齐墩果酸聚乙二醇修饰的研究进展

毛 晶，张鹏霞，哈什姆，安思鹏，赵彬男，朴金花

(佳木斯大学1.基础医学院；2.附属口腔医院，黑龙江 佳木斯 154007)

齐墩果酸(oleanolic acid，OA)，分子式为C3OH48O3，是一种五环三萜类化合物(见图1)。齐墩果酸具有广泛的药用价值，且来源丰富，是非常具有开发潜力的天然药物之一。以齐墩果酸为先导化合物对其进行结构修饰而获得衍生物可以更好的提高其活性。齐墩果酸的结构修饰方法很多，其中，本文主要阐述齐墩果酸的聚乙二醇修饰，两种物质结合后，由于其结构稳定、载药量高等理化特性，成为近年来国内外研究的热点。

图1 齐墩果酸的化学结构式

1 齐墩果酸的生物学特性及药理作用

齐墩果酸是一种天然的植物提取物，迄今为止，齐墩果酸已经被发现以游离酸或糖苷的形式广泛存在于1600多种药用或食用植物之中[1]。其药用价值较高，具有护肾[2]、护肝[3]、保护皮肤[4]、抗肿瘤[5]、降血脂、抗血小板聚集及抗动脉粥样硬化[6]、降血糖[7]、增强免疫[8]、抗炎[9]、抗氧化[10]等作用，但齐墩果酸在水中溶解度低，溶出速度慢，脂水分布系数不良，不能很好的被人体吸收,从而导致其在体内生物利用度低，如何提高齐墩果酸的水溶性，增强其体内的生物利用度，是国内外科学家主要的研究方向。

2 齐墩果酸的结构修饰

近年来，以齐墩果酸为先导化合物，对其进行结构修饰以提高其活性，获得更优质的齐墩果酸衍生物成为国内外研究的热点。目前国内外对齐墩果酸的结构修饰的研究主要集中在C-2、C-3、C-11、C-12、C-28位[11]。

陈廷贵等[12]合成2个新型的齐墩果酸衍生物齐墩果烷-28-β-内酯和齐墩果烷-28-α,β-不饱和酯，经实验证明两种衍生物对胰脂肪酶活性的抑制作用均较齐墩果酸原药明显升高。汤义等[13]对齐墩果酸的C-3、C-28位进行结构修饰，合成4种衍生物。经研究发现新型的齐墩果酸衍生物对胃癌BGC-823细胞系和宫颈癌Hela细胞系的抑制率较原药明显提高。Cheng等[14]在C-28位进行连接，合成齐墩果酸二聚体衍生物。研究显示，新的齐墩果酸衍生物对五种不同的肿瘤细胞系均有较强的抑制作用，且对正常细胞的毒性较低。Wang Rui[15]以齐墩果酸和甘草次酸为原料，在其3-OH位等进行结构修饰，合成新的齐墩果酸及甘草次酸衍生物并对SGC-7901(胃癌细胞)、MCF-7(乳腺癌细胞)和ECA-109(食道癌细胞)等进行了实验，发现两种物质的衍生物对抑制肿瘤增殖和促进肿瘤细胞凋亡都具有明显作用。

齐墩果酸的结构修饰方法有很多，近年来，齐墩果酸的聚乙二醇修饰因能够很好的提高齐墩果酸的水溶性、以其增加其生物利用度和生物活性的优势，从众多修饰方法中脱颖而出，成为近年来国内外研究的热点。

3 齐墩果酸的聚乙二醇修饰

3.1 聚乙二醇的生物学特性及化学修饰聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)是由n个重复的氧乙烯基聚合生成的直链状或枝型结构高分子聚合物，是一种水溶性的、无毒的中性聚合物，具有良好的生物相容性。是目前己知聚合物之中细胞以及蛋白吸收水平最低的聚合物[16]。早期聚乙二醇对药物的修饰主要采用随机修饰技术，应用于对部分蛋白药物的免疫原性、药代动力学和半衰期的改善。但是随后这种技术也逐渐暴露了一些弊端比如修饰率低、修饰的准确度不稳定等。从而科学家开始探索聚乙二醇衍生物对药物的定点修饰。药物的聚乙二醇结构修饰己经成为目前国内外的研究热点，越来越多经聚乙二醇修饰的药物已进入临床研究阶段，而这其中，以抗肿瘤药物居多。

汪进良等[17]对聚乙二醇定点修饰蛋白药物进行了研究，通过聚乙二醇-马来酰胺对人血浆白蛋白的定点修饰，使白蛋白的药物动力学性质得到明显改善，研究发现经聚乙二醇修饰的白蛋白理化性质未受明显影响，但药物半衰期显著延长，稳定性及血管保留率明显升高。

聚乙二醇修饰的药物在治疗肿瘤时，其药物传递系统可分为主动靶向和被动靶向两种形式[18]。主动靶向是将高度特异性的配体与聚乙二醇进行生物结合，然后将小分子抗肿瘤药物用该聚乙二醇进行结构修饰，使特异性配体发挥其靶向的作用，并将药物分子发送至特定位置，从而达到抗肿瘤的作用。被动靶向是利用与正常组织不同的肿瘤组织特征，例如淋巴损伤、血管的旺盛生长和血管通透性增加而引起的渗透保持力增强。因此，在修饰药物分子的聚乙二醇修饰中,选择合适的分子量是很重要的,要结合载药量、药物活性、代谢速度等各种因素做选择。当选择高分子量聚乙二醇用于药物分子结构修饰时，由于分子量的增加，药物的渗透保持力和被动靶向作用均明显增强，使药物在肿瘤组织中蓄积并使疗效大大的加强。但如果聚乙二醇的分子量太大，必然会使药物的载量下降，将其制成药物会导致患者用药的频率增加，而且可能导致其抗原性增加以及体内蓄积过多的聚乙二醇。因为药物在体内的代谢过程是受很多因素影响的，所以有必要根据药物的不同性质选择分子量不同的聚乙二醇。目前一般采用有机化学合成方法将聚乙二醇与药物分子进行偶联，将聚乙二醇的羟基通过偶联催化剂与药物分子的羧基或氨基进行缩合反应，得到聚乙二醇的修饰产物。

3.2 聚乙二醇对齐墩果酸的化学修饰将疏水的齐墩果酸与亲水的聚乙二醇通过化学键键合，可形成双亲型药物前体，齐墩果酸的聚乙二醇修饰产物具有结构稳定、载药量高等特点，能够在水中自组装成纳米颗粒，可以利用肿瘤的高渗透、长滞留效应对肿瘤组织产生靶向作用，而且可以避开巨噬细胞的吞噬作用，以达到延长药物在血液中的停留时间的作用。

近年来，聚乙二醇在修饰中药研究方面取得了巨大进展，聚乙二醇对齐墩果酸的化学修饰成为国内外研究的热点。2016年，Marta[19]等通过将一种二胺-聚乙二醇试剂与一些天然三萜类药物A环的C-2或C-2/C-3处的羟基以及相应的C-28苄基相连接，生成了几种齐墩果酸和山楂酸的半合成衍生物。并通过将一种二胺-聚乙二醇试剂连接到其C-28的羧基上，生成了几种单体和二聚聚乙二醇化的化合物。将新的衍生物作用于三种癌细胞系(B16eF10、HT29和HepG2)，实验证明齐墩果酸的聚乙二醇化胺衍生物在三种不同的肿瘤细胞系中能以非常低的浓度诱导细胞凋亡。进而表明齐墩果酸的聚乙二醇化胺衍生物药效比其天然前体显著升高。Hao Wu等[20]通过乙醇薄膜水化法将维生素E-d-α-生育酚聚乙二醇琥珀酸酯(维生素E-TPGS)和Pluronic P105用于提高齐墩果酸的溶解度和渗透性，制备自组装齐墩果酸的Pluronic P105/d-α-生育酚聚乙二醇琥珀酸酯混合体胶束。胶束可增强非小细胞肺癌细胞A549对齐墩果酸的吸收，且胶束中的齐墩果酸释放比自由药物系统中的齐墩果酸释放慢。通过将A549细胞注入裸鼠来建立肿瘤模型，体内成像显示，该胶束可在裸鼠肿瘤中蓄积。另外，在该胶束处理的小鼠中观察到肿瘤的明显缩小和促凋亡蛋白的表达明显增加，进而表明新型混合胶束在治疗癌症方面比游离齐墩果酸更有效。2018年，郗艳丽[21]等制成了聚乙二醇修饰齐墩果酸脂质体(PEG-OALip)，通过实验证实了经齐墩果酸修饰而成的新型衍生物对大鼠骨质疏松具有一定的改善效果，且具有粒径小，溶解度高，包封率高等特点。Ran Tao[22-23]以腙键作为pH敏感基团对齐墩果酸和聚乙二醇进行连接，得到一种新型的两亲性齐墩果酸前药胶束，并包载甲氨蝶呤，经实验证实该新型齐墩果酸前药胶束不但可以很好的减轻甲氨蝶呤在化疗中的肝毒性，而且可以达到护肝、抗癌的双重功效。进而表明齐墩果酸的药效通过聚乙二醇的修饰得到更好的发挥。2019年，宋艳玲[24]等以L-脯氨酸作为连接臂，将聚乙二醇与齐墩果酸的C-3位羟基相连接，合成聚乙二醇-脯氨酸-齐墩果酸(PEG-Pro-OA)衍生物，通过实验发现新型该衍生物比齐墩果酸单药的水溶性有效增加，且对肝癌HepG2细胞的抑制作用增强。2020年，Jannus[25]等通过将胺型聚乙二醇对齐墩果酸的C-28羧基进行聚乙二醇化反应而获得齐墩果酸的二胺-聚乙二醇化衍生物，通过实验发现该衍生物可使HepG2细胞活力明显降低，导致细胞周期停滞在G0/G1期，线粒体膜电位丧失，并能够激活HepG2细胞的外在和内在凋亡途径从而促进肿瘤细胞凋亡。进而表明聚乙二醇可以增强齐墩果酸的抗肿瘤作用。以上研究均证实经聚乙二醇修饰后的齐墩果酸衍生物在改善齐墩果酸的溶解度和通透性等方面取得了明显优势，且经齐墩果酸的聚乙二醇修饰产物比天然前体的药效显著提高。

通过研究证实，齐墩果酸和聚乙二醇的结合兼具了两种物质的优点，展现了优良的理化特性，具有很高的研究价值。但目前研究多以药物试验及体外试验为主，一些修饰药物进入血液循环后的稳定性同样需要进一步研究。另外，有研究显示高剂量的修饰产物可能存在对人体肺及肝组织存在损伤作用[26]，仍需进一步观察及进行后续实验。

综上所述，齐墩果酸的聚乙二醇修饰产物具有结构稳定、载药量高等特点，大大提高了齐墩果酸的水溶性，增强了其在体内的生物利用度，为临床治疗，尤其是抗肿瘤药物研发提供了非常有效及创新的科研思路，具有广阔的应用前景。