PEG功能化磷脂與脂質體穩定性的應用
本期AVT小編分享一下PEG功能化磷脂與脂質體穩定性的那些事兒，聚乙二醇(PEG)衍生化磷脂的種類、分子量、用量等對脂質體的穩定性都會產生影響,可以改善脂質體穩定性,在延長脂質體體內循環時間及在新型脂質體中也發揮了不小的應用。感興趣的小伙伴一起來了解下吧！
脂質體具有靶向、長效、可降低藥物毒性及增加藥物穩定性等多方面的優點.但也存在一定的不足和問題,如脂質成分易氧化水解、脂質體易聚集以及脂質體進入血循環后易被網狀內皮系統(RES)細胞快速清除、靶向脂質體在體內發揮作用前難以保證其完整性等。為克服以上不足,立體穩定脂質體應運而生。立體穩定脂質體是一種表面含有天然或合成聚合物修飾的類脂衍生物的新型脂質體。修飾聚合物的種類有聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酰胺(PPA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等,其中PEG是最常用的一種。PEG分子與磷脂分子通過共價鍵結合形成PEG衍生化磷脂,能有效地保護脂質體,使脂質體物理、化學及生物穩定性大大提高。
實驗證明,PEG衍生化磷脂能降低脂質體的滲漏率,減少其聚集和融合,延長有效期。在體循環中則可抑制細胞粘附,屏蔽RES對脂質體的識別和攝取,延長脂質體體內循環時間,因此,此類脂質體又稱長循環脂質體。如用二硬脂酰磷脂酰膽堿(DSPC)、膽固醇(CH)、膽固碎-3-硫酸酯、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺(DSPE)-PEG2000通過凍融法制得的鏈澈酶脂質體,tz和AUCo-比直接使用藥物時分別增大16.3倍和6.1倍"。在炎癥小鼠模型中,吲嶸美辛的長循不脂質體[磷脂酰膽堿(PC):CH:
PEG衍生化磷脂酰乙醇胺(PEG-PE)=1 :o.5 ∶0.16]比傳統脂質體(PC : CH∶PE=1 ∶o.5 ∶0.16)的清除減慢.AUCo ,顯著增大.表明PEG-磷脂衍生物能明顯延長脂質體的體循環時間[21。
1 PEG衍生化磷脂提高脂質體穩定性的機制
1.1粒子間斥力
PEG-磷脂在脂質體的脂質雙分子層表面形成聚合物保護層,使粒子間斥力增加,從而使脂質體穩定性增加。理論上,距離粒子表面s處既存在著范德華引力,又存在著粒子間斥力,當斥力大于或等于引力時,粒子穩定:反之,則脂質體聚集。如當s約為粒子直徑的1/10時,即聚合物衣層厚度約為粒子直徑的1O%時,粒子之間的斥力就足以克服與其它大分子或粒子的相互作用13。
隨PEG分子量的增加,粒子間斥力增加,脂質體也越穩定。Needham等4用X射線衍射研究了含4%摩爾分數PEG(1900)-磷脂的脂質體(磷脂:CH為2;1)雙分子層結構和粒子間斥力,結果表明,在該濃度,結合的聚合物從脂質體表面伸出大約50A(5nm),增加了膜與膜之間的斥力。這有效地減少了脂質體聚集、融合現象的發生,并抑制脂質體與蛋白、細胞的粘附,增強了其體內外穩定性。
1.2構象云結構
具有柔韌性和親水性的PEG聚合物在脂質體表面形成的致密“構象云”(conformational clouds),可產生較大的空間位阻效應(steric barrier),抑制其它高分子物質與脂質體表面接觸,包括血漿成分的吸附,防止脂質體被RES識別和攝取,甚至在較低濃度下就能產生很強的保護作用。這種保護作用可能同疏水鏈與脂質體膜核心或表面相互作用的能量的平衡和PEG鏈在溶液中自由運動的能量有關例。Belsito等6用電子自旋共振(ESR)和光密度測量法研究了水分散體中PEG-PE與卵磷脂的相互作用,證實了構象云結構的存在。
1.3 水化膜結構
PEG的親水性可使脂質體表面形成水化膜,掩蓋脂質體表面的疏水性結合位點,降低RES對脂質體的識別和攝取,延長體循環時間7.8。如PEG-PE的硫水性長鏈有利于將分子插入脂膜.而親水性部分則伸展于脂膜表面,在脂質體表面形成較厚的水化膜保護層,從而提高脂膜親水性并造成空間位阻,增強穩定性,這種作用隨PEG分子量增加而增加。水化膜保護層的形成增加了脂質體的親水性,使脂質體在極性溶劑中更穩定,有利于脂質體的保存9。
2影響PEG衍生化磷脂脂質體穩定性的因素
2.1 PEG 分子量
隨PEG分子量的增加(由2000增至5000)，其延緩脂質體中鈣黃綠素(calcein)滲漏的作用明顯增強,屏蔽RES對脂質體的識別和攝取作用也增強9。Bedu-Addo等1011證明增大PEG-磷脂中PEG的分子量及其結合率能有效抑制脂質體的聚集。PEG-PE 與PC的混合物的物理狀態取決于PEG-PE中PEG的分子量, 3種物理狀態分別為:各組分星可混溶的薄層相、分離的薄層相及
混合膠團。在研究分子量分別為1000~3000. 5000、12000的短、中長、長鏈PEG對脂質體穩定性的影響時發現,7%摩爾分數以上的PEG( 1000-~3000)-二棕櫚酰磷脂酰乙醇胺(DPPE)和11%摩爾分數的PEG(5000)-DPPE在二棕櫚酰磷脂酰膽堿(DPPC)中有強烈的形成混合膠團的趨勢。所有濃度的PEG(12000)-DPPE和大于8%摩爾分數的PEG(5000)-DPPE則均形成分離的薄層相。表明低濃度的短鏈PEG可形成混溶的脂質雙層,最適宜用作對藥物載體的修飾,而在濃度較高時易使脂質雙層溶解而導致藥物泄露。高分子量的PEG可使脂質體更穩定,但分子量大于5000的PEG在某些處方中不適用,原因可能在于產生了相分離。
2.2 PEG含量
脂質體的穩定性隨PEG含量的增加而增加。Belsito等0發現脂質體聚合物的穩定性對親水性端基的大小和PEG-PE的含量有很強的依賴性,用自旋標記的ESR對PC/PEG-PE混合物的定量研究發現,脂質雙分子層結構隨PEG-PE含量的改變而改變。隨PEG-磷脂濃度的增加,其抑制脂質體凝聚程度也增大121。Chin 等
3發現結合15%摩爾分數DSPE-PEG(2000)的磷脂酰絲氨酸(PS)脂質體的循環時間與含有5%摩爾分數DSPE-PEG(2000)的中性脂質體循環時間明顯不同。前者可有效地降低PS脂質體的親和力,減少PS介導的血漿蛋白粘附,大于80%的凝血素粘附和促凝血活性被抑制:當含量下降時該保護作用降低。隨PEG-磷脂濃度的增加,粒子間斥力及脂質體的體內、外穩定性也增大。
2.3 PEG-磷脂的類型
不同PEG聚合物的性質及體內外表現均不同。在37C、pH7.4 緩沖溶液中,PEG(5000)-DPPE和PEG(5000)-DSPE的臨界膠團濃度分別為70和9mmo/L.當這些PEG-磷脂的膠團分散體與含有16或18個碳原子的磷脂膜囊泡混合后, PEG-磷脂膠團分離成單體,然后自發結合到已形成的囊泡的表面。在結合過程中, PEG-DPPE的結合率比PEG-DSPE快,這是因為前者分離成單體的速率較快。而PEG-DSPE的強疏水作用使其結合率常數比PEG-DPPE大。PEG-DSPE 和C。膜的組合為最佳的熱力學穩定配對1141。Parr等1151研究表明DSPC、CH及單甲氧基聚乙二醇2000-琥珀酰-棕櫚酰油酰磷脂酰乙醇胺[MePEG(2000)-S-POPE] (50:45:5,摩爾比)組成的大單室脂質體(LUVs)只能稍延長循環時間。而由DSPC、CH和MePEG(2000)-S-DSPE組成的LUVs在體內卻極少發生PEG衍生化磷脂層的化學破壞,循環時間顯著延長。可見DSPE較POPE與PEG (2000)結合的效果更優。
2.4 PEG-磷脂脂質體的粒徑
研究表明,用不同的PEG-磷脂可制備不同粒徑的脂質微粒(多室、小單室、大單室脂質體),穩定性較好:半年后PEG-磷脂脂質體在緩沖溶液中釋出的親水性標記物小于5%,在血漿中tin長達幾天16。Litzinger等171制備了>300nm、150~200nm 和<70nm的3種粒徑分布的PEG-磷脂質脂體,并考察了在小鼠體內的分布,結果表明,大粒徑和小粒徑的PEG-磷脂脂質體分別在脾和肝中的濃度較高,中間粒徑的具有長循環特性。小粒徑脂質體長循環減弱的原因直接與PEG-PE的活性有關,而大粒徑脂質體則可能是通過過濾機制被脾攝取。脂質體在血中的穩定性、清除率及生物分布情況都取決于其組成、粒徑及荷電情況，其中100~200nm粒徑范圍內的脂質體由于空間位阻的原因在血液中較穩定[81。Unezaki等[91研究的溫度敏感型PEG-磷脂脂質體,其最佳平均粒徑也在180~200nm范圍內.
3 PEG衍生化磷脂在新型脂質體中的應用
3.1pH敏感脂質體
結合PEG-磷脂的脂質體可制成低pH敏感的立體穩定脂質體。Guo等1201制備了對較低pH敏感的PEG結合物(POD)，在中性環境下能穩定3h以上,但在pH5下lh內就可能完全降解。含有10%POD和90%二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)的脂質體在中性緩沖液中能穩定存在12h以上:然而當該脂質體處于溫和酸性條件(pH5.5)下時,脂質體很快聚集并在30min內釋出大部分內容物。因此可通過pH控制藥物靶向至弱酸性的生理環境
(如核內體、固體瘤和炎性組織)釋放。
3.2陽離子脂質體
當藥物的電性與脂質體膜電性相反時.藥物包封率高且穩定。結合不同類型的PEG聚合物可制得中性、負電性、正電性脂質體。如--種新型的結合陽離子PEG-磷脂(CPL)的脂質體2,能插入已形成的囊泡中并增強脂質體的穩定性。對以4種端基上含有不同正電荷的CPL(分別為CPL~CPL)制得的陽離子LUVs的膠束溶液的研究發現,CPL插入LUVs外部小葉上的方式在某種程度上取決于溫度、時間、CPL/ 磷脂的比例和LUVs的結構,同時也與LUVs中的CPL種類有關。CPLs可使脂質體與細胞的粘附增加3倍,而CPL可增加10倍。同時,磷脂攝取的增加與總的表面電荷無關,而與CPL末梢端基上增加的正電荷的密度有關.
3.3免疫脂質體
傳統的免疫脂質體具有良好的靶向性,但在體內易被清除。采用PEG-磷脂連接特異性抗體則可以達到長循環的效果,但結合方式不同,脂質體的靶向性也不同。Maruyama等121研究了傳統免疫脂質體(A)、含PEG的免疫脂質體(B)和含6%摩爾分數DSPE-PEG-COOH的PC-CH(2: 1)新型免疫脂質體(C)的靶向性。小鼠肺特異性免疫試驗結果表明,由于PEG可減少RES的攝取而使B具有長循環特征,但B的抗原.抗體結合僅為A的一半,這可能與PEG鏈的空間位阻阻礙了抗原-抗體的特異性結合有關。而C不僅具有長循環特征,其抗原.抗體結合率約為A的1.3倍,表明免疫性抗體與PEG鏈的末端結合可以減少PEG鏈空間位阻對抗原.抗體結合的屏蔽作用。
4結語
PEG行生化磷脂對提高脂質體穩定性有眾多優點，但新的PEG衍生化磷脂的結構鑒定、毒性研究等費時費力,限制了它的廣泛應用。已有研究表明PPA、PVP、ATTAn低聚體、聚-2-甲基聰唑啉(PMOZ)、聚.2-乙基唔唑啉(PEOZ)等與磷脂結合后顯示與PEG衍生化磷脂相似的體內行為,可為尋找替代品提供新的方向23~-25。PEG衍生化磷脂脂質體的良好穩定性使其可用于其它藥物傳遞系統,如利用PEG-磷脂脂質體包裹造影劑,用于腎臟等器官的影像診斷:或制成噴霧劑,用于肺結核等肺部疾病的治療,以減少口服抗結核藥物的肝損害等。艾偉拓（上海）醫藥科技有限公司2007年至今，專注與脂質體，脂肪乳為代表的注射劑領域，為您分享脂質體與脂肪乳相關行業資訊。
參考文獻:
1、 Kim IS,Choi HG,Choi HS,et al. Prolonged systemic deliveryof sureptokinase using liposome[]. Arch Pharm Res,1998,21(3): 248-252.
2、 Woodle MC .Storm G.Newman MS.et al Prolonged systemicdelivery of peptide drugs by long-circulating liposomes: ilus-tration with vasopressin in the Brattleboro rat[]. Pharm Res,
3、Lasic DD. Novel application of liposomes[J]. TrendsBiotechnol, 1998,16(7):307-321.
4、Needham D,Mclntosh TJ,L asic DD. Repulsive interactions and mechanical sability of polymer-grafted lipid membranes[J].Biochim Biophys Acta,1992,1108<1);: 40-48.
5、Torchili VP. Polymer coated long circulating microparticulate pharmaceuticals []. J Microencapsul, 1998,15(1): 1-19.
6、Belsito S.Bartucci R.Montesano G,et al. Molecular and mesoscopic properties of hydrophilie polymer-grafted phos-pholipids mixed with phosphatidylcholine in aqueousdispersion: interaction of dipalmitoyl N-poly (ethylene glycol) phosphatidylethanolamine with dipalmitoyIphos-phatidylcholine studied by spectrophotomery and spin-label electron spin resonance(J]. Biophys J.2000,78(3)1420- 1430.
7、Woodle MC,Lasic DD. Sterically stabilized liposomes[J].Biochim Biophys Acta, 199.,113(2): 171-199.
8、Blume G, Cevc G. Molecular mechanism of the lipid vesicle longevity in vivo[J]. Biochim Biophys Acta, 1993,1146(2): 157-168.
9、侯 新樸,張俊梅,魯先道. PEG修飾脂膜對延長脂質體在血內循環時間的研究[J].藥學學報, 1996.31(6):451-454.
10、Bedu-Addo FK,Tang P,Xu Y,et al Interaction of polyethylene glycol- phospholipid conjugates with cholesterol-phosphatidyl-choline mixturesterically stabilized liposome formulations[J].Pharmn Res, 1996,13(5): 718-724.
11、 Bedu-Addo FK.Tang P.Xu Yet al Efcts of polyethylene 8ly-col chain length and phospholipid acy chain composition on the interaction of polyethylene glycol-phospholipid conjugates with phospolipid: implications in liposomal drug delivery[J].Pharn Res, 1996.13(5): 710-717.
12、Mori A.Klibanov AL,Torchilin VPet al Influence of the steric barrier activity of amphipathic poly(ethyleneglycol) and gan-glioside GMI on the circulation time of liposomes and on the target binding of immunoliposomes in vivo[J] FEBS Lett, 1991,
13、Chiu GN,Bally MB,Mayer LD. Selective protein interactins with phosphatidylserine containing liposomes alter the steric stabilization properties of poly (ethylene glycol)[J]. Biochim Biophys Acta,2001,1510(1-2): 56-59.
14、Sou K.Endo Takcoka S,et al. Poly (ethylene glycol)-modifi-cation of the phospholipid vesicles by using the spontancous incorporation of poly (ethylene glyo)-lipid into the vesicles D Bioconjug Chem, 20011(3);) 372-379.
15、Par MJ,Ansell SM.Choi LS,et al Factors influencing the re-tention and chemical stability of poly(ethylene glycol)-lipid conjugates incorporated into large unilamellar vesicle[J].
16、Zeisig R,Eue L,Kosch M,et al. Preparation and properties of sterically stabilized hexadecylphosphocholine (miltefosine)-liposomes and influence of this modification on macrophage activation. Phase behavior and aggregate structure in mixtures of dioleoylphosphatidylethanolamine and poly (ethylene glycoD)-lipids[J]. Biochim Biophys Acta,1996.1283(2): 177-184.
17、Litzinger DC.Buiting AM,van Rooijen N,et al. Effect of lipo-some size on the circulation time and intraorgan distribution of amphipathic poly(ethylene glycol)-containing liposomnes[J].Biochim Biophys Acta, 1994,1190(1): 99-107.
18、Oku NNamba Y. Long .circulating liposomes([]. Crit Rev Ther Drug Carrier Syst, 1994,11(4): 231-270.
19、Unezaki s,Manuyama K,Takahashi N.et al. Enhanced delivery and antitumor activity of doxorubicin using long-circulating thermosensitive liposomes containing amphipathic polyethyl-ene glycol in combination with local hyperthermia[J]. PharmRes, 1994,11(8): 1180-1185.
20、Guo X.Szoka FC Jt. Steric stabilization of fusogenic liposomes by a low-pH sensitive PEG-diortho ester-lipid conjugate[J].Bioconjug Chem. 2001.12(2): 291-300.
21、Fenske DB.Palmer LR.Chen T,et al Cationic poly(ethylene glycoD) lipids incorporated into pre pormed vesicles enhance binding and uptake to BHK cellJ]l. Biochim Biophys Acta,2001,1512(2): 259-272.
22、Maruyama K,Takizawa T,Yuda Tet al. Targetability of novel immunoliposomes modified with amphipathic poly(ethylene glycol)s conjugated at their distal terminals to monoclonal antibodies[]. Biochim Biophys Acta. 1995,1234(1); 74-80.
23、Ansell SM,Kojic LD.Hankins JS.et al. Applic ation of oligo-(14-amino-3.6.9.12- tetraoxateradecanoic acid) lipid conju-gates as steric barrier molecules in liposomal formulations[J].Biocorjug Chem.1999. 10(4): 653-666.
24、Torchilin VP.Shtilman MI,Trubetskoy VS.et al. Amphiphilic vinyl polymers effectively prolong liposome circulation time in vivo[J]. Biochim Biophys Acta, 1994,1195(1): 181-184.Woodle MC.Engbers CM,Zalipsky s. New amphipatic poly-
25、mer-lipid conjugates forming long. circulating reticuloendot-helial system evading liposomes([J]. Bioconjug Chem.1994,5(6): 493-496.
本文內容分享自《聚乙二醇衍生化磷脂與脂質體立體穩定性》作者：丁勁松,楊敏,陳―瓊
脂質體具有靶向、長效、可降低藥物毒性及增加藥物穩定性等多方面的優點.但也存在一定的不足和問題,如脂質成分易氧化水解、脂質體易聚集以及脂質體進入血循環后易被網狀內皮系統(RES)細胞快速清除、靶向脂質體在體內發揮作用前難以保證其完整性等。為克服以上不足,立體穩定脂質體應運而生。立體穩定脂質體是一種表面含有天然或合成聚合物修飾的類脂衍生物的新型脂質體。修飾聚合物的種類有聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酰胺(PPA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等,其中PEG是最常用的一種。PEG分子與磷脂分子通過共價鍵結合形成PEG衍生化磷脂,能有效地保護脂質體,使脂質體物理、化學及生物穩定性大大提高。
實驗證明,PEG衍生化磷脂能降低脂質體的滲漏率,減少其聚集和融合,延長有效期。在體循環中則可抑制細胞粘附,屏蔽RES對脂質體的識別和攝取,延長脂質體體內循環時間,因此,此類脂質體又稱長循環脂質體。如用二硬脂酰磷脂酰膽堿(DSPC)、膽固醇(CH)、膽固碎-3-硫酸酯、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺(DSPE)-PEG2000通過凍融法制得的鏈澈酶脂質體,tz和AUCo-比直接使用藥物時分別增大16.3倍和6.1倍"。在炎癥小鼠模型中,吲嶸美辛的長循不脂質體[磷脂酰膽堿(PC):CH:
PEG衍生化磷脂酰乙醇胺(PEG-PE)=1 :o.5 ∶0.16]比傳統脂質體(PC : CH∶PE=1 ∶o.5 ∶0.16)的清除減慢.AUCo ,顯著增大.表明PEG-磷脂衍生物能明顯延長脂質體的體循環時間[21。
1 PEG衍生化磷脂提高脂質體穩定性的機制
1.1粒子間斥力
PEG-磷脂在脂質體的脂質雙分子層表面形成聚合物保護層,使粒子間斥力增加,從而使脂質體穩定性增加。理論上,距離粒子表面s處既存在著范德華引力,又存在著粒子間斥力,當斥力大于或等于引力時,粒子穩定:反之,則脂質體聚集。如當s約為粒子直徑的1/10時,即聚合物衣層厚度約為粒子直徑的1O%時,粒子之間的斥力就足以克服與其它大分子或粒子的相互作用13。
隨PEG分子量的增加,粒子間斥力增加,脂質體也越穩定。Needham等4用X射線衍射研究了含4%摩爾分數PEG(1900)-磷脂的脂質體(磷脂:CH為2;1)雙分子層結構和粒子間斥力,結果表明,在該濃度,結合的聚合物從脂質體表面伸出大約50A(5nm),增加了膜與膜之間的斥力。這有效地減少了脂質體聚集、融合現象的發生,并抑制脂質體與蛋白、細胞的粘附,增強了其體內外穩定性。
1.2構象云結構
具有柔韌性和親水性的PEG聚合物在脂質體表面形成的致密“構象云”(conformational clouds),可產生較大的空間位阻效應(steric barrier),抑制其它高分子物質與脂質體表面接觸,包括血漿成分的吸附,防止脂質體被RES識別和攝取,甚至在較低濃度下就能產生很強的保護作用。這種保護作用可能同疏水鏈與脂質體膜核心或表面相互作用的能量的平衡和PEG鏈在溶液中自由運動的能量有關例。Belsito等6用電子自旋共振(ESR)和光密度測量法研究了水分散體中PEG-PE與卵磷脂的相互作用,證實了構象云結構的存在。
1.3 水化膜結構
PEG的親水性可使脂質體表面形成水化膜,掩蓋脂質體表面的疏水性結合位點,降低RES對脂質體的識別和攝取,延長體循環時間7.8。如PEG-PE的硫水性長鏈有利于將分子插入脂膜.而親水性部分則伸展于脂膜表面,在脂質體表面形成較厚的水化膜保護層,從而提高脂膜親水性并造成空間位阻,增強穩定性,這種作用隨PEG分子量增加而增加。水化膜保護層的形成增加了脂質體的親水性,使脂質體在極性溶劑中更穩定,有利于脂質體的保存9。
2影響PEG衍生化磷脂脂質體穩定性的因素
2.1 PEG 分子量
隨PEG分子量的增加(由2000增至5000)，其延緩脂質體中鈣黃綠素(calcein)滲漏的作用明顯增強,屏蔽RES對脂質體的識別和攝取作用也增強9。Bedu-Addo等1011證明增大PEG-磷脂中PEG的分子量及其結合率能有效抑制脂質體的聚集。PEG-PE 與PC的混合物的物理狀態取決于PEG-PE中PEG的分子量, 3種物理狀態分別為:各組分星可混溶的薄層相、分離的薄層相及
混合膠團。在研究分子量分別為1000~3000. 5000、12000的短、中長、長鏈PEG對脂質體穩定性的影響時發現,7%摩爾分數以上的PEG( 1000-~3000)-二棕櫚酰磷脂酰乙醇胺(DPPE)和11%摩爾分數的PEG(5000)-DPPE在二棕櫚酰磷脂酰膽堿(DPPC)中有強烈的形成混合膠團的趨勢。所有濃度的PEG(12000)-DPPE和大于8%摩爾分數的PEG(5000)-DPPE則均形成分離的薄層相。表明低濃度的短鏈PEG可形成混溶的脂質雙層,最適宜用作對藥物載體的修飾,而在濃度較高時易使脂質雙層溶解而導致藥物泄露。高分子量的PEG可使脂質體更穩定,但分子量大于5000的PEG在某些處方中不適用,原因可能在于產生了相分離。
2.2 PEG含量
脂質體的穩定性隨PEG含量的增加而增加。Belsito等0發現脂質體聚合物的穩定性對親水性端基的大小和PEG-PE的含量有很強的依賴性,用自旋標記的ESR對PC/PEG-PE混合物的定量研究發現,脂質雙分子層結構隨PEG-PE含量的改變而改變。隨PEG-磷脂濃度的增加,其抑制脂質體凝聚程度也增大121。Chin 等
3發現結合15%摩爾分數DSPE-PEG(2000)的磷脂酰絲氨酸(PS)脂質體的循環時間與含有5%摩爾分數DSPE-PEG(2000)的中性脂質體循環時間明顯不同。前者可有效地降低PS脂質體的親和力,減少PS介導的血漿蛋白粘附,大于80%的凝血素粘附和促凝血活性被抑制:當含量下降時該保護作用降低。隨PEG-磷脂濃度的增加,粒子間斥力及脂質體的體內、外穩定性也增大。
2.3 PEG-磷脂的類型
不同PEG聚合物的性質及體內外表現均不同。在37C、pH7.4 緩沖溶液中,PEG(5000)-DPPE和PEG(5000)-DSPE的臨界膠團濃度分別為70和9mmo/L.當這些PEG-磷脂的膠團分散體與含有16或18個碳原子的磷脂膜囊泡混合后, PEG-磷脂膠團分離成單體,然后自發結合到已形成的囊泡的表面。在結合過程中, PEG-DPPE的結合率比PEG-DSPE快,這是因為前者分離成單體的速率較快。而PEG-DSPE的強疏水作用使其結合率常數比PEG-DPPE大。PEG-DSPE 和C。膜的組合為最佳的熱力學穩定配對1141。Parr等1151研究表明DSPC、CH及單甲氧基聚乙二醇2000-琥珀酰-棕櫚酰油酰磷脂酰乙醇胺[MePEG(2000)-S-POPE] (50:45:5,摩爾比)組成的大單室脂質體(LUVs)只能稍延長循環時間。而由DSPC、CH和MePEG(2000)-S-DSPE組成的LUVs在體內卻極少發生PEG衍生化磷脂層的化學破壞,循環時間顯著延長。可見DSPE較POPE與PEG (2000)結合的效果更優。
2.4 PEG-磷脂脂質體的粒徑
研究表明,用不同的PEG-磷脂可制備不同粒徑的脂質微粒(多室、小單室、大單室脂質體),穩定性較好:半年后PEG-磷脂脂質體在緩沖溶液中釋出的親水性標記物小于5%,在血漿中tin長達幾天16。Litzinger等171制備了>300nm、150~200nm 和<70nm的3種粒徑分布的PEG-磷脂質脂體,并考察了在小鼠體內的分布,結果表明,大粒徑和小粒徑的PEG-磷脂脂質體分別在脾和肝中的濃度較高,中間粒徑的具有長循環特性。小粒徑脂質體長循環減弱的原因直接與PEG-PE的活性有關,而大粒徑脂質體則可能是通過過濾機制被脾攝取。脂質體在血中的穩定性、清除率及生物分布情況都取決于其組成、粒徑及荷電情況，其中100~200nm粒徑范圍內的脂質體由于空間位阻的原因在血液中較穩定[81。Unezaki等[91研究的溫度敏感型PEG-磷脂脂質體,其最佳平均粒徑也在180~200nm范圍內.
3 PEG衍生化磷脂在新型脂質體中的應用
3.1pH敏感脂質體
結合PEG-磷脂的脂質體可制成低pH敏感的立體穩定脂質體。Guo等1201制備了對較低pH敏感的PEG結合物(POD)，在中性環境下能穩定3h以上,但在pH5下lh內就可能完全降解。含有10%POD和90%二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)的脂質體在中性緩沖液中能穩定存在12h以上:然而當該脂質體處于溫和酸性條件(pH5.5)下時,脂質體很快聚集并在30min內釋出大部分內容物。因此可通過pH控制藥物靶向至弱酸性的生理環境
(如核內體、固體瘤和炎性組織)釋放。
3.2陽離子脂質體
當藥物的電性與脂質體膜電性相反時.藥物包封率高且穩定。結合不同類型的PEG聚合物可制得中性、負電性、正電性脂質體。如--種新型的結合陽離子PEG-磷脂(CPL)的脂質體2,能插入已形成的囊泡中并增強脂質體的穩定性。對以4種端基上含有不同正電荷的CPL(分別為CPL~CPL)制得的陽離子LUVs的膠束溶液的研究發現,CPL插入LUVs外部小葉上的方式在某種程度上取決于溫度、時間、CPL/ 磷脂的比例和LUVs的結構,同時也與LUVs中的CPL種類有關。CPLs可使脂質體與細胞的粘附增加3倍,而CPL可增加10倍。同時,磷脂攝取的增加與總的表面電荷無關,而與CPL末梢端基上增加的正電荷的密度有關.
3.3免疫脂質體
傳統的免疫脂質體具有良好的靶向性,但在體內易被清除。采用PEG-磷脂連接特異性抗體則可以達到長循環的效果,但結合方式不同,脂質體的靶向性也不同。Maruyama等121研究了傳統免疫脂質體(A)、含PEG的免疫脂質體(B)和含6%摩爾分數DSPE-PEG-COOH的PC-CH(2: 1)新型免疫脂質體(C)的靶向性。小鼠肺特異性免疫試驗結果表明,由于PEG可減少RES的攝取而使B具有長循環特征,但B的抗原.抗體結合僅為A的一半,這可能與PEG鏈的空間位阻阻礙了抗原-抗體的特異性結合有關。而C不僅具有長循環特征,其抗原.抗體結合率約為A的1.3倍,表明免疫性抗體與PEG鏈的末端結合可以減少PEG鏈空間位阻對抗原.抗體結合的屏蔽作用。
4結語
PEG行生化磷脂對提高脂質體穩定性有眾多優點，但新的PEG衍生化磷脂的結構鑒定、毒性研究等費時費力,限制了它的廣泛應用。已有研究表明PPA、PVP、ATTAn低聚體、聚-2-甲基聰唑啉(PMOZ)、聚.2-乙基唔唑啉(PEOZ)等與磷脂結合后顯示與PEG衍生化磷脂相似的體內行為,可為尋找替代品提供新的方向23~-25。PEG衍生化磷脂脂質體的良好穩定性使其可用于其它藥物傳遞系統,如利用PEG-磷脂脂質體包裹造影劑,用于腎臟等器官的影像診斷:或制成噴霧劑,用于肺結核等肺部疾病的治療,以減少口服抗結核藥物的肝損害等。艾偉拓（上海）醫藥科技有限公司2007年至今，專注與脂質體，脂肪乳為代表的注射劑領域，為您分享脂質體與脂肪乳相關行業資訊。
參考文獻:
1、 Kim IS,Choi HG,Choi HS,et al. Prolonged systemic deliveryof sureptokinase using liposome[]. Arch Pharm Res,1998,21(3): 248-252.
2、 Woodle MC .Storm G.Newman MS.et al Prolonged systemicdelivery of peptide drugs by long-circulating liposomes: ilus-tration with vasopressin in the Brattleboro rat[]. Pharm Res,
3、Lasic DD. Novel application of liposomes[J]. TrendsBiotechnol, 1998,16(7):307-321.
4、Needham D,Mclntosh TJ,L asic DD. Repulsive interactions and mechanical sability of polymer-grafted lipid membranes[J].Biochim Biophys Acta,1992,1108<1);: 40-48.
5、Torchili VP. Polymer coated long circulating microparticulate pharmaceuticals []. J Microencapsul, 1998,15(1): 1-19.
6、Belsito S.Bartucci R.Montesano G,et al. Molecular and mesoscopic properties of hydrophilie polymer-grafted phos-pholipids mixed with phosphatidylcholine in aqueousdispersion: interaction of dipalmitoyl N-poly (ethylene glycol) phosphatidylethanolamine with dipalmitoyIphos-phatidylcholine studied by spectrophotomery and spin-label electron spin resonance(J]. Biophys J.2000,78(3)1420- 1430.
7、Woodle MC,Lasic DD. Sterically stabilized liposomes[J].Biochim Biophys Acta, 199.,113(2): 171-199.
8、Blume G, Cevc G. Molecular mechanism of the lipid vesicle longevity in vivo[J]. Biochim Biophys Acta, 1993,1146(2): 157-168.
9、侯 新樸,張俊梅,魯先道. PEG修飾脂膜對延長脂質體在血內循環時間的研究[J].藥學學報, 1996.31(6):451-454.
10、Bedu-Addo FK,Tang P,Xu Y,et al Interaction of polyethylene glycol- phospholipid conjugates with cholesterol-phosphatidyl-choline mixturesterically stabilized liposome formulations[J].Pharmn Res, 1996,13(5): 718-724.
11、 Bedu-Addo FK.Tang P.Xu Yet al Efcts of polyethylene 8ly-col chain length and phospholipid acy chain composition on the interaction of polyethylene glycol-phospholipid conjugates with phospolipid: implications in liposomal drug delivery[J].Pharn Res, 1996.13(5): 710-717.
12、Mori A.Klibanov AL,Torchilin VPet al Influence of the steric barrier activity of amphipathic poly(ethyleneglycol) and gan-glioside GMI on the circulation time of liposomes and on the target binding of immunoliposomes in vivo[J] FEBS Lett, 1991,
13、Chiu GN,Bally MB,Mayer LD. Selective protein interactins with phosphatidylserine containing liposomes alter the steric stabilization properties of poly (ethylene glycol)[J]. Biochim Biophys Acta,2001,1510(1-2): 56-59.
14、Sou K.Endo Takcoka S,et al. Poly (ethylene glycol)-modifi-cation of the phospholipid vesicles by using the spontancous incorporation of poly (ethylene glyo)-lipid into the vesicles D Bioconjug Chem, 20011(3);) 372-379.
15、Par MJ,Ansell SM.Choi LS,et al Factors influencing the re-tention and chemical stability of poly(ethylene glycol)-lipid conjugates incorporated into large unilamellar vesicle[J].
16、Zeisig R,Eue L,Kosch M,et al. Preparation and properties of sterically stabilized hexadecylphosphocholine (miltefosine)-liposomes and influence of this modification on macrophage activation. Phase behavior and aggregate structure in mixtures of dioleoylphosphatidylethanolamine and poly (ethylene glycoD)-lipids[J]. Biochim Biophys Acta,1996.1283(2): 177-184.
17、Litzinger DC.Buiting AM,van Rooijen N,et al. Effect of lipo-some size on the circulation time and intraorgan distribution of amphipathic poly(ethylene glycol)-containing liposomnes[J].Biochim Biophys Acta, 1994,1190(1): 99-107.
18、Oku NNamba Y. Long .circulating liposomes([]. Crit Rev Ther Drug Carrier Syst, 1994,11(4): 231-270.
19、Unezaki s,Manuyama K,Takahashi N.et al. Enhanced delivery and antitumor activity of doxorubicin using long-circulating thermosensitive liposomes containing amphipathic polyethyl-ene glycol in combination with local hyperthermia[J]. PharmRes, 1994,11(8): 1180-1185.
20、Guo X.Szoka FC Jt. Steric stabilization of fusogenic liposomes by a low-pH sensitive PEG-diortho ester-lipid conjugate[J].Bioconjug Chem. 2001.12(2): 291-300.
21、Fenske DB.Palmer LR.Chen T,et al Cationic poly(ethylene glycoD) lipids incorporated into pre pormed vesicles enhance binding and uptake to BHK cellJ]l. Biochim Biophys Acta,2001,1512(2): 259-272.
22、Maruyama K,Takizawa T,Yuda Tet al. Targetability of novel immunoliposomes modified with amphipathic poly(ethylene glycol)s conjugated at their distal terminals to monoclonal antibodies[]. Biochim Biophys Acta. 1995,1234(1); 74-80.
23、Ansell SM,Kojic LD.Hankins JS.et al. Applic ation of oligo-(14-amino-3.6.9.12- tetraoxateradecanoic acid) lipid conju-gates as steric barrier molecules in liposomal formulations[J].Biocorjug Chem.1999. 10(4): 653-666.
24、Torchilin VP.Shtilman MI,Trubetskoy VS.et al. Amphiphilic vinyl polymers effectively prolong liposome circulation time in vivo[J]. Biochim Biophys Acta, 1994,1195(1): 181-184.Woodle MC.Engbers CM,Zalipsky s. New amphipatic poly-
25、mer-lipid conjugates forming long. circulating reticuloendot-helial system evading liposomes([J]. Bioconjug Chem.1994,5(6): 493-496.
本文內容分享自《聚乙二醇衍生化磷脂與脂質體立體穩定性》作者：丁勁松,楊敏,陳―瓊
Copyright(C) 1998-2025 生物器材網 電話：021-64166852;13621656896 E-mail：info@bio-equip.com