載藥白蛋白納米粒的研究進(jìn)展

1.白蛋白納米粒

白蛋白分子上存在許多藥物結(jié)合位點(diǎn)，并且其疏水域也可以結(jié)合疏水性藥物，因此白蛋白可以較好地結(jié)合多種藥物。另外白蛋白可以作為腫瘤和炎癥組織的能量和氨基酸來源在這些部位富集。白蛋白還具有生物可降解，無毒，無免疫原性等特點(diǎn)。利用白蛋白制備納米粒，既可以較好地載藥，改善藥物特性，也可以增加藥物在腫瘤部位的累積，是一種較好的策略。

2.白蛋白納米粒的制備

2.1乳化法

將疏水性藥物溶于有機(jī)溶劑中，與白蛋白水溶液混合通過高壓微射流均質(zhì)機(jī)形成W/O 乳液，通過化學(xué)交聯(lián)或熱變性的方法固化然后減壓蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑，形成納米粒。這是可放大生產(chǎn)的方法。Y型容腔采取兩股流體對(duì)射的方式，避免了傳統(tǒng)均質(zhì)機(jī)流體與碰撞環(huán)對(duì)撞可能產(chǎn)生脫落物的風(fēng)險(xiǎn)。

微射流乳化試驗(yàn)

乳化試驗(yàn)：1000bar三遍

微射流系統(tǒng)

恩替洛韋（ETV）對(duì)慢性乙型肝炎具有較好的治療效果，但是存在病毒的耐受變異導(dǎo)致的療

效減弱的問題。對(duì)此，He 等[23] 利用甘草次酸會(huì)減少ETV 外排的性質(zhì)，以及白蛋白納米粒會(huì)在肝臟部位聚集的作用，將甘草次酸即ETV 通過乳化超聲揮發(fā)法包入白蛋白納米粒。該納米粒既增加藥物在肝臟部位的累積同時(shí)兩種藥物協(xié)同作用增加ETV 的療效。將ETV-E80、甘草次酸和大豆油溶于二氯甲烷中作油相，將油相與白蛋白水溶液混合超聲，接著除去有機(jī)溶劑完成制備。

乳化法通常需要用到有機(jī)溶劑，而有機(jī)溶劑的使用可能導(dǎo)致劑型毒副作用的產(chǎn)生與增加，同時(shí)生產(chǎn)過程中會(huì)污染環(huán)境。Demirkurt 等[24] 利用離子液體設(shè)計(jì)了一種環(huán)保的白蛋白納米粒合成方法并對(duì)該方法的各項(xiàng)因素進(jìn)行了考察。主要原理如下：咪唑類離子液體會(huì)導(dǎo)致白蛋白變性，將白蛋白水溶液與離子液體混合，水不能*與離子液體混合，加入表面活性劑形成含有水域的混合液體，再加入交聯(lián)劑戊二醛，形成白蛋白納米粒。將有機(jī)溶劑替換為離子液體，極大地改善了環(huán)保問題，同時(shí)形成的納米粒子具有較好的物理化學(xué)性質(zhì)。

2.2 自組裝

通過一定方法增加白蛋白分子疏水性，如蛋白質(zhì)分子內(nèi)部二硫鍵的還原、加入變性劑、加入親脂性藥物或減少蛋白質(zhì)表面的伯胺基團(tuán)等，促進(jìn)白蛋白自組裝形成納米顆粒。常用的還原劑包括β- 巰基乙醇、二硫蘇糖醇以及半胱氨酸等。制備過程簡(jiǎn)單，與去溶劑法相似，應(yīng)用較廣泛。

β- 巰基乙醇作為還原劑展開白蛋白的過程存在毒副作用的問題。Saleh 等[16] 用谷胱甘肽來代替β- 羥基乙醇來斷開白蛋白分子內(nèi)的二硫鍵，使白蛋白展開暴露疏水區(qū)域，接著加入含有姜黃素的乙醇溶液，然后通過自組裝形成納米粒。谷胱甘肽具備良好的生物相容性，該過程不涉及其他有毒試劑。卡巴他賽（CTZ）是對(duì)抗前列腺癌的二線藥，但是CTX 較弱的水溶性限制了其在臨床上的應(yīng)用，并且該藥目前上市的劑型Jevtana 仍存在許多副作用。針對(duì)這些問題Sun 等[19] 通過自組裝的方式將藥物載入白蛋白納米粒中，CTX 溶于乙醇和白蛋白水溶液混合，然后注射至65 ℃去離子水中快速攪拌，接著降溫形成納米粒形成白蛋白納米粒。在此基礎(chǔ)上通過連接葉酸賦予納米粒葉酸介導(dǎo)的靶向能力。在血液穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)中，相對(duì)于CTX 的吐溫80- 乙醇混合溶液的形式，白蛋白納米粒具有更好的血液相容性、更低的毒副作用及更高的療效。

2.3 去溶劑化法

將乙醇等脫水劑逐滴加入到白蛋白水溶液至溶液渾濁，通過減少白蛋白的水化膜使其析出形成白蛋白納米粒。形成的納米粒在水中會(huì)重新分散，因此需要通過熱變性或者加入交聯(lián)劑使其形成穩(wěn)定的納米粒。最后除去殘留的交聯(lián)劑和有機(jī)溶劑得到純化的白蛋白納米粒。制備過程簡(jiǎn)單快速。

3.白蛋白納米粒的修飾

雖然納米粒的EPR 效應(yīng)和gp60 介導(dǎo)的主動(dòng)靶向可以增強(qiáng)藥物在腫瘤的累積，但是白蛋白納米粒在面對(duì)某些腫瘤時(shí)不能達(dá)到理想的治療效果仍然存在一些問題如靶向性不夠強(qiáng)、組織滲透作用不強(qiáng)無法到達(dá)腫瘤深處、血液中的穩(wěn)定程度較弱等。納米粒表面修飾腫瘤細(xì)胞特異性配體可以提高納米粒靶向性，改善藥物藥動(dòng)學(xué)及組織分布的性質(zhì)，還可以防治藥物的提前釋放，從而導(dǎo)致的藥物毒性及療效降低。

3.1 修飾細(xì)胞穿膜肽

對(duì)于一些腫瘤組織來說，藥物的治療效果主要由兩個(gè)因素決定，分別是靶向能力和滲透能力。如果靶向能力強(qiáng)而滲透能力弱，藥物的治療效果仍然達(dá)不到要求。近來，CPP 與肽靶向配體（如T7 和RGD）一起被用于協(xié)助藥物在腫瘤內(nèi)穿透，以同時(shí)解決腫瘤治療中的靶向和穿透問題。腫瘤細(xì)胞表面存在一些CPP 結(jié)合受體。CPP 與腫瘤組織之間存在強(qiáng)靜電吸附作用，因此可以通過修飾相應(yīng)配體改善納米粒腫瘤靶向特異性和選擇性作用。

血腦屏障是治療腦腫瘤的主要障礙之一，大腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)緊密且跨細(xì)胞的內(nèi)吞作用較弱，許多藥物分子不能通過血腦屏障。尤其在腦腫瘤的治療中，血腦屏障極大的限制化療藥物的作用。Zhang 等[7] 通過在白蛋白納米粒表面修飾低分子量魚精蛋白（LMWP）來增強(qiáng)納米粒的跨血腦屏障效果。

3.2 內(nèi)源物質(zhì)修飾的白蛋白納米粒

仿生遞送系統(tǒng)是一種高級(jí)靶向的策略，利用內(nèi)源性物質(zhì)修飾納米粒，實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)受體的靶向。由于腫瘤組織的新陳代謝旺盛，需要大量的能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此腫瘤細(xì)胞表面會(huì)表達(dá)大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)體（如GLUT-1，LAT，LDL 受體，甘露糖受體，轉(zhuǎn)鐵蛋白還有白蛋白結(jié)合蛋白）以滿足生長(zhǎng)的需求。由于腫瘤細(xì)胞大量表達(dá)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)體的特點(diǎn)，因此對(duì)于一些腫瘤，白蛋白納米粒本身就具有靶向腫瘤的作用。除此之外還可以在白蛋白納米粒表面修飾甘露糖等物質(zhì)來進(jìn)一步增強(qiáng)納米粒靶向腫瘤細(xì)胞的能力。

3.3 其他物質(zhì)修飾的白蛋白納米粒腫瘤

細(xì)胞除了大量表達(dá)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)體外，還會(huì)大量表達(dá)其他受體，如CD44 +，葉酸受體等。在白蛋白納米粒表面上修飾相應(yīng)的配體，實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的靶向。

3.4 其他功能修飾

對(duì)于白蛋白的修飾，除了實(shí)現(xiàn)更好，特異性更強(qiáng)的靶向外，還可以賦予白蛋白其他特性：如增加白蛋白納米粒的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)體內(nèi)半衰期，增加載藥量等。

白蛋白納米粒雖然具有較好的生物相容性，無毒、無免疫原性等特點(diǎn)，但是在遞送藥物上仍存在缺陷，白蛋白可能會(huì)與血液中的蛋白質(zhì)反應(yīng)導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞對(duì)納米粒的攝取減少。Saha 等[14] 將白蛋白與月桂胺連接，增加白蛋白的疏水性，增加載藥量，促進(jìn)白蛋白自組裝形成納米粒，還使形成的白蛋白納米粒表面帶弱正電。納米粒表面帶弱正電，可以減少其與兩親性脂質(zhì)（正常細(xì)胞膜）和血液中蛋白質(zhì)反應(yīng)，從而增加其在血液循環(huán)中的穩(wěn)定性。另外，腫瘤細(xì)胞表面帶有陰離子脂質(zhì)，弱正電的白蛋白納米粒可以更好地與腫瘤細(xì)胞膜作用，增強(qiáng)納米粒的治療效果。最終形成的納米粒具有較好的穩(wěn)定性，較少了藥物的毒副作用，增強(qiáng)了對(duì)腫瘤的治療效果。

白蛋白作為藥物載體，由于其固有的結(jié)構(gòu)特性和體內(nèi)含有各種酶和蛋白質(zhì)的復(fù)雜環(huán)境，導(dǎo)致其不夠穩(wěn)定，因此Ruan 等[3] 將分子間的二硫鍵轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿觾?nèi)的二硫鍵，既提高了白蛋白納米粒的穩(wěn)定性，還賦予還原響應(yīng)釋放的性質(zhì)。然后對(duì)納米粒表面修飾SP，利用SP 與NK-1 受體介導(dǎo)的內(nèi)化作用實(shí)現(xiàn)跨血腦屏障和對(duì)腦膠質(zhì)瘤靶向作用外。最終，該納米粒通過靶向作用和還原響應(yīng)釋放的特性更好地治療腫瘤。

4.微環(huán)境敏感型白蛋白納米粒

許多藥物存在毒副作用的原因是由于藥物對(duì)正常細(xì)胞也會(huì)產(chǎn)生殺傷作用，解決方法除了設(shè)計(jì)靶向納米粒外，還可以針對(duì)腫瘤微環(huán)境的特點(diǎn)設(shè)計(jì)條件敏感型納米粒來實(shí)現(xiàn)藥物的控釋，使納米粒只在腫瘤部位釋放藥物而在生理?xiàng)l件下穩(wěn)定，從而降低藥物的毒副作用。腫瘤微環(huán)境的特點(diǎn)包括偏酸性的pH，谷胱甘肽的含量高，缺氧導(dǎo)致的活性氧含量高等特點(diǎn)。

4.1 p H 敏感型白蛋白納米粒

腫瘤的快速生長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致腫瘤的氧供給不充足，使腫瘤微環(huán)境呈現(xiàn)酸性，而人生理?xiàng)l件下的pH=7.4，另外內(nèi)涵體的pH 值為 5.5~6.0，溶酶體的pH為4.5~5.0。針對(duì)以上特點(diǎn)，對(duì)白蛋白載體修飾，使載體呈現(xiàn)pH 敏感性，實(shí)現(xiàn)藥物控釋，增強(qiáng)靶向性。制備pH 敏感型的藥物載體主要通過利用pH 敏感鍵，包括腙鍵、乙縮醛鍵等，或者利用含有堿性或酸性嵌段共聚物的質(zhì)子化作用，實(shí)現(xiàn)pH 敏感釋放。

4.2 還原敏感型納米粒

谷胱甘肽是人體細(xì)胞中的生物還原劑，其在細(xì)胞中的含量越為2~20 mmol/L，是體液和細(xì)胞外基質(zhì)含量（2~20 μmol/L）的100~1 000 倍，而腫瘤組織中，氧含量較低，其GSH 的含量又是正常組織的4 倍。因此可以利用這一差別來實(shí)現(xiàn)藥物的還原響應(yīng)釋放。

4.3 低氧敏感型白蛋白納米粒

由于腫瘤組織生長(zhǎng)迅速新陳代謝旺盛，流經(jīng)腫瘤組織的血液不足導(dǎo)致腫瘤組織周圍呈現(xiàn)低氧的情況。利用腫瘤組織低氧環(huán)境與正常組織的常氧環(huán)境的區(qū)別，可以設(shè)計(jì)低氧敏感型納米粒。雖然100~150 nm 的納米粒具有較好的腫瘤靶向性及血清穩(wěn)定性，但是其在到達(dá)腫瘤組織后，較弱的組織滲透能力限制了藥物的療效發(fā)揮。而減少粒徑雖然會(huì)增加組織滲透能力，但是納米粒在血液循環(huán)中的穩(wěn)定性便會(huì)降低，導(dǎo)致毒副作用的增加及療效的降低。

4.4 多重敏感型白蛋白納米粒

設(shè)計(jì)多重敏感型白蛋白納米?？梢再x予納米粒特殊的性質(zhì)，更好地提升納米粒的穩(wěn)定性，增強(qiáng)藥物對(duì)腫瘤的特異性作用降低毒副作用。

在納米粒被細(xì)胞攝取后，可以通過促進(jìn)內(nèi)涵體逃逸以及促進(jìn)復(fù)合物在胞漿中崩解快速釋放藥物能進(jìn)一步提高藥物療效。在基因遞送中，使用非病毒載體遞送基因主要存在以下問題：轉(zhuǎn)化效率低、血液循環(huán)中不穩(wěn)定及脫靶導(dǎo)致的細(xì)胞毒性等。

5.總結(jié)與展望

納米遞送系統(tǒng)在許多藥物尤其是腫瘤藥物的精確治療中起著重要的作用。除了精確靶向病灶，提高療效外，還可以延長(zhǎng)半衰期，提高藥物穩(wěn)定性，降低毒副作用等。對(duì)于腫瘤治療來說，納米遞送系統(tǒng)可以通過EPR 效應(yīng)被動(dòng)靶向腫瘤組織，從而增強(qiáng)抗腫瘤藥物的療效。納米遞送系統(tǒng)包括脂質(zhì)體、聚合物膠束、高分子納米粒等，其中白蛋白作為一種天然的高分子材料，在納米遞送系統(tǒng)中有著重要的地位。

白蛋白具有良好的生物相容性、無免疫原性、生物可降解等特性。白蛋白表面存在多種藥物結(jié)合位點(diǎn)，并且含有多種帶點(diǎn)氨基酸可以通過靜電吸附的方式結(jié)合多種藥物。由于腫瘤組織生長(zhǎng)迅速，因此大部分腫瘤組織會(huì)通過gp60 受體和SPARC 蛋白攝取結(jié)合大量白蛋白作為其能源和氨基酸的來源，白蛋白納米粒或者是表面修飾白蛋白的納米?？梢酝ㄟ^這種方式靶向腫瘤組織。除此之外白蛋白表面存在多種功能基團(tuán)可以通過修飾各種相應(yīng)的配體進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)腫瘤組織的靶向或者產(chǎn)生其他功能如增強(qiáng)組織滲透能力等。還可以通過對(duì)白蛋白的修飾實(shí)現(xiàn)藥物的控釋，如白蛋白存在17 個(gè)二硫鍵和1個(gè)巰基，通過二硫鍵的交換反應(yīng)將分子內(nèi)的二硫鍵轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿娱g的二硫鍵從而實(shí)現(xiàn)納米粒的還原響應(yīng)釋放，也可以修飾pH 敏感的化學(xué)鍵實(shí)現(xiàn)pH 敏感釋放。白蛋白納米粒的制備中，去溶劑法和自組裝應(yīng)用較廣泛，乳化法中有涉及到有機(jī)溶劑或者交聯(lián)劑，存在毒性問題，因此應(yīng)用較少。另外Nab-TM的技術(shù)也較為成熟，但是仍會(huì)涉及到有機(jī)溶劑。

白蛋白是血液循環(huán)中的主要蛋白，同時(shí)也是許多內(nèi)源性和外源性物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的載體。其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定對(duì)pH、溫度和有機(jī)溶劑都具有較好的耐受性。較好的生物相容性和多種官能團(tuán)使白蛋白成為理想的載體材料。相對(duì)于一些聚合物膠束或復(fù)合高分子材料來說，白蛋白不需要合成，來源穩(wěn)定。基于以上優(yōu)點(diǎn)白蛋白納米粒在臨床的應(yīng)用不斷增加，如Abraxane是FDA 批準(zhǔn)的基于白蛋白制備的用于乳腺癌治療的化療藥物，另外Abraxane 與其他化療藥物的聯(lián)合應(yīng)用也在不斷探索。隨著納米遞送系統(tǒng)研究的不斷深入，白蛋白納米粒在抗腫瘤等治療中將發(fā)揮巨大的作用。

參考文獻(xiàn)

詳見 中國(guó)藥物警戒 第17卷第9期 2020年9月