介紹

       脂質體最早在1965年由Bangham等人首次發(fā)現并描述。其基本結構是：由磷脂雙分子層膜所形成的囊泡，其內部包裹著水性核心。圖1顯示了一個單室脂質體的形成過程及其基本結構。

       圖1：脂質體的結構和形成

       由于脂質體的兩親性，親水和疏水的藥物均能高效地載入到脂質體中。脂質體傾向于將水溶性藥物包裹在中心水相中，而將脂溶性藥物包裹在雙分子膜間的區(qū)域。

       同時，由于生物膜的基本結構也是磷脂雙分子層膜，因此脂質體具有良好的生物相容性和生物可降解性。脂質體進入人體內部之后會作為一個“入侵者”而啟動人體的免疫機制，被單核吞噬細胞系統(tǒng)（Mononeuclear Phagocyte System，MPS）吞噬，從而在肝、脾、肺和骨髓等組織中靶向性地富集，這是脂質體的被動靶向潛能。

       另外，脂質體還能提供更好的藥動學特性，延長藥物在體內的循環(huán)時間，提高藥物的療效。綜合以上特點，脂質體作為藥物遞送系統(tǒng)有廣闊的發(fā)展空間。

       脂質體的組成

       用于藥物遞送的脂質體主要由磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂）構成其基本骨架。圖2是甘油磷脂和鞘磷脂的基本結構：

       圖2：甘油磷脂和鞘磷脂結構示意圖

       鞘磷脂和甘油磷脂結構相似，性質基本相同。這些脂質是兩親性分子，都擁有親水的頭部和疏水的尾部區(qū)域。在水性環(huán)境中，磷脂分子在疏水相互作用力和其他分子間相互作用力的驅動下，自發(fā)排列成脂質體。

       除磷脂外，膽固醇幾乎會被添加到所有脂質體中。其作用為：促進脂鏈的堆積和雙分子層的形成、降低雙分子層的流動性、減少水溶性藥物的跨膜轉運。不僅如此，膽固醇還能減少脂質體與體內蛋白的相互作用，減少磷脂的流失，從而提高脂質體的穩(wěn)定性。另外，寡聚糖、殼聚糖、藻酸鹽、乳清蛋白等也能作為膜材添加到脂質體中，提高其穩(wěn)定性并調控藥物的釋放。

       脂質體中還可能添加必要的抗氧劑（如維生素E）、金屬離子螯合劑（如EDTA）等，防止脂質或藥物的氧化。

       在脂質體表面進行特殊的修飾能提高其功能性，最常見的是PEG修飾。PEG是一種親水、柔韌的高分子，能阻止調理素吸附到脂質體表面，從而減弱調理作用，減少單核吞噬細胞系統(tǒng)（MPS）的吞噬，達到長循環(huán)的目的。

       脂質體的分類

       根據脂質體的膜層數和粒徑大小，可以將脂質體分為以下幾類，如圖3所示。

       圖3：脂質體的分類及其結構

       目前已上市的脂質體產品包含上圖中的多種結構，其中多數為小單室脂質體(small unilamellar vesicles, SUVs)。

       脂質體常用制備方法

       制備脂質體主要是利用兩親性磷脂在溶劑中的自發(fā)排列。脂質體形成的關鍵點是溫度：必須在脂質的相轉變溫度Tg以上。而形成的脂質體的粒徑和雙分子膜層數、粒徑、粒徑分布則受制備方法、脂質類型、脂質組成、表面活性劑、有機溶劑以及分散介質的離子強度影響。目前，常見的脂質體制備技術有以下幾種。

       1 薄膜水化法

       制備過程：將形成脂質體的膜材，如磷脂和膽固醇，溶解到有機溶劑中；利用旋蒸將有機溶劑除去，得到脂質薄膜；然后將薄膜與溶解有待包載藥物的緩沖液充分振蕩水化，從而形成脂質體。水化的溫度應大于脂質的相轉變溫度（Tm）。

       緩沖液體積、水化時間會影響形成脂質體的結構以及藥物的包封率。由薄膜水化法制備的脂質體通常為多層脂質體（MLVs）?？赏ㄟ^施加機械力的方法將多層脂質體（MLVs）轉化為大單室脂質體（LUVs）或小單室脂質體（SUVs），如擠出和超聲。擠出法是將脂質體濾過特定孔徑的薄膜，必要時應保證擠出溫度大于Tm。擠出法能夠得到更均一的脂質體，且整個過程相對溫和，適用于不穩(wěn)定的藥物。且相比于超聲法，擠出法得到的脂質體擁有更好的長期穩(wěn)定性。而超聲法雖然過程簡單，但可能造成脂質體或藥物的降解，且得到的脂質體均一度差。

       2 反向蒸發(fā)法

       制備過程：將溶有膜材的有機相（常用的為乙 醚和異丙醚，溶解度差時可加入適量氯仿或甲醇）和緩沖液混合并短暫超聲2-5min，直至形成油包水型乳液；將乳液初步減壓旋蒸得到膠狀物；繼續(xù)旋蒸即可得到脂質體；此時可加入緩沖液或水相繼續(xù)旋蒸（非必要），除去痕量的有機溶劑。

       反向蒸發(fā)法的特點是制備的脂質體具有更大的水相-脂質比，即其包裹的中心水相體積更大，適合包載蛋白質或DNA、RNA等大分子藥物；此法的缺點是需要使用有機溶劑，且短暫超聲可能造成脂質或藥物降解。

       3 注入法

       制備過程：將膜材和藥物溶解在有機溶劑中，然后將油相勻速注入到水相（可能含水溶性藥物）中，持續(xù)攪拌，利用攪拌產生的渦流促使脂質排列形成脂質體。最后通過低壓蒸發(fā)、透析或過濾除去有機溶劑。

       注入法常用的有機溶劑包括乙 醚和乙醇。乙 醚沸點較低，當溫度高于乙 醚沸點時，乙 醚易除去，主要形成大單室脂質體。而乙醇沸點較高，可用透析或過濾法除去。注入法適合制備大批量的脂質體，但所得脂質體的粒徑分布較寬。

       4 洗滌劑除去法

       制備過程：將膜材（磷脂、膽固醇）和洗滌劑（如膽鹽等，用量遠高于臨界膠束濃度）共同加入到有機溶劑中溶解并旋干；將旋干得到的脂膜加入到緩沖液中水化；水化過程中膜材和洗滌劑會形成混合膠束（此時，混合膠束、純洗滌劑膠束、游離洗滌劑共存）；通過透析、尺寸排除色譜或稀釋法等方法除去洗滌劑，洗滌劑除去的過程中，混合膠束中的洗滌劑會不斷釋放，造成混合膠束融合變大，逐漸形成有曲率的混合雙分子層，最后形成脂質體。其形成過程如圖4所示。

       圖4：洗滌劑除去法脂質體形成過程

       該法優(yōu)點為制備得到的單室脂質體具有極好的粒徑均一性；缺點為使用大量洗滌劑會增加制備的成本，也可能引入額外的雜質。

       5 凍融法

       凍融法一般作為脂質體制備的一個補充。將凍融循環(huán)加入到脂質體合成過程中能改進脂質的堆積，形成單室脂質體?；具^程是將形成的脂質體放在液氮中冷凍，形成的冰晶將脂膜戳破，然后在冰晶融化的過程中，破碎的脂膜重新融合形成新的脂質體。

       6 脂質體的放大生產

       實驗室制備不同性能的脂質體并不難，但工業(yè)化大量制備的技術卻屈指可數，并且他們的使用受到工藝及待包封藥物的限制。因此脂質體工業(yè)化生產線設備一般需要根據產品來定制。在生產過程中，藥物會受到機械力或者化學壓力的影響，不適用于對這些壓力敏感的藥物分子。工業(yè)生產的困難指數較高是制約脂質體應用的因素之一。

       脂質體載藥方法

       脂質體的載藥方法主要包括被動載藥法和主動載藥法。

       被動載藥法指在脂質體制備過程中，藥物溶解在有機相或水相中，在脂質體形成的同時將藥物載入到脂質體中。

       主動載藥法指調節(jié)調節(jié)脂質體內外水相的pH值，形成一定的pH梯度差，弱酸或弱堿藥物則順著pH梯度，以分子形式跨越磷脂膜而使以離子形式被包封在內水相中，也稱pH梯度法。

       其中，硫酸銨梯度法和醋酸鈣梯度法是pH梯度法的兩種發(fā)展形式，兩種方法分別適合載弱堿性和弱酸性藥物。

       1 硫酸銨梯度法

       首先利用硫酸銨溶液為水相制備空白脂質體，然后除去外水相中的硫酸銨，此時脂質體內水相和外水相形成硫酸銨濃度梯度。內水相中的NH4+易分解成NH3和H+，NH3易透過雙分子層溢出，而H+被困在內水相中，因此內水相中的pH不斷下降，形成酸性環(huán)境。分子態(tài)弱堿性藥物進入內水相之后變成離子，并于硫酸根成鹽，跨膜能力降低，藥物便能在脂質體內部累積。

       2 醋酸鈣梯度法

       原理與硫酸銨梯度法類似，利用醋酸的跨膜能力遠大于鈣離子，醋酸將質子帶出脂質體，形成堿性的內水相，弱酸性藥物進入脂質體后形成離子并累積。

       脂質體的穩(wěn)定性

       脂質體的穩(wěn)定性問題是制約其成為藥物遞送系統(tǒng)的一大因素。下面將從物理、化學、生物學三個角度介紹脂質體的穩(wěn)定性。

       1 物理穩(wěn)定性

       脂質體是一種球形小囊，為了維持其結構的完整性，必須保持脂質體內部和脂質體之間各種相互作用力的平衡，如：極性頭部、溶劑系統(tǒng)、脂質體內所載成分之間靜電相互作用必須與碳氫鏈之間的疏水相互作用和范德華力相平衡。

       脂質體是一種熱力學不穩(wěn)定的膠體系統(tǒng)，納米級的小囊有凝聚、絮凝的傾向，表面電荷會影響脂質體的聚集行為。一般來說，中性的脂質體更容易聚集甚至融合，而帶電的脂質體在靜電作用下能保持分散。載藥量、磷脂的種類、甾醇的種類以及高分子的包合均會對脂質體的物理穩(wěn)定性產生影響。

       2 化學穩(wěn)定性

       脂質體主要面臨的化學穩(wěn)定性問題主要是氧化和水解。脂質體的骨架——磷脂中含有大量對氧化和水解敏感的官能團，如不飽和雙鍵和酯基。

       一般來說，磷脂中的不飽和部分比飽和部分更容易被氧化。因此與不飽和磷脂相比，飽和磷脂能提供更好的穩(wěn)定性且有較高的玻璃化轉變溫度。如果所制備的脂質體中必須要有不飽和鏈，那么不飽和度越低越好，一般來說，像十八烯酸這樣的單不飽和酸就能滿足需求。脂肪酸的氧化是一種自由基鏈式反應，不需要特定的氧化劑，因此只要存在痕量的金屬離子或存在的氧形成了過氧化氫便會引發(fā)這種氧化反應。為了避免氧化的發(fā)生，應避免原材料中含有金屬離子或過氧化氫、低溫貯藏、避免光照。加入抗氧劑如維生素E或BHT也能減慢脂質體的氧化。

       脂質體中的酯鍵也容易發(fā)生水解，為了防止水解的發(fā)生，一般可以將液態(tài)脂質體通過冷凍干燥以固態(tài)的形式保存。加入膽固醇也能減慢脂質體的水解（主要是空間位阻效應）。另外溫度、pH、離子強度、緩沖液種類、聚集狀態(tài)、頭部集團以及烷烴鏈的長度都會影響脂質體的水解，需特別考察。

       3 生物學穩(wěn)定性

       脂質體的生物學穩(wěn)定性受多種因素影響，包括給藥途徑、載體分子、制備方法、脂質組成、表面性質、形貌、載藥方法及其他物理化學性質。有研究表面在脂質體中添加適量的鞘磷脂作為骨架能夠明顯提高脂質體的穩(wěn)定性，延長循環(huán)時間。PEG化也是提高脂質體循環(huán)時間的方法：一般認為，吸附在納米粒表面的PEG能夠與水結合形成水化層，阻礙了PEG被MPS清除。

       總結與展望

       自1995年第一個脂質體產品Doxil?上市以來，經FDA和EMA批準上市的脂質體產品依然有限，其主要原因是脂質體尚存在一些缺點限制其使用。如有些藥物載藥量偏低、穩(wěn)定性差、生產成本高、潛在的毒副作用等。

       采用脂質體作為藥物遞送平臺必須考慮支出和收益之間的平衡，能制成普通注射液的產品一定不會制備成脂質體，除非能明顯提高藥物的治療指數。因此，這就講究脂質體與藥物之間的契合度。隨著生物藥的崛起，對于遞送蛋白質、核酸分子的需要日益增多，這種“契合”的場景也會越來越多。由于這些大分子在體內尤其不穩(wěn)定，很快會被降解、清除。而以脂質體為載體，能明顯延長藥物在體內的循環(huán)時間，提高藥物向細胞內的遞送，提高療效。因此，我們有理由相信脂質體和生物藥的結合，將給藥物發(fā)展帶來更多新的可能性。

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