注射用紫杉醇纳米制剂的研究进展

据世界卫生组织统计，全世界平均每年死于恶性肿瘤者达690万人，新发病例870万例，且数字还在逐年增加。国内情况也基本如此，近20年恶性肿瘤在死因中的构成比已由12．6％升至17．9％。因此，各国政府、研究机构及制药公司长期以来一直对肿瘤研究和抗肿瘤药物予以高度重视[1]。

紫杉醇（paclitaxel ）是WANI 等[2]1971年从短叶红豆杉（taxus drevifolia ）的树皮中分离得到的一种天然抗肿瘤药物，广泛用于卵巢癌、乳腺癌、肺癌等多种肿瘤的治疗，但紫杉醇水溶性极低，

口服几乎不吸收。临床应用的主要是紫杉醇注射液。概况

目前，紫杉醇有3种制剂应用于临床。一

种是聚氧乙烯蓖麻油－无水乙醇（1∶1）的静脉注射液，该注射液可增加紫杉醇溶解度。聚氧乙烯蓖麻油已被证明会导致严重的过敏反应、神经毒性、肾毒性和低血压等。此外，聚氧乙烯蓖麻油还可在血液中形成微小颗粒包裹紫杉醇分子，影响药物分子向组织间扩散，降低抗肿瘤效果[3]。另一种紫杉醇制剂Abraxane ，是紫杉醇纳米－清蛋白

[收稿日期]2009－12－25

[接受日期]

2010－04－12

[作者简介]雷景邦（1985—），男，江西南昌人，硕士研究生，主要从事新药的研制与开发工作。E－mail ：lei＿jingbang＠163．com [通讯作者]

刘旭海。E－mail ：lxh007jz＠sina．com

［文章编号］1007－7669（2010）06－0406－04

注射用紫杉醇纳米制剂的研究进展

雷景邦1，刘旭海2，万瑾瑾1，叶民珠1，邹富有1

（1．江西中医学院，江西南昌330004；2．江西江中药业股份有限公司，江西南昌330096）

［关键词］紫杉醇；抗肿瘤药；纳米制剂

［摘要］

紫杉醇广泛用于卵巢癌、乳腺癌、肺癌等多种肿瘤的治疗。传统的紫杉醇制剂生物利用度低，

临床应用有限。纳米给药系统是现代药物制剂的研究热点，近年来临床上陆续开发了紫杉醇的纳米新剂型。纳米乳、纳米粒、胶束等也正在实验研究之中。本文就紫杉醇纳米制剂的开发和应用进展进行综述。［中图分类号］

R979．1［文献标志码］A

Advances of nanoparticle formulation for injectable paclitaxel

LEI Jing-bang 1，LIU Xu-hai 2，WAN Jin-jin 1，YE Min-zhu 1，ZOU Fu-you 1

（1．Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine ，Nanchang JIANGXI 330004，China ；2．Jiangxi

Jiangzhong Pharmaceutical Co．，Ltd．，Nanchang JIANGXI 330096，China)

［KEY WORDS ］paclitaxel ；antineoplastic agents ；nanoparticle

［ABSTRACT ］

Paclitaxel is widely used in ovarian cancer ，breast cancer ，lung cancer and other tumor

treatment．Clinical application of this highly effective drug in the treatment of cancer is limited because of its poor bioavailability．Nanoparticle drug delivery system research is the focus of modern pharmaceutical formulation．A variety of nanoparticle formulations such as nano-emulsion ，nanoparticles ，micellars ，etc ．are also in research．This paper reviews the latest development and application of novel paclitaxel nanoparticle formulations．

混悬液[4，5]。清蛋白是人体中最常见蛋白，是疏水性营养物、维生素、甾体激素和其他众多物质的天然载体，易将相关分子释放到目标细胞处。清蛋白还可通过激活血管上的清蛋白受体而调控化合物透过血管壁向组织释放。美国生物科学公司的专有NAB技术是创造性的释药方法，它采用一种能够保留完全生物学性质的新的制备过程获取纳米状态（130nm大小）的清蛋白，然后使之与不溶水的化合物（如紫杉醇等药物）结合，其中Abraxane是这类新药中获得批准的第一个产品。然而，与传统的紫杉醇制剂相比，Abraxane具有骨髓抑制作用，且呈剂量依赖型，其神经毒性作用也较强[6，7]。注射用紫杉醇脂质体（力扑素）于2004年在我国上市，该制剂利用卵磷脂等将紫杉醇进行包裹，去除了原来的溶媒，具有改善药物的溶解性、延长药物的半衰期、提高药物靶向性和降低药物不良反应等优点[8]。

由于紫杉类药物水中的溶解度很小，且口服生物利用度较小，使其临床应用受到限制。为了提高紫杉醇的疗效，减轻不良反应，国内外对其剂型和给药方式进行了广泛研究。纳米给药系统（nanoparticle drug delivery system，nDDS）是当前的研究热点。由于纳米粒体积小，能有效防止被人体网状内皮系统巨噬细胞吞噬，小于500nm的纳米粒可以在胃肠道具有淋巴结构的上皮小囊中积累，并以完整结构通过淋巴结集中的M细胞，将药物释放到体内循环中。纳米制剂在人体有关脏器中的分布呈现明显的被动靶向特点，主要存在于肝、脾、肺、淋巴结及少量骨髓中，纳米颗粒的被动靶向可使所输送的药物集中于肿瘤细胞中。目前纳米制剂主要制成微乳、脂质体、纳米粒、胶束系统、共轭聚合物、环糊精等。

微乳微乳是一种热力学稳定的、含有大量由表面活性剂和助表面活性剂（通常是中短链的醇）稳定化的油包水（或水包油）纳米溶胶分散系统。微乳法是实验室制备纳米材料的一种常用方法。陈永法等[9]制备的紫杉醇冻干纳米乳，冻干前紫杉醇纳米乳呈圆球形，粒径为（32．5±6．9）nm，冻干后的纳米乳在0．9％NaCl溶液中再分散后仍呈圆球形，粒径在28nm左右。紫杉醇冻干纳米乳60℃加速实验结果表明，10d后制剂外观和重分散性能良好，含量为标示量的98．36％，有关物质为0．81％。上述研究结果表明，紫杉醇纳米乳注射液制备成冻干制剂后大大提高了药物的化学稳定性。与亚微乳相比，纳米乳在血浆中的浓度更高，被单核巨噬细胞系统摄取的更少，更有利于药物的靶向性；与脂质体等其他DDS相比，纳米乳更稳定，制备更易工业化。纳米乳在作为难溶性药物载体靶向药物传递系统等领域的应用中展现了诱人的前景。

脂质体脂质体因为具有磷脂双分子层类似细胞膜的结构而倍受关注，然而由于包封率低、材料价格贵、稳定性差、药物泄漏和冷冻干燥工艺的不成熟，其品种发展受到限制。张子豫等[10]采用薄膜分散法以紫杉醇、大豆卵磷脂、胆固醇、二硬脂酸磷脂酰乙醇胺－聚乙二醇-2000共聚物（DSPE-PEG2000）为材质制备了紫杉醇长循环脂质体，粒径范围控制在（106．5±1．7）nm，包封率为（87．5±2．5）％。紫杉醇在卵磷脂中的包封率较高，为了增加脂质体的稳定性，在制备脂质体时加入了负电荷磷脂DSPG。DSPE-PEG2000用于对脂质体的表面进行修饰，以延长脂质体在体内的循环时间。

纳米粒纳米粒目前多采用生物可降解的共聚物作为制备材料，TRICKLER等[11]通过溶剂挥发法得到溶于复合型乳剂壳聚糖／单油酸甘油酯（GMO）的纳米粒，具有自乳化性质的GMO可形成一个疏水内核，为提高紫杉醇的溶解度及为壳聚糖聚集反应提供基础，使新制剂中紫杉醇的包封率和载药量接近100％。透射电镜观察纳米粒的微观结构，由GMO组成的疏水性内核外面有一层亲水的表层，粒子的表面光滑、无孔，在水环境下极易形成一个纳米级别的凝胶系统。这证明，由壳聚糖／GMO制成的纳米制剂在低压冻干和水溶液中再悬浮过程中形状和大小不会发生变化。在以吐温-80为释放介质的体外释放中，药物释放累积量均超过预期的时间间隔，在实验过程中紫杉醇表现出初期突释后缓释的特性。和紫杉醇溶液相比，壳聚糖／GMO紫杉醇纳米制剂释放的紫杉醇在4h 内杀死人乳腺癌细胞MDA-MB-231明显增加，在48、72和96h时的IC50分别降低了65000％、50000％和10000％。上述数据显示，生物黏附和持久释放增加了药物在体内的释放时间，增加了紫杉醇化疗效果。这种新型纳米制剂显示了黏膜黏附剂的特性，细胞吸收增加了4倍，IC50降低了100000％。这些优势使低剂量的紫杉醇就能达到治疗效果，从而减少不良反应。

胶束系统胶束系统由两亲嵌段共聚物制备，其

亲水和疏水链段具有溶解性差异，在水溶液中可以自组装形成具有独特“核－壳”结构的胶束，其中疏水的链段聚集成核增加脂性药物溶解度，亲水链段成壳对胶束起到稳定和保护的作用。与其他给药系统相比，聚合物胶束给药系统具有很多优势，如：聚合物胶束小粒径及其亲水性的外壳使得载药胶束可以躲避人体网状内皮系统的识别，实现在人体血液中的长循环[12]；肿瘤组织血管内皮具有高渗透性和高滞留性，聚合物胶束的小粒径有利于其在肿瘤组织的累积，具有被动靶向作用[13，14]。SHEIKH等[15]利用聚ε－己内酯（PCL）移植入聚乙烯醇（PVA）形成（PCL-g-PVA）共聚物，PCL-g-PVA纳米粒可同时用于亲水和疏水药物的载体，如紫杉醇和多柔比星（doxorubicin）。空白纳米粒的直径约为361nm，在填充紫杉醇时，直径增加到457nm，在填充多柔比星时直径增加到981nm。纳米粒的表面电荷起着非常重要的作用，ζ电势差在给药系统的载体选择中是一个重要的参数值，纳米粒有－218mV的高ζ电势差，可以获得较稳定的胶体，填充了紫杉醇和多柔比星的纳米粒的ζ电势差分别为－183mV和－147mV。在纳米药物体外释放过程中，经过前期的突释之后，紫杉醇的缓释时间长达20d，缓释的原因是PCL-g-PVA共聚物上的自由羟基可以水化形成孔，使缓释时间增长；多柔比星在经过前期24h的释放后，缓释时间也长达15d。而在只使用单一制剂的情况下，2种药物的释放时间在1～2h。紫杉醇与多柔比星联合应用，使癌细胞分裂受阻，停滞在G2期和M期，同时发挥多柔比星阻断（或抑制）DNA复制和RNA转录作用，导致细胞增殖停滞，具有较强的抗肿瘤作用。胶束具有粒径小、不易被网状内皮系统摄取的优点。但是由于进入人体血液和体液后存在临界胶团浓度，在临界胶团浓度下易解聚，从而导致药物快速释放，故其长循环效果值得探讨，对进一步增加胶束亲脂部分内聚力的研究也宜进一步深入。SAIF等[16]利用聚合物胶束作为载体，对早期胰腺癌患者每3wk进行一次3h 的紫杉醇静脉滴注的Ⅱ期临床试验，60％的患者病情得到控制。总存活率和其他的有效参数优于吉西他滨（gemcitabine）的同期数据，为研究聚合物胶束的联合用药提供了依据。

共轭聚合物大分子能增强其在肿瘤组织中的渗透性和保留效应，其在靶向抗癌药中的应用已受到了广泛关注[17－19]。合成的带有自组装功能的共轭聚合物制剂在水溶性和抗肿瘤活性方面的独特优势超过了传统的高分子载体[20]。透明质酸是包含了D－透明质醛酸和N－乙酰基－D－葡萄糖胺2条交替单位的线性多糖。透明质酸－紫杉醇轭合物通过受体介导的细胞内摄作用进入肿瘤细胞内部，随后释放药物。体外实验显示，透明质酸－轭合物具有较长的释放周期，在细胞培养皿中前24h的紫杉醇释放量不足20％。动态光散射显示，透明质酸－缬氨酰基－紫杉醇、透明质酸－亮氨酰基－紫杉醇、透明质酸－苯丙氨酰基－紫杉醇纳米粒的平均粒径分别为：（282±8）nm、（285±13）nm和（275±11）nm，表面电荷分别为＋0．43mV、＋0．23mV 和＋0．17mV[21]。这些数据证实了氨酰基紫杉醇与透明质酸的羧基反应形成了中性纳米粒子。带微弱正电的纳米粒子在附着到带负电荷的细胞膜之后内陷入细胞内部而提高给药效果。与紫杉醇溶液相比，透明质酸－氨酰基－紫杉醇共轭聚合物对MCF-7细胞具有更强的细胞毒性。透明质酸－氨酰基－紫杉醇共轭聚合物纳米粒诱发大量的G2／M细胞（46．7％、43．7％、39．2％）超过紫杉醇溶液的33．9％，大大提高了细胞凋亡的程度，诱导细胞死亡。透明质酸－氨酰基－紫杉醇共轭聚合物不仅可用于增加紫杉醇溶解度的高效载体，也可对肿瘤细胞进行被动和主动的靶向给药。通过氨酰基的连接使紫杉醇与透明质酸结合的给药系统在酶的生理环境下显示出更短的半衰期，所制备的自组装的前药纳米粒，在增加母体药物的溶解度的同时保持了药物结构的完整性，为透明质酸－氨酰基－紫杉醇共轭聚合物提供了进一步研究的依据。环糊精环糊精（cyclodextrins）可选择性键合各种有机、无机以及生物分子形成超分子复合物，不仅可以改变药物的物理和化学特性，而且能提高药物的稳定性、水溶性、生物相容性和耐药性，减少药物的不良反应。张学农等[22]研究了羟丙基－β－环糊精紫杉醇包合物，其增溶作用一方面受机械力和溶剂效应的作用，紫杉醇部分基团进入环糊精母核分子空穴中，使其溶解度增加；另一方面环糊精具有一定的水溶性和润湿性，在紫杉醇分子表面形成水化膜，使溶解度增大。由于羟丙基－β－环糊精本身毒性小，几乎无溶血性，可制备供口服和注射用药物制剂，但环糊精包合也存在一定的缺陷，如溶液稀释时常会有紫杉醇沉淀析出。可采取增加环糊精浓度的方法解决这一问题，但应将其浓度在一定范围内，防止在高浓度时导

致的不良反应，如红细胞溶解等[23]。

展望传统紫杉醇水溶性差，生物利用度低，使其疗效和安全性受到影响。目前在临床应用的剂型仅有清蛋白溶剂型纳米紫杉醇和紫杉醇脂质体，还有一些新的紫杉醇制剂，也正在实验研究之中。初步结果显示，这些新剂型在药动学、药效学及毒性反应方面显示了一定的优势，具有良好的临床应用前景。随着更多新型紫杉醇剂型的研制开发及临床应用，相信能够进一步提高紫杉醇的疗效，降低毒性，从而使其临床应用更加广泛。

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