青蒿素类药物新制剂研究进展

张东，王满元，杨岚

（1.中国中医科学院中药研究所，北京 100700；2.首都医科大学中医药学院，北京100069）

青蒿素类药物新制剂研究进展

张东1，王满元2，杨岚1

（1.中国中医科学院中药研究所，北京 100700；2.首都医科大学中医药学院，北京100069）

青蒿素是从传统中药青蒿中分离得到的具有抗疟活性的化合物，具有独特的含过氧基团倍半萜内酯结构，对各型疟疾特别是抗性疟表现出很好的疗效。以青蒿素为母体衍生的化合物——双氢青蒿素、蒿甲醚、蒿乙醚和青蒿琥酯均已开发为疟疾治疗药物，以下统称为青蒿素类药物。近年来，国内外研究发现青蒿素类药物除抗疟作用外，在抗多种寄生虫（血吸虫和弓形虫等）、抗肿瘤、免疫抑制和细胞免疫促进、治疗皮肤病、抗心律失常、抗病毒等方面，具有药理活性和潜在的开发价值。目前该类药物上市的剂型主要为普通的片剂、栓剂、注射剂（表1），存在体内代谢迅速、消除半衰期短、生物利用度低、疟原虫复燃率高等缺点。因此，研发青蒿素类药物新剂型以降低复燃率、增加溶解度、提高生物利用度、增强缓释和靶向作用成为研究热点之一。笔者通过文献检索对国内外青蒿素类药物剂型的研究进展做一综述。

1 脂质体制剂

当两性分子如磷脂和鞘脂分散于水相时，分子的疏水尾部倾向于聚集在一起，避开水相，而亲水头部暴露在水相，形成具有双分子层结构封闭囊泡，称为脂质体（liposome）。作为药物传递系统，脂质体系指将药物包封于类脂质双分子层内而形成的微型囊泡体。脂质体药物具有生物相容性、靶向性和缓释作用。

Gabriels等[1]报告了一种实验室规模制备青蒿琥酯的无菌脂质体混悬液的方法。混悬液中每1 mL含总脂质300 mg（卵磷脂-胆固醇的物质的量比为4︰3），青蒿琥酯的最大载药量为1.5 mg·mL-1，在pH5的磷酸缓冲溶液中最稳定。由于在水中稳定性差，混悬液中药物的最佳载药量为1 mg·mL-1，包封率达100%。在25℃条件下放置10 d，脂质体混悬液能保持物理和化学性质稳定。同一研究组Chimanuka等[2]同法制备了蒿甲醚脂质体混悬液，经长期稳定性考察（4℃，3个月）未见药物渗漏。鼠疟药效实验显示，所制备脂质体不仅对疟原虫抑制率可达到 100%，还可以降低疟原虫复燃率。Al-Angary等[3]分别用二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱（1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine，DMPC），二棕榈酰卵磷脂（dipalmitoyl phosphatidylcholine，DPPC），卵磷脂（eggphosphatidylcholine，EPC），二（二十二酰基）卵磷脂（dibenhenoylphosphatidylcholine，DBPC）与胆固醇（cholesterol，CHOL）制备了不同的蒿甲醚脂质体，经比较发现不同的磷脂随酰基链长度的增加，药物包封率增加、释放率下降、脂质体粒径减小，同时胆固醇可增加包封率、降低释放率，但对脂质体粒径没有影响。同一研究组Bayomi等[4]制备了DPPC-DBPCCHOL-蒿乙醚组成的物质的量比为1︰1︰2︰1的脂质体，包封率为67.56%、粒径为3.21 μm。用新西兰鼠进行药动学实验，结果显示口服给药，蒿乙醚脂质体比普通蒿乙醚混悬液的最大峰浓度高、达峰时间短、时药曲线下面积大，两者的相对生物利用度分别为 97.91% 和31.83%；静脉注射给药，蒿乙醚脂质体比其他青蒿素类药物的半衰期长，可作为治疗凶险性疟疾的长效制剂。

2 纳米结构脂质体制剂

纳米结构脂质体（nanostructured liposome carrier，NLC）是以一定比例的液态油或其他不同的脂质（如卵磷脂、甘油三酯等）为载体，将药物包裹于类脂核中，经不同方法制成的粒径在50～1000 nm之间的固态胶粒给药体系。

张晓云等[5]采用响应曲面法的旋转中心组合设计模型，以包封率、载药量和粒径为指标，对双氢青蒿素纳米结构的脂质体（DHA-NLC）处方进行优化，确定最佳处方为双氢青蒿素（dihydroartemisinin，DHA）质量浓度1 g·L-1、脂质浓度1%和液体油与脂质比例0.1︰1。所制备的DHA-NLC包封率98.97%、载药量15.61%、平均粒径198 nm。体外实验显示，DHA-NLC 中DHA在48 h内持续释放[5]。比较大鼠静脉给药DHA混悬溶液和DHA-NLC的药动学参数和体内分布，结果显示，DHA-NLC的平均驻留时间长于DHA混悬溶液；DHA-NLC的AUC值，在肝脏、肺、脾、脑和肌肉中大于DHA溶液，在心脏和肾脏中小于DHA溶液[6]。采用小鼠H22肝癌移植瘤模型，经腹腔注射给药DHA-NLC与DHA混悬液，结果显示，DHA-NLC和DHA 普通混悬液大、中、小剂量明显抑制小鼠肝癌生长，并呈剂量依赖性，相同剂量的DHA-NLC的抑瘤率大于DHA普通混悬液。四甲基偶氮唑蓝（MTT）法检测结果显示，同浓度的DHA-NLC对人白血病细胞K562、人白血病多药耐药细胞株K562/ADM（KA）及神经胶质瘤细胞U87的增殖抑制作用明显高于DHA混悬液[7]。在荷S180瘤小鼠经腹腔给药DHA-NLC后，在20，40 和80 mg·kg-1时肿瘤抑制率分别为71.24%，79.20%和85.74%，高于相同剂量的DHA混悬液。在荷S180小鼠体内静脉给药后，药动学参数显示，双氢青蒿素的纳米脂质体（DHA-NLC）的生物利用度明显优于DHA混悬液，DHA-NLC在肿瘤、肝脏、肺、脾、脑和肌肉中的药物浓度大于DHA混悬液，在心脏和肾脏中小于DHA混悬液[8]。由于DHA-NLC制剂较常规制剂生物利用度明显提高，且显示缓释和对多种肿瘤的靶向作用特性，DHA-NLC可望开发成为缓释的靶向抗肿瘤药物。

Aditya等[9]采用改良的薄膜水合法，用甘油三肉豆蔻酸酯和大豆油制备蒿甲醚纳米脂质体（artemether-lipid nanoparticles，ARM-LNP）。所制备ARM-LNP 中蒿甲醚（ARM）的含量为10%，平均粒径为120 nm（PI<0.250），Zeta 电位为－38 mV，包封率为97%。小鼠体内实验显示，ARM-LNP对肝肾的组织学没有改变，ARM-LNP体内抗疟活性强于上市的普通ARM制剂。沈雪松等[10]采用薄膜分散法制备双氢青蒿素和青蒿琥酯纳米脂质体，冷冻干燥法制成冻干脂质体。采用透析法测定其包封率和体外释放曲线，结果显示，药物的平均包封率为 74.4%，有明显的延缓药物释放的特性。与原料药相比，大鼠灌胃给药青蒿琥酯脂质体后，具有较长的消除半衰期，纳米脂质体制剂组曲线下面积（AUC）是青蒿素组的3.89倍以上，较低的总体消除率和较小的表观分布容积，说明脂质体制剂具有长效和缓释的特点。Joshi等[11]用微乳法制备了一种用于静脉给药的蒿甲醚纳米脂质体制剂，称为Nanoject。Nanoject的平均粒径为63 nm、包封率为30%，体外释药实验显示为缓释作用。Nanoject比上市的油溶蒿甲醚注射剂的抗疟作用强、体内循环时间长、毒性低。Kuna等[12]采用星点设计法，优化微乳法制备蒿甲醚纳米脂质体（artemether-nanostructured liposome carriers，ARMNLC）鼻给药系统。所制备的ARM-NLC粒径为123.4 nm，Zeta电位为－34.4 mV。用SVG p12细胞系和羊鼻黏膜病理组织进行体外细胞毒性分析，结果显示，ARM-NLC无毒性，可用于鼻腔给药。体外释放实验显示，ARM-NLC 的持续释放时间达到96 h。Wistar大鼠药动学和脑吸收研究结果显示，ARM-NLC鼻腔给药（in）脑的药物浓度明显增高，ARMNLC（in），ARM-SOL（in）和ARM-SOL（iv）给药0.5 h后，脑和血中药物量的比值分别为2.619，1.642，0.260，说明ARM直接从鼻腔转运到脑，脂质体表现出较强的脑靶向性。

3 纳米粒制剂

纳米粒是由粒径为1～1000 nm 的粒子组成的体系。纳米粒具有提高药物水溶性、延长药物在体内的滞留时间及改变药物在体内的分布等特性。PLGA和mPEG是通过美国食品药品管理局可用于人体的2种可降解生物材料，目前常用于载药纳米粒制备，两者通过共价键或非共价键的作用组成了聚乙二醇单甲醚-聚乳酸-乙醇酸两亲性嵌段共聚物（mPEG-PLGA），可有效地改善纳米粒的亲水性和降解性，延长纳米粒在体内的循环时间。

许娜等[13]选用生物相容性好且可生物降解的 mPEGPLGA为载体，采用改良的自乳化法制备青蒿琥酯 mPEG-PLGA纳米粒（Art-Nps）。所制备Art-Nps为类球形实体粒子，表面光滑，平均粒径为156.70 nm，Zeta电位为－26.23 mV，平均载药量为14.51%，平均包封率为86.51%，体外释放规律符合Higuchi方程。MTT法显示，Art-Nps抑制K562细胞增殖呈时间-剂量依赖性；经不同浓度Art-Nps培养k562细胞48 h后可见细胞数量明显减少，细胞大小不一，形态不规则，高倍镜可见细胞核固缩、凝集，并有凋亡小体，且随着浓度增加凋亡小体增多。说明所制备的Art-Nps具有粒径小、高载药量和高包封率的特点，体外实验证明其可诱导人白血病K562细胞凋亡，且具有缓释作用，延长了药物对白血病细胞的作用时间。

4 固体分散制剂

固体分散体系指药物以分子、胶态、微晶等状态均匀分散在某一固态载体物质中所形成的分散体系。固体分散技术是提高难溶性药物体外溶出度有效的方法之一，以提高药物生物利用度为目的。

李国栋等[14]采用溶剂法，以Ⅲ号丙烯酸树脂作为载体，制备青蒿素缓释固体分散物，先将载体和药物分别按一定比例溶于无水乙醇，待完全溶解后，将药物溶液与载体溶液在不断搅拌下充分混合均匀。用旋转蒸发仪蒸去部分溶剂，待混合物呈黏稠状态后，将其转入真空干燥箱内真空干燥24 h，温度50℃，压力<0.01 Pa，取出粉碎过筛后，再放入真空干燥箱内过夜，取出放干燥器内保存。所制备固体分散物体外溶出速率随着溶出介质 pH值的增大而明显加快，体外溶出时间明显延长，体外溶出度显著增加，达到原药的5倍以上。固体分散物X-射线衍射图谱表明，青蒿素以非晶体状态存在；在RH75% 40℃条件下放置3个月后，固体分散物 X-射线衍射图谱和体外溶出速率均无明显变化。说明所制备的青蒿素缓释固体分散物具有较好的生物利用度和稳定性。Muhammad等[15]制备了双氢青蒿素与聚乙烯吡咯烷酮固态分散体DHA-PVP。在乙腈、乙醇、甲醇和四氢呋喃中制备的DHA-PVP（1︰9）的理化性质不同，说明溶剂的介电常数、偶极矩和结构会影响双氢青蒿素形成非晶体的量和有关性质。X-射线衍射测定显示随DHA-PVP中载体PVP比例的增加，DHA变得非晶体化。傅里叶红外光谱提示，DHA和PVP分子间存在氢键，OH峰的消失表明固体分散体中的DHA呈无定形态。差示扫描量热法分析显示，双氢青蒿素热性能表现异常，呈现融化升温。DHA的平衡溶解度因PVP 的作用增加了60倍。

5 自乳化制剂

自乳化系统是包含油相、表面活性剂和助表面活性剂的固体或液体剂型，在胃肠道内能自发形成水包油乳剂，增加溶解度的同时能将药物快速分散在水相中，增加水不溶性药物的溶出，从而提高药物的生物利用度。

殷玉娟等[16]针对青蒿素属脂溶性药物生物利用度低，制备了青蒿素口服自乳化制剂，并进行了家兔体内药动学考察。通过绘制相图并结合溶出度实验，以形成乳剂的乳化程度和乳化时间为指标，用正交实验设计筛选最佳处方为青蒿素-聚山梨酯-80-油酸乙酯-乙醇（20︰112︰61︰20）。体外溶出结果显示，青蒿素自乳化制剂在人工胃液的溶出度远远高于原料药。以青蒿素原料药作对照，比较家兔体内的药动学参数，结果显示，青蒿素自乳化制剂的血药峰浓度明显高于口服青蒿素，自乳化制剂组药-时曲线下面积（AUC）是青蒿素组的 3倍以上。表明青蒿素自乳化制剂可以显著提高青蒿素的体外溶出和体内生物利用度。Mandawgade等[17]制备了蒿甲醚（BAM）自微乳化药物传递系统（self-microemulsifyingdrug delivery systems，SMEDDS）BAM-SMEDDS，并与上市药品Larither（油溶蒿甲醚注射剂）进行比较。结果BAM-SMEDDS显示出很高的自乳化效率，乳化后乳滴的平均粒径<100 nm；15 min内药物的体外溶出>98%，而Larither 在1 h药物溶出只有46%。鼠疟实验显示，BAM-SMEDDS与Larither和蒿甲醚的油溶或混悬液比较，抗疟活性明显增强。张小梅等[18]通过测定青蒿素在不同油、表面活性剂、助表面活性剂中的溶解度，选择辅料。在三元相图确定自乳化区域的基础上，采用星点设计法以粒径小于250 nm，多分散系数小于0.3，乳化时间小于60 s，载药量规定>65 g·L-1为条件，优化青蒿素自乳化处方，最佳处方为中链甘油三酸酯-聚山梨酯-80-无水乙醇质量比为31︰37︰20。所制备的青蒿素自乳化制剂外观透明均一，粒径234.7 nm，多分散系数0.235，溶解度2.775 g·L-1，乳化时间25 s。结果显示，青蒿素素自乳化制剂乳化速度快、质量稳定，能有效提高青蒿素的溶解度。

6 经皮给药制剂

经皮给药制剂可避免肝脏的首过效应和对胃肠道的破坏、维持较长的作用时间、减少给药次数、维持恒定的有效血药浓度、降低药物毒性和不良反应、提高疗效等。

杨华生等[19]采用聚丙烯酸酯压敏胶作为基质材料，配以高效的复合透皮吸收促进剂，制备出体外具有零级动力学特征的蒿甲醚贴剂。按平行设计方法，小鼠随机分为2组（经皮给药组和口服给药组），测定给药后血浆中蒿甲醚及代谢产物双氢青蒿素的浓度，比较蒿甲醚口服与经皮给药主要药动学参数。结果显示，蒿甲醚贴剂的ρmax，tmax，AUC0-t，MRT与口服制剂存在显著性差异（P<0.05）。表明所制备的蒿甲醚贴剂有达峰时间长和体内维持时间长的特点，具有长效缓释的作用。王乃婕等[20]采用TK-6A型透度扩散仪，以SD大鼠腹部皮肤为透皮屏障，以透皮速率为考察指标，筛选压敏胶、结晶抑制剂、促渗剂。结果青蒿素在淀粉压敏胶中透皮速率最高；PVP K30对抑制青蒿素结晶效果较好，最佳加入量为 10%；丙二醇（PG）对青蒿素促渗作用大于氮酮（azone），两者配伍使用有协同作用，贴片厚度对透皮速率没有影响。所制备的贴剂青蒿素载药量为6%，其体外透皮速率可达到稳态。侯海霞等[21]采用较厚的聚乙烯塑料膜作背衬层，将EVA膜与背衬层以热压法制备密封袋，将贮库液（IPA-水-IPM = 6︰4︰0.05 为溶剂，调pH为4，青蒿琥酯质量浓度为15 mg·mL-1，4% HPMC作增稠剂）用移液管加入，排出气泡，密封，在EVA膜层均匀涂布一层压敏胶，以铝箔覆盖，制得面积约为10 cm2的椭圆形贴片。对青蒿琥酯透皮吸收制剂进行的释放行为研究结果显示，随着时间的增加，释放速率增加，但释放速率达一定值以后，慢慢趋于恒定，可以维持较稳定的血药浓度。累积渗透率随时间呈递增过程，其释放符合Higuchi方程，释药速率基本稳定，说明本制剂可维持恒速释药，可达到持效性制剂的要求。

7 β-环糊精包合物

包合物是药物借分子间力进入包合材料分子空穴中，常作为制剂中间体。常用的包和材料是环糊精（CD）及其衍生物。水溶性环糊精衍生物能增大难溶性药物的溶解度和稳定性，提高药物的生物利用度，降低药物的刺激性与不良反应。

Wong等[22-23]用青蒿素和α-，β-，γ-环糊精制备了物质的量比均为1︰1的包合物。Van't Hoff方程得出的热力学参数显示，包合物的形成过程与负焓变有关且是自发的。3种环糊精的络合能力取决于青蒿素分子大小与空腔直径的相容性，表现为α-<γ-<β -环糊精。3种包合物的溶解度和溶出度均高于常规青蒿素制剂。青蒿素的 γ-，β-，α-环糊精包合物的载药量依次为 85%，40%和12%。采用三方交叉设计方法，以药-时曲线下面积（AUC0-infinity），峰浓度（ρmax）和达峰时间（tmax）为考察参数，对 12位男性健康志愿者进行青蒿素β-，γ-环糊精包合物和Artemisinin 250生物利用度比较研究，结果显示，2种包合物的生物利用度参数统计学没有显著差异，但与Artemisinin 250有显著差异，青蒿素α-，β-环糊精包合物的生物利用度明显高于Artemisinin 250。陈方伟等[24]采用正交设计法，以DHA和羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）的物质的量比、包合温度和包合时间为考察因素，以包合物中DHA 的包封率和载药量为评价指标，优选确定最佳包合条件为DHA 与HP-β-CD的投料物质的量比为1︰5，包合温度为50℃，包合时间为1 h。红外光谱法、差示扫描量热法和粉末X-射线衍射分析均表明DHA与HP-β-CD形成了包合物，分子模拟中AutoDock软件可以将DHA成功对接到HP-β-CD的内部，进而从分子水平证明了二者包合的可行性。HP-β-CD水溶性极好，DHA 被HP-β-CD包合后，可显著改善其水溶性，从而提高其生物利用度。Zhang等[25]对2-羟丙基-β-环糊精的浓度、水溶液pH值和包合温度对DHA溶解度和稳定性的影响进行研究，并制备了DHA2-羟丙基-β-环糊精包合物，结果显示，2-羟丙基-β-环糊精可有效抑制DHA的水解，其浓度越高DHA的溶解度和稳定性越好；温度越高DHA 的稳定性越差。Muhammad等[26]制备了DHA2-羟丙基-β-环糊精包合物（DHA-HP-β-CD），采用光谱法、差示扫描量热法和粉末X-射线衍射分析对其性质进行了表征。相溶解度法表明，随着β-CD浓度的增加，DHA溶解度随之增加；DHA-HP-β-CD比DHA的溶解度增加了89倍，在含有275.1 mmol·L-1HP-β-CD的水、乙酸缓冲溶液（pH3.0）和磷酸缓冲溶液（pH3.0和7.4）中，DHA的溶解度分别为10.04，7.96，6.30和11.61 mg·mL-1。DHA-HP-β-CD与DHA比较，在50℃稳定性提高了40%，水解率降低了29倍。说明环糊精包合可增加DHA的溶解度和稳定性。

8 磷脂复合物

磷脂复合物是药物和磷脂分子通过电荷迁移作用而形成的较为稳定的化合物或络合物，它可改变母体药物的理化性质，改善原药物溶解性进而提高其体内吸收特性，并可增强原药物的药理作用，延长作用时间，降低不良反应，提高生物利用度。

张晓云等[27]以DHA 磷脂复合物的复合率为评估标准，在单因素考察的基础上，选择药物与磷脂的投料比例、药物浓度及反应温度3个影响因素的3个水平进行正交设计，对测定结果进行方差分析，优选制备工艺。最优制备条件为55℃制备温度下，以氯仿为反应溶剂，DHA与磷脂的投料比为1︰3，药物浓度为5%，反应时间为3 h。对DHA和DHA磷脂复合物前后的表观油/水分配系数研究结果表明，磷脂复合物使DHA在正辛醇中及水中的溶解度都相应地提高，K值提高了1.7倍，说明磷脂复合物能够有效地提高DHA的表观油/水分配系数。Wang等[28]为改善DHA水溶性和稳定性，制备DHA的三元给药系统。以溶解度、相溶解度和DHA的稳定性为指标，筛选和评价对DHA-羟丙基-β-环糊精（DHA-HP-β-CD）有增溶作用的第三相辅料，结果显示，大豆磷脂为最佳的助溶辅料。制备了 DHA-HP-β-CD、DHA-磷脂（DHA-lecithin）和 DHA-羟丙基-β-环糊精-磷脂（DHA-HP-β-CD-lecithin），并用红外光谱法、差示扫描量热法和粉末X-射线衍射法确证分散体的形成。DHA-HP-β-CD-lecithin的水溶性、溶液中DHA 稳定性和溶出速率均优于DHA-HP-β-CD 和DHA-lecithin。分子嵌合模拟结果显示，磷脂覆盖了环糊精的外缘并包裹了DHA的过氧基团，进一步证明三相体系的形成。CD包合和磷脂复合方法结合制备的DHA三元给药系统，在增加药物溶解度和稳定性方面显示出明显的优势。

9 小结

青蒿素类药物应用于临床疟疾治疗已有30多年。近年来，有关疟原虫对青蒿素类药物的敏感性下降甚至产生抗药性已有报道，同时该类药物用于抗癌、治疗自身免疫性等的潜在价值也不断被发现。为使青蒿素类药物发挥更好的临床疗效，新制剂的研究主要针对改善药物溶解性、提高药物生物利用度、增加药物的缓释和靶向性展开，以上综述显示，脂质体、纳米粒、固体分散、环糊精包合等技术的应用能显著改善青蒿素类药物的药剂学性质和疗效，但迄今还只限于实验室阶段。这些新剂型研究的产业化，特别是开发用于癌症等新适应证的控缓释、靶向制剂，将具有极好的市场前景。

摘编自《中国药学杂志》2015年3期：189～193页，图、表、参考文献已省略。