白蛋白作为靶向给药载体探究

1、白蛋白作为靶向给药载体探究 摘要 ：白蛋白良好的生物特性引起了医药界的共同关注，近年来在靶向给药系统中的应用得到了很大的发展。本文综述其在微粒制剂中的研究进展。 关键词：白蛋白；微球；纳米粒；给药系统；靶向 中图分类号：R9文献标识码：A文章编号：1672-979X(2007)01-0054-03 Progress on Albumin as A Targeted-drug Carrier ZOU Dong-na1，ZHANG Dian-rui1，YANG Hai-feng2 (1.School of Pharmaceutical Sciences, Shandong University,

2、Jinan 250012, China; 2.Department of Pharmacy, ShengCai Hospital of Shandong ShengLi Oilfield, Dongying 257051, China) 白蛋白由585个氨基酸组成，氨基酸之间都以肽链相连，并且扭曲成蚯蚓状或蜂窝状，具有无数的网状空隙，为镶嵌携带药物创造了有利空间条件。白蛋白的主要功能：（1）维持血浆胶体渗透压，白蛋白在血浆中浓度高，相对分子质量大，作用明显；（2）结合并参与多种小分子物质的运输，如胆红素、维生素、抗生素等。白蛋白具有安全无毒、无免疫原性、可生物降解、生物相容性好等优点，作为药物

3、载体得到广泛的研究。目前白蛋白主要用于靶向给药，本文就其近年来在该领域的应用综述如下。 1白蛋白微球（albumin microsphere） 白蛋白微球是由人或动物的白蛋白制成的粒径为微米级的球状物。白蛋白微球大多由人血清白蛋白（HSA）或牛血清白蛋白（BSA）制备，对于两者结构性质、载药行为的比较未见文献报道，但国外文献常报道以HSA作为载体，而少采用BSA。由于价格的原因，国内较少采用HSA，而选择性质差异不大、价格便宜的BSA，也可以卵清蛋白为原料1。早期的白蛋白微球研究主要集中于放射医学领域，用于检查肺循环异常现象。20世纪60年代，Rodes等最先制成含射线源的人血清白蛋白微球（直

4、径515 m）用于检查肺循环异常现象，Scheffel等将含有放射性物质的人血清白蛋白制成直径0.251.15 m的微球，用以检查网状内皮系统。后来发现白蛋白微球不仅可生物降解，无毒性和抗原性，且对亲水性药物有较高的负载能力，很适合用作药物载体，于是将其应用于药物制剂尤其是抗癌药物制剂的研究中。通常白蛋白微球的大小为0.2200 m，临床上可用于动脉栓塞注射、口服或静脉注射等给药方式。在动脉栓塞治疗中，可大大提高化疗的疗效，降低毒副作用。口服或静脉注射时，通过控制白蛋白微球的粒径可实现药物的靶向性，同时还可达到缓释的效果。近年，国内外关于白蛋白微球的研究很多，在制备方法、表面改性和应用等方面都

5、有了新的进展。 1.1被动靶向的白蛋白微球 Almond等2以白蛋白为载体制备了平均粒径为37.7 m的盐酸米托蒽醌白蛋白微球，研究表明，微球能大大提高乳腺癌瘤内药物浓度，并具有缓释作用，减少系统毒性，提高存活率。 Sahin等3制备了硫酸叔丁肾上腺素白蛋白微球，并考察了不同因素对微球粒径的影响，研究表明，在不同因素下所制备的微球平均粒径均在2230 m，其体外释放符合双向动力学过程，且肺部靶向远超其他器官，可作为肺部靶向制剂使用。 1.2主动靶向的白蛋白微球 1.2.1磁性白蛋白微球将药物和磁性物质共包于白蛋白中形成磁性白蛋白微球。磁性药物微粒经血管注入体内后，利用体外磁场引导药物微粒滞留于

6、某一组织或病灶部位，延长药物释放时间，以达到提高疗效和降低毒副作用的目的，为药物靶向提供了一个新的途径。Chatterjee等4通过聚苯乙烯磁性微球与白蛋白磁性微球的比较，发现白蛋白磁性微球具有更高的偶合蛋白质的能力，蛋白质（生物凝集素）修饰的白蛋白磁性微球与红细胞结合的能力远远超过聚苯乙烯磁性微球。 1.2.2抗体-抗原介导的白蛋白微球在微球表面结合特定的抗体可以使微球对某种细胞具有特异的结合能力，从而将药物导向该细胞，实现特异性杀伤。李元春等5将人肝癌特异性单克隆抗体HAb18 的F（ab）2 片段偶联到多柔比星白蛋白毫微球上，制成免疫毫微球。用3H-脱氧胸苷法测定了免疫毫微球和未偶联抗体

7、片段的毫微球对肝癌细胞株SMMC-7221的体外杀伤作用。结果表明，免疫毫微球能结合并有效地杀伤该细胞株，其效应呈剂量依赖性，而对照的毫微球则不能结合和明显地杀伤该细胞株。此外，2种微球均不能结合和杀伤人大肠癌细胞株SW1116，可见此免疫毫微球对人肝癌细胞的体外结合和杀伤具有良好的特异性。 1.2.3与细胞特异性受体结合的白蛋白微球程耀等6用肝实质细胞膜上的去唾液酸糖蛋白受体对非还原性半乳糖或-乙酰基半乳糖的特异性识别和摄取，制备了载药的白蛋白微球，再在其表面包裹一层半乳糖酰化壳聚糖衍生物，最终得到半乳糖酰化壳聚糖衍生物包覆的5-氟尿嘧啶白蛋白微球，以期能特异性结合到细胞表面。 2白蛋白纳米

8、粒 白蛋白纳米粒是以白蛋白为基质的纳米级微粒，由于纳米粒载体系统有独特的靶向性、缓控释特性和保护药物作用，再加上白蛋白本身的良好生物学特性，应用前景非常广阔。 2.1被动靶向的白蛋白纳米粒 Arnedo等7, 8制备了平均粒径为250 nm，Zeta电位为22 mV的磷酸二酯寡核苷酸白蛋白纳米粒。研究表明制成白蛋白纳米粒后，改善了磷酸二酯寡核苷酸在核酸外切酶存在下的稳定性，提高了磷酸二酯寡核苷酸对抗酶降解的活性，而且通过其在感染了人巨细胞病毒的MRC-5成纤维细胞内的抗病毒活性，及其在细胞核内浓度的增加，证明其疗效得到了提高。 2.2 主动靶向的白蛋白纳米粒 由于多数疾病病因不在RES系统中，

9、因此改变纳米粒的自然分布到达靶部位，提高载体在靶部位的浓度，有助于疾病的治疗。 2.2.1通过共价偶联改变表面性质通过在纳米粒表面结合亲水性保护膜，改变纳米粒表面性质，阻碍调理作用，可使之避开肝脏巨噬细胞，转运到其他组织器官。Lin等9以甲氧基聚乙二醇（mPEG）修饰的人血清白蛋白（HSA-mPEG）为原料制得纳米粒。由于纳米粒表面存在mPEG，造成电双层中的剪切面向外移动，所以其电势明显低于未修饰的白蛋白纳米粒。电解质和pH诱导的凝聚实验中，当电解质的加入和pH的调节使纳米粒表面电荷减少而降低它们的相互排斥力时，HSA纳米粒发生凝聚而HSA-mPEG制得的纳米粒未出现凝聚现象，证明在HSA-

10、mPEG纳米粒表面存在空间位阻。此外，这种纳米粒表面的血浆蛋白吸附比未修饰的纳米粒少，意味着该纳米粒更有可能避免网状内皮系统的吞噬。 2.2.2磁性白蛋白纳米粒龚连生等10用实验组（肝肿瘤区外加磁场）和对照组（肝肿瘤区不加磁场）对比的方法观察磁性阿霉素白蛋白纳米粒在移植性肝癌模型中的磁靶向性，并观察磁性白蛋白纳米粒在各脏器中的分布特征。结果肝肿瘤区应用磁场30 min后，磁区肿瘤组织放射活性较非磁区肝组织的放射活性明显增加，磁区肿瘤组织的放射活性为非磁区正常肝组织的放射活性的8.7倍。对照组在没有磁场存在的情况下，肿瘤组织的放射活性为正常肝脏的2.8倍。实验组肺的放射活性较对照组明显降低。肾、

11、心、脾、小肠和胃2组之间无明显差异。另外，实验组脾、肺和胃与肿瘤组织的放射活性较对照组大为降低，注入的纳米粒80以上分布于肝脏。表明在磁场的作用下，磁性阿霉素白蛋白纳米粒在大鼠移植性肝肿瘤中的聚集明显增加。即使肝肿瘤区没有外加磁场，由于肿瘤组织和正常肝组织血管密度的差异，磁性阿霉素白蛋白纳米粒在肿瘤组织中的分布明显高于正常肝组织。实验组脾、肺、胃与肿瘤组织的放射活性比值大大低于对照组，说明磁场的存在使这些脏器的相对药物暴露明显降低。 2.2.3抗体-抗原介导的白蛋白纳米粒刘晓波等11用异型双功能交联剂SPDP将人肝癌单抗HAbl8与载米托蒽醌的白蛋白纳米粒化学偶联，构建人肝癌特异的免疫纳米粒，

12、结果表明，免疫纳米粒能良好地与靶细胞特异性结合，对靶细胞具有剂量依赖性和选择性杀伤作用。 2.2.4与细胞特异性受体结合的白蛋白纳米粒张良珂等12先制备白蛋白纳米粒，采用叶酸活性酯在微碱性条件下与白蛋白纳米粒表面的活性氨基偶联制备叶酸偶联白蛋白纳米粒（BSANP-folate），再将其与米托蒽醌（mitoxantrone）混合制备MTO-BSANP-folate。用3HTdR掺入法和流式细胞术对其肿瘤细胞靶向性进行评价。结果表明，MTO-BSANP-folate组的肿瘤细胞抑制率及凋亡率均高于MTO-BSANP。表明MTO-BSANP-folate可通过肿瘤细胞高表达的叶酸受体靶向于肿瘤细胞。

13、 有学者将磁性和细胞特异性受体原理结合在一起进行研究，如张阳德等13用SABC法进行免疫组织化学染色观察半乳糖化白蛋白磁性阿霉素（adriamycin ADM）纳米粒（Gal-MADM-NP）治疗大鼠移植性肝癌对肿瘤细胞凋亡bcl-2及bax蛋白表达的影响。结果注射Ga1-MADM-NP（肿瘤区加磁场）组免疫组织化学显示bcl-2蛋白表达阳性率23.53，低于ADM组54.55及NS组71.43（P0.01）。bax蛋白表达阳性率88.24，高于ADM组45.45及NS组28.57。表明Ga1-MADM-NP组在适当外加磁场的作用下，能够降低bcl-2蛋白表达，增加bax蛋白表达，促进移植肝癌

14、肿瘤细胞凋亡。 3白蛋白微囊给药系统 杨莉等14采用超声-冷冻法制备的全氟丙烷白蛋白微囊稳定性好，是一种理想的超声造影剂，可显著增强医学超声检测信号，改善超声图象质量。 4展望 近年有关白蛋白微球的研究比较多，白蛋白纳米粒和微囊正在逐步兴起。它们包埋的药物多为抗肿瘤药物。目前白蛋白微球和白蛋白纳米粒主要用于静脉注射制剂的研究，其他用法及包埋其他药物的研究也逐渐增多，至今已有丝裂霉素C，氟尿嘧啶，阿霉素等。利用微球和纳米粒的表面改性来获得更好治疗效果的研究逐渐增多，如甘草酸表面修饰白蛋白纳米粒，叶酸偶联米托蒽醌白蛋白纳米粒、磁性阿霉素白蛋白纳米粒等，但尚无上市产品，仅有紫杉醇白蛋白纳米粒进入临床

15、阶段（美国），因为它们在体内受到多种因素的影响，若要使它们达到理想的要求。还有很多问题尚待解决。相信随着研究的深入，白蛋白作为药物载体的应用将会更广。 参考文献 1Coombes A G, Breeze V, Lin W, et al. Lactic acid-stabilised albumin for microsphere formulation and biomedical coatingsJ. Biomaterials, 2001, 22(1): 1-8. 2Almond B A, Hadba A R, Freeman S T, et al. Efficacy of mitoxant

16、rone-loaded albumin microspheres for intratumoral chemotherapy of breast cancer J. J Control led Release, 2003, 91(1-2): 147-155. 3Sahin S, Selek H, Ponchel G, et al. Preparation, characterization and in vivo distribution of terbutaline sulfate loaded albumin microspheres J. J Control led Release, 2

17、002, 82: 345-358. 4Chatterjee J, Haik Y, Chen C J. Modification and characterization of polystyrene-based magnetic microspheres and comparison with albumin-based magnetic microspheresJ. Magnetism Magnetic Materials, 2001, 225(1): 21-29. 5李元春，蔡美英，王仲琼，等. 单抗F(ab) 2 段导向抗肝癌阿霉素免疫毫微球的制备及其体外杀伤癌细胞作用J. 华西医科大学

18、学报，2002，33（1）：8-11. 6程耀，张灿，平其能，等. 半乳糖酰化壳聚糖衍生物包复的5-氟尿嘧啶白蛋白微球的制备J.中国药科大学学报，2004，35（6）：517-520. 7Arnedo A, Espuelas S, Irache J M. Albumin nanoparticles as carriers for a phosphodiester oligonucleotideJ. Int J Pharm, 2002, 244(1-2): 59-67. 8Arnedo A, Irache J M, Merodio M, et al. Albumin nanoparticles improved the stability, nuclear accumulation and anticytomegaloviral