丁 立 张钧寿 赵 骏
(中国药科大学药剂教研室，南京 210009)
肝癌、肝炎等肝脏疾病均为当前需要重点研究的重大防治疾病。这个顽固堡垒没有攻克的主要原因，除了治疗药物本身的药理作用尚不够理想之外，就是没有将药物有效地输送至肝脏的病变部位，即药物的肝靶向性差。
目前，主要有如下几种机制可以实现肝靶向药物的传输：① 含糖基的大分子化合物通过肝实质细胞或非实质细胞的受体介导途径：去唾液酸糖蛋白受体介导系统(肝实质细胞)；甘露糖受体介导系统(肝非实质细胞)。② 聚阴离子化合物通过肝非实质细胞(Kupffer细胞和内皮细胞)的清除介导途径(Scavenger-receptor-mediated)，如强阴离子化合物丁二酰脂蛋白。弱聚阴离子化合物仅有很小程度的肝摄入。③ 聚阳离子化合物在肝细胞膜上经独特的静电作用途径，如二乙胺葡聚糖与肝细胞膜表面产生静电作用，使肝的摄入增加。④ 载体传递途径：尤其是内源性的载体，利用其特异性、可溶性优势，包裹或携带药物进入肝组织，如类脂乳、胆酸、脂质体、微球等。
常见的肝靶向传输系统，有糖蛋白、脂蛋白、胆酸(盐)等。
1 糖蛋白(Glycoprotein)
1979年，Fiume等首次将戊二酸F3T的N-羟丁二酰胺与去唾液酸胎球蛋白的ε-氨基耦联，合成F3T-去唾液酸胎球蛋白(三氟胸苷)，该复合物与去唾液酸糖蛋白受体(ASGPr)专一性结合，选择性抑制肝细胞内病毒DNA的合成。其后，研究了阿糖呋喃腺嘌呤单磷酸盐(araAMP)和无环鸟苷单磷酸盐等抗病毒药，与半乳酰化的白蛋白共轭，也可以与ASGPr受体结合，实现肝靶向〔1〕。目前临床上应用的araAMP半乳酰白蛋白共轭物，可使血清乙肝病毒(HBV)DNA水平明显下降，但其剂量比游离药物低3～6倍〔2〕。另有研究表明，药物与半乳糖酰聚L-赖氨酸共轭，同样经ASGPr受体途径在肝细胞内释药。乳糖与半乳糖结构上仅相差一分子葡萄糖，其肝靶向作用也得到证实。有文献〔3〕讨论了不同类型的乳酰化白蛋白共轭物的靶向效果。总之，此类复合物的共同特点是载体上含半乳糖酰基，后者恰是靶向作用的导向基团。
Hashida等〔4〕通过模型比较了几种肝靶向的途径，认为经去唾液酸糖蛋白受体介导途径最好。该系统对肝有较高的亲和性，且肝吸收迅速。利用半乳糖酰化的大分子载体可以模拟去唾液糖蛋白，达靶向目的。已应用的此类大分子载体有：去唾液糖蛋白，合成的糖酰蛋白即所谓的新糖蛋白。Seymour等〔5〕以葡聚糖为骨架，引入羧甲基以避免组织间反应(CMD)，连接半乳糖作为导向基团(Gal-CMD),即形成一肝靶向载体。选用阿糖胞嘧啶(ara-c)作为模型药，每分子载体载13～16分子ara-c，小鼠iv 5 min内，半乳糖酰化的ara-c-Gal-CMD即可通过受体介导系统被肝细胞选择性吸收。同样，70%的维生素K5可借助聚L-谷氨酸载体，抵达肝部位〔4〕。
肝对半乳糖-SOD的吸收符合非线性动力学特征〔6〕。在0.05～20 mg/kg范围内，肝对Gal-SOD的摄取清除率随剂量升高而降低。以0.1 mg/kg剂量给药时，含6分子半乳糖的Gal-SOD仅为含14分子半乳糖的Gal-SOD肝清除率的5%。分别被6和4.8个半乳糖分子修饰的20kDa、14 kDa蛋白质，既使在低剂量下也未显示足够的肝亲合力。表明大分子衍生物的糖基数目应作合理设计。
有人〔7〕比较了5种不同分子量的蛋白类药物(IgG,SOD,BSA,STI和LZM)半乳酰化后对大鼠注射的靶向效果，认为肝摄取清除率在32 kDa左右产生大的差异，大于32 kDa的分子容易进入肝实质细胞，而小于32 kDa的蛋白质分子共轭物肝清除率低，肾小球滤过率高。因此，此类药物的肝靶向效率很大程度上取决于共轭物的大小。实验还表明，半乳酰化后，大分子的滤过不受影响，易排入尿而不重吸收。小鼠以大于1 mg/kg剂量给药时，肝蛋白结合受体产生饱和现象。
肝细胞膜上的肝细胞结合蛋白(HBP)是血浆去唾液酸糖蛋白受体，可为肝选择性摄取，具有受体介导特征和高度组织特异性〔8〕。管昌田〔9〕等以NGA为载体，耦联上去甲替林或伯喹，得NGA-去甲替林和NGA-伯喹合成物，标记后检测肝内释放载药的可能性，表明NGA是肝靶向药物的优良载体，是研制肝靶向的新途径。NGA的合成是一大突破，其结构类似于血浆去唾液酸糖蛋白，再标记以99mTc，集放疗、化疗、靶向给药于一体，对肝部病患可望获得满意疗效，对肝功及HBP活性的评价也有重要意义〔8〕。有人将抗病毒药无环鸟苷(ACV)通过丁二酰胺桥与NGA耦联，合成不同糖密度和药密度的NGA-ACV，测得其具有高度趋肝性和受体介导特性，肝摄取峰值大于80%〔10〕。
药物通过与大分子载体连接，再对载体进行半乳糖化，可以产生较好的肝靶向效果。若能使药物直接半乳糖化，则可以简化耦联环节，提高靶向效率。这一思路对蛋白类药物而言，较易实现。蛋白质或多肽(分子量在一定范围)在耦联上半乳糖后，都有可能成为受体结合的肝靶向性物质〔11〕。小分子物质经类似途径能否靶向于肝，取决于糖和药密度、分子量、摄取屏障等多方面因素。有人将阿糖呋喃乳糖酰化，初步揭示其靶向性不成功，有关机制和可行性尚待进一步探讨。
需指出的是，HBP是糖蛋白受体结合成败的关键，但HBP结合活性随许多生理和病理条件的变化而变化〔8〕。如妊娠期母体受体活性受激素影响明显增加，而分裂期或复制期的肝细胞表面HBP活性明显降低。所有的肝脏疾患，如肝硬化、肝炎、肝癌等，由于血清中存在结合抑制剂，HBP结合活性均有所降低。此外，肝摄取对受体浓度和肝血流的变化较敏感，因此，研究糖蛋白受体介导肝靶向药物时，对机体生理、病理状况的综合分析是必需的。
2 脂蛋白(Lipoprotein)
脂蛋白是胆固醇和其他类脂成分传输的内源性载体微粒。由甘油三酯和/或胆甾醇酯构成非极性核心，覆以单层磷脂构成。胆固醇和脱辅基蛋白即镶嵌于外层磷脂内。脂蛋白的内源性决定了其不存在免疫原性，能避开网状内皮吞噬系统的识别。乳糜粒，极低密度脂蛋白(VLDL)，低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)等从循环系统清除需借助特定受体，这些受体可识别其表面脱辅基蛋白。乳糜粒残基和β-VLDL可很快为肝实质细胞上的受体残基接受，LDL主要经肝内特定的LDL受体清除，而某些类型的癌细胞显示较强的LDL摄取能力。脂蛋白的脱辅基蛋白部分经化学修饰能与非脂蛋白受体结合。LDL乙酰化可激活肝内皮细胞上的清除受体，受体迅速摄入LDL。LDL和HDL乳糖酰化后借助肝内Kupffer和肝实质细胞上特异性的半乳糖基快速吸收〔12〕。一些亲脂性化合物自发的并入脂蛋白，而多数亲水性药物则需连上亲脂性“手臂”，通过水性添加剂，接触法或重组法与脂蛋白亲和。
Theo〔13〕等模拟乳糜粒结构，将医用类脂与重组人去辅基蛋白E(Apo E)混合，加入亲水性抗病毒药物，制成类脂乳。平均粒径82 nm，单个微粒含70分子Apo E，130分子前药。该系统可使肝摄入提高40倍，显著降低游离药物的肝外分布，并使肝实质细胞内药物浓度达700 nM，有效治疗肝病。应用类似的方法，Bakan等〔14〕合成了乳糜粒类似物，将亲脂性或两性化合物并入三油酸甘油酯类脂乳的内相，静注后显示良好的靶向性。其模型药物选用多碘化甘油三酯。
3 胆酸(盐)(Bile acid(salt))
这是目前唯一的口服肝靶向途径。
胆酸在脂肪和脂溶性维生素的消化和吸收过程中起重要作用。其肝肠循环途径是由肝排入胆汁，经胆囊分泌到肠腔，在回肠末端重吸收，循环6～10次/d，循环总量达20～30 g，仅有2%～5%流失至粪便。高效率的肝肠吸收，高容量的胆酸传输，使其潜在的载药、释药能力引人注目〔15〕。胆酸在回肠重吸收，通过跨刷状缘膜的Na+梯度，利用激活的Na+/K+-ATP酶主动转运。小肠巨大的表面积对多数胆酸的吸收并无贡献，小肠部位的少量吸收也因胆酸pKa和腔道pH而异，多为被动扩散途径。
以胆酸作载体，分别口服苯丁酸氮芥，HMG-CoA还原酶抑制剂及L-T3均有显著的肝靶向特征〔16～19〕。这些研究证明，与药物耦合并未降低胆酸对肝的亲和力。只要满足：胆酸母核上C-24位周围有阴离子集团，C-3位的耦合不受分子大小限制，则C-3，C-24位对设计前体药物而言都是有用的耦合位点，尤以胆酸分子中的C-24位最具前景。因为羧基易与氨基结合，使结合物的合成简单易行。
比较牛磺胆酸盐在回肠和肝的渗透系数(Jmax)可见，肝的传输比率显著高于回肠，含胆酸分子的前药易实现肝靶向，但对口服全身传输的药物而言，尚须克服胆汁的快速、频繁分泌。母体药物透过小肠壁后，从胆酸连接物中释放，其入肝之前的释放时机及机制尚无报道。
4 其他思路
4.1 微球(Microsphere,ms) 为检验聚乳酸复合聚羟乙酸-氨基聚苯乙烯形成的微球静注和腹注后对肝的组织的选择性，用ms与巨噬细胞的结合物作对照，发现小鼠肝中蓄积量：纯微球腹注3.25%，静注9.16%，而巨噬细胞载体腹注6.50%，静注10.88%，二者没有显著差异，表明此微球系统有显著的肝靶向性〔20〕。
4.2 脂质体(Liposome) 干扰素是目前HBV治疗的首选药。将γ-干扰素包到固定有去唾液酸胎球蛋白的脂质体中，其被肝摄入量比不含去唾液酸胎球蛋白的γ-干扰素高，能更有效地阻止HBV DNA在肝细胞复制。
4.3 去唾液酸α-酸性糖蛋白-DNA系统(Polyanion system) 血浆中的α-酸性糖蛋白被唾液酸苷酶裂解产生去唾液酸α-酸性糖蛋白，对于ASGPr有高度亲和性，该共轭物不仅可与DNA形成水溶的中性复合物，而且可保护DNA不被核苷酶降解，DNA由此经受体介导摄入，在肝细胞内表达。该系统体内和体外实验均获成功，这对于质粒DNA的靶向传递极有意义。尤其是抗过敏的低聚核苷酸，因细胞摄入有限且易在血浆降解，其抗乙肝病毒的疗效只有利用此类系统来发挥。
4.4 前药(Prodrugs) 利用前体药物的性质，调整其生物分布和药动属性，从而提高药物在特定部位的生物利用度。某些抗病毒药物抑制病毒DNA复制的一个关键环节是在肝细胞内降解成单或多磷酸盐，将药物直接磷酸化，亦可显著提高肝摄取率。
总之，药物的肝靶向性研究，越来越离不开对机体内源性物质的分泌、代谢、物质间相互作用、转化、能量传递及体内命运的探索，从而有针对性地载药、释药，最终达到靶向目的；药剂学上肝靶向技术水平的提高也越来越离不开与生化、生理、药理、分子生物学、细胞生物学等亲缘学科的联系与融合。
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发表于 2004-7-3 06:10
