脂质体肺部给药研究进展
关键词：脂质体 肺部给药 靶向
脂质体是一种定向药物载体，由于它能提高药物的疗效，增加其稳定性，减少毒副作用，所以成为人们不断研究的焦点。目前，除了脂质体的注射剂、口服制剂、滴眼剂外，用于脂质体肺部给药的气雾剂的研究也越来越多。
通过气管插管或雾化吸入等方式肺部给药，能有效地发挥药物的全身或局部治疗作用，尤其适用于胃肠道吸收差，首过效应显著的药物。因为肺组织的表面积很大(≈140m2)，能迅速吸收药物直接进入大循环，有利于提高药物的生物利用度。
1 脂质体肺部给药时的方式及其稳定性
药物肺部给药，一般认为，肺内沉积量是反映药物能否有效的发挥药效的重要指标，而进入呼吸道的药物颗粒的大小及形状则是影响肺内沉积量的重要因素。直径1～5μm的颗粒易到达呼吸道深部，小于0.5μm的微粒会随气流被呼出体外，大于8μm的颗粒只能沉积于呼吸道，这就要求气雾喷出的药粒有适当的粒径范围，以便有效地到达作用部位，脂质体肺部给药同样也面临这一问题。
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1.1 直接制备脂质体气雾剂给药
Farr，McGurk等试用磷脂乙醇液或磷脂-氯氟碳(phospholipid-chlorofluoro-carbon)混合液置于加压容器中，直接喷雾制备脂质体气雾剂，发现这种制备方法对水溶性药物(如沙丁胺醇)的包合性很差，而且制得气雾剂的喷出粒径较难控制，大多数粒径比较大，不能进入呼吸道深部。
1.2 吸入脂质体冻干粉末
吸入脂质体冻干粉末是脂质体肺部给药的又一途径，关于脂质体冻干粉末的制备技术及应用，文献上报道较多，主要是采用加入冰点保护剂冷冻干燥和喷雾干燥进行脂质体分散体的脱水，这样就解决了脂质体的长期储存稳定性问题，采用喷雾干燥工艺获得的脂质体干粉粒径较小，可适用于呼吸道给药。Kellaway等用Cromolyn脂质体干粉制剂通过干粉吸入装置肺部给药，发现粉末的吸湿性、聚集性、荷电性等都会影响药物在呼吸道内的沉积。
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1.3 脂质体混悬液雾化给药
脂质体肺部给药研究最多的是脂质体混悬液通过喷雾器(nebuliser)雾化后肺部给药。Niver，Taylor等研究表明，喷雾装置本身的功能决定了喷出粒径的大小，与脂质体的存在及粒径大小无关，但是脂质体在雾化过程中，其稳定性和粒径会发生较大的改变。
脂质体在雾化过程中的稳定性是脂质体气雾剂质量控制的一个重要指标。如果在脂质体雾化过程中药物渗漏迅速，脂质体的调节吸收作用、延长作用时间等都失去了意义。Niven等以水溶性药物CF(5，6-car-boxyfluorescein)为模型药物包封于脂质体内，研究其在雾化过程中的稳定性，发现脂质体膜材的组成不同，药物渗漏速度亦不同。此外膜流动性调节剂胆固醇的加入，大大降低了药物在雾化过程中的渗漏，使以天然豆磷脂、氢化豆磷脂为膜材包封的CF脂质体释放率分别从43.1和47.1%下降到13.0%和12.7%。
脂质体粒径是影响其稳定性的又一个重要因素。Niven等研究发现CF脂质体(粒径0.2～5μm)雾化喷出后，包封率降低了76.8%左右，而直径0.2μm的脂质体只降低了7.9%。Farr和Gilbert等也报道脂质体雾化后，粒径明显减小，平均粒径从5.7μm下降至2.9μm，0.1～0.75μm的脂质体中，0.1～0.25μm的小粒径脂质体所占的比例从37%增至91%，而粒径0.2μm左右的脂质体几乎没什么变化。Tayor等认为可能是大脂质体在喷雾过程中，由于受剪切力作用或与雾化器挡板碰撞，导致脂质体膜不同程度的破坏，磷脂碎片在与液体介质混合高速喷出的短暂时间内，有一小部分能重新形成小粒径脂质体。还可能是由于雾化过程中溶剂蒸发引起有膜渗透效应，造成脂质体粒径的减小和药物的渗漏。
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Niven等还研究了雾化过程中气流压力、温度等对脂质体稳定性的影响，其中气流压力影响较大，当气流压力在4psi时，药物在雾化过程中几乎不渗漏，当增至25psi和50psi时，药物渗漏增至60%和90%，至于温度，只要雾化时在膜材的相变温度以下，几乎没有什么影响。
2 脂质体肺部给药的靶向性及其药动学研究
由于脂质体具有类细胞结构，进人体内易被网状内皮系统(reticular endothelial system，RES)吞噬，从而激活机体的自身免疫功能。脂质体的这种被动靶向性也是其作为药物载体肺部给药的最突出特征。
2.1 脂质体肺部给药的组织靶向性及其药物动力学研究
由上已知，气雾剂喷出的雾粒粒径的大小决定其大致的沉积部位，因此可通过使用各种类型的喷雾器或调节脂质体混悬液的粘度等途径控制喷出喷粒径，使药物相对集中地沉积在肺部，不同的研究结果表明，将诸如阿糖胞苷、色苷酸钠或谷胱甘肽等的药物包入脂质体肺部给药，可延长药物在肺内的滞留时间，降低进入大循环的药物量，但并不影响药物在肺内的吸收速率常数。
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Mc Cullough等最早报道，脂质体能显著延长阿糖胞苷在肺内的释放，并降低在其它组织的分布。阿糖胞苷脂质体经气管内灌注给药后，只对肺部呈现细胞毒作用，而游离阿糖胞苷经相同途径给药后对肺、胃肠道、骨髓都产生细胞毒作用，说明脂质体不但能延长阿糖胞苷的作用时间，而且能将药物定位在靶组织。Taylor等将口服生物利用度较低的色苷酸钠(SCG)包入脂质体肺部给药，研究其体内药动学过程，发现给药25h后，SCG脂质体在人血浆中仍维持较高浓度，相当于游离SCG肺部给药8h的最高浓度，而游离药物的峰值比脂质体SCG大7倍左右，12h后血浆中已检测不出药物，说明脂质体延缓了SCG的释放，从而延长了作用时间。但必须指出的是：药物的释放速率必须与肺部药物吸收和机体的清除速率相适应，否则就不能达到有效治疗浓度和发挥药效。Liu等在研究胰岛素脂质体肺部给药时，发现胰岛素与空白脂质体的混合物和包封胰岛素的脂质体具有相同的降压作用，推测脂质体的增强药物疗效和延长作用时间还与药物与脂质体膜的结合有关。
2.2 脂质体肺部给药的细胞靶向性
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2.2.1 对巨噬细胞的靶向
脂质体体内行为的大量实验表明，在正常情况下，脂质体至少与两种蛋白同时作用，一种是所谓的调理素(opsonin)，它被吸附到脂质体表面，是脂质体被网状内皮系统巨噬细胞和血液循环中单核细胞吞噬的媒介。另一种为高密度脂蛋白，它能够除去脂质体双分子层上的磷脂分子，导致脂质体不同程度的破坏，再通过双分子层表面的调理素的媒介作用，使失去活性的脂质体和仍然包裹着的药物被RES截取。
肺泡巨噬细胞也能产生受调理素作用的补体，并且有与补体、免疫球蛋白和纤维结合蛋白等结合的受体，因而能识别脂质体、微囊或其它胶体药物载体等非自身性颗粒物，使药物有选择性地在细胞内转运。此外，肺泡还产生大量能修饰脂质体表面膜的免疫球蛋白IgA和IgG，有利于肺泡巨噬细胞对铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和其它微生物的吞噬。利用该特征可将抗生素、抗肿瘤药物靶向巨噬细胞，提高药物对细胞内感染等的疗效。细胞内鸟结核分枝杆菌(Mycobacterium avium intracellulare)感染常见于免疫缺陷病如艾滋病患者，由于游离药物不易进入被感染的细胞内，一般剂型几乎无效，而脂质体可使阿米卡星的疗效提高100倍以上。Sone等也报道免疫调节胞壁酰二肽(muramyl dipeptide)包入脂质体后大大增加了巨噬细胞的吞噬性，摄取量明显增加。
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2.2.2 对非巨噬细胞的靶向
肺泡上皮细胞是一种非吞噬性细胞，由于它表面具有各种受体，能与膜修饰的药物载体--脂体选择性结合，并将其内容物转运到自己的细胞溶质内。因此，在肺泡上皮细胞感染等病理条件下，运用这种靶向作用，尤为理想。
呼吸道合胞体病毒(Respiratory syncytial virus，RSV)感染是一种在儿童中很常见的下呼吸道感染，呼吸道上皮细胞是其主要的宿主。目前，临床上用三氮唑核苷气雾剂治疗，达不到预期的治疗效果，若改用对上皮细胞具有靶向作用的三氮唑核苷脂质体治疗，将有效地发挥其治疗作用。又如纤维囊胞症(cystic fibrosis，CF)，一种由于呼吸道细胞内的CFTR基因错误表达而致的隐性遗传病，它能引起肺部机能障碍，甚至死亡。有人曾报道用携带腺病毒(adenovirus)的媒介动物在cotton鼠内表达人的CFTR，若改用可以靶向呼吸道上皮细胞的脂质体携带，纠正其基因缺陷，将更为有效、安全。
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3 脂质体肺部给药的安全性
脂质体主要是由磷脂组成，而磷脂是肺泡表面活性剂的重要成分，早在1925年，就有负电性的二棕桐酰磷脂酚胆碱(dialmitoyl-phosphatidyl choline，DPPC)肺部给药后能很快被肺泡Ⅰ型和Ⅱ型细胞摄取的报道，80年代开始，就有人用磷脂粉末治疗新生儿呼吸道窘迫综合症。随着临床上的不断运用，其安全性的研究也越来越深入。大量不同的动物急性和长期实验都得出了同一个结论：脂质体肺部给药具有安全性。Wyde等用包封enviroxime和未包封enviroxime的脂质体经健康受试者吸入1h后，未发现任何毒副作用，进一步实验表明，由于脂质体的包封使此药对组织细胞的毒性降至1/10～1/50。又如游离谷胱甘肽在肺中清除快吸收给药后抗氧化活性强，但其脂质体在肺中清除速率降低，抗氧活性增强，吸入后可抑制氧自由基对肺的损伤。
进入呼吸道及肺部的脂质体，大多通过粘膜纤毛运动或巨噬细胞内吞等方式清除。在正常的生理条件下，粘膜纤毛以一定的速度向一定的方向自动摆动，对进入呼吸道的药物或颗粒进行非特异性清除，但其清除能力在肺部受损等病理条件下，将明显下降，巨噬细胞的内吞作用，是脂质体在肺部特有的清除方式，内吞的外源性磷脂能被再吸收利用，与肺部的内源性磷脂一起被循环更新。Gonzalez-Rothi等研究发现肺泡巨噬细胞的吞噬功能并不随脂质体浓度(1～10μmol)的增加而受影响，反映其吞噬能力的吞噬指数在一定的实验条件下基本保持不变，也未发现任何肺泡组织的病理变化和吞噬细胞形态上的改变。
4 结语
将药物包裹入脂质体后肺部给药，不仅能有效地减少药物对呼吸道和肺部的刺激性和毒性，增加药物疗效，并可使药物通过磷脂双分子层缓控释放，克服了以往气雾剂吸收快，必须频繁给药的弊病。除阿米卡星、三氮唑核苷等小分子药物外，脂质体还是胰岛素、激素免疫调节剂、基因等大分子携带入体内的有效载体，尤其是在基因工程上的运用，为其肺部给药开拓了更为广阔的前景。随着研究的进一步深入，作用机制的进一步证实，脂质体肺部给药在临床上将获得越来越广泛的应用。, http://www.100md.com
脂质体是一种定向药物载体，由于它能提高药物的疗效，增加其稳定性，减少毒副作用，所以成为人们不断研究的焦点。目前，除了脂质体的注射剂、口服制剂、滴眼剂外，用于脂质体肺部给药的气雾剂的研究也越来越多。
通过气管插管或雾化吸入等方式肺部给药，能有效地发挥药物的全身或局部治疗作用，尤其适用于胃肠道吸收差，首过效应显著的药物。因为肺组织的表面积很大(≈140m2)，能迅速吸收药物直接进入大循环，有利于提高药物的生物利用度。
1 脂质体肺部给药时的方式及其稳定性
药物肺部给药，一般认为，肺内沉积量是反映药物能否有效的发挥药效的重要指标，而进入呼吸道的药物颗粒的大小及形状则是影响肺内沉积量的重要因素。直径1～5μm的颗粒易到达呼吸道深部，小于0.5μm的微粒会随气流被呼出体外，大于8μm的颗粒只能沉积于呼吸道，这就要求气雾喷出的药粒有适当的粒径范围，以便有效地到达作用部位，脂质体肺部给药同样也面临这一问题。
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1.1 直接制备脂质体气雾剂给药
Farr，McGurk等试用磷脂乙醇液或磷脂-氯氟碳(phospholipid-chlorofluoro-carbon)混合液置于加压容器中，直接喷雾制备脂质体气雾剂，发现这种制备方法对水溶性药物(如沙丁胺醇)的包合性很差，而且制得气雾剂的喷出粒径较难控制，大多数粒径比较大，不能进入呼吸道深部。
1.2 吸入脂质体冻干粉末
吸入脂质体冻干粉末是脂质体肺部给药的又一途径，关于脂质体冻干粉末的制备技术及应用，文献上报道较多，主要是采用加入冰点保护剂冷冻干燥和喷雾干燥进行脂质体分散体的脱水，这样就解决了脂质体的长期储存稳定性问题，采用喷雾干燥工艺获得的脂质体干粉粒径较小，可适用于呼吸道给药。Kellaway等用Cromolyn脂质体干粉制剂通过干粉吸入装置肺部给药，发现粉末的吸湿性、聚集性、荷电性等都会影响药物在呼吸道内的沉积。
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1.3 脂质体混悬液雾化给药
脂质体肺部给药研究最多的是脂质体混悬液通过喷雾器(nebuliser)雾化后肺部给药。Niver，Taylor等研究表明，喷雾装置本身的功能决定了喷出粒径的大小，与脂质体的存在及粒径大小无关，但是脂质体在雾化过程中，其稳定性和粒径会发生较大的改变。
脂质体在雾化过程中的稳定性是脂质体气雾剂质量控制的一个重要指标。如果在脂质体雾化过程中药物渗漏迅速，脂质体的调节吸收作用、延长作用时间等都失去了意义。Niven等以水溶性药物CF(5，6-car-boxyfluorescein)为模型药物包封于脂质体内，研究其在雾化过程中的稳定性，发现脂质体膜材的组成不同，药物渗漏速度亦不同。此外膜流动性调节剂胆固醇的加入，大大降低了药物在雾化过程中的渗漏，使以天然豆磷脂、氢化豆磷脂为膜材包封的CF脂质体释放率分别从43.1和47.1%下降到13.0%和12.7%。
脂质体粒径是影响其稳定性的又一个重要因素。Niven等研究发现CF脂质体(粒径0.2～5μm)雾化喷出后，包封率降低了76.8%左右，而直径0.2μm的脂质体只降低了7.9%。Farr和Gilbert等也报道脂质体雾化后，粒径明显减小，平均粒径从5.7μm下降至2.9μm，0.1～0.75μm的脂质体中，0.1～0.25μm的小粒径脂质体所占的比例从37%增至91%，而粒径0.2μm左右的脂质体几乎没什么变化。Tayor等认为可能是大脂质体在喷雾过程中，由于受剪切力作用或与雾化器挡板碰撞，导致脂质体膜不同程度的破坏，磷脂碎片在与液体介质混合高速喷出的短暂时间内，有一小部分能重新形成小粒径脂质体。还可能是由于雾化过程中溶剂蒸发引起有膜渗透效应，造成脂质体粒径的减小和药物的渗漏。
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Niven等还研究了雾化过程中气流压力、温度等对脂质体稳定性的影响，其中气流压力影响较大，当气流压力在4psi时，药物在雾化过程中几乎不渗漏，当增至25psi和50psi时，药物渗漏增至60%和90%，至于温度，只要雾化时在膜材的相变温度以下，几乎没有什么影响。
2 脂质体肺部给药的靶向性及其药动学研究
由于脂质体具有类细胞结构，进人体内易被网状内皮系统(reticular endothelial system，RES)吞噬，从而激活机体的自身免疫功能。脂质体的这种被动靶向性也是其作为药物载体肺部给药的最突出特征。
2.1 脂质体肺部给药的组织靶向性及其药物动力学研究
由上已知，气雾剂喷出的雾粒粒径的大小决定其大致的沉积部位，因此可通过使用各种类型的喷雾器或调节脂质体混悬液的粘度等途径控制喷出喷粒径，使药物相对集中地沉积在肺部，不同的研究结果表明，将诸如阿糖胞苷、色苷酸钠或谷胱甘肽等的药物包入脂质体肺部给药，可延长药物在肺内的滞留时间，降低进入大循环的药物量，但并不影响药物在肺内的吸收速率常数。
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Mc Cullough等最早报道，脂质体能显著延长阿糖胞苷在肺内的释放，并降低在其它组织的分布。阿糖胞苷脂质体经气管内灌注给药后，只对肺部呈现细胞毒作用，而游离阿糖胞苷经相同途径给药后对肺、胃肠道、骨髓都产生细胞毒作用，说明脂质体不但能延长阿糖胞苷的作用时间，而且能将药物定位在靶组织。Taylor等将口服生物利用度较低的色苷酸钠(SCG)包入脂质体肺部给药，研究其体内药动学过程，发现给药25h后，SCG脂质体在人血浆中仍维持较高浓度，相当于游离SCG肺部给药8h的最高浓度，而游离药物的峰值比脂质体SCG大7倍左右，12h后血浆中已检测不出药物，说明脂质体延缓了SCG的释放，从而延长了作用时间。但必须指出的是：药物的释放速率必须与肺部药物吸收和机体的清除速率相适应，否则就不能达到有效治疗浓度和发挥药效。Liu等在研究胰岛素脂质体肺部给药时，发现胰岛素与空白脂质体的混合物和包封胰岛素的脂质体具有相同的降压作用，推测脂质体的增强药物疗效和延长作用时间还与药物与脂质体膜的结合有关。
2.2 脂质体肺部给药的细胞靶向性
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2.2.1 对巨噬细胞的靶向
脂质体体内行为的大量实验表明，在正常情况下，脂质体至少与两种蛋白同时作用，一种是所谓的调理素(opsonin)，它被吸附到脂质体表面，是脂质体被网状内皮系统巨噬细胞和血液循环中单核细胞吞噬的媒介。另一种为高密度脂蛋白，它能够除去脂质体双分子层上的磷脂分子，导致脂质体不同程度的破坏，再通过双分子层表面的调理素的媒介作用，使失去活性的脂质体和仍然包裹着的药物被RES截取。
肺泡巨噬细胞也能产生受调理素作用的补体，并且有与补体、免疫球蛋白和纤维结合蛋白等结合的受体，因而能识别脂质体、微囊或其它胶体药物载体等非自身性颗粒物，使药物有选择性地在细胞内转运。此外，肺泡还产生大量能修饰脂质体表面膜的免疫球蛋白IgA和IgG，有利于肺泡巨噬细胞对铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和其它微生物的吞噬。利用该特征可将抗生素、抗肿瘤药物靶向巨噬细胞，提高药物对细胞内感染等的疗效。细胞内鸟结核分枝杆菌(Mycobacterium avium intracellulare)感染常见于免疫缺陷病如艾滋病患者，由于游离药物不易进入被感染的细胞内，一般剂型几乎无效，而脂质体可使阿米卡星的疗效提高100倍以上。Sone等也报道免疫调节胞壁酰二肽(muramyl dipeptide)包入脂质体后大大增加了巨噬细胞的吞噬性，摄取量明显增加。
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2.2.2 对非巨噬细胞的靶向
肺泡上皮细胞是一种非吞噬性细胞，由于它表面具有各种受体，能与膜修饰的药物载体--脂体选择性结合，并将其内容物转运到自己的细胞溶质内。因此，在肺泡上皮细胞感染等病理条件下，运用这种靶向作用，尤为理想。
呼吸道合胞体病毒(Respiratory syncytial virus，RSV)感染是一种在儿童中很常见的下呼吸道感染，呼吸道上皮细胞是其主要的宿主。目前，临床上用三氮唑核苷气雾剂治疗，达不到预期的治疗效果，若改用对上皮细胞具有靶向作用的三氮唑核苷脂质体治疗，将有效地发挥其治疗作用。又如纤维囊胞症(cystic fibrosis，CF)，一种由于呼吸道细胞内的CFTR基因错误表达而致的隐性遗传病，它能引起肺部机能障碍，甚至死亡。有人曾报道用携带腺病毒(adenovirus)的媒介动物在cotton鼠内表达人的CFTR，若改用可以靶向呼吸道上皮细胞的脂质体携带，纠正其基因缺陷，将更为有效、安全。
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脂质体主要是由磷脂组成，而磷脂是肺泡表面活性剂的重要成分，早在1925年，就有负电性的二棕桐酰磷脂酚胆碱(dialmitoyl-phosphatidyl choline，DPPC)肺部给药后能很快被肺泡Ⅰ型和Ⅱ型细胞摄取的报道，80年代开始，就有人用磷脂粉末治疗新生儿呼吸道窘迫综合症。随着临床上的不断运用，其安全性的研究也越来越深入。大量不同的动物急性和长期实验都得出了同一个结论：脂质体肺部给药具有安全性。Wyde等用包封enviroxime和未包封enviroxime的脂质体经健康受试者吸入1h后，未发现任何毒副作用，进一步实验表明，由于脂质体的包封使此药对组织细胞的毒性降至1/10～1/50。又如游离谷胱甘肽在肺中清除快吸收给药后抗氧化活性强，但其脂质体在肺中清除速率降低，抗氧活性增强，吸入后可抑制氧自由基对肺的损伤。
进入呼吸道及肺部的脂质体，大多通过粘膜纤毛运动或巨噬细胞内吞等方式清除。在正常的生理条件下，粘膜纤毛以一定的速度向一定的方向自动摆动，对进入呼吸道的药物或颗粒进行非特异性清除，但其清除能力在肺部受损等病理条件下，将明显下降，巨噬细胞的内吞作用，是脂质体在肺部特有的清除方式，内吞的外源性磷脂能被再吸收利用，与肺部的内源性磷脂一起被循环更新。Gonzalez-Rothi等研究发现肺泡巨噬细胞的吞噬功能并不随脂质体浓度(1～10μmol)的增加而受影响，反映其吞噬能力的吞噬指数在一定的实验条件下基本保持不变，也未发现任何肺泡组织的病理变化和吞噬细胞形态上的改变。
4 结语
将药物包裹入脂质体后肺部给药，不仅能有效地减少药物对呼吸道和肺部的刺激性和毒性，增加药物疗效，并可使药物通过磷脂双分子层缓控释放，克服了以往气雾剂吸收快，必须频繁给药的弊病。除阿米卡星、三氮唑核苷等小分子药物外，脂质体还是胰岛素、激素免疫调节剂、基因等大分子携带入体内的有效载体，尤其是在基因工程上的运用，为其肺部给药开拓了更为广阔的前景。随着研究的进一步深入，作用机制的进一步证实，脂质体肺部给药在临床上将获得越来越广泛的应用。, http://www.100md.com