纳米颗粒在肝纤维化治疗方面的研究进展

肝纤维化和肝硬化是慢性肝病患者的主要死因，每年因肝纤维化死亡的患者超过100万例[1]。肝纤维化的特征是慢性肝损伤后肝持续性变性坏死和慢性炎性反应引发的细胞外基质(ECM)的过度沉积，导致肝脏正常结构异常改变。目前治疗肝纤维化的策略主要有去除相关损伤因素、抑制肝脏炎性反应、抑制肝星状细胞(HSC)活化和促进基质降解[2]，由于肝脏ECM主要由激活的HSC产生，越来越多的研究集中在如何降低HSC的活化。由于常规疗法不能将足够浓度的治疗药物递送至肝脏，常导致其对肝纤维化的疗效很不理想。针对上述问题，近年来的研究使用纳米颗粒将治疗药物靶向输送至肝脏，这一方式受到了广泛关注[3-5]。

纳米颗粒至少在一个维度上小于100 nm。学者们应用不同材料研发了许多纳米颗粒，如金属纳米颗粒[6]、碳纳米管[7]、脂质体和白蛋白纳米颗粒[8]等。纳米颗粒的组成、结构、形状、大小和表面特性均有助于其成功地将治疗药物靶向输送至目的器官[9]。有多种纳米颗粒可应用于肝纤维的治疗，根据纳米颗粒的组成物质将其简单地分为无机纳米颗粒、脂质体、纳米胶束和其他纳米颗粒。本文主要对治疗肝纤维化的纳米颗粒进行综述，并阐述其在肝纤维化治疗方面的前景。

1 无机纳米颗粒

无机纳米颗粒是核心为金属氧化物，表面覆盖有机层的纳米颗粒，其在携带不同治疗药物方面具有很多优点，而且金属芯可根据其尺寸和形状给予特殊的光学、电学和磁学特性，是携带治疗药物的良好选择。无机纳米颗粒的生物相容性尚需进一步改进，这种纳米颗粒现处于临床前研究阶段[10-13]。

无机纳米颗粒如氧化铈(CeO2)纳米颗粒、金纳米颗粒以及银纳米颗粒被广泛用于治疗肝纤维化[14]。这些无机纳米颗粒的特定结构有利于携带特定药物如阿霉素、顺铂和卡培他滨以治疗肝纤维化。此外，大多数无机纳米颗粒是无毒的[15]。Oro等[16]研究了CeO2纳米颗粒在四氯化碳(CCl4)诱导的大鼠肝纤维化模型中的全身和肝脏作用，检测了经纳米颗粒处理后肝脏和肾脏的功能，结果提示纳米颗粒可减少炎性细胞因子和氧化应激等相关mRNA表达，从而使肝纤维化程度减轻。肝脏组织学检查也发现α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达、巨噬细胞的浸润和凋亡均有很大程度的降低。有研究表明，水飞蓟素包被的金纳米颗粒可下调雄性Wistar大鼠中α-SMA的表达，并可下调HSC和库普弗细胞，从而减轻CCl4诱导的肝损伤[17]。

2 脂质体

将脂质体应用于慢性肝病和肿瘤是一个新兴领域，目前处于临床前和临床阶段。脂质体可携带亲水性和疏水性药物，可在适当的靶点释放它们，并且具有较好的生物相容性、生物降解性和低毒性，这也是脂质体递送系统的主要优点。然而，脂质体存在溶解度低、生产成本高和药物泄漏等缺陷，这是学者们需要努力解决的问题[18-19]。脂质体与其他种类的纳米颗粒相比，具有较大的优势。用于递送药物和基因产物的脂质体目前处于临床研究阶段。

脂质体是向不同病理部位递送药物的有效载体，基于脂质体这种药物纳米载体的药物递送被认为是治疗肝纤维化的有效方法[20]。许多研究均证实了应用脂质体输送地塞米松具有减轻肝脏炎性反应和纤维化的治疗潜力。负载有地塞米松的脂质体可通过免疫反应来减少肝脏中的T细胞数量，从而减轻肝脏炎性反应和纤维化[21]。另有研究表明，带有微泡的阳离子脂质体可有效地将外源性微RNA递送至靶组织，通过靶向结缔组织生长因子来抑制肝纤维化。该研究通过超声介导，将微泡破坏后释放微RNA，使结缔组织生长因子有效减少，从而降低二甲基亚硝胺诱导的纤维化小鼠模型中纤维化相关指标，如胶原蛋白和α-SMA水平[22]。

目前用于纤维化治疗的大多数纳米颗粒尚处于临床前的研究阶段，唯一处于临床研究阶段的纳米颗粒是脂质体核酸载体，即维生素A偶联的小干扰RNA脂质纳米载体，该纳米颗粒用于治疗肝纤维化现处于Ⅰ期临床试验中。靶向极体样激酶-1(PLK-1)的小干扰RNA脂质体和双链RNA脂质体治疗肝细胞癌分别处于Ⅱ期和Ⅰ期临床试验中。在该项研究中，维生素A偶联的脂质体成功地将靶向热休克蛋白47(HSP47)的小干扰RNA递送至HSC，使CCl4和胆管结扎诱导的肝纤维化小鼠模型的胶原分泌减少，成功地减轻了肝纤维化程度[23]。

除脂质体外，另一类可用于肝纤维化治疗策略的纳米颗粒是脂质纳米颗粒。研究表明，负载有小干扰RNA的脂质纳米颗粒可显著减少CCl4诱导的小鼠肝纤维化模型的前胶原蛋白Ⅰ的表达量，从而减轻肝纤维化[24]。Liu等[25]的研究应用靶向CXCR4 的脂质纳米颗粒成功地将血管内皮生长因子(VEGF)小干扰RNA递送至肝脏，可用于治疗肝纤维化和肝细胞癌。

3 纳米胶束

纳米胶束由核-壳结构组成，半固体疏水核心可负载疏水性药物，由于大多数抗肿瘤药物是疏水性的，因此纳米胶束在肿瘤治疗方面得到了很好的应用。负载的药物包埋在纳米胶束的核心将更稳定，并且较小的尺寸有助于该纳米颗粒的靶向有效性。然而，该纳米颗粒也存在许多缺陷，如过小的尺寸限制了药物的负载量和胶束的长期稳定性[26]。

通过靶向透明质酸(HA)受体，HA偶联的纳米胶束可用于靶向肝窦内皮细胞和HSC。携带氯沙坦药物的HA胶束可有效逆转C3H/HeN诱导的小鼠模型的晚期肝纤维化。此外，研究证实在肝损伤期间，CD44受体的过量表达有助于HA纳米胶束向HSC递送药物。体内外研究均证实，携带氯沙坦药物的HA胶束可有效降低α-SMA水平[27]。目前，一些具有抗炎和抗氧化作用的自然产物也被证明对肝纤维化治疗非常有效，如姜黄素。携带姜黄素的HA-聚乳酸胶束可有效地将姜黄素递送至HSC，并能增加硫代乙酰胺(TAA)诱导的肝纤维化小鼠模型中TAA对HSC的细胞毒性作用[28]。

4 其他纳米颗粒

蛋白质多聚体如人血清白蛋白(HSA)和牛血清白蛋白(BSA)纳米颗粒同样可靶向肝脏以治疗肝纤维化及肝细胞癌。研究显示，小檗碱/BSA 纳米颗粒可通过减少HSC的活化和增殖来减轻CCl4诱导的小鼠肝纤维化模型的纤维化程度[29]。另一项研究证实了地塞米松偶联的甘露糖化白蛋白颗粒将抗炎药物靶向递送至库普弗细胞的有效性。研究表明，该纳米颗粒可有效地抑制胆管结扎小鼠模型中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的表达，并降低肝内活性氧水平[30]。用甘露糖-6-磷酸(M6P)纳米颗粒修饰的HSA可有效地通过M6P/胰岛素样生长因子Ⅱ(IGFⅡ)受体靶向转化生长因子-β(TGF-β)，从而抑制胶原蛋白的产生并抑制炎性反应。雄性Wistar大鼠研究显示，这类纳米颗粒是靶向HSC的有效载体，并可利用免疫应答反应来起到抗纤维化的作用[31-32]。用来递送治疗药物和核酸的聚合物纳米颗粒也引起了研究人员的研发兴趣。索拉非尼是一种酪氨酸激酶抑制剂，已被证明是一种潜在的抗纤维化药物，近年来研发的聚乙二醇-b-聚乳酸-羟基乙酸(PEG-PLGA)聚合物可有效地将索拉菲尼递送至CCl4诱导的小鼠肝纤维化模型的肝脏中，研究显示处理组小鼠肝脏中α-SMA水平降低、胶原蛋白产生减少、血管异常范围缩小以及微血管密度降低，纤维化肝脏的血管正常化[33]。

5 小结与展望

针对药物特性选择合适的纳米颗粒，以及靶向细胞表面特殊受体来修饰纳米颗粒都是解决传统药物无法足量、高效到达目的器官的好方法。应用纳米颗粒靶向输送治疗药物或核酸是用于治疗急性和慢性肝病动物模型的非常有前景的方法。无机纳米颗粒通常用于负载治疗药物，虽然它们对不同细胞仍具有轻微的毒性，针对细胞表面生物相容性部分进行有效修饰可以得到有效改善。脂质体和纳米胶束是第一代纳米颗粒，具有较低的生物毒性。脂质纳米颗粒现处于治疗肝纤维化的发展阶段，该纳米颗粒具有极其稳定的脂质核心，可延长药物释放时间并减少不需要的细胞摄取。目前基于脂质体的纳米颗粒治疗肝炎、肝纤维化和肝细胞癌已处于临床阶段，具有较好的发展前景。

纳米医学为预防和治疗慢性肝病如肝炎和肝纤维化提供了广阔的应用前景。目前有多种纳米颗粒处于临床前试验，但只有少数在肝纤维化和肝细胞癌的临床试验中获得批准和测试，纳米颗粒还有很多问题需要改善，如靶向性、稳定性和生物毒性等。虽然纳米颗粒距离临床应用还有很长的一段路要走，但其作为治疗慢性肝病药物的有效递送载体还是非常值得期待的。