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2018年10月,全球第一款RNA藥物onpattro?獲批上市,這是諾貝爾獎成果從概念走向?qū)嶋H治療用途的一個里程碑。多年來的技術(shù)發(fā)展和積累,核酸藥物作為新一代治療方法初露崢嶸,隨著mRNA疫苗的獲批,RNA藥物進入蓬勃發(fā)展期。
為了確保這些RNA分子能夠有效地進入細胞并發(fā)揮作用,脂質(zhì)納米粒功不可沒。它可以保護RNA分子不被體內(nèi)酶分解,將其輸送到體內(nèi)特定部位。脂質(zhì)納米粒的成分通常包括膽固醇、輔助磷脂(DSPC,DOPE等)、聚乙二醇化脂質(zhì)(DMG-mPEG20000,DSPE-mPEG2000以及陽離子脂質(zhì)(DOTAP,DOTMA,D-Lin-MC3-DMA等)。
脂質(zhì)體,作為脂質(zhì)納米粒的前身。它們是由磷脂雙分子層自發(fā)形成的封閉小囊泡,與細胞膜結(jié)構(gòu)相似,可以模擬細胞膜的性質(zhì)。脂質(zhì)體于20世紀60年代被Bangham等人發(fā)現(xiàn),最初是用作研究細胞膜結(jié)構(gòu)和功能的簡便模型,隨著技術(shù)的進步和更深入的研究,脂質(zhì)體逐漸發(fā)展為一種潛在的藥物遞送載體。由于其兩親性的結(jié)構(gòu),脂質(zhì)體可以攜帶多種不同的藥物。親水性藥物可以封閉在脂質(zhì)體的水性內(nèi)部區(qū)域,而疏水性藥物可以包裹在脂雙層的烴鏈區(qū)域中,如下圖。
用于藥物遞送的脂質(zhì)體主要由各類磷脂和膽固醇構(gòu)成,其中磷脂(甘油磷脂和鞘磷脂)是其基本骨架。甘油磷脂是以甘油為骨架的脂質(zhì),鞘磷脂是以鞘氨醇為骨架的脂質(zhì),下圖是甘油磷脂和鞘磷脂的基本結(jié)構(gòu)。
甘油磷脂結(jié)構(gòu)示意圖
鞘磷脂結(jié)構(gòu)示意圖
注:R1和R2可以是飽和脂肪酸或不飽和脂肪酸,如月桂酸、棕櫚酸、油酸、芥酸等。R3在不同的pH值下可以是中性的磷脂酰膽堿(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE),也可以是負荷電的磷脂酰絲氨酸(PS)、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酸(PA)、磷脂酰甘油(PG)。
膽固醇是一種兩親性中性脂質(zhì),可以調(diào)節(jié)脂質(zhì)雙分子層的流動性,通過增加脂質(zhì)體的穩(wěn)定性,減少藥物的泄露,起到延長和控制藥物釋放的作用。
除了磷脂和膽固醇,脂質(zhì)體還可以添加多糖(如寡聚糖、殼聚糖、透明質(zhì)酸)和表面活性劑等膜材料,以提高脂質(zhì)體的穩(wěn)定性并調(diào)控藥物的釋放。
根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)和性能,脂質(zhì)體可以分為單層脂質(zhì)體、多層脂質(zhì)體和多囊脂質(zhì)體等類型。此外,根據(jù)脂質(zhì)體所帶電荷,可以分為陽離子脂質(zhì)體(如DOTAP)、陰離子脂質(zhì)體(如DOPS)和中性脂質(zhì)體(如DSPE)。根據(jù)不同的功能,還有長循環(huán)脂質(zhì)體、糖基修飾脂質(zhì)體、熱敏脂質(zhì)體、pH敏感脂質(zhì)體、免疫脂質(zhì)體、磁性脂質(zhì)體和彈性脂質(zhì)體等。
脂質(zhì)體屬于熱不穩(wěn)定體系,容易出現(xiàn)藥物泄露和降解等問題。為了實現(xiàn)靶向治療,穩(wěn)定性是脂質(zhì)體不可或缺的因素。脂質(zhì)體的穩(wěn)定性包括物理穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和生物穩(wěn)定性。物理穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性通常是指脂質(zhì)體制劑在一定時間內(nèi)保持其特性的能力。磷脂容易發(fā)生化學降解反應,如酯鍵水解和不飽和酰基鏈的過氧化反應,這些現(xiàn)象會影響脂質(zhì)體制劑的長期穩(wěn)定性。另外,為了保持脂質(zhì)體囊泡結(jié)構(gòu)的完整,需要平衡脂質(zhì)體內(nèi)部和脂質(zhì)體之間的各種相互作用力。選擇飽和磷脂或低飽和度的磷脂、合適的雙層濃度、適當?shù)木彌_液種類,以及添加抗氧化劑、金屬螯合劑和冷凍保護劑等都可以增加脂質(zhì)體的穩(wěn)定性。
生物穩(wěn)定性指的是在血清蛋白存在的情況下,脂質(zhì)體能夠保持其完整性。在血液中,脂質(zhì)體與血清蛋白結(jié)合后,會發(fā)生調(diào)理作用,導致脂質(zhì)體被快速清除。為了增強生物穩(wěn)定性,可以添加聚乙二醇(PEG)等物質(zhì)來避免調(diào)理作用,延長脂質(zhì)體在血液中的循環(huán)時間。
脂質(zhì)體在結(jié)構(gòu)上與生物膜相似,具有很好的生物相容性,脂質(zhì)體作為藥物載體,具有以下優(yōu)勢:
1. 可以攜帶不同種類的藥物/基因:脂質(zhì)體特殊的雙分子層結(jié)構(gòu),可以封閉和保護多種不同類型的藥物和基因,包括水溶性和脂溶性藥物。
2. 具有不同途徑給藥的潛力:脂質(zhì)體可以通過不同的途徑進行給藥,包括口服、注射、局部應用等,可以根據(jù)具體需要選擇最適合的給藥途徑。
3. 防止化學和生物降解:脂質(zhì)體與細胞膜結(jié)構(gòu)相似,可以保護藥物免受化學和生物降解的影響,延長藥物的半衰期,提高藥物的穩(wěn)定性和生物利用度。
4. 降低藥物的非特異性副作用和毒性:脂質(zhì)體可以將藥物封閉在內(nèi)部,減少藥物對非靶向組織的影響,降低非特異性副作用和毒性,提高藥物的療效和治療指標。
5. 多功能性的化學修飾和靶向能力:脂質(zhì)體可以進行化學修飾,通過附著特定的配體或功能基團實現(xiàn)靶向效果,提高藥物的靶向性和選擇性。
6. 生物降解、無毒材料相容:脂質(zhì)體可以與可生物降解且無毒的材料相容,減少對人體的不良影響。
由于脂質(zhì)體具有良好的生物相容性、無毒性和多樣化的藥物攜帶能力,脂質(zhì)體在藥物遞送系統(tǒng)中具有廣泛的應用前景。Doxil的研究成功,鼓舞了脂質(zhì)體載藥體系的研究與開發(fā),因而脂質(zhì)體被廣泛應用于各大疾病治療領域。
脂質(zhì)體在藥物遞送領域中最主要的應用是癌癥治療。癌癥是一種身體健康細胞失控分裂的疾病,被認為是本世紀的一大醫(yī)學挑戰(zhàn)。通常來講,腫瘤部位的血管通透性通常更高,脂質(zhì)體可以通過毛細血管上皮細胞靶向進入腫瘤組織,此外,脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)具有高度的靈活性,可以修飾各種聚合物和配體等,提高穩(wěn)定性的同時實現(xiàn)更好的靶向效果。脂質(zhì)體能夠攜帶具有不同物理化學特性的藥物,因此被認為是納米醫(yī)學中藥物遞送和癌癥治療的理想選擇。在癌癥治療領域,脂質(zhì)體載藥體系顯示出了巨大的潛力。多年來,隨著研究的深入,脂質(zhì)體作為抗腫瘤藥物載體的治療途徑和方法也越來越廣泛,目前已有一些用于癌癥治療的藥物如Marqibo?(長春新堿)、力樸素(紫杉醇)和Onivyde?(伊立替康)等。
另一個重要的應用領域是抗真菌治療。真菌感染對人類健康構(gòu)成越來越大的威脅,尤其對于免疫缺陷人群,侵襲性真菌感染的發(fā)病率和死亡率尤為突出。生物膜作為真菌的天然屏障,會影響抗真菌藥物對菌體的作用,降低藥物的攝取,使得抗真菌藥物難以發(fā)揮效用。脂質(zhì)體作為藥物載體具有良好的生物相容性,可以降低藥物的毒副作用。與生物膜相似的結(jié)構(gòu)能夠與微生物細胞質(zhì)膜融合,將高濃度的藥物釋放到細胞膜或細胞質(zhì)中,實現(xiàn)更高效的輸送和避免藥物外排。目前用于抗真菌治療的藥物有兩性霉素B類脂質(zhì)體,如Ambisome?、Abelcet?和Amphotec?等。
除了癌癥治療和抗真菌治療,脂質(zhì)體在其他領域也有廣泛的應用。例如在眼部疾病治療中,使用脂質(zhì)體載藥體系治療眼部感染。此外,脂質(zhì)體還可用于抗瘧疾治療、制備脂質(zhì)體疫苗(如流感疫苗)、克服生物屏障(如血腦屏障,治療阿爾茨海默?。┑确矫嫒〉昧瞬诲e的成果。
然而,脂質(zhì)體的大規(guī)模生產(chǎn)一直面臨挑戰(zhàn),且成本較高,這導致脂質(zhì)體在市場上的定位偏高。盡管如此,隨著科學技術(shù)的進步,人們對脂質(zhì)體和納米醫(yī)學作為藥物遞送系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展的期望依然很高。
蘇州昊帆生物股份有限公司成立于2003年,專注于縮合劑、多肽藥物、抗體偶聯(lián)藥物的雙官能試劑以及脂質(zhì)體膜材等領域。在脂質(zhì)體領域,本公司可以為脂質(zhì)體科研工作者提供種類豐富的各類磷脂試劑和相關膜材,歡迎來電垂詢(具體產(chǎn)品見表1)。
表1 昊帆的脂質(zhì)體膜材產(chǎn)品
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