铂类抗癌药物纳米胶束的研究进展

张晨蕾，夏成功，张锐，孙勇兵

（1.江西中医药大学现代中药制剂教育部重点实验室，江西 南昌 330004；2.江西中医药大学中药固体制剂制造技术国家工程研究中心，江西 南昌 330006；3.山东省济宁市泗水县人民医院药剂科，山东 济宁273200；4.江西本草天工科技有限责任公司，江西 南昌 330006）

顺铂、卡铂、奥沙利铂是被FDA 批准的铂类药物的代表，被广泛运用于结肠癌、卵巢癌、小细胞肺癌等的临床治疗[1-3]。铂类药物主要通过诱导DNA 损伤导致癌细胞凋亡[4]。铂类药物在治疗癌症时可以与人体内的正常分子和蛋白结合[5]，因此，铂药无法区分正常细胞和癌细胞，在杀死癌细胞的同时，也会损伤正常的机体细胞，产生的毒副作用严重影响了患者在治疗过程中的生存质量。患者长时间使用铂药进行治疗时极易产生耐药性，也是铂药临床应用的另外一个难题。因此开发高效、低毒、能克服肿瘤耐药的新型铂药递送系统，是铂药治疗领域的研究热点。

以表面活性剂或两亲性高分子在水中自组装形成的胶束体系，作为疏水性药物、大分子药物和基因药物等的载体，称为胶束递药系统[6]。Yokoyama 等[7]在上世纪90 年代提出了可采用聚合物胶束递送药物的概念。近年来，随着两亲性聚合物的迅猛发展，使得基于两亲性聚合物的自组装纳米胶束成为一种非常有前景的递药策略，尤其是两亲性聚合物胶束的外壳由聚乙二醇（PEG）构成时，可以有效避免网状内皮系统的吞噬作用从而延长药物在体内的循环时间和改善药物的药动学特性[8]。直接以疏水性药物作为疏水段，在形成胶束的过程中可以避免不必要的辅料在体内造成的毒性。

近年来，铂类药物纳米胶束递药系统的研究得到迅猛的发展，在实现铂药“减毒增效”方面发挥着重要作用。本文综述了铂类药物纳米胶束系统的特点和作用，以期为开发出新的铂类抗癌纳米胶束制剂提供参考。

1 已上市的铂类抗癌药

自1978 年第一代铂类药物——顺铂上市开始，铂药的开发得到了广泛的关注，铂药被广泛应用于治疗各种恶性肿瘤[9]。有统计数据表明，在我国70%～80%的癌症治疗方案中需要加入铂类药物进行配伍[10]。目前，已上市的铂药种类及其临床特点见表1。

2 铂类抗癌药纳米胶束递送系统的特点

铂类抗癌药纳米胶束递送系统的“减毒增效”作用集中体现在以下4 个方面：利用EPR 效应实现肿瘤靶向；利用肿瘤微环境实现控释；克服肿瘤的耐药性；四价铂药降低毒性。

2.1 利用肿瘤的EPR效应提高铂药的靶向性

肿瘤由于快速的生长进程，对纳米粒子具有高通透性和滞留性[11]，即EPR 效应。铂药纳米胶束系统利用EPR 效应在实现肿瘤靶向和降低毒性方面表现出优异的性能。Avaji 等[12]制备出一种新型的聚磷腈-奥沙利铂聚合物，这种两亲性聚合物可以自组装成粒径为130 nm 的纳米胶束，注射给药2 h 和24 h 后肿瘤组织内铂浓度分别是正常组织内铂浓度的3.84倍和11.7倍，而且肾脏中的铂药蓄积量显著降低。Sadhukha等[13]使用生物可降解聚合物聚乳酸-羟基乙酸共聚物制备卡铂纳米胶束，研究发现A549 肺癌细胞和MA148 卵巢癌细胞对卡铂纳米胶束的摄取是游离卡铂的5 倍。体外细胞毒性研究表明，将卡铂包裹在纳米粒中可以显著降低卡铂在几种细胞系中的IC50。激光共聚焦显微镜分析显示，游离的卡铂不能很好地渗透到细胞中，而负载卡铂的纳米粒能有效地被细胞吸收。这些结果表明，聚乳酸-羟基乙酸共聚物制备的胶束系统可以增强肿瘤细胞对卡铂的摄取。Wang 等[14]使用聚乙二胺-聚天冬氨酸-聚乙二醇（PAMAM-PAsp-PEG）、cRGD 环状多肽和花菁荧光染料（Cy5）偶联物制备的卡铂纳米胶束，具有很高的胶体稳定性、pH 依赖性释放等特点，流式细胞仪和激光共聚焦显微镜观测到它对卵巢癌细胞毒性和细胞摄取率均高于游离卡铂。Yu[15]比较了使用聚（L-谷氨酸）接枝聚乙二醇（PLG-g-MPEG）作为顺铂载体的纳米胶束与游离顺铂的动物体内组织分布情况，由于EPR 效应，纳米胶束在肿瘤部位显著蓄积，是游离顺铂蓄积的铂浓度的9.4倍。Lang 等[16]用十六烷基链和聚乙二醇对卡铂进行修饰，合成的两亲性聚合物自组装纳米胶束的清除率降低了97.02%，实现了体内长循环的目的。

2.2 利用肿瘤微环境实现铂药在肿瘤内部靶向释放

与正常细胞相比，由于肿瘤细胞过量产生谷胱甘肽（GSH）和活性氧（ROS），导致肿瘤细胞内存在高氧化还原的微环境[17]。同时肿瘤细胞还是一个缺氧酸性微环境[18]。这些特殊的微环境已经被用来设计微环境靶向的纳米药物递送系统。

Kuang 等[19]将二硫键引入到奥沙利铂和油酸的偶联物中，奥沙利铂四价铂前药能够在水中自组装成稳定的纳米胶束，构成级联反应模型。二硫键作为还原敏感型连接臂，在正常细胞较低的GSH 水平下实现了药物释放的延迟，在肿瘤细胞中实现了快速地释放，降低了对正常组织的毒性；大鼠药动学研究发现，该纳米胶束在动物体内的血液循环时间是游离奥沙利铂组的3 倍，具有长循环的作用。Vivek 等[20]设计了壳聚糖为载体的智能pH响应型药物传递系统，利用肿瘤酸性环境提高奥沙利铂的临床治疗效果，结果发现：奥沙利铂壳聚糖纳米胶束具有pH 依赖性的释药行为，在pH4.5时的释放速度高于pH 7.4时；体外研究表明，MCF-7细胞孵育48 h 后，胶束的IC50值比奥沙利铂降低13 倍；Western blot 研究发现，在该胶束孵育的乳腺癌MCF-7细胞中，Bax、Bik、cytC、Caspase-3、Caspase-9 的表达明显上调，而Bcl-2 和Survivin 的表达则受到抑制，纳米胶束以caspase依赖的方式诱导细胞凋亡，根据特定的生物信号释放药物。姜中雨等[21]采用透析法制备的肿瘤微环境响应的顺铂-聚谷氨酸聚合物纳米胶束，结果表明该纳米胶束可有效提高顺铂在肿瘤部位的蓄积能力，在正常组织肝脏、肾脏中的浓度与游离顺铂相比分别下降了42.3%和63.1%，该结果与Avaji[12]的结果一致。

2.3 克服耐药性

肿瘤细胞的多药耐药是导致传统药物治疗失败的重要原因之一[22]。铂类药物的耐药性主要来源于3 个机制：DNA 修复的增加、抗凋亡防御和药物外流的增强、以及体内谷胱甘肽（GSH）和金属硫蛋白（MT）等致药物失活的影响[23]。由于铂药是通过与DNA 链螯合形成Pt-DNA 而引起癌细胞凋亡，因此DNA 中的铂含量将是衡量真正导致细胞死亡的标准。Zhou 等[24]将蛋白磷酸酶2A（PP2A）抑制剂、去甲基斑蝥素（DMC）与顺铂联合，包裹在聚乙二醇-b-聚乳酸（PEG-b-PLGA）纳米胶束中，通过内吞作用促进药物进入癌细胞，并通过抑制PP2A 抑制DNA 修复，结果显示：和游离药物相比，该纳米胶束在24 h 内对顺铂耐药细胞A549/DDP 中Pt-DNA 的去除率由81.6%降低到20%以下，提示该纳米胶束通过抑制DNA 修复，可有效克服肿瘤对顺铂的耐药性。Ma 等[25]开发了一种聚谷氨酸（PGA）包覆的纳米胶束，在该体系中，siRNA 通过静电作用被负载到鱼精蛋白/透明质酸纳米载体的表面，而铂（Ⅳ）通过与PGA 化学偶联被引入其中，通过静电作用携带siRNA 的纳米胶束能够在铂（Ⅳ）之前将siR‐NA 释放，降低了抗凋亡蛋白Survivin 在A549/DDP 细胞中的表达，避免了耐药细胞的抗凋亡作用，克服了细胞对顺铂的耐药性。Han 等[26]设计了一种聚乙二醇（PEG）和聚苯硼酸酯功能化甲基丙烯酸酯（PBEMA）组成的两亲性聚合物PEG-b-PBEMA，在水溶液中自组装成纳米胶束来负载疏水顺铂前体药物，PBEMA释放的甲基醌类物质能够导致体内谷胱甘肽耗竭，降低药物在体内的失活速度。在顺铂耐药的人肺癌细胞A549中，胶束对顺铂的摄取量是游离顺铂的6.1倍，对A549 细胞的IC50是0.20 μmol/L，明显优于游离顺铂，表明该纳米胶束通过提高细胞摄取效率和降低细胞内GSH水平，能逆转肿瘤细胞对顺铂的耐药性。

2.4 减少毒副作用

铂类药物进入机体后会与多种生物分子（如蛋白质和磷脂）发生非选择性反应，使该类药物在给药后迅速分布于全身，不能有效区分健康组织和癌变部位，造成全身毒性[27]。四价铂药是二价铂药的前体药物，具有d2sp3六配体的稳定结构，在循环系统中呈现药理惰性但是能够在肿瘤细胞内部被还原并释放出二价铂药发挥药效，是一种非常好的降低铂药毒性的途径。Xiao 等[28]开发了一种利用顺铂（Ⅳ）前药和紫杉醇共组装制成的复合纳米胶束，与游离药物进行对照，测定小鼠体内天冬氨酸氨基转移酶（AST）、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、肌酐（Cr）、尿素氮（BUN）、肌酸激酶（CK）、乳酸脱氢酶（LDH）等临床生化指标的变化，来判定胶束对肝脏、肾脏和心脏的影响。与顺铂（Ⅱ）和紫杉醇（PTX）单药治疗相比，胶束组的AST 和LDH 水平均低于顺铂（Ⅱ）和PTX，而ALT、BUN、CK 水平介于顺铂（Ⅱ）和PTX 之间。结果表明，该四价铂前药纳米胶束能够较好地减少药物对肝脏和心脏的毒性作用，来避免引起全身毒性的发生。

3 结语

在过去的近50 年里，铂药历经第一代至第三代的发展，在给许多癌症患者带来希望的同时，严重的副作用也大大降低了患者的生存质量。近年来，纳米胶束递送系统的迅速发展，为铂类抗癌药物的减毒增效带来了很大的希望。尽管铂类药物纳米胶束应用于临床仍面临着诸多挑战，随着对胶束制备手段的不断优化，相信未来在临床治疗癌症方案中铂类药物纳米胶束势必会是更优的选择。