蛋白/多肽类药物脂质体的研究进展

王 静，赵文静，胡春梅，卢 荣

（1.西北大学化工学院，陕西 西安 710069；2.西安雅芝生物科技有限公司，陕西 西安 710000）

蛋白/多肽类药物脂质体的研究进展

王 静1,2，赵文静1,2，胡春梅1,2，卢 荣1

（1.西北大学化工学院，陕西 西安 710069；2.西安雅芝生物科技有限公司，陕西 西安 710000）

本文对蛋白多肽类药物载体脂质体的研究情况进行了综述。重点论述了蛋白多肽类药物的性质特点以及脂质体的组成和特征，脂质体作为蛋白多肽类药物载体不同于传统方法的一些新的制备方法，以及提高包裹蛋白多肽类药物脂质体包封率的方法。目前脂质体技术应用于蛋白多肽类药物取得了很大的进展，采用新型制备方法及技术可以制备出较高包封率的蛋白多肽类药物脂质体制剂，新型脂质体制剂技术应用于蛋白多肽类药物有着广阔的应用前景。

蛋白；多肽；脂质体；药物；包封率

1 多肽类药物简介

蛋白多肽类药物在疾病预防和疾病治疗中有着特殊的疗效，与传统药物相比，不仅具有用药剂量小、疗效好、毒副作用低等突出优点，而且还具有不同于传统药物的一些特性。其一，蛋白质多肽类药物需要靠保持蛋白质分子的化学结构来维持其活性，影响其活性的结构主要为氨基酸及其排序、末端基团、肽链和二硫键位置等。此外，药物的空间结构即二维、三维结构也同样影响其生物活性。其二，蛋白多肽类药物稳定性差，半衰期短，膜通透性差，体内清除率高，易受酶、细菌甚至体液的破坏，非注射给药生物利用度极低，一般仅为百分之几[1]。其三，蛋白多肽类药物易发生物理降解和化学降解。物理降解作用常使得蛋白质凝聚沉淀，致使蛋白质变性并失去生物活性，改变了药物性状及制剂稳定性，严重影响了药物疗效并产生不良反应。而化学降解作用也会使蛋白质药物丧失生物活性，并产生严重的不良反应[2]。基于以上特性，如何设计蛋白多肽类药物的转运载体成为一个重大难题。

2 脂质体作为蛋白多肽类药物载体

图1 ULV与MLV、MVL的粒径及结构的区别Fig.1 The difference of particle size and structure of ULV、MLV and MVL

脂质体作为蛋白多肽类药物载体可以保护药物的结构和生物活性，提高稳定性，延长半衰期，同时达到缓释的效果。脂质体还可阻止被包埋蛋白多肽类药物与外部环境组分的反应，可以避免热、光等对蛋白多肽类药物的影响[3]。

国内外学者对超氧化物歧化酶[4-5]、胰岛素[6-7]、生长因子[8-9]、疫苗[10-11]、白细胞介素、促红细胞生长素及生长激素释放肽等蛋白质多肽类药物的脂质体剂型进行了研究和探索。本文着重论述了脂质体的组成和特征，蛋白多肽类药物脂质体新型制备方法以及提高蛋白多肽类药物脂质体包封率的方法。

3 脂质体组成和特征

脂质体是双层磷脂分子定向排列形成的直径几微米至几毫米的超微粒子，是一种新型的药物载体[12-13]。其主要特征是：脂质体是闭合的囊泡，包含有内水相，其囊泡壁由磷脂双分子构成[14]。按照脂质体的结构可分为三类：单室脂质体（ULV）、多室脂质体（MLV）和多囊脂质体（MVL），其中前两者为同心脂质体，而MVL为非同心脂质体[15]（图1）。

脂质体的特殊双分子结构使得脂质体能够同时运载亲水、疏水和两亲性的物质，包裹物或被包封在内水相，或是嵌插入类脂双分子层之间[16-17]。

4 蛋白多肽类药物脂质体新型制备方法

蛋白多肽类药物由于自身的一些特点，在脂质体制备过程中需要注意很多工艺条件及工艺参数，例如要尽量避免高温、有机溶剂、表面活性剂、剧烈超声等条件的使用。传统的脂质体制备方法有薄膜分散法、逆向蒸发法、注入法、挤出法等，共同之处都是先用有机溶剂溶解磷脂膜材，得到磷脂双分子层膜，然后将膜进行水化处理，再通过适当方法得到粒径大小不同的脂质体。这些方法用于制备蛋白多肽类药物脂质体存在以下问题：1）工艺自身的条件、残留的有机溶剂等会造成蛋白质药物的生物活性降低或丧失；2）包封率及载药量低；3）很难实现大批量生产。目前科学家们正在将目光转向新型的脂质体制备方法，以克服脂质体作为蛋白多肽类药物载体的以上缺点。

4.1 前体脂质体法

前体脂质体是指将磷脂、药物及其他材料等以适宜方法制成的不具备完整脂质双分子层囊泡结构的一种液态或固态制剂，经稀释或水化即能转化成脂质体。此类脂质体的制备方法主要有冷冻干燥法、减压干燥法以及喷雾干燥法等等。

冷冻干燥法比较适合热敏型蛋白多肽类药物前体脂质体的制备，但成本较高。H C Wang等[18]利用此法研究了儿茶素脂质体的制备方法。林中方等[19]采用冻干法制备了鬼臼毒素前体脂质体，复水化后粒径为1.45μm，包封率72.3%。H Nagami等[20]用前体脂质体法制备了SOD脂质体，包封率为39%～65%。T Wang等[21]将冷冻干燥法和复乳法相结合，制备水溶性蛋白脂质体，包封率达80%以上。

减压干燥法是利用旋转蒸发器，在减压旋转下使膜材和蛋白多肽类药物的混合液在固相载体表面形成一层磷脂薄膜，干燥后得到流动性良好的前体脂质体颗粒。用本法制备的脂溶性蛋白多肽类药物前体脂质体包封率比较高。

喷雾干燥法是将脂质体膜材、附加剂及蛋白多肽类药物等溶解或分散在适当溶剂中，经喷雾干燥制得粉末状前体脂质体。

4.2 CO2超临界法

在一般的脂质体制备方法中，需将含蛋白多肽药物的水相和含有机溶剂的油相混合在一起，这样会造成蛋白多肽药物活性的大量丧失。临界CO2是一种无毒、惰性、廉价易得且环境友好的反应介质，CO2可以循环使用，减少污染，绿色环保[22-23]。此法制备脂质体，可以克服传统方法制备脂质体方法中接触有机溶剂的缺点，而且能保证脂质体制备过程在低温下进行，是蛋白多肽类药物脂质体制备方法研究领域新的热点。T Imura等[24]利用超临界CO2制备法制备了肝素脂质体，获得了较好的包封效果。

4.3 冰冻熔融法

冰冻熔融法的特点是可以避免使用加热、超声等剧烈条件。首先制备未包裹蛋白多肽类药物的空白脂质体，然后冻干前将药物加入，在冷冻过程中因为冰晶形成，使形成的脂质体膜破裂，这种状态不稳定，在缓慢融化过程中，脂膜互相融合重新形成脂质体。胥传来等[26]利用冰冻熔融法制备了生长激素脂质体，使生长激素（PST）具有长效作用，提高了治疗指数。

4.4 离子梯度法

离子梯度法属于主动载药技术,包括pH梯度法和硫酸铵梯度法,可以制备稳定性好、包封率高的蛋白多肽类脂质体。对于蛋白质多肽类药物来说，被动载药法可能会引起药物变性，从而失去活性，因为制备脂质体时无法避免使用有机溶剂,而主动载药技术可以避免这一问题。

5 提高蛋白多肽类药物脂质体包封率的方法

包封率一直是脂质体研究的热点。脂质体对药物的有效包载，是其发挥临床治疗作用的关键，而蛋白多肽类药物由于大部分是水溶性，一般用脂质体作为载体进行包封时，其包封率比较低，因此寻求更好的办法来提高脂质体包封蛋白多肽类药物的包封率变得尤为重要。

5.1 复合磷脂为膜材

复合磷脂是目前脂质体制备中的一项新技术[27]，是采用两种不同相变温度的磷脂材料作为膜材，形成不同相区域的磷脂双分子层球型药物载体。由于复合磷脂脂质体中形成了不同的相区域，所以制备的脂质体能使某些蛋白多肽类药物的包封率大幅提高[28-29]。陈军等[30]研究并报道了普萘洛尔复合磷脂柔性脂质体的制备与药物代谢动力学，结果发现普萘洛尔复合磷脂(DPPC-SPC=6∶4)与大豆磷脂柔性脂质体的包封率分别为78.97%±2.94%和68.67%±0.58%(n=3)，以复合磷脂为膜材制备的脂质体包封率提高了10%。

5.2 多囊脂质体

多肽蛋白类药物虽然优点诸多，但是由于自身的特点也带来了许多开发难点，即使利用脂质体等载体进行传递运送，由于水溶性极好也无法达到理想的包封率，渗漏、突释等现象依然存在[31]。多囊脂质体是一种新型脂质体，具有较大的粒径和更多的包封容积，对蛋白多肽药物的包封非常有利[32]。多囊脂质体中某个囊泡破裂时，活性物质从破裂囊泡释出，其他完整的囊泡仍可保持原状，所以这种多囊脂质体同时又有很好的缓释效应[33]。陶昱斐等[34]研究了酪丝亮肽多囊脂质体的制备和体外释放，发现酪丝亮肽多囊脂质体粒径均一，有80%的粒径分布在20～30μm，包封率高达92.43%。焦玉焕等[35]研究了胸腺五肽缓释多囊脂质体的制备及大鼠药物代谢动力学，发现TP5-MVL脂质体工艺可行，重现性好，包封率可达85%以上。

5.3 对脂质体进行修饰

提高脂质体包封率的另一个重要途径就是对传统脂质体进行修饰。通过对脂质体膜表面进行结构修饰[36]，可获得特殊的“隐形脂质体”，从而提高脂质体包封率。Zhang H B等[37]利用聚乙二醇(PEG)修饰脂质体，得到柔性脂质体。S.Hwang等[38]利用大豆甾醇对脂质体进行修饰，修饰后的脂质体其包封率有很大提高。

5.4 反复冻融

反复冻融是指将预先制备好的脂质体混悬液进行反复几次冷冻-融解操作获得脂质体混悬液。在冻融技术中，脂质体膜在缓冲溶液中水化，并反复进行冻结/解冻循环，在冷冻过程中，磷脂双分子层由于冰晶的形成造成物理破坏，从而增加内水相体积-脂质比，提高包封率。M H Fan等[39]发现，反复冻融过程可以使得大量水溶性药物渗透进脂质双分子层，显著提高了水溶性蛋白物质的包封率和稳定性。M Ricci等[40]采用反复冻融法制备了水溶性多肽类药物硫酸卷曲霉素脂质体，与传统的薄膜分散法相比包封率有明显的提高，其中薄膜分散法包封率＜10%，反复冻融法包封率＞50%。

5.5 其他方法

除了以上方法，还有其他方法也可以提高蛋白多肽类脂质体的包封率，例如改变类脂膜的组成，类脂膜的组成与脂质体结构密切相关，对其包封率亦有很大影响。其次，稳定剂、分散剂的种类和浓度对脂质体的包封率也有一定的影响。

6 结论

脂质体作为蛋白多肽类药物的载体有着非常突出的优势，随着科学技术的不断发展以及研究者对脂质体原理和制备方法的深入研究，新型脂质体制备技术不断被发明创新，其中就包括前体脂质体法、CO2超临界法、冰冻熔融法、离子梯度法等等。提高脂质体包封率一直是脂质体研究中的热点和难点，尤其对于水溶性良好的蛋白多肽类药物，目前报道的提高蛋白多肽类药物脂质体包封率的方法有：以复合磷脂为膜材制备脂质体；制备多囊脂质体；对脂质体进行化学修饰；对包裹蛋白多肽药物的脂质体混悬液进行反复冻融等。虽然提高蛋白多肽类脂质体包封率的方法比较多但依然存在很多局限。随着科学技术的不断发展，研究包裹物质与脂质体膜的相互作用将成为所有新技术和方法的理论依据，相信能够创造发明出更好更有效的包裹蛋白多肽类药物脂质体技术，使蛋白多肽类药物得到更广泛的应用。

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Research Advances on Protein and Polypeptide Drug Liposomes

WANG Jing1,2, ZHAO Wenjing1, HU Chunmei1,2, LU Rong1
(1. School of Chemical Engineering, Northwest University, Xi’an 710069, China; 2. Xi’an Yazhi Biological Technology Co. Ltd., Xi’an 710000, China)

s: The research progress in protein and polypeptide drug carrier liposomes was reviewed in this paper. The nature and characteristics of protein polypeptide drugs and the composition and characteristics of liposomes were described mainly. The improved methods for preparing liposomes which as the protein polypeptide drug carriers, which different from traditional methods were reviewed, and also, the methods for increasing the entrapment efficiency of polypeptide drug carrier liposomes were reviewed. A great progress has been made in liposome technique which applied to protein and polypeptide drugs. The protein and polypeptide drug liposomes preparation which was preferably entrapment efficiency could be prepared by advanced preparation methods and technology. The technology of advanced liposome preparation, which applied to protein and polypeptide drugs, had a wide application prospect.

protein; polypeptide; liposome; drug; entrapment efficien

R 944

A

1671-9905(2017)08-0032-05

陕西省教育厅专项科研计划项目(12JK0577)

王静(1983-)，女，陕西西安人，工程师，主要从事化学工程与工艺等研究。E-mail: chemwj@163.com

卢荣(1960-)，女，教授，工程师，E-mail: lu78441@aliyun.com

2017-05-17