视网膜疾病眼局部给药研究进展

许凯，陈强，梁丽娜

·综述·

视网膜疾病眼局部给药研究进展

许凯，陈强，梁丽娜

由于眼部存在较多的屏障，眼后节疾病尤其是视网膜疾病的药物治疗是困扰药学专家及眼科专家的难题。在过去的20年时间里，科学工作者们尝试采用传统给药方法治疗视网膜疾病，并通过增加药物的渗透性、黏性等对常规用药途径进行优化改进。一些新型给药载体，如纳米胶束、纳米粒子、脂质体、凝胶等被引进用于眼部给药，这些新型给药系统具有刺激性小、角膜前停留时间长、生物利用度高等优势。本文主要从局部给药途径和给药载体方面对近年来的研究进展予以综述。

视网膜；给药途径；给药载体

眼部屏障包括泪液屏障、结膜角膜屏障及血眼屏障，后者又由血-房水屏障和血-视网膜屏障两部分组成，这三重屏障兼有物理阻隔和生物代谢作用，它们在保护眼部免受外来物侵害的同时，也阻挡了治疗药物的进入[1]。从解剖上来看，视网膜位于眼球后部最内层，结构精细复杂，对维持正常视功能发挥着重要作用，视网膜的疾病往往会造成视功能严重损害[2]。在视网膜疾病的治疗中，由于上述眼部屏障的存在导致药物递送到视网膜受限，因此提高治疗药物在视网膜靶器官的浓度一直是困扰药学专家及眼科医生的难题。近年来，人们从给药途径、药物载体方面开展了大量研究并取得了一定进展。

1 给药途径

1.1 滴眼剂给药

常规滴眼液是最方便、安全，病人依从性最好的眼部给药方式，然而滴眼液在眼表面很快被泪液稀释清除，同时受到角膜结膜屏障的阻挡，造成药物局部浓度低、吸收时间短、生物利用率低、效果持续时间短，因此以往认为药物很难通过滴眼液的方式到达眼后节发挥治疗作用[3]。但近来研究显示滴眼液可以在视网膜达到有效的治疗浓度，YamaguchiM等[4]采用0.4%和0.8%ripasudil滴眼液治疗氧化应激诱导的视网膜病变，发现与生理盐水对照组相比，治疗组视网膜无灌注区面积明显减小，0.8%ripasudil滴眼液可以明显改善视网膜血流灌注，液质联用技术检测发现视网膜内ripasudil含量分别为3.8～10.4μmol/L及6.8～14.8μmol/L。Vigneswara V等[5]比较了相同浓度的色素上皮衍生因子-34（PEDF-34）滴眼液每天点眼以及每周玻璃体腔注射对视网膜视神经节细胞损伤的保护作用，发现滴眼液组87%的神经节细胞得到保护而玻璃体腔注射组为71%，点眼后30min在玻璃体腔内可检测到PEDF-34，点眼4 h后视网膜可以检测到，治疗14 d后视网膜内PEDF浓度达到高峰，认为与玻璃体腔给药相比滴眼液对视网膜神经细胞具有更好的保护作用。因此，虽然是最传统的给药方式，滴眼液在眼底病治疗方面仍有非常好的前景。

1.2 眼周给药

常用的眼周注射给药方式包括结膜下注射、球周注射、球后注射。药物结膜下注射后会渗透到巩膜，其渗透性较角膜好，且不依赖于药物的脂溶性，对于蛋白质大分子也有一定的渗透作用[6]。传统的结膜下注射目的是将较大剂量的药物输送至葡萄膜组织，但使药物穿过脉络膜、视网膜色素上皮（RPE）层投递至内层视网膜还是很困难的。现今，这种施药方式随着材料工程学和制剂配方的发展得到了更多应用，开发出来的一些缓控释制剂已经可以把药物递送到眼后节组织。Amrite等[7]制备出塞来昔布聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）微球制剂，对链脲霉素诱导糖尿病大鼠模型行单次结膜下注射。注射后60 d发现小鼠视网膜前列腺素E2分泌量减少60%，血管内皮生长因子（VEGF）蛋白水平减少40%，视网膜血管渗漏程度减少40%～50%，还发现PLGA微球载体对大鼠没有任何毒副作用，注射点周围的结膜组织没有发现任何的炎症反应，通过眼周结膜下注射途径给药后视网膜的药物浓度是腹腔给药方式的54倍。

因结膜下、球周注射、球后注射均为有创的给药方式，患者耐受性差，长期注射较易引起结膜下粘连、瘢痕形成等不良反应限制了其在慢性视网膜疾病的应用[8]。随着人们对巩膜、脉络膜、RPE的药物代谢动力学认知逐渐深入，以最佳药物活性进行视网膜靶向药物投递方式的可能性也在不断增加，为这项施药方式的革新提供了更多的可行性。

1.3 玻璃体内给药

玻璃体内注射开始于20世纪初，是将药物运送至眼后节组织的最直接方法，视网膜组织内药物浓度可达到较高水平，目前主要用于治疗年龄相关性黄斑变性（AMD）、视网膜静脉阻塞（RVO）、糖尿病眼病、后葡萄膜炎等疾病。最近有研究观察玻璃体内注射雷珠单抗（intravitreal ranibizumab, IVR）联合视网膜激光光凝治疗合并黄斑水肿的RVO的疗效，选择明确诊断为RVO的患者32例35只眼，分为视网膜分支静脉阻塞（BRVO）组18例（19眼）、视网膜中央静脉阻塞（CRVO）组14例（16只眼），均给予Ranibizumab玻璃体内注射。在初次注射后0.5～1个月，联合视网膜激光光凝治疗。治疗前后对患眼进行视力（ETDRS视力表）、眼压、眼底镜、裂隙灯、黄斑中心视网膜厚度（macular central retinal thickness, CRT）、以及荧光素眼底血管造影（FFA）检查。结果CRVO组、BRVO组治疗前后ETDRS视力比较差异均有统计学意义（P＜0.05），CRVO组、BRVO组治疗前后CRT差异均有统计学意义（P＜0.05）。两组治疗后CRT与年龄、糖尿病、高血压因素均无相关性（r=0.114、0.435、0.028、0.269、0.171、0.062，均为P＞0.05）。BRVO组术前CRT及注射次数有相关性（r= 0.556，P≤0.05）。说明经玻璃体内注射Ranibizumab联合视网膜激光光凝治疗RVO能促进出血吸收、改善黄斑水肿并且提高视力。BRVO组研究结果显示IVR联合视网膜激光治疗疗效优于IVR单项治疗[9]。

然而，玻璃体内注射有其固有的潜在性副作用，如视网膜脱离、出血、眼内炎和白内障。有些疾病比如渗出性AMD需要玻璃体内反复注射，这给患者带来了很大的精神负担，而且注入玻璃体内的药物会很快排泄。目前，正在研制的生物可降解激素缓释剂为临床提供另外一种治疗选择。在临床中，地塞米松（dexamethasone,DEX）为人工合成的长效糖皮质激素，具有良好的水溶性，通过与胞质内受体相结合，引起基因效应，产生一系列生物学效应。Ozurdex（DEX的玻璃体植入剂，商品名为Ozurdex，Allergan公司）是一种新型的生物可降解激素缓释剂。CAO等[10]对Ozurdex植入治疗的27例中后段葡萄膜炎引起的顽固性黄斑水肿（macularedema,ME）患者进行回顾分析，治疗后1个月时，平均黄斑中心凹厚度（centralmacular thickness，CMT）降至278.9μm，较基线明显降低（P＜0.0001）；治疗后3个月时最佳矫正视力（BCVA）提高至0.41 log MAR，较基线显著提高（P=0.0005），认为Ozurdex植入治疗可显著改善葡萄膜炎引起的顽固性ME。

2 给药载体

2.1 纳米胶束

纳米胶束是最常用的载体系统，用于将治疗剂配制成透明的水溶液。最近，Cholkar等人[11]详细地回顾了眼部屏障和基于纳米胶束的技术在眼部药物递送中的应用。

目前，正在进行尝试利用纳米胶束进行眼后节药物递送。为了验证纳米胶束可以将药物递送到后眼组织的假设，Cholkar等人[11]使用voclosporin负载的纳米胶束进行家兔体内研究，发现纳米胶束制剂能够穿过眼组织并将药物递送到眼后节。此外，作者还分别制备了浓度为0.1%、0.2%的地塞米松和雷帕霉素混合纳米胶束制剂，单次点眼后药物的眼组织分布研究表明，包封voclosporin、地塞米松和雷帕霉素的纳米胶束制剂能够在局部滴用后将治疗浓度的药物递送至视网膜。这些研究表明，小体积、亲水性纳米胶束有助于将药物递送到眼后节组织。

纳米胶束技术以非侵入性的途径递送药物，正逐步获得关注。由于其体积小且有亲水性壳冠，因此纳米胶束可在全身循环中保留更长的时间，并通过增强渗透滞留（enhanced permeability and retention effect,EPR）效应在相应靶器官组织中积累，正常组织中的非特异性药物累积可以被最小化[12]。

2.2 纳米粒子

纳米颗粒的尺寸为10～1000 nm。对于眼用递送，纳米颗粒通常为脂类、蛋白质、天然或合成的聚合物，如白蛋白、藻酸钠、聚乳酸（PLA）等。近年来，研究人员已尝试开发用于递送到眼前节及后节组织的药物纳米粒[13]。然而，与水溶液相似，纳米粒会迅速地从角膜前消除。因此，目前正在研发具有黏膜黏附性的局部给药纳米颗粒，以改善角膜前停留时间[3]。

纳米粒的大小对药物的递送起着关键作用，对SD大鼠进行眼周给药的实验显示，20 nm的颗粒会从眼周组织中快速清除，原因可能是药物通过结膜、巩膜或其它眼周循环除去，而200～2000 nm的颗粒会在给药部位中保留至少两个月。由此可见小体积纳米粒子容易被快速清除，因此不能维持视网膜药物浓度[14-15]。

纳米颗粒的表面特性是影响其从玻璃体至视网膜层分布的关键因素[16]。Koo等[17]研究了玻璃体内注射后的纳米粒子的表面性质及其在玻璃体分布和视网膜之间的相关性。多相聚乙烯亚胺/乙二醇壳聚糖（PEI/GC），人血清白蛋白/乙二醇壳聚糖（HSA/GC），经混合两种聚合物制备HSA/透明质酸（HA）的纳米颗粒，这些纳米粒子的ζ电位的值分别为20.7± 3.2，-1.9±4.1和-23.3±4.4。纳米粒子注射到大鼠玻璃体腔内，用激光共聚焦显微镜观察其在玻璃体/视网膜分布。实验结果显示PEI/GC纳米颗粒容易侵入玻璃体屏障，并到达内界膜，膜，但没有通过内界膜的孔隙渗入更深层视网膜。与PEI/ GC纳米粒相似，HSA/GC纳米颗粒到达但不能穿透内界膜，可能是因为GC抑制视网膜中HSA和Müller细胞间的相互作用，而带负电荷的HSAv/vHA纳米颗粒，可以穿透整个视网膜结构到达外层视网膜层，例如感光细胞层和RPE层，这是由于阴离子与Müller细胞之间的相互作用。上述研究显示纳米颗粒作为载体在视网膜局部给药中具有很大的应用潜力。

2.3 纳米混悬剂

纳米混悬剂是通过聚合物（S）或表面活性剂稳定化的亚微米的药物颗粒的胶态分散体[18]。对于眼部药物递送，有杀菌、便于滴眼、低刺激、角膜前停留时间长等优势。

在一些研究中，已证明纳米混悬剂可改善糖皮质激素的眼部生物利用度。糖皮质激素如泼尼松龙、地塞米松和氢化可的松已广泛用于前段眼组织炎性疾病的治疗。这些药物目前需要较高剂量、频繁给药，因此易出现白内障、青光眼、视神经损伤等副作用。Kassem等[19]比较了纳米混悬液、溶液和微晶混悬液中各种糖皮质激素（泼尼松龙，地塞米松和氢化可的松）的眼部生物利用度。将制剂滴注到兔眼的下穹窿中，并在12 h后测量眼内压（IOP）。所有悬浮液的IOP百分比增加相对于时间曲线（AUC）值的面积高于相应药物溶液。此外，与溶液相比，纳米悬浮液的所有类固醇有更高的药物吸收程度和更强的药物作用。

2.4 脂质体

脂质体是将药物包封于类脂质双分子层内而形成的微型泡囊体。脂质体的大小通常为0.08～10.00μm，基于大小和磷脂双层，脂质体可以分为小单层囊泡（10～100 nm）、大单层囊泡（100～300 nm）和多层囊泡（含有多于一个双层）[20]。对于眼科应用，由于优异的生物相容性、细胞膜样结构和包封亲水性及疏水性药物的能力，脂质体为理想的递送系统。

对于后段递送，脂质体研究更集中于通过减少从玻璃体的清除，保护不稳定分子例如肽和寡核苷酸免于降解并提供持续的药物释放来改善药物的半衰期[21-22]。例如，氟康唑在兔眼中玻璃体的半衰期在配制成脂质体后从3.08 h增加到23.40 h[22]。在另一项研究中，观察他克莫司负载的脂质体用于治疗葡萄膜视网膜炎，在单次玻璃体内给药后，他克莫司玻璃体水平高于50 ng/m l维持14 d。他克莫司脂质体制剂相对于单独的药物能更有效地抑制葡萄膜视网膜炎，并且还减少了对视网膜内细胞的毒性[23]。

2.5 原位凝胶系统

原位凝胶是指受环境刺激而经历溶胶-凝胶相变以形成黏弹性凝胶的聚合物溶液。凝胶可以通过温度、酸碱度、离子的变化或UV照射诱导。对于眼部递送，研究多集中于响应温度变化的热敏凝胶[24]。已经报道了用于眼部递送的几种热胶凝聚合物包括泊洛沙姆，即聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物。这些温度依赖性胶束聚集体的热敏共聚物在温度增加之后凝胶化[25]。Gao等人[26]评估了由三嵌段聚合物聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）-聚乙二醇（PEG）-PLGA作为醋酸地塞米松（DXA）的眼部递送载体，将其配制为0.1%DXA溶液（常规滴眼剂）或含有0.1%DXA的20%PLGA-PEG-PLGA原位凝胶，在兔眼局部滴用后，相对于滴眼剂[（17.6±2.18）ng/ml），PLGA-PEG-PLGA原位凝胶组动物获得了更高的前房中DXA峰值浓度（Cmax=125.2μg/ml）和浓度时间曲线下面积（AUC），其Cmax和AUC的增量大约为滴眼剂的7.00倍和7.98倍。Rieke等[27]观察在大鼠结膜下给药后，ReGel（由PLGA和PEG组成的可生物降解和热敏的三嵌段共聚物，向眼内脉络膜和视网膜提供大分子卵白蛋白的持续释放）的适用性，在14 d的时间内，卵白蛋白浓度在大鼠的巩膜、脉络膜和视网膜中维持可测量的水平。这些结果表明热敏凝胶系统可以增加药物的眼部生物利用度，具有向视网膜组织提供大分子持续递送的可行性。

3 展望

综上所述，在给药途径方面发现采用局部滴眼剂的方式即能在视网膜中检测到有效的药物含量，这为研发治疗视网膜疾病的滴眼剂提供了药代动力学的基础研究信息。而纳米胶束、脂质体、原位凝胶等新型眼部药物载体对药物通过角膜、结膜及巩膜提供了新的途径。相信通过相应的实验诊断技术及新剂型的不断开发，我们对视网膜局部给药系统的认知将更加完善，从而研发出更加安全、有效、方便的眼用制剂。

[1]李楠,杨明.眼部给药系统及影响因素分析[J].海峡药学,2016, 26（6）:96-97.

[2]赵堪兴,杨培增.眼科学[M].8版.北京:人民卫生出版社,2013: 208.

[3]王淑荣,王选重,崔学军,等.纳米控释系统在眼科给药方面应用的研究进展[J].国际眼科杂志,2015,15（12）:2094-2098.

[4]Yamaguchi M,Nakao S,Arita R,et al.Vascular Normalization by ROCK Inhibitor:Therapeutic Potential of Ripasudil（K-115）Eye Drop in Retinal Angiogenesisand Hypoxia[J].InvestOphthalmolVis Sci,2016,57（4）:2264-2276.

[5]Vigneswara V,EsmaeiliM,Deer L,et al.Eye drop delivery of pigment epithelium-derived factor-34 promotes retinal ganglion cell neuroprotection and axon regeneration[J].Mol Cell Neurosci.2015, 68:212-221.

[6]陈宇,梁轩伟.结膜下注射曲安奈德治疗葡萄膜炎继发黄斑水肿的效果[J].国际眼科杂志,2016,16（5）:902-904.

[7]Amrite AC,Ayalasomayajula SP,Cheruvu NP,etal.Single periocular injection of celecoxib-PLGAmicroparticles inhibitsdiabetes-induced elevations in retinal PGE2,VEGF,and vascular leakage[J].InvestigativeOphthalmology&VisualScience,2006,47（3）:1149-1160.

[8]郭敏,刘宏,季可非,等.曲安奈德局部给药制剂的研究进展[J].中国药师,2016,19（3）:559-562.

[9]周洁,王宏彬,王文亭,等.雷珠单抗治疗视网膜静脉阻塞的临床研究[J].眼科新进展,2016,36（1）:70-73.

[10]Cao JH,MulvahillM,Zhang L,etal.Dexamethasone intravitreal implant in the treatmentof persistentuveiticmacular edema in the absence of active inflammation[J].Ophthalmology,2014,121（10）: 1871-1876.

[11]Cholkar K,Patel A,Vadlapudi DA,et al.Novel Nanomicellar Formulation Approaches for Anterior and Posterior Segment Ocular Drug Delivery[J].RecentPatentson Nanomedicine,2012,2（2）:82-95.

[12]Ashaben Patel,Kishore Cholkar,Vibhuti Agrahari,et al.Ocular drug delivery systems:An overview[J].World JPharmacol.2013,2（2）:47-64.

[13]余成清,杨佳艳,孙云.眼部给药新剂型的研究进展[J].海峡药学,2016,28（6）:23-25.

[14]Amrite AC,Kompella UB.Size-dependent disposition of nanoparticles andmicroparticles following subconjunctival administration[J]. JPharm Pharmacol.2005,57（12）:1555-1563.

[15]Amrite AC,Edelhauser HF,Singh SR,etal.Effectof circulation on the disposition and ocular tissue distribution of 20 nm nanoparticles after periocularadministration[J].Mol Vis,2008,14:150-160.

[16]李沙沙,孙朋超,黄维维,等.眼部给药系统研究新进展[J].中国医药工业杂志,2016,46（1）:97-101.

[17]Koo H,Moon H,Han H,etal.Themovementof self-assembled amphiphilic polymeric nanoparticles in the vitreousand retina after intravitreal injection[J].Biomaterials.2012,33:3485-3493.

[18]袁慧玲,易加明,张彩云,等.纳米混悬剂的制备方法及给药途径研究进展[J].中国新药杂志,2014,23（3）:297-301.

[19]Kassem MA,AbdelRahman AA,Ghorab MM,etal.Nanosuspension asan ophthalmic delivery system for certain glucocorticoid drugs[J]. Int JPharm,2007,340（1-2）:126-133.

[20]Kaur IP,Garg A,Singla AK,et al.Vesicular systems in ocular drug delivery:an overview[J].Int JPharm,2004,269（1）:1-14.

[21]Bochot A,Fattal E.Liposomes for intravitreal drug delivery:a state of theart[J].JControlRelease,2012,161（2）:628-634.

[22]Gupta SK,Velpandian T,Dhingra N,etal.Intravitreal pharmacokinetics of plain and liposome-entrapped fluconazole in rabbiteyes[J]. JOculPharmacol Ther,2000,16（6）:511-518.

[23]ZhangR,He R,Qian J,etal.Treatmentofexperimentalautoimmune uveoretinitiswith intravitreal injection of tacrolimus（FK506）encapsulated in liposomes[J].InvestOphthalmol Vis Sci,2010,51（7）: 3575-3582.

[24]李颖,汤湛,王俏.眼用原位凝胶研究进展[J].中国药学杂志, 2016,50（14）:1174-1179.

[25]Bonacucina G,CespiM,MencarelliG,et al.Thermosensitive Self-Assembling Block Copolymers as Drug Delivery Systems[J].Polymers,2011,3（2）:779-811.

[26]Gao Y,Sun Y,Ren F,et al.PLGA-PEG-PLGA hydrogel for ocular drug delivery of dexamethasone acetate[J].Drug Dev Ind Pharm. 2010,36（10）:1131-1138.

[27]Rieke ER,Amaral J,Becerra SP,et a.Sustained sub-conjunctival protein delivery using athermosetting gel delivery system[J].JOcul Pharmacol Ther.2010,26:55-64.

Research progress on topical adm inistration of drug for retinal diseases

XU Kai,CHEN Qiang,LIANG Lina.
Eye Hospital,China Academy ofChineseMedical Sciences,Beijing100040,China

As there aremany barriers in the eye,medication foreye disease,especially for disease involving ocular posterior segmenthasbeen troubling pharmaceuticalexpertsand ophthalmologists.In the past20 years,scientistshave attempted to treat retinal diseases by traditionalmethods ofadministration and improved the conventional routes of drug delivery by increasing the permeability and viscosity of the drug.Some novel drug delivery systems,such as nanomicelles,nanoparticles,liposomes,gels,etc.have been introduced for ocular administration.These novel delivery systems havemerits as low irritation,long pre-corneal residence and high bioavailability. In this paper,we reviewed and discussed the recentdevelopmenton routesand carriersof topicaladministration.

retina;routeofadministration;drug carrier

R774.1

A

1002-4379（2017）02-0128-04

10.13444/j.cnki.zgzyykzz.2017.02.017

国家自然科学基金（81674033）；国家人力资源和社会保障部留学人员科技活动择优项目（2010-94）；青年基金资助项目（81102618）

中国中医科学院眼科医院，北京100040

梁丽娜，E-mail：lianglina163@163.com