脂质体的释药特点

第三节　脂质体的释药特点

一、脂质体的体内行为

脂质体可通过各种途径给药，包括胃肠道和非胃肠道途径，其中静脉注射研究得最多。静脉注射最能体现脂质体的靶向性特点，同时也是药物治疗的最常用途径。虽然患者更易接受口服给药，但脂质体易被胃液、肠液或食物破坏，因而限制了脂质体的口服应用。

1．静脉注射

普通脂质体静脉注射后，迅速从血液循环中清除，其清除率与脂质体大小、表面电荷、膜流动性有关。蛋黄卵磷脂脂质体的双分子层较疏松，易被清除。加入胆固醇或用相变温度高于37℃的磷脂部分或全部替代后，蛋黄卵磷脂被高密度脂蛋白的清除明显减少。由二硬脂酰磷脂酰胆碱(DSPC)和等摩尔胆固醇组成的小单层脂质体，在小鼠体内的清除半衰期甚至达20 h。

对于大粒径的脂质体，其脂质组成对半衰期影响较小。这是因为脂质体大小对RES摄取的影响比膜流动性的影响更重要。脂质体越大越易被清除。因为脂质体最小粒径只可能到25 nm，所以一般静脉注射脂质体不能穿透毛细血管，除非脉管壁因炎症等原因而渗透性增加。较大粒径脂质体大部分被肝脾巨噬细胞摄取;较小脂质体(﹤100 nm)能通过吞噬窗到达肝实质细胞;粒径小脂质体的半衰期较长，可被骨髓巨噬细胞广泛摄取。很大粒径的脂质体(5～8μm)较多被肺部毛细血管截留而集中于肺部。

具有+ 15 mV表面电位的脂质体血液保留时间长于中性脂质体;而大于+ 25 mV或小于+ 10 mV电位的脂质体清除率与中性脂质体相当。这是由于正电荷脂质体在血液中由于静电作用被负电荷红细胞包围，形成离子云。如果脂质体电位合适，可中和红细胞电荷，使其逃避RES的摄取。过大或过小的电位会使整体残留净电荷，易于被RES俘获。负电荷脂质体可增加非特异性的细胞摄取，负电荷也可以被细胞(包括巨噬细胞)表面受体介导。因此含PS或磷脂酰甘油(PG)的负电荷脂质体的清除速率比中性脂质体快。

脂质体在血液中受到调理化(opsonization)作用，优先被RES(包括肝脾肺)摄取。因此普通脂质体作为RES靶向剂型可用来治疗相关疾病，如利什曼病和真菌感染。肝细胞对脂质体的摄取有一定的剂量饱和性。脂质体中的胆固醇被肝摄取后，根据脂质体类型而代谢不同。小单层脂质体中的胆固醇多转化为甘氨胆酸盐;多层脂质体中的胆固醇多转化为牛磺胆酸盐。这是因为小单层脂质体被肝细胞摄取较多，而多层脂质体被库普弗细胞(Kuffer cell)摄取较多。

如想让载药脂质体作用于非RES部位，应考虑延长脂质体在血液循环中的时间，可选择循环时间长的小脂质体，但更多是选择长循环脂质体(long－circulating liposomes)，或称为立体稳定脂质体(sterically stabilized liposomes)和隐形脂质体(stealth liposomes)。长循环脂质体主要由携带亲水性长链的脂质插入脂质体膜上制备得到。它能在血液循环中长时间保留，机制主要是亲水性长链在脂质体表面形成了亲水性保护层，阻止了调理素的吸附，因而减少了RES的摄取。

常用于长循环脂质体的脂质包括聚乙二醇化磷脂酰乙醇胺(PEG－PE)和神经节苷脂(GM₁)。加入PEG－PE的脂质体在血液循环中半衰期一般可达到5 h以上。PEG－PE的长循环效果比GM₁好，也更加常用。目前这种材料已经商业化，已上市的脂质体制剂中也有加入了长循环材料的。脂质体的临床研究证明，普通脂质体的血液清除半衰期大约在4 h左右，主要分布于RES部位;而长循环脂质体甚至可以达到60 h，在肿瘤部位的分布也明显增加。虽然长循环脂质体增加了到达非RES部位的比率，但静脉注射的长循环脂质体大部分最终还是被RES细胞吞噬。脂质体被溶酶体破坏后释放药物，也可扩散作用于周围细胞。如果多次注射长循环脂质体，可以使体内产生相应抗体，脂质体的清除随之加速。

2．其他给药途径

脂质体的非静脉给药途径包括肌内注射、皮下注射、口服给药、眼部给药、肺部给药和外用皮肤给药等。肌内和皮下注射的大粒径脂质体在注射部位缓慢消除和释放药物，有一定缓释效果。增加胆固醇含量或采用聚合磷脂制备脂质体后可以进一步延缓脂质体药物释放。淋巴管能很快清除小于100nm的微粒。因此小粒径脂质体易被淋巴管吸收。静注后的脂质体大部分被肝脾肺和骨髓摄取，而非静脉途径注射给药则只有少部分被这些组织摄取，大部分(＞80%)滞留在注射部位，其他被渗入的巨噬细胞摄取或被淋巴结截取。因此局部注射脂质体有一定的淋巴靶向。这对淋巴系统疾病或经淋巴传导的疾病的诊断和治疗很有利，如HIV感染和肿瘤。携带抗原的脂质体或携带免疫刺激剂的脂质体，能够在注射部位产生强烈的免疫反应，可能是由于抗原和淋巴细胞相互作用，也可能是脂质体提高了巨噬细胞对抗原的活性。

除上述给药途径外，其他途径给药的脂质体趋向于停留在给药部位(如眼部给药、膝关节给药、肺部给药)，并且很快被破坏(例如肺吸入后或腹腔注射后)。由于脂质体有一定的缓释效果和吸收促进作用，它的局部给药一般会增加药物生物利用度。腹腔注射的脂质体主要被巨噬细胞摄取并可能进入血液循环。但至今尚无明确证据说明口服或局部给药后有大量脂质体进入体循环。虽然有报道胰岛素、第Ⅷ因子、抗凝血剂、筒箭毒碱和脂溶性维生素等药物的脂质体口服可以到达血循环，但它们的吸收很小，与治疗目的相距甚远。脂质组成被胆盐或磷酸酯酶作用而减短了脂质体的保留时间，但仍然促进了某些药物吸收，其原因认为可能是通过淋巴系统的作用。

脂质体由于其生物相容性好和吸收促进作用而应用于皮肤和透皮给药，具体优点包括:①能较好包封亲水或亲油性药物，对难溶性药物如皮质类固醇具增溶作用，从而提高药物的局部浓度而获得较高活性;②还可作为抗生素、维A酸等药物的储库，增加药物在皮肤中的滞留量和滞留时间;③磷脂的渗透促进作用可增强药物进入角质层的能力;④具有限速膜屏障作用，可减少药物的全身吸收和不良反应。为增强脂质体的透皮能力，在其组成中加入胆酸钠或乙醇可得到柔性脂质体，主要包括变形脂质体(transfersomes)和乙醇脂质体(ethosomes)。它们可使脂质体膜更加柔软，变形能力增加，能够携带药物穿过皮肤内的很小孔道。

脂质体容易被胃酸和消化道分泌液破坏。虽然有报道胰岛素、抗凝血剂、筒箭毒碱和脂溶性维生素等药物的脂质体，在口服后药物也可到达血液循环，但它们的吸收毕竟很少，与治疗目标相距甚远。胆盐或磷酸酯酶对脂质成分的作用会减少脂质体在胃肠道内的保留时间，但脂质体仍然可促进某些药物经胃肠道的吸收，其原因可能是脂质容易被淋巴系统摄取，脂质体可携带药物进入淋巴系统。Taira比较了不同组成脂质体在各种环境中的稳定性，发现蛋黄卵磷脂(EPC)和胆固醇组成的脂质体在37℃血浆和pH2的介质中最稳定;而含神经节苷脂(GM₁和GM₃)的脂质体比含神经鞘磷脂的脂质体在胆汁和胰酶中更稳定，暗示了含GM的脂质体适合作为口服脂质体。

3．脂质体的表面修饰及其体内行为

脂质体的表面修饰往往为了达到某种目的，如增强对某一部位的靶向性、延长血液循环时间等。当脂质体进入血液循环后，其表面很快被调理蛋白修饰，后者可影响脂质体被巨噬细胞识别的方式以及脂质体被RES从血液中清除的速率。脂质体表面被亲水性长链修饰后可明显降低调理化作用，延长脂质体血液循环时间，从而减少了巨噬细胞的摄取。因此长循环脂质体是最常用的脂质体改良方法。

为了通过受体/配体方法增强脂质体的靶向性，要考虑三个因素:①靶细胞表面受体的确定;②特异亲和性配体的确定;③阻止脂质体被RES快速清除。一种含有精氨酸甘氨酸天冬氨酸( RGD)残基的肽可作为插入脂质体的配体，与活化血小板表面的整合蛋白GPⅡb－Ⅲa结合，同时用寡糖修饰脂质体表面，减少脂质体的清除。此脂质体可用于心血管疾病的治疗。用HIV1－TAT蛋白和TAT肽衍生物修饰脂质体表面可增强脂质体的细胞内传递。用HIV－1来源的gp120衰减加速因子(gp120 decay－accelerating factor，gp120DAF)与糖基化磷脂酰肌醇(PI)结合，然后插入脂质体膜上，结果发现脂质体能和表达CD4的细胞特异性结合。

二、脂质体的体内分布特征

脂质体被认为是一种具有多种功能的定向药物载体。靶向性(targeting)是脂质体作为药物载体的最突出优点。血液循环中的脂质体大部分选择性分布于RES中，使某些器官特别是肝脾肺对包封药物的滞留总量显著增加。放线菌素D脂质体小鼠静注后，3 h后肝脾肺中的脂质体浓度分别是游离药物的12.5倍、5．1倍和1．4倍。甲氨蝶呤脂质体在猴静注后，肝脾中的药物分布非常高，而对照组中的各脏器分布浓度都很低。

脂质体分布的另外一个特征是较少进入骨骼、心肌和神经组织，所以特别有益于有心脏毒性的药物临床应用。阿霉素对心脏毒性大，但制备成脂质体后，心脏分布很小，毒性大大降低。脂质体的这种天然靶向性也被广泛应用于肝肿瘤等的治疗和防止淋巴系统肿瘤等的扩散和转移。脂质体不仅是肿瘤化药物的理想载体，也是免疫活化剂的理想载体。血管外注射途径或口服的脂质体有一定的淋巴靶向性，同时脂质体在注射局部缓慢释放药物，对局部疾病很有利。

通过物理化学手段也可以改变脂质体的体内分布，如热敏脂质体、pH敏感脂质体。它们在局部加热部位和pH较低部位释药较多。甲氨蝶呤热敏脂质体可使局部高温肿瘤对药物的摄取量比普通脂质体增大10倍以上，并有效抑制肿瘤生长。动物和人体肿瘤间质液的pH显著低于正常组织。包封水溶性药物如甲氨蝶呤的pH敏感脂质体，在体内可以选择性地在肿瘤低pH环境下局部释放药物。但在体内循环中pH敏感脂质体仍然存在药物易渗漏和清除速率快的问题。因此常常将pH敏感脂质体与长循环脂质体结合，延长血液循环时间，获得更好的靶向性。但加入的长循环材料可能会降低pH敏感脂质体的pH敏感性。

长循环脂质体可有效延长脂质体体内循环时间，是一种重要而实用的脂质体类型。Awasthi用放射性锝(Tc－99m)标记不同粒径的长循环脂质体(由DSPC，PEG－DSPE，胆固醇和维生素E组成)，研究它们静注后在家兔体内的分布，发现所有粒径长循环脂质体的血液循环时间均延长(＞24h)，但受到粒径影响。脾对长循环脂质体的摄取量随粒径增加而增加;在160～220nm范围内，肝摄取最小，脾摄取中等，血液循环量最大，是最适合长循环的脂质体粒径。

在脂质体表面修饰某种配体会产生专一靶向性。通过配体分子的特异性与靶细胞表面受体作用，使脂质体在靶区释放药物。目前已有人将几种不同类型的配体连接到脂质体表面，形成不同类型配体的改良脂质体。这些不同类型的配体有:糖、植物凝集素、肽类激素、小半抗原、抗体和其他蛋白质。肝存在去唾液酸半乳糖受体，表面带有半乳糖残基的脂质体，可被肝实质细胞特异性摄取;带有甘露糖残基的脂质体易被库普弗细胞摄取。人们可以根据治疗或给药的需要，来选择脂质体的配体。特某些多糖，如甘露聚糖、普鲁兰、支链淀粉、葡聚糖疏水衍生化(与长链脂肪酸或胆固醇连接)后，插入脂质体膜，脂质体不仅会具有体内长循环特点，还具有巨噬细胞靶向性，特别是对肺泡巨噬细胞。

脂质体体内分布试验方法常以小鼠、大鼠或家兔作为试验对象，将药物用同位素标记或不标记包封在脂质体内，通过静脉注射或其他途径给药，测定不同时间血药浓度，并定时将受试动物处死。解剖脏器和组织，匀浆后分离取样，用闪烁计数法或药物含量测定方法(常用高效液相色谱法)进行检测，与同剂量游离药物比较各组织药物的滞留量，进行药物动力学处理，以此评价脂质体在体内的行为处置。

三、脂质体的给药途径

1．静脉注射

静脉注射是脂质体常见的给药方式。脂质体静脉注射后，迅速从血液循环中消除，其消除率与脂质体的大小及其表面所带电荷有关。大的脂质体比小的消除快。研究表明，静脉注射的脂质体优先被富含网状内皮细胞的组织如肝，脾所摄取，并迅速被单核吞噬细胞吞噬和降解，少量被肺、骨髓及肾摄取。利用脂质体在循环中被动靶向网状内皮系统的特点，将药物或免疫调节剂释放到网状内皮系统，用于杀死那些生长周期与网状内皮系统有关的寄生虫。

2．肌内注射和皮下注射

经肌肉或皮下注射脂质体后，慢慢从注射部位消除，随后吸收进入淋巴管，最后进入血液循环并广泛分布于肝、脾的网状内皮细胞中。Arakawa等人通过对标记脂质体肌内注射的一系列研究证明，脂质体在注射部位被水解后释放出药物。使药物在相当长的时间内维持比游离药物更高的水平。而且增加脂质体中胆固醇的用量和减少卵磷脂在脂质体中的含量，或使用多聚卵磷脂质体可以延缓药物的吸收。脂质体的皮下注射则可能由于脂质体粒径大小不同而得到的结果也不同。根据淋巴管可以很快地清除小于100 nm直径的微粒的机制，皮下注射大多层脂质体不易被淋巴结的摄取，且很慢地从注射部位消除，包封于脂质体中的药物以恒定速度进入循环。而超声处理的电中性及带正电荷的小单层脂质体易被局部淋巴结所摄取，通过淋巴管从注射部位进入全身循环。

3．口服给药

有些药物以其游离形式通过胃肠道时，不能被吸收或遭到破坏，但包封于脂质体中后即可以通过胃肠道被吸收。根据脂质体缓释和保护药物的作用，则可应用脂质体延长高度水溶性药物的作用，或用以包封胃肠道吸收或不稳定的药物。Patel和Ryman通过试验表明，当胰岛素包入脂质体后给患糖尿病大鼠口服时，发现胰岛素从小肠中吸收，尽管吸收量小，但已可使血糖明显降低，而相同剂量的游离胰岛素口服对血糖无影响。不过这种胰岛素脂质体口服引起的血糖下降与同剂量的游离胰岛素以非肠道给药所引起的血糖下降相差较多。用14 C标记麦芽糖，将其包入脂质体中给小鼠灌胃，发现标记麦芽糖在血中为1．9%，肝中为12．5%，而未包入脂质体中的标记麦芽糖血中只为0．40%，肝中1．9%。

4．眼内给药

眼科用药最常见的剂型是滴眼剂，该剂型的主要问题是不能在一个较长时间内提供和维持足够的药物浓度。理想的剂型应能像滴眼剂一样分散，但在眼内能较长时间地滞留。脂质体制剂就具有此种特性，它不但可以在滴眼后迅速分散开，而且具有缓释性能，同时能够增强药物对角膜的穿透性。因而脂质体可能成为眼科释放药物的一种载体。

由于影响眼局部用药疗效的因素较多(眼睛具有很多屏障，如角膜有限制药物进入内眼组织中的作用)，因此也有人得出相反的实验结论。Singh等对兔眼实验结果表明，将双氢链霉素包在带不同电荷的各种类型脂质体中，发现所有类型的脂质体包裹均减少了眼内药物浓度，而脂溶性药物如曲安奈德却有所增加。

5．肺部给药

脂质体静脉注射后，由于只有少量分布到肺组织中，因而通常不能在肺中达到治疗的有效浓度。为了提高药物在肺部的治疗浓度，不少学者研究了将脂质体直接由呼吸道给药，从而使肺部药物浓度达到有效治疗浓度。Juliano等将阿糖胞苷包入脂质体中直接经大鼠气管滴注于肺部，结果发现药物在肺中滞留了较长时间，t_1/2为8 h，而作为对照的游离药物迅速从肺中消除，t_1/2仅为40 min。Farr等则应用空气压力喷射雾化器将载药脂质体雾化经肺吸入从而提出了另一种更为实用的靶向到肺的给药途径。

6．外用包括皮肤给药

为了治疗某些皮肤病，Mezci报道了脂质体作为皮肤局部用药载体的可能性。据报道，用醋酸去炎舒松－A脂质体制成洗剂与相同药物软膏涂于家兔背部(7cm×7cm)，结果提示药物进入血循环少，测定皮肤各层药物浓度是表皮、真皮分别高于对照组4～5倍。尿排泄量亦显示脂质体少于游离型药物。因此，提示这种剂型可以提高局部治疗作用，而减少对全身的副作用。

除上述给药途径以外已报道的尚有:腹腔内注射，直肠给药以及局部注射(如心脏注射、睾丸注射、肿瘤部位注射、关节腔注射)等。