無疑是巨大的進步。盡管現在還存在多種困難和挑戰,相信通過不斷地改進和優化,主動靶向載藥脂質體有望在不遠的將來取得重大突破,從而給腫瘤患者帶來福音。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻聲明:張曼玉撰寫論文初稿,樓晨曦參與修改論文,曹傲能指導、修改和審校論文。