摘要
脂质体注射剂是应用纳米技术增强药物治疗效果并降低药物毒性最成功的注射剂之一,自第1个载有阿霉素的脂质体注射剂上市以来,涉及脂质体的新技术与新产品不断涌现。本文总结了Stealth脂质体技术和阳离子脂质体技术的原理与研究进展,从制剂学角度分析了已经上市的脂质体产品的结构功能特性与临床应用优势,介绍了当前新型脂质体的研究热点,以及分析了国内外脂质体注射剂的监管现状,以期为脂质体注射剂的研发、临床转化和监管提供理论参考。
纳米脂质体是第1个被成功应用于临床的纳米药物递送系统,它是由天然无毒的磷脂和胆固醇等脂质分子通过有序排列形成的含有水性核心和脂质双层的球型囊泡。1965年,Alec Bangham首次将脂质体作为研究生物膜的模型提出,而后因其具有粒径可塑、生物相容性好、毒性和免疫原性低等优点,以及可负载亲水性和疏水性药物的能力,脂质体从最初的人造细胞模型演变为如今成功应用于临床的药物递送系统,在制药领域受到越来越广泛的关注。据统计,1973年至2015年间FDA受理了359项纳米制剂产品申请(包括IND、NDA和ANDA),其中占比最高的是脂质体(33%),其二为纳米晶(23%

图1 脂质体的分类与结构示意
由于血浆中调理素的作用以及网状内皮系统(RES)的摄取,第1代传统脂质体在注射后容易被快速清除,因此许多新型脂质体技术通过调节传统脂质体的脂质组成、结构、电荷等特性来改变药物的药代动力学和体内生物分布特征。目前有两种新型脂质体技术开发得较为成熟并且已有相应的产品上市,分别是Stealth脂质体技术和阳离子脂质体技术。
早期的Stealth技术是指在传统脂质体表面掺入二硬脂酰磷脂酰乙醇胺的聚乙二醇化衍生物(DSPE-mPEG2000),使其交错重叠形成一定的空间位阻,该衍生物的高亲水性和柔韧性会干扰脂质体与血浆蛋白之间的疏水相互作用,从而减少RES对脂质体的吸收,即发挥了隐形效果,实现脂质体在体内的长循环功能,通常该脂质体被称为长循环脂质体或隐形脂质体。此外,由于肿瘤脉管系统的渗漏性质,具有长循环特性的纳米制剂能够通过增强的渗透和滞留效应(EPR)被动地靶向肿瘤组
运用Stealth技术开发出了全球首个抗肿瘤脂质体产品Doxi
然而现在有一些研究报道了PEG化脂质体存在“加速血液清除”(ABC)现象,对同一受试者多次注射PEG化脂质体后,它会与脾脏产生的抗PEG IgM抗体结合激活补体系统,被补体C3片段快速调理后由Kupffer细胞从体循环中清
随着脂质体技术的不断发展,研究者们致力于开发新型的合成脂质以提高脂质体的载药能力,于是阳离子脂质应运而生,用于有效装载带负电的药物,尤其是对于核酸药物的递送备受关注。常用的永久带电的阳离子脂质有3类:单价阳离子脂质DOTAP、DOTMA、DIMRIE和DOTIM,多价阳离子脂质DOGS和DOSPA,阳离子胆固醇衍生物DC-Chol和BGTC(

图2 阳离子脂质的分类
永久带电的阳离子脂质的缺陷在于它会通过激活Toll样受体4(TLR4),刺激产生炎性因子IL-6和TNF-α,从而引发免疫反应。目前的解决方法是着力于开发不饱和的可电离的阳离子脂质,将可质子化的胺基作为头基,用不饱和酰基链提高转染效

图3 可电离阳离子脂质的结构
全球首个siRNA药物Onpattr
由于肝脏不连续脉管系统的内在蓄积,阳离子脂质体已被证明可有效治疗肝脏相关疾病(如hATTR和脂质代谢疾病),而对于肝外递送,靶向配体的修饰是较有希望的研究方向。Chen
*已撤市。HSPC:氢化大豆磷脂酰胆碱;DSPE-PEG:二硬脂酰磷脂酰乙醇胺的PEG化衍生物;EPC:蛋黄磷脂酰胆碱;DSPC:二硬脂酰磷脂酰胆碱;DOPC:二油酰磷脂酰胆碱;DPPG:二棕榈酰磷脂酰甘油;POPC:1-棕榈酰基-2-油酰基-卵磷脂;DOPS:二油酰基磷脂酰丝氨酸;DSPG:二硬脂酰磷脂酰甘油;DMPC:二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱;DMPG:二肉豆蔻酰磷脂酰甘油;DEPC:二芥酰磷脂酰胆碱;EPG:蛋黄磷脂酰甘油;DOPE:二油酰基磷脂酰乙醇胺;MC3:二油甲基-4-二甲基氨基丁酸酯;PEG2000-C-DMG:1-甲氧基聚乙二醇2000-2,3-二肉豆蔻酰甘油。
盐酸阿霉素脂质体Doxi
另一个蒽环类药物是柔红霉素柠檬酸盐脂质体DaunoXom
阿糖胞苷脂质体DepoCy
阿糖胞苷和柔红霉素的复方脂质体Vyxeo
长春新碱是细胞周期阶段特异性化疗药物,长时间在肿瘤部位暴露有效浓度阈值以上对于其治疗效果至关重要。长春新碱脂质体Marqib
伊立替康是天然生物碱喜树碱的水溶性半合成类似物,其化学结构在酸性条件下为具有抗肿瘤活性的内酯形式,而在生理条件下为无活性的羧酸盐形式。伊立替康脂质体Onivyd
力扑素(紫杉醇脂质体注射液)是国内外第1个上市的紫杉醇脂质体产品,通过薄膜分散法和冷冻技术制备,使用脂质体载药而避免使用聚氧乙烯蓖麻油和无水乙醇复合溶媒,成功解决了紫杉醇溶解度低、毒性大以及溶质引起超敏反应这三大问
注射用两性霉素B脂质体冻干粉Ambisom
随着全基因组测序的进步以及完整核苷酸序列数据库的建立,核酸药物的研发愈发受人们关注,有希望通过抑制起始基因的表达对抗当前无法治愈的疾病,但核酸所涉及的沉默效率、脱靶、稳定性和递送载体方面仍是技术难题,尤其是较大的相对分子质量(约13.5 kD)和高负电荷性质导致常用的递送技术无法适用,Onpattr
首个治疗非转移性骨肉瘤的药物Mepac
目前脂质体注射剂的临床应用面临许多挑战,首先EPR效应的临床异质性导致脂质体在肿瘤中的蓄积产生较大的可变性,其次肿瘤细胞外基质产生的物理屏障限制了脂质体载体从肿瘤血管周围空间的渗透,此外尽管脂质体药物在肿瘤中的蓄积明显增加,但能从载体中释放出的药物量较少,疗效受到了限制。因此为了更有效地调控脂质体药物在病灶部位的富集与释放,许多新型的脂质体被开发出来。
在脂质体表面结合一些功能性配体如抗体、多肽、蛋白质和碳水化合物等,可以使脂质体被过量表达相应受体的细胞选择性地吸收,以此提高药物在病灶部位的蓄积并减少脱靶毒性从而改善治疗效果。例如许多肿瘤细胞中会过表达叶酸受体(FAR)和转铁蛋白受体(TfR),相应的配体可以与这些受体特异性结合以实现主动靶向功能。Gazzano
免疫脂质体(IL)是抗体或抗体片段偶联的脂质体,旨在选择性地靶向表达抗原的细胞,与抗体-药物偶联物(ADC)相比,IL具有更大的载药量,另外它还可用于免疫测定、免疫治疗和成像。但由于不良的药代动力学和免疫原性,IL的体内性能有限,新一代的免疫脂质体将抗体的靶标特异性与PEG的空间稳定性相结合产生长循环的免疫脂质
目前越来越多主动靶向的脂质体已被报道表现出一定的靶向性和增强的抗肿瘤活性,但临床转化过程中仍有许多问题待解决,包括疾病相关的解剖学和生理学障碍、靶标可及性、制剂稳定性和体内重复性等因素,不过不可否认的是,为了提高脂质体的应用效果主动靶向是脂质体注射剂未来发展的重要方向。
大量研究报道使用特殊脂质成分或表面修饰物制备的脂质体通过外部刺激(如温度、超声、电磁和光)或内部刺激(如pH和酶)可以控制药物在特定部位释放,实现更精准的治疗。
早期的热敏脂质体(TSL)释药完全依赖于脂质双层渗透性的增加,这是由于在加热至高于脂质混合物的平均相变温度时脂质双层可以从固体凝胶相转变为液晶相,但缺点是释药缓慢并且最多仅释放70%。Celsion公司的ThermoDox(阿霉素热敏脂质体)是第1种可用于临床的热敏脂质体制剂,它由二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)、单硬脂酰磷脂酰胆碱(MSPC)和DSPE-PEG组成,物质的量比为86∶10∶4,其中MSPC是溶血磷脂,在加热至相变温度时脂质双层上会形成孔隙通道而更有效地释药(如42 ℃时20 s内可释药80%
光作为触发条件的优点是可以方便地从外部修改各种参数(如曝光时间、波长、光束直径和激光强度)以适应不同的治疗需求。光敏脂质体(LSL)的触发机制有很多种,包括光聚合、光氧化、光裂解和光异构化,其中基于光氧化作用的LSL通常与光敏剂结合用于光动力疗法(PDT),通过用630~820 nm的光照射光敏剂而产生的单线态氧可以促使缩醛磷脂乙烯基醚键进行光氧化,缩醛磷脂酰胆碱分解为脂肪醛和溶血脂质,诱导相转变从而促进膜融合和内容物释
pH敏感性脂质体(PSL)在生理pH 7.4时保持稳定,但在酸性环境(如肿瘤组织)中不稳定,可以将药物释放到远离跨膜外排泵的胞质溶胶中,通过防止溶酶体降解来提高药物的利用度,这种现象被称为“体内逃逸
与光敏性脂质体类似,超声敏感性脂质体所装载的声敏剂可以在超声的作用下产生与脂质体膜反应的活性氧,破坏膜结构而释放药物。不加声敏剂时,超声作用可以在脂质双层的疏水区域形成气泡核,核变大至破坏膜结构而形成一个暂时的小孔释药。磁敏感性脂质体是将磁性纳米粒包载在脂质体的水核中,通过外部磁场将脂质体引导至目标组织或器官中。氧化还原敏感性脂质体中含有二硫键,而肿瘤细胞内生物还原剂谷胱甘肽的浓度比正常细胞高4倍多,该脂质体可以优先在肿瘤细胞内裂解二硫键释放药物。另外,肿瘤细胞中会高表达基质金属蛋白酶(MMP),酶敏感性脂质体中的MMP底物肽在肿瘤细胞中被酶解后可释放药物。此外,随着研究的深入,脂质体递药系统倾向于将配体靶向功能与刺激响应相结合以实现更高效的靶向与控释功能。Chi
1990年,全球首个脂质体注射剂Ambisom
我国目前还没有针对脂质体注射剂的指导文件,脂质体注射剂被归类于特殊注射剂,2019年10月,NMPA发布了《注射剂一致性评价技术要求的征求意见稿》,里面涉及特殊注射剂的评价,随后,2019年11月又发布了《特殊注射剂一致性评价的征求意见稿》,可以看出国内对特殊注射剂的关注度正在不断提高。另外,随着带量采购的进行,注射用紫杉醇(白蛋白结合型)已纳入集中采购,或将会进一步带动特殊注射剂包括脂质体注射剂的迅速发展。同时,医药企业也开始将产品研发管线锚向高端制剂,促进了学术界与产业界之间的协作,有望加快注射用脂质体产品的开发速度。
目前已有许多注射用脂质体制剂进入市场,一定程度上改善了化疗药物的毒性以及患者的依从性。但由于脂质体技术壁垒高、质量控制难、优质原辅料欠缺、产业化设备缺乏等问题,脂质体制剂从实验室到工业化生产的转移速度仍然比较缓慢。新型的配体靶向型脂质体和刺激响应型脂质体在实验室阶段有了一定的研究进展,但肿瘤异质性问题使其临床转化率仍较低,脂质体的复杂性也给生产和监管带来了进一步的挑战。随着质量源于设计(QbD)理念、微流控技术和过程分析技术在制剂制造、放大和评估中的应
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