主动靶向脂质体在抗肿瘤治疗中的研究进展

2011-04-13 03:15程荔春
实用药物与临床 2011年5期
关键词:阿霉素脂质体叶酸

程荔春,范 青

脂质体(Liposomes)由磷脂和胆固醇组成,具有类似生物膜的双分子层结构。1971年英国Rymen等开始将脂质体作为药物载体。由于脂质体具有组织相容性、细胞亲和性、靶向性和缓释性等性质[1],所以脂质体给药系统在抗肿瘤治疗研究方面的应用十分广泛。目前,用脂质体包裹的抗癌药、新疫苗等已上市,如两性霉素B脂质体、阿霉素脂质体、紫杉醇脂质体和顺铂脂质体等[2-6]。由于肿瘤细胞表面有很多生物分子和受体的表达远远高于普通细胞。所以,抗肿瘤主动靶向给药系统的研究也倍受研究者的关注。近年来,主动靶向脂质体给药系统已成为抗肿瘤药物主动靶向给药系统中的研究热点之一。主动靶向脂质体主要包括受体介导的脂质体、免疫脂质体、糖基修饰的脂质体等。本文就近年来国内外关于主动靶向脂质体在抗肿瘤领域的研究进展进行综述。

1 免疫脂质体

免疫脂质体是在脂质体表面上连接某种抗体,使其具有对靶细胞分子水平识别的能力,从而提高脂质体的专一靶向性[7]。近年来,国内外学者对免疫脂质体靶向于肿瘤细胞进行了大量的实验研究。陈姝[8]等首先将米托蒽醌(DHAQ)用脂质体包载,制备出米托蒽醌脂质体(LEM)。再将LEM与粒巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)耦联形成米托蒽醌脂质体GM-CSF耦联物(LEM-GMCSF)。经 MTT 法检测 LEM-GM-CSF、LEM 及DHAQ对HL60/ADM细胞作用24 h的IC50分别为8.73、12.42、27.31μg/mL。作用 48 h 的 IC50分别为 0.62、8.25、12.44μg/mL。LEM-GM-CSF可特异地作用于细胞表面高表达GM-CSF受体的急性髓性白血病细胞,以提高DHAQ对肿瘤细胞的杀伤力,同时减少对正常组织细胞的不良作用。因此,其有望成为良好的抗白血病药物新剂型。

而 Feng 和 Tomizawa[9-10]等制备了既能靶向于靶细胞又能对靶细胞进行检测的双功能免疫脂质体。此双功能脂质体将具有抗体亲和力活性的蛋白质A的模序与一种荧光染料(HPTS)连接,并将其包载于连接有抗表皮生长因子受体(EGFR)单克隆抗体(GLase-ZZ-His-mAb)的脂质体中。而这种药物脂质体可有效地靶向于高表达变异EGFR(EGFRvIII)的神经胶质瘤细胞。荧光镜检测发现,HPTS可被有效地传递到EGFRvIII高表达的神经胶质瘤细胞中。在神经胶质瘤的小鼠模型中,通过体内生物荧光检测发现,此免疫脂质体对神经胶质瘤细胞具有特殊的靶向。新的双功能免疫脂质体系统[11]在药物传递系统和体内药效学中的应用具有很的大发展前景。

有研究者已经将免疫脂质体应用于逆转肿瘤细胞多药耐药的研究。叶果等[12]研究 MRK-16(抗p-gp蛋白抗体)修饰阿霉素免疫脂质体与阿霉素脂质体对非小细胞肺癌多药耐药的逆转作用。MTS检测结果:MRK-16修饰阿霉素免疫脂质体、阿霉素脂质体逆转指数分别为7.45、4.28。同时,流式细胞仪检测细胞内药物浓度,6 h后阿霉素免疫脂质体组细胞内药物浓度是阿霉素组的18.34倍,脂质体组是阿霉素组的10.1倍。并且,MRK-16修饰的阿霉素免疫脂质体并没有增加阿霉素的敏感性,而是增加了耐药肿瘤细胞内阿霉素的浓度,从而提高了对耐药肿瘤细胞的杀伤作用。此研究表明,免疫脂质体在逆转肿瘤多药耐药方面具有重要意义。

2 糖基修饰的脂质体

近几年,糖类对靶向给药载体的修饰受到研究人员的关注。药物载体经过糖类及其复合物修饰进入体内后,具有干扰糖蛋白之间相互作用的能力,能够阻止细胞-细胞识别和吸附过程,有望实现真正意义上的恶变组织器官主动靶向。文献报道可以修饰脂质体的糖类:半乳糖、壳聚糖、甘露聚糖、胶淀粉、支链淀粉和葡萄聚糖等。

为使药物具有靶向肝细胞表面的作用,对脂质体表面进行糖基化修饰。修饰后的脂质体可特异识别肝癌细胞表面的无唾液酸糖蛋白受体(ASGPR),靶向转入肝癌细胞。姜华[13]等制备半乳糖衍生物修饰的去甲斑蝥酸钠脂质体,体内实验结果表明,半乳糖衍生物修饰去甲斑蝥酸钠脂质体兼具主动与被动双重靶向性,使更多的药物浓集在肝脏。Díaz等[14]制备出半乳糖基鞘氨醇阳离子脂质体包载维甲酸和葡萄糖基鞘氨醇阳离子脂质体包载维甲酸。将两种脂质体作用于肝细胞HepG2细胞系,通过MTT法检测出这两种脂质体能有效地将药物转入细胞,与单纯脂质体包载的维甲酸相比,具有更好的效果,但是两种脂质体之间并无差异。而将这两种脂质体作用于Hep3B肝癌细胞系,半乳糖脂质体组的效果明显高于葡萄糖组脂质体,再次证明半乳糖基与ASGPR特异性结合。用糖基修饰脂质体可使脂质体很好地靶向于靶细胞,此种方法对于肿瘤靶向给药具有很好的发展前景。

肝非实质细胞上存在甘露糖受体。杨莉等[15]将甘露糖修饰于纳米脂质体包载(实验组),并与无修饰的纳米脂质体包载EGFR、空白脂质体及EGFR(对照组)进行对比。ELISA和 Western Blotting检测均显示实验组小鼠血清有抗体产生,而且抗体滴度远大于其他对照组。实验组肿瘤体积明显小于对照组(P<0.05)。表明甘露糖修饰脂质体对于靶向肿瘤细胞也具有很重要的意义。

3 受体介导的脂质体

配体能特异性识别和结合相应受体,并通过共价键或非共价键与药物结合,能够把药物靶向于有相应受体表达的细胞。配体-受体系统分为脂蛋白受体、转铁蛋白受体、细胞因子受体、凝集素受体,清道夫受体和叶酸受体。细胞因子受体分为:白介素受体、胰岛素样生长因子受体、表皮生长因子受体、血管内皮生长因子受体等。

3.1 转铁蛋白受体修饰的脂质体 细胞膜上存在转铁蛋白受体,此受体介导的细胞内吞作用可把铁离子转入细胞内,此过程是一个正常的生理过程。但是转铁蛋白受体在肿瘤细胞的表达远远高于正常细胞。因此,Suzuki等[16]用转铁蛋白连接PEG脂质体包载奥沙利铂(l-OHP)。通过转铁蛋白PEG修饰脂质体,不仅使药物靶向于肿瘤细胞,还增加了药物在体内的循环时间,使得被修饰的脂质体更好地靶向于肿瘤细胞的表面。研究者对6周大的雄性BALB/c鼠尾静脉注射转铁蛋白受 体-PEG脂质体包载的l-OHP(l-OHP:5 mg/kg),结果得出其抑制肿瘤的效果比PEG脂质体、不加修饰的脂质体及l-OHP溶液的效果好。

此外,转铁蛋白受体脂质体也可应用于多药耐药的细胞中,研究发现其可在一定程度上改善多药耐药现象。Kobayashi等[17]制备了转铁蛋白受体(Tf-R)脂质体包载多柔比星(DOX),作用于以P-糖蛋白介导的多药耐药的小细胞肺癌细胞株SBC-3/ADM 细胞。Tf-R 靶向的 EPC-脂质体可有效传递被包载的多柔比星,而且可提高多柔比星对多药耐药细胞的毒性,这种作用比单独使用DOX的效果高出3.5倍。共聚焦显微镜法和胞内药物浓度的检测显示靶向脂质体可有效地将DOX传递到药敏细胞或耐药细胞内,并且可浓集于他们的细胞核。结果说明,靶向DXR脂质体可通过转铁蛋白介导的内吞作用进入细胞,进而将所包载的DXR释放到细胞质,对逆转肿瘤多药耐药的治疗起到一定的作用。

3.2 叶酸受体修饰的脂质体 叶酸受体是一种包括α、β和γ 3种亚型的糖蛋白,叶酸受体在正常组织中的表达高度保守,其中叶酸受体只表达于特定上皮细胞。其余型叶酸大部分来源于上皮组织的恶性肿瘤,如肺癌、乳腺癌、卵巢癌等。在这些恶性肿瘤特别是卵巢癌细胞系中,叶酸受体都过度表达。Wang等[18]制备由壳聚糖(OQLCS)和胆固醇形成的叶酸-PEG高分子脂质体(FPLs)。通过动态光散射、荧光光谱学和透射电子显微镜研究表明,由于OQLCS的两性特性和阳性电位差,使得OQLCS和胆固醇在水溶液中形成很小的瞳孔型空间(有效粒径163.5 nm)和很窄的分布(多分散性0.108)。与传统脂质体相比,高分子脂质体在水溶液中具有更高的包封率。由于叶酸受体的介导,细胞内摄取实验叶酸连接的FPLs与无叶酸相连的FPLs、传统脂质体相比,其在人乳腺癌细胞系MCF-7细胞中显现出更好的效果。Shmeeda等[19]制备了叶酸受体靶向脂质体包载唑来膦酸(ZOL)。与阿霉素相比,叶酸靶向ZOL脂质体在药物敏感细胞中细胞毒性等同,而且在耐药细胞中效果更好。并且研究证明,叶酸受体ZOL脂质体可有效抑制肿瘤生长。Gabizon等[20]制备的叶酸靶向阿霉素脂质体比无靶向的阿霉素脂质体及阿霉素溶液细胞浓集效率显著增高。通过以上结果表明,叶酸受体修饰的脂质体能很好地靶向于叶酸受体高表达的肿瘤细胞,从而使药物更好地浓集于肿瘤细胞,抑制肿瘤细胞的生长。

3.3 EGFR修饰的脂质体 EGFR广泛分布于哺乳动物的上皮细胞中,所有鳞癌细胞都有表达,65%以上的大细胞癌和腺癌也有过度表达。此外,EGFR与新生血管的形成、侵袭、转移及抗凋亡有关。因此,在许多恶性肿瘤(如乳腺癌、卵巢癌、食管癌、神经胶质细胞瘤等)也都过度表达。Kim等[21]制备长循环pH敏感脂质体(PSLs)连接EGFR 抗体(Ab-PSLs),包载 2,2-二氟脱氧胞嘧啶核苷。将2,2-二氟脱氧胞嘧啶核苷的几种形式(如溶液形式、长循环pH敏感脂质体形式)及EGFR抗体长循环pH敏感脂质体通过小鼠尾静脉给药,注射于种植A549细胞的小鼠体内。结果表明,Ab-PSLs和葡萄糖电解质合剂给药组与其他给药组相比,肿瘤体积生长较慢。定量化测定细胞凋亡指数发现,Ab-PSLs和葡萄糖电解质合剂可诱导肿瘤细胞程序性死亡,抑制肿瘤生长。

由于肿瘤细胞表面所含的受体种类和数目都远远高于正常细胞,所以近年来研究者已经研制出大量不同类型的受体介导脂质体靶向于肿瘤细胞的靶向脂质体。Chen等[22]通过缩短重组牛碱性成纤维细胞生长因子修饰的阳离子的脂质体,增强肿瘤靶向药物的给药和治疗效果。

4 多肽修饰的脂质体

多肽分子连接脂质体介导主动靶向。与上述的受体分子相比,多肽分子具有相对分子量小、稳定、制备简便且无免疫原性等优点。赵慧等[23]以甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸(GRGDs)五肽修饰的脂质体作为紫杉醇的载体,罗丹明B体外细胞毒实验结果表明,GRGDs紫杉醇脂质体对人卵巢癌 sKOV-3细胞和人乳腺癌MCF-7细胞的生长抑制作用均有增强,分别为普通紫杉醇长循环脂质体的1.42倍和2.12倍。GRGDs五肽修饰的紫杉醇靶向脂质体成功制备,将有利于体内肿瘤的靶向治疗效果。而Santos等[24]设计制得核酸的靶向脂质体,此脂质体用一个六肽作为靶向配位体,具有粒径小、包封率高及可有效进入小细胞肺癌(SCLC)细胞的特点。这样可使核酸通过多肽介导进入肿瘤细胞浆中,最终使核酸在肿瘤细胞内提供有效浓度,从而改善抗癌系统基因沉默治疗无适当给药系统的状况。多肽修饰的脂质体不影响脂质体的理化特征,但增强了脂质体的靶向性,进而增强了细胞毒性,为抗肿瘤治疗提供了新的治疗思路。

5 多靶点脂质体

为了克服普通脂质体的缺点,研究者对主动靶向脂质体做了大量研究。由于一个靶细胞有多个靶点,所以,研究者针对不同的靶细胞制备出多靶点脂质体。这样可使靶向脂质体更加准确地定位于靶细胞。Han等[25]研究多靶点脂质体药物人胃癌细胞AGS在体内和体外的疗效。研究者制得善得定-聚乙二醇(PEG)-脂质体、精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)-PEG-脂质体及 RGD/善得定-PEG脂质体包裹0.5μg/mL二氢丹参酮I,对AGS细胞作用24 h,三组进行控制对照。MTT结果表明,多靶点RGD/善得定-PEG-脂质体的抗肿瘤活性高出单靶向RGD-PEG脂质体和善得定-PEG脂质体。免疫组化用抗ki67和抗CD34显示,在AGS肿瘤移植体上特异标记靶向分子抗分裂和抗血管紧张素,预示多靶点脂质体通过不同的细胞信号机制产生附加作用。并且,RGD/善得定-PEG-脂质体包裹二氢丹参酮I增强抗肿瘤活性、抑制胃癌细胞而无总体毒性。通过体内体外研究结果表明,多靶点脂质体药物具有临床应用的潜力。

大量的研究证明,主动靶向脂质体与传统脂质体相比,可明显增强药物对靶细胞的治疗效果。并且由于长循环脂质体的不断发展[Han等[26]研制了蜂巢状包裹脂质体(CPILs),其在血液系统中的循环半衰期大约分别是传统脂质体及PEG修饰脂质体的14倍和2倍],各种主动靶向分子都与长循环分子结合修饰脂质体,这样可使主动靶向脂质体更好地靶向于靶细胞。但是,目前由于此类药物在体内的半衰期短及肝毒性大等不足尚未克服。因此,期待通过科研工作者的大量研究,开发出更好的主动靶向给药系统,从而为抗肿瘤治疗提供更有效的临床用药途径。

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