神经胶质瘤化疗药物靶向控释系统中的有机纳米载体应用进展

王萍 ，孙荣欣，田杰，谭国鹤，刘斯佳

(1 广西医科大学，广西南宁，530021；2 河南轻工职业学院)

神经胶质瘤是中枢神经系统中最常见的恶性肿瘤，约占颅内肿瘤的60%左右，具有高发病率、低治愈率、高病死率等特点[1～3]。目前临床尚无有效治疗方法，患者5年生存率仍然低于5%。化疗药物无法有效血脑屏障(BBB)到达肿瘤组织内发挥作用[4，5]。神经胶质瘤患者的BBB 完整性受损，形成存在微弱高通透性和滞留效应[6]的血-脑瘤屏障(BBTB)，严重阻碍化疗药物的有效渗透。纳米载体是连接原子或分子结构与宏观材料的有效桥梁，也是具有高度潜力的药物递释系统之一。有机纳米材料具有可控尺寸、比表面积较大、表面易被修饰、具有高通透性和滞留效应、可生物降解以及生物相容性良好等优点；既可携带亲水或疏水的药物，也可以包裹药物分子使其免于降解以延长药物代谢动力学时间，同时减少其毒副作用；此外，表面可进行水化或类固醇修饰等各种修饰，进而提高有机纳米载体在血液循环中的半衰期[7]；或者在其表面修饰一些针对在血脑屏障特异性表达的受体的内源性分子，如转铁蛋白、乳铁蛋白或抗转铁蛋白受体抗体(OX26)，可显著提高有机纳米载体的血脑屏障通过率和肿瘤组织靶向性[8,9]。因此，有机纳米材料是目前神经胶质瘤靶向控释系统的理想药物载体。脂质体、聚合物胶束、纳米乳、壳交联纳米颗粒、大分子共轭纳米颗粒、基于蛋白质及聚合物纳米颗粒和基于脂质复合物及人工合成的纳米多聚物是常用的有机纳米材料。现将神经胶质瘤化疗药物靶向控释系统中有机纳米载体的应用情况综述如下。

1 脂质体

脂质体是由亲脂-亲水两性分子形成的、与细胞膜类似的双层结构，直径50 nm～5 μm，其双层主要由天然或合成的胆固醇与磷脂组成，两者比例的变动可调节其释放动力学效应。用脂质体做为药物载体进行神经胶质瘤的治疗，可提高药物对BBB的渗透性和在肿瘤组织内的积聚。其中最常被研究的药物是化疗药物阿霉素(DOX)。Chen等[8]将阿霉素装载在乳铁蛋白修饰的脂质体中制成阿霉素乳铁蛋白-脂质体(DOX-Lf-PCL)，发现其能明显促进阿霉素在胶质瘤细胞C6中的积累，并能明显延长患有神经胶质瘤大鼠的中位生存时间。Gao等[9]通过将装载DOX的脂质体与叶酸和转铁蛋白结合形成双重靶向DOX脂质体，体内显示其可以跨越BBB运输，主要分布在脑神经胶质瘤中，显示出良好的肿瘤抑制效果。

脂质体还可包裹其他化疗药物或基因以用来治疗神经胶质瘤。Sun等[10]研发了一种用血管紧张素Ⅱ修饰的阳离子脂质体(ANG-CLP), 将编码人肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体的治疗基因和紫杉醇共同递送到神经胶质瘤中，在降低对其它正常脑细胞的毒性的同时，可选择性地诱导U87MG神经胶质细胞的凋亡。Charest等[11]也发现包裹在脂质体的肿瘤化疗药物奥沙利铂能特异性地在神经胶质瘤中聚集，并具有较好的抗癌活性。

2 聚合物胶束

聚合物胶束是由水相中的两亲性二嵌段共聚物自发缔合而产生的。它含有亲水性的机构，暴露在外面，而疏水部分隐藏在可溶解亲脂性药物的内芯区域中，这可为疏水性药物如洛莫司汀、替莫唑胺和5-氟尿嘧啶等提供天然的载体环境，同时外部亲水壳可保护这些被包封的药物，延长其在血液中的循环时间。聚合物胶束做为药物载体，具有选择靶向性、与宿主高度相容性、抑制P-糖蛋白等特性。

环状精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(cRGD)多肽常用于靶向人神经胶质细胞瘤(U87MG)中过表达的受体分子。Zhan等[12]制备了封装紫杉醇的环状精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-聚乙二醇-嵌段-聚乳酸胶束，即c(RGDyK)-PEG-PLA-PTX，使用U87MG胶质母细胞瘤裸鼠进行观察，发现静脉给药后c(RGDyK)-PEG-PLA组的PTX在神经胶质瘤中药物浓度分布更大，因而产生的抗胶质瘤活性也更高。Miura等[13]通过使用带有cRGD配体分子的铂抗癌药物聚合物胶束，在U87MG人成胶质细胞瘤的原位小鼠模型中，也实现了对U87MG肿瘤的高效药物递送，实验结果表明该聚合胶束能更好地从血管渗透进入肿瘤实质内，产生了更明显的抗肿瘤效果。

除了cRGD肽，其它多肽或配体也常用于修饰聚合物胶束的靶向治疗神经胶质瘤实验。Wang等[7]成功制备了聚山梨醇酯80修饰的聚ε-己内酯-聚乙二醇- 聚ε-己内酯(PCEC)胶束将PTX向脑内靶向递送，发现可以使得脑内紫杉醇浓度明显升高，并对C6胶质瘤细胞呈现出明显的抗肿瘤作用。

3 纳米乳

纳米乳是一种透明或半透明的油水均相分散体，主要由微小油滴(10～100 nm)均匀地分散在水溶液中形成.与不稳定的分散体相比，纳米乳具有更稳定的热动力性；与其它简单的胶束相比，水油纳米乳系统能将疏水性药物与油相混合，从而提高药物的溶解度、渗透性和稳定性；此外，纳米乳中的小油滴与肿瘤细胞具有更强的亲和力，有利于把药物靶向运输到肿瘤部位。具有靶向递释功能的纳米乳可代替不稳定的囊泡和脂质体，用做研制纳米粒胶囊的初始物。Gaoe等[14]用纳米乳来包封多西紫杉醇制成多西紫杉醇纳米乳剂(DNE),DNE可主动靶向神经胶质瘤生长部位，从而有效延长胶质瘤小鼠的中位生存期。Amiji等[15]用PTX和凋亡信号分子C6-神经酰胺制备了纳米乳液制剂，通过联合治疗，发现明显增强对脑神经胶质瘤细胞毒性作用，促进U-118细胞的凋亡。Najlah等[16]用20%的亚油酸和20%的脂肪乳剂作为载体输送PTX，结果显示它们都明显降低了U87-MG细胞的存活率，而对正常神经胶质细胞毒性则较小。

4 壳交联纳米颗粒

核壳结构纳米颗粒是一种由双亲嵌段共聚物在溶液中自组装形成的球形核壳结构纳米颗粒，通过对纳米颗粒的内部或表面进行交联反应，模仿球形蛋白结构，从而发挥更高稳定性。而壳交联纳米颗粒是纳米粒通过壳内交联和壳表面交联形成的。由于这种纳米颗粒的分子链间不存在化学键，在密度和流动性方面有很好的可塑性，可有助于提高渗透性，其壳表面通过交联形成了类似膜一样的网状结构、并包裹着核，就产生了足够的稳定性，还可以提高药物的负载量，因此在医学方面尤其是在治疗神经胶质瘤的药物递释治疗中有巨大的潜力。

Yu 等[17]用cRGD多肽配体通过生物共轭热交联到超顺磁性氧化铁纳米粒子(TCL-SPION)表面，制成可装载抗癌药物DOX的壳交联纳米粒，与cRGD多肽配体的纳米粒相比，壳交联配体的纳米粒对神经胶质瘤U87MG细胞显示出更高的抑制效应。Kumar等[18]通过原子转移自由基聚合制备了ABC型(PEG-PHEMA-PCMA)结构的共聚物，发现壳交联PEG-PHEMA-PCMA胶束有良好的血液稳定性和肿瘤靶向能力，也能特异性地在神经胶质瘤组织中长时间地积累。Lee等[19]还通过聚离子络合和京尼平交联制备了二硫键可切割的壳交联聚合物纳米凝胶，提高了抑制U-87MG细胞增殖能力的作用。

5 大分子共轭纳米颗粒

用于药物靶向递释的大分子共轭纳米颗粒通常由靶向配体、药物和载体共轭连接而形成，与传统的化疗药物相比，增强了药物对肿瘤部位的靶向定位，减少了化疗药物的不良反应，还能起到控释作用，最终提高药物的生物利用度。

Zhang等[20]用cRGD修饰的PEG化聚酰胺(PAMAM)树状聚合物与DOX通过酸敏感顺式-丙酮连接共轭(RGD-PPCD)形成神经胶质瘤靶向治疗的大分子共轭纳米颗粒，显示出显著延长的药物半衰期，更特异性地积聚在脑神经胶质瘤组织中，最终有效地延长了小鼠的平均存活时间。Huang等[21]利用氯毒素(CTX)能选择性地与神经胶质瘤特异性表达受体结合的特点，将PEG共价连接到PAMAM，从而研制出大分子共轭纳米颗粒PAMAM-PEG-CTX。实验发现，与PAMAM和PAMAM-PEG相比，PAMAM-PEG-CTX结合C6胶质瘤细胞的能力显著增强，能将外源基因更好地靶向递释到胶质瘤组织中，大大延长了小鼠的存活时间。Laquintana等[22]构建了转运蛋白(TSPO)修饰的聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)，将其装载亲水性抗肿瘤药物5-氟尿嘧，制成肿瘤靶向纳米给药系统，观察其C6胶质瘤细胞的体外毒性研究，结果表明，装载5-FU的PLGA-TSPO大分子共轭纳米颗粒显著增强了对肿瘤细胞的毒性。

6 基于蛋白质及聚合物的纳米颗粒

基于蛋白质及聚合物的纳米粒子指具有刚性芯的胶体颗粒，主要由分散的聚合物或脂质基质制成，或由稳定的药物纳米晶体制成。Kumari等[23]通过溶胶-油法制备了载有替莫唑胺(TMZ)的乳铁蛋白(Lf)纳米颗粒(TMZ-LfNPs)，研究发现，TMZ-LfNPs治疗后，肿瘤体积明显减少，肿瘤细胞凋亡明显增加，神经胶质瘤小鼠模型的存活时间得到延长。Lin等[24]则以白蛋白纳米颗粒为载体，表面修饰细胞穿透肽LMWP以增强血脑屏障的穿透性，核内装载疏水性药物(如PTX和芬维A胺)构成靶向神经胶质瘤药物递释系统，同时白蛋白纳米颗粒可通过gp60介导的仿生运输机制，穿透BBB和靶向神经胶质瘤细胞，结果在皮下和颅内胶质瘤模型中都取得了良好的治疗效果。

基于高分子聚合物的纳米颗粒是由不同类型的、可生物降解的天然或合成高分子聚合物制备而成的纳米粒子，粒径1 ～1 000 nm。Sawyer等[25]用PLGA纳米颗粒作为载体负载喜树碱(CPT)发现通过对流增强递送(CED)立体定向递送的CPT-PLGA高分子聚合物纳米颗粒明显改善了颅内神经胶质瘤大鼠的存活时间。同样，这类高分子聚合纳米颗粒也可以作为基因治疗的载体。Zhan等[26]成功制备了新的基因载体-聚乙二醇-聚乙烯亚胺(PEG-PEI), 能显著提高其与U87的亲和力，促进治疗基因靶向递送到脑内神经胶质瘤组织中，延长颅内荷瘤裸鼠的平均生存时间。

7 基于脂质复合物和人工合成的纳米多聚物

基于脂质复合物和人工合成的纳米多聚物是指核酸(DNA/RNA)和阳离子脂质或聚合物之间的复合物，当PEG化后分别称为聚乙二醇化脂质复合物和聚离子复合胶束，可用于肿瘤细胞的基因转染治疗。da Cruz MTG等[27]用不同的阳离子脂质体制剂通过改变与1,2-二油酰基三甲胺丙烷甲基硫酸盐( DOTAP)相关的辅助脂质(二油酰磷脂酰乙醇胺和胆固醇)或二者混合物的性质，将DNA转移到C6胶质瘤细胞中，与普通脂质复合物相比，其在神经胶质瘤内的基因转染率明显增强。Driessen等[28]用磷脂共价连接肽类似物构造了基于脂质复合物的基因递释载体，靶向趋化因子受体CXCR4+细胞，使用表达CXCR4的转化大鼠神经胶质瘤细胞系(RG2)，观察转染活性，结果表明只有肽靶向的脂质体复合物能使基因转染成功。

聚离子复合胶束也常用作神经胶质瘤靶向递药系统的载体。Jeong等[29]合成甲氧基PEG(mPEG)移植的壳聚糖(CP)，以制备基于聚阳离子络合物的包封全反式视黄酸(ATRA)的聚合胶束，发现其比单独的ATRA能更有效地抑制肿瘤细胞的迁移作用。Liu等[30]开发了用环RGD修饰的聚离子复合纳米胶束，即c(RGDfC)聚离子复合胶束，在体外可选择性地黏附并抑制胶质瘤细胞增殖，在大鼠模型的体内也能选择性诱导神经瘤细胞的凋亡。

综上所述，有机纳米材料在治疗神经胶质瘤中拥有独特优势，可渗透BBB、BBTB，提高治疗效果。脂质体、聚合物胶束、纳米乳、壳交联纳米颗粒、大分子共轭纳米颗粒、基于蛋白质及聚合物纳米颗粒和基于脂质复合物及人工合成的纳米多聚物等是常用的经胶质瘤靶向控释系统应用的有机纳米载体。但纳米药物仍存在脑靶向递释效率低、组织选择性差、脑内递药后在组织或细胞中的具体分布情况还不够明确等问题。且有机纳米材料负载药物的同时要考虑其系统的抗稀释性、抗溶血性和稳定性等因素。

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