介紹

       脂質(zhì)體最早在1965年由Bangham等人首次發(fā)現(xiàn)并描述。其基本結(jié)構(gòu)是：由磷脂雙分子層膜所形成的囊泡，其內(nèi)部包裹著水性核心。圖1顯示了一個(gè)單室脂質(zhì)體的形成過(guò)程及其基本結(jié)構(gòu)。

       圖1：脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)和形成

       由于脂質(zhì)體的兩親性，親水和疏水的藥物均能高效地載入到脂質(zhì)體中。脂質(zhì)體傾向于將水溶性藥物包裹在中心水相中，而將脂溶性藥物包裹在雙分子膜間的區(qū)域。

       同時(shí)，由于生物膜的基本結(jié)構(gòu)也是磷脂雙分子層膜，因此脂質(zhì)體具有良好的生物相容性和生物可降解性。脂質(zhì)體進(jìn)入人體內(nèi)部之后會(huì)作為一個(gè)“入侵者”而啟動(dòng)人體的免疫機(jī)制，被單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)（Mononeuclear Phagocyte System，MPS）吞噬，從而在肝、脾、肺和骨髓等組織中靶向性地富集，這是脂質(zhì)體的被動(dòng)靶向潛能。

       另外，脂質(zhì)體還能提供更好的藥動(dòng)學(xué)特性，延長(zhǎng)藥物在體內(nèi)的循環(huán)時(shí)間，提高藥物的療效。綜合以上特點(diǎn)，脂質(zhì)體作為藥物遞送系統(tǒng)有廣闊的發(fā)展空間。

       脂質(zhì)體的組成

       用于藥物遞送的脂質(zhì)體主要由磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂）構(gòu)成其基本骨架。圖2是甘油磷脂和鞘磷脂的基本結(jié)構(gòu)：

       圖2：甘油磷脂和鞘磷脂結(jié)構(gòu)示意圖

       鞘磷脂和甘油磷脂結(jié)構(gòu)相似，性質(zhì)基本相同。這些脂質(zhì)是兩親性分子，都擁有親水的頭部和疏水的尾部區(qū)域。在水性環(huán)境中，磷脂分子在疏水相互作用力和其他分子間相互作用力的驅(qū)動(dòng)下，自發(fā)排列成脂質(zhì)體。

       除磷脂外，膽固醇幾乎會(huì)被添加到所有脂質(zhì)體中。其作用為：促進(jìn)脂鏈的堆積和雙分子層的形成、降低雙分子層的流動(dòng)性、減少水溶性藥物的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。不僅如此，膽固醇還能減少脂質(zhì)體與體內(nèi)蛋白的相互作用，減少磷脂的流失，從而提高脂質(zhì)體的穩(wěn)定性。另外，寡聚糖、殼聚糖、藻酸鹽、乳清蛋白等也能作為膜材添加到脂質(zhì)體中，提高其穩(wěn)定性并調(diào)控藥物的釋放。

       脂質(zhì)體中還可能添加必要的抗氧劑（如維生素E）、金屬離子螯合劑（如EDTA）等，防止脂質(zhì)或藥物的氧化。

       在脂質(zhì)體表面進(jìn)行特殊的修飾能提高其功能性，最常見(jiàn)的是PEG修飾。PEG是一種親水、柔韌的高分子，能阻止調(diào)理素吸附到脂質(zhì)體表面，從而減弱調(diào)理作用，減少單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)（MPS）的吞噬，達(dá)到長(zhǎng)循環(huán)的目的。

       脂質(zhì)體的分類(lèi)

       根據(jù)脂質(zhì)體的膜層數(shù)和粒徑大小，可以將脂質(zhì)體分為以下幾類(lèi)，如圖3所示。

       圖3：脂質(zhì)體的分類(lèi)及其結(jié)構(gòu)

       目前已上市的脂質(zhì)體產(chǎn)品包含上圖中的多種結(jié)構(gòu)，其中多數(shù)為小單室脂質(zhì)體(small unilamellar vesicles, SUVs)。

       脂質(zhì)體常用制備方法

       制備脂質(zhì)體主要是利用兩親性磷脂在溶劑中的自發(fā)排列。脂質(zhì)體形成的關(guān)鍵點(diǎn)是溫度：必須在脂質(zhì)的相轉(zhuǎn)變溫度Tg以上。而形成的脂質(zhì)體的粒徑和雙分子膜層數(shù)、粒徑、粒徑分布則受制備方法、脂質(zhì)類(lèi)型、脂質(zhì)組成、表面活性劑、有機(jī)溶劑以及分散介質(zhì)的離子強(qiáng)度影響。目前，常見(jiàn)的脂質(zhì)體制備技術(shù)有以下幾種。

       1 薄膜水化法

       制備過(guò)程：將形成脂質(zhì)體的膜材，如磷脂和膽固醇，溶解到有機(jī)溶劑中；利用旋蒸將有機(jī)溶劑除去，得到脂質(zhì)薄膜；然后將薄膜與溶解有待包載藥物的緩沖液充分振蕩水化，從而形成脂質(zhì)體。水化的溫度應(yīng)大于脂質(zhì)的相轉(zhuǎn)變溫度（Tm）。

       緩沖液體積、水化時(shí)間會(huì)影響形成脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)以及藥物的包封率。由薄膜水化法制備的脂質(zhì)體通常為多層脂質(zhì)體（MLVs）?？赏ㄟ^(guò)施加機(jī)械力的方法將多層脂質(zhì)體（MLVs）轉(zhuǎn)化為大單室脂質(zhì)體（LUVs）或小單室脂質(zhì)體（SUVs），如擠出和超聲。擠出法是將脂質(zhì)體濾過(guò)特定孔徑的薄膜，必要時(shí)應(yīng)保證擠出溫度大于Tm。擠出法能夠得到更均一的脂質(zhì)體，且整個(gè)過(guò)程相對(duì)溫和，適用于不穩(wěn)定的藥物。且相比于超聲法，擠出法得到的脂質(zhì)體擁有更好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。而超聲法雖然過(guò)程簡(jiǎn)單，但可能造成脂質(zhì)體或藥物的降解，且得到的脂質(zhì)體均一度差。

       2 反向蒸發(fā)法

       制備過(guò)程：將溶有膜材的有機(jī)相（常用的為乙 醚和異丙醚，溶解度差時(shí)可加入適量氯仿或甲醇）和緩沖液混合并短暫超聲2-5min，直至形成油包水型乳液；將乳液初步減壓旋蒸得到膠狀物；繼續(xù)旋蒸即可得到脂質(zhì)體；此時(shí)可加入緩沖液或水相繼續(xù)旋蒸（非必要），除去痕量的有機(jī)溶劑。

       反向蒸發(fā)法的特點(diǎn)是制備的脂質(zhì)體具有更大的水相-脂質(zhì)比，即其包裹的中心水相體積更大，適合包載蛋白質(zhì)或DNA、RNA等大分子藥物；此法的缺點(diǎn)是需要使用有機(jī)溶劑，且短暫超聲可能造成脂質(zhì)或藥物降解。

       3 注入法

       制備過(guò)程：將膜材和藥物溶解在有機(jī)溶劑中，然后將油相勻速注入到水相（可能含水溶性藥物）中，持續(xù)攪拌，利用攪拌產(chǎn)生的渦流促使脂質(zhì)排列形成脂質(zhì)體。最后通過(guò)低壓蒸發(fā)、透析或過(guò)濾除去有機(jī)溶劑。

       注入法常用的有機(jī)溶劑包括乙 醚和乙醇。乙 醚沸點(diǎn)較低，當(dāng)溫度高于乙 醚沸點(diǎn)時(shí)，乙 醚易除去，主要形成大單室脂質(zhì)體。而乙醇沸點(diǎn)較高，可用透析或過(guò)濾法除去。注入法適合制備大批量的脂質(zhì)體，但所得脂質(zhì)體的粒徑分布較寬。

       4 洗滌劑除去法

       制備過(guò)程：將膜材（磷脂、膽固醇）和洗滌劑（如膽鹽等，用量遠(yuǎn)高于臨界膠束濃度）共同加入到有機(jī)溶劑中溶解并旋干；將旋干得到的脂膜加入到緩沖液中水化；水化過(guò)程中膜材和洗滌劑會(huì)形成混合膠束（此時(shí)，混合膠束、純洗滌劑膠束、游離洗滌劑共存）；通過(guò)透析、尺寸排除色譜或稀釋法等方法除去洗滌劑，洗滌劑除去的過(guò)程中，混合膠束中的洗滌劑會(huì)不斷釋放，造成混合膠束融合變大，逐漸形成有曲率的混合雙分子層，最后形成脂質(zhì)體。其形成過(guò)程如圖4所示。

       圖4：洗滌劑除去法脂質(zhì)體形成過(guò)程

       該法優(yōu)點(diǎn)為制備得到的單室脂質(zhì)體具有極好的粒徑均一性；缺點(diǎn)為使用大量洗滌劑會(huì)增加制備的成本，也可能引入額外的雜質(zhì)。

       5 凍融法

       凍融法一般作為脂質(zhì)體制備的一個(gè)補(bǔ)充。將凍融循環(huán)加入到脂質(zhì)體合成過(guò)程中能改進(jìn)脂質(zhì)的堆積，形成單室脂質(zhì)體?；具^(guò)程是將形成的脂質(zhì)體放在液氮中冷凍，形成的冰晶將脂膜戳破，然后在冰晶融化的過(guò)程中，破碎的脂膜重新融合形成新的脂質(zhì)體。

       6 脂質(zhì)體的放大生產(chǎn)

       實(shí)驗(yàn)室制備不同性能的脂質(zhì)體并不難，但工業(yè)化大量制備的技術(shù)卻屈指可數(shù)，并且他們的使用受到工藝及待包封藥物的限制。因此脂質(zhì)體工業(yè)化生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備一般需要根據(jù)產(chǎn)品來(lái)定制。在生產(chǎn)過(guò)程中，藥物會(huì)受到機(jī)械力或者化學(xué)壓力的影響，不適用于對(duì)這些壓力敏感的藥物分子。工業(yè)生產(chǎn)的困難指數(shù)較高是制約脂質(zhì)體應(yīng)用的因素之一。

       脂質(zhì)體載藥方法

       脂質(zhì)體的載藥方法主要包括被動(dòng)載藥法和主動(dòng)載藥法。

       被動(dòng)載藥法指在脂質(zhì)體制備過(guò)程中，藥物溶解在有機(jī)相或水相中，在脂質(zhì)體形成的同時(shí)將藥物載入到脂質(zhì)體中。

       主動(dòng)載藥法指調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)脂質(zhì)體內(nèi)外水相的pH值，形成一定的pH梯度差，弱酸或弱堿藥物則順著pH梯度，以分子形式跨越磷脂膜而使以離子形式被包封在內(nèi)水相中，也稱(chēng)pH梯度法。

       其中，硫酸銨梯度法和醋酸鈣梯度法是pH梯度法的兩種發(fā)展形式，兩種方法分別適合載弱堿性和弱酸性藥物。

       1 硫酸銨梯度法

       首先利用硫酸銨溶液為水相制備空白脂質(zhì)體，然后除去外水相中的硫酸銨，此時(shí)脂質(zhì)體內(nèi)水相和外水相形成硫酸銨濃度梯度。內(nèi)水相中的NH4+易分解成NH3和H+，NH3易透過(guò)雙分子層溢出，而H+被困在內(nèi)水相中，因此內(nèi)水相中的pH不斷下降，形成酸性環(huán)境。分子態(tài)弱堿性藥物進(jìn)入內(nèi)水相之后變成離子，并于硫酸根成鹽，跨膜能力降低，藥物便能在脂質(zhì)體內(nèi)部累積。

       2 醋酸鈣梯度法

       原理與硫酸銨梯度法類(lèi)似，利用醋酸的跨膜能力遠(yuǎn)大于鈣離子，醋酸將質(zhì)子帶出脂質(zhì)體，形成堿性的內(nèi)水相，弱酸性藥物進(jìn)入脂質(zhì)體后形成離子并累積。

       脂質(zhì)體的穩(wěn)定性

       脂質(zhì)體的穩(wěn)定性問(wèn)題是制約其成為藥物遞送系統(tǒng)的一大因素。下面將從物理、化學(xué)、生物學(xué)三個(gè)角度介紹脂質(zhì)體的穩(wěn)定性。

       1 物理穩(wěn)定性

       脂質(zhì)體是一種球形小囊，為了維持其結(jié)構(gòu)的完整性，必須保持脂質(zhì)體內(nèi)部和脂質(zhì)體之間各種相互作用力的平衡，如：極性頭部、溶劑系統(tǒng)、脂質(zhì)體內(nèi)所載成分之間靜電相互作用必須與碳?xì)滏溨g的疏水相互作用和范德華力相平衡。

       脂質(zhì)體是一種熱力學(xué)不穩(wěn)定的膠體系統(tǒng)，納米級(jí)的小囊有凝聚、絮凝的傾向，表面電荷會(huì)影響脂質(zhì)體的聚集行為。一般來(lái)說(shuō)，中性的脂質(zhì)體更容易聚集甚至融合，而帶電的脂質(zhì)體在靜電作用下能保持分散。載藥量、磷脂的種類(lèi)、甾醇的種類(lèi)以及高分子的包合均會(huì)對(duì)脂質(zhì)體的物理穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

       2 化學(xué)穩(wěn)定性

       脂質(zhì)體主要面臨的化學(xué)穩(wěn)定性問(wèn)題主要是氧化和水解。脂質(zhì)體的骨架——磷脂中含有大量對(duì)氧化和水解敏感的官能團(tuán)，如不飽和雙鍵和酯基。

       一般來(lái)說(shuō)，磷脂中的不飽和部分比飽和部分更容易被氧化。因此與不飽和磷脂相比，飽和磷脂能提供更好的穩(wěn)定性且有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。如果所制備的脂質(zhì)體中必須要有不飽和鏈，那么不飽和度越低越好，一般來(lái)說(shuō)，像十八烯酸這樣的單不飽和酸就能滿(mǎn)足需求。脂肪酸的氧化是一種自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，不需要特定的氧化劑，因此只要存在痕量的金屬離子或存在的氧形成了過(guò)氧化氫便會(huì)引發(fā)這種氧化反應(yīng)。為了避免氧化的發(fā)生，應(yīng)避免原材料中含有金屬離子或過(guò)氧化氫、低溫貯藏、避免光照。加入抗氧劑如維生素E或BHT也能減慢脂質(zhì)體的氧化。

       脂質(zhì)體中的酯鍵也容易發(fā)生水解，為了防止水解的發(fā)生，一般可以將液態(tài)脂質(zhì)體通過(guò)冷凍干燥以固態(tài)的形式保存。加入膽固醇也能減慢脂質(zhì)體的水解（主要是空間位阻效應(yīng)）。另外溫度、pH、離子強(qiáng)度、緩沖液種類(lèi)、聚集狀態(tài)、頭部集團(tuán)以及烷烴鏈的長(zhǎng)度都會(huì)影響脂質(zhì)體的水解，需特別考察。

       3 生物學(xué)穩(wěn)定性

       脂質(zhì)體的生物學(xué)穩(wěn)定性受多種因素影響，包括給藥途徑、載體分子、制備方法、脂質(zhì)組成、表面性質(zhì)、形貌、載藥方法及其他物理化學(xué)性質(zhì)。有研究表面在脂質(zhì)體中添加適量的鞘磷脂作為骨架能夠明顯提高脂質(zhì)體的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)循環(huán)時(shí)間。PEG化也是提高脂質(zhì)體循環(huán)時(shí)間的方法：一般認(rèn)為，吸附在納米粒表面的PEG能夠與水結(jié)合形成水化層，阻礙了PEG被MPS清除。

       總結(jié)與展望

       自1995年第一個(gè)脂質(zhì)體產(chǎn)品Doxil?上市以來(lái)，經(jīng)FDA和EMA批準(zhǔn)上市的脂質(zhì)體產(chǎn)品依然有限，其主要原因是脂質(zhì)體尚存在一些缺點(diǎn)限制其使用。如有些藥物載藥量偏低、穩(wěn)定性差、生產(chǎn)成本高、潛在的毒副作用等。

       采用脂質(zhì)體作為藥物遞送平臺(tái)必須考慮支出和收益之間的平衡，能制成普通注射液的產(chǎn)品一定不會(huì)制備成脂質(zhì)體，除非能明顯提高藥物的治療指數(shù)。因此，這就講究脂質(zhì)體與藥物之間的契合度。隨著生物藥的崛起，對(duì)于遞送蛋白質(zhì)、核酸分子的需要日益增多，這種“契合”的場(chǎng)景也會(huì)越來(lái)越多。由于這些大分子在體內(nèi)尤其不穩(wěn)定，很快會(huì)被降解、清除。而以脂質(zhì)體為載體，能明顯延長(zhǎng)藥物在體內(nèi)的循環(huán)時(shí)間，提高藥物向細(xì)胞內(nèi)的遞送，提高療效。因此，我們有理由相信脂質(zhì)體和生物藥的結(jié)合，將給藥物發(fā)展帶來(lái)更多新的可能性。

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