磁性热敏脂质体在肿瘤热化疗中的研究进展

【关键词】 磁性热敏脂质体; 靶向; 热疗; 化疗; 综述[文献类型]

热疗是一种利用物理能量在组织中沉淀而产生热效应，使肿瘤组织温度上升到有效治疗温度并维持一段时间，以杀死癌细胞，又不损伤正常细胞的新型治疗方法。近期研究表明，热疗与化疗药物协同治疗肿瘤具有显著的效果。磁性热敏脂质体是近年来兴起的一种可以同时发挥热疗与化疗作用的靶向药物载体，它可以在外加磁场的作用下随血液循环聚集到靶器官，通过交变磁场产热，释放化疗药物，达到定向进行肿瘤热化疗的效果。与普通脂质体相比，磁性热敏脂质体具有更强的组织靶向性和控释特性。由于它在肿瘤热化疗作用中具有巨大的潜力和希望，国内外的学者正在努力使其可应用于医疗实践。

　　1 磁性热敏脂质体的制备

　　1.1 磁性载体应具备的条件

　　理想的磁性药物载体应具备以下几个条件[1]：有较好的磁场响应性，在靶部位置外磁场后，经过靶部位的载体能100%地滞留在靶部位;粒径足够小，能够自由通过最小内径的毛细血管，不会发生异位栓塞和滞留;不被网状内皮系统(RES)和其他正常细胞摄取吞噬;药物载体具有较高的载药能力并可以进入靶细胞内，并在细胞内以可调控的方式释放。

　　1.2 制备所需的脂质材料

　　人体对温度的耐受程度是有限制的，超过45 ℃的高温会对人体造成伤害，因此大大限制了制备磁性热敏脂质体的脂质材料，只有二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)、二棕榈酰磷脂酰甘油(DPPG) 和二棕榈酰神经鞘磷脂(DPSP) 的相变温度合适。目前DPPC 是比较成熟的常用的制备热敏脂质体的主要材料之一，通过加入其他不同碳链长度的磷脂来调节脂质体膜的释药特性，按一定比例混合的磷脂酰胆碱可产生理想的相变温度。也有人[2]用天然卵磷脂和乙醇DPPC 和DSPC 混合制备热敏脂质体。

　　1.3 磁性热敏脂质体的制备

　　Viroonchatapan等[3]报道了用逆向蒸发法制备磁性热敏脂质体的方法。配制1∶1的异丙醚和氯仿混合液，将DPPC溶解在其中，然后将含有10 mmol·L-1黄钙绿素的葡聚糖磁珠(dextran magnetite， DM)包入热敏脂质体中制成磁性热敏脂质体。通过在体外放置一块永久性磁铁或一交变磁场，可定向诱导脂质体在病变部位的聚集，结合局部升温则可促进药物在病变部位的释放。将葡聚糖磁珠悬浮液乳化，并在40 ℃条件下用超声波匀化5 min，然后减压蒸发除去有机溶剂。在42 ℃条件下离心20 min，将磁性热敏脂质体与未包封的DM和黄钙绿素分离，然后将其重新混悬在20TES缓冲溶液(含0.84% NaCl，pH 7.0)中，重复3次，并调整DPPC的浓度为20 mmol·L-1。

　　付京等[4]报道了利用LY荧光标记阿霉素，制备成了磁性热敏阿霉素脂质体。将DPPG (67%)、胆固醇(32%)、DSPEPEG(1%)溶于有机溶剂后加入阿霉素、荧光指示剂和磁流体的水溶液，超声乳化，减压蒸发至凝胶形成，继续减压蒸发形成水性混悬液，将混悬液离心后置于磁铁上，弃上清，沉淀于氮气中保存。

　　由于热敏脂质体是一种温度敏感的类脂质小球体，它特有的结构使其能够携带各种亲水的、疏水的和两亲的物质。磁性热敏脂质体就是利用这种结构将磁性材料、药物包入热敏脂质体中制成，由于在磁性材料外面用细胞膜成分的磷脂作被膜，因此这样制备的磁性热敏脂质体具有抗原性小、安全等优点，在未来的医疗中可望直接药用。

　　2 磁性热敏脂质体的靶向性

　　磁性材料在磁性热敏脂质体中起导向和定位作用，当其进入体内后， 在外加磁场作用下，可以随血液循环聚集到靶器官， 达到在体内定向移动和定位集中，使药物的靶向性和专一性增强，且对人体正常组织无较大影响[5]。在交变磁场作用下，产热并释放化疗药物，达到定向进行肿瘤热化疗的效果。当体内给药后，在身体的局部施以固定磁场以延长药物的滞留时间，同时在体外加热控释，从而进一步增强脂质体的靶向性。

　　Viroonchatapan等[6]在对葡聚糖磁珠磁性热敏脂质体进行的体内靶向性实验中发现，借助于体外磁场，可将磁性热敏脂质体靶向到鼠肝。实验采用正常和RES阻滞的鼠肝作灌注模型，用一种新颖的联机系统来测量RES滞的鼠肝中磁性热敏脂质体的靶向效果。结果表明，在磁场存在时，RES阻滞的鼠肝中磁性热敏脂质体保留百分比达73%～80%;而在无磁场存在时，磁性热敏脂质体保留百分比为26%～45%。实验结果清楚地表明了磁性热敏脂质体的有效靶向性。

　　3 磁性热敏脂质体在肿瘤热化疗中的应用

　　3.1 磁性热敏脂质体在肿瘤热疗中的应用

　　电磁加热法是肿瘤热疗中的一种新型加热法，其原理是在体内给予磁性粒子，在体外用高频电磁场诱发磁矢量旋转产生热量[7] 。这种加热法具有可以对机体深层加热的优点，所以近年来在肿瘤热疗中较受重视。

　　Shinkai等[8] 研究了磁性脂质体(magnetic cationatic liposomes，MCLs)对肿瘤的热疗作用，他们用8 MHz的射频分别加热注射了MCLs和未注射MCLs的小鼠肿瘤部位，结果前者温度上升至43 ℃以上，而后者只有41 ℃。切除肿瘤后行组织学观察发现，注射MCLs组比未注射MCLs组肿瘤有更广泛的坏死，注射组7只小鼠中5只肿瘤完全消退，可见磁性载体增强了热疗效果。

　　Viroonchatapan 等[9] 制备了5FU磁性热敏脂质体，并在电磁加热的条件下进行了体外释放实验，结果证明在脂质体外水相保持在37 ℃的条件下，脂质体本身的温度可达到其相变温度41 ℃ ，包封药物迅速释放。由此可以看出磁性热敏脂质体可在正常组织不受热损伤的情况下达到热敏控释的目的。

　　磁性热敏脂质体是在外磁场作用下靶向分布到病变部位，在病变部位交变电磁场的作用下，其包封的磁性材料能强烈地吸收电磁波能量，并且将吸收的外加电磁波能量高效地转化成热能，使磁性热敏脂质体的温度很快上升至相变温度，只要脂质体的相变温度合适(42 ℃左右)，药物释放就可以通过局部加热的方式来控制[10]，因此具有在肿瘤组织上发挥药效和热疗作用而对正常组织不造成热损伤的优点。 特别是铁磁性材料具有居里温度的特性，当温度超过居里温度时材料失去磁性而不再产热，当温度低于居里温度时材料恢复磁性而产热升温，从而可以达到肿瘤热疗自动控温和恒温的作用，这对于难以实时测温的深部肿瘤热疗有着重要意义[11]， 已经有研究者[12]成功制备了含有铁成分的锰锌铁氧体磁性脂质体并对其进行了特性的检测。

　　3.2 磁性热敏脂质体在肿瘤化疗的应用

　　化疗是目前恶性肿瘤的主要治疗手段之一，但传统的注射途径应用化疗药物，效果不佳，因为药物在到达肿瘤部位之前，要经过同蛋白结合、代谢、排泄等步骤，血液中药物浓度迅速降低，最终只有少量药物到达肿瘤部位。近期研究表明磁靶向载体与化疗药物协同配置在药物稳定系统中，在足够强的外磁场作用下将磁性载体定位于肿瘤，使所含药物定位集中释放在肿瘤部位，可以显著提高肿瘤部位的药物浓度，增强化疗效果。

　　邢宝玲等[13]将抗肿瘤药物As2O3和自行研制的纳米锰锌铁氧体磁性材料一起用脂质膜包裹起来制成了As2O3磁性纳米脂质体。体外抗宫颈癌HeLa细胞实验显示，As2O3磁性纳米脂质体对HeLa细胞杀伤作用极佳，10 μmol·L-1 As2O3磁性纳米脂质体24 h内即可使细胞全部死亡，而游离的As2O3治疗组48 h后还有部分细胞存活[14]。将As2O3磁性纳米脂质体局部注射到裸鼠宫颈癌移植瘤内，麻醉裸鼠后把移植瘤置于交变磁场中照射30 d，As2O3磁性纳米脂质体组抑瘤率为80.84%，而游离的As2O3组肿瘤质量抑制率仅为57.06%。这表明新型的As2O3磁性纳米脂质体在交变磁场作用下，对癌细胞毒杀作用强于传统剂型的As2O3，磁性载体增强了肿瘤的化疗效果。

　　Kubo等[15]研究阿霉素磁性脂质体靶向药物传递系统对仓鼠移植骨肉瘤的作用，分别以阿霉素ADR磁性脂质体(半径平均为146 nm)和阿霉素溶液(5 mg·kg-1)静脉注射治疗仓鼠移植瘤。结果显示，磁性脂质体可提高药物在肿瘤区和骨肉瘤最常见的转移区的含量，从而提高疗效和减轻毒副作用。在随后的研究中Kubo等[16]在仓鼠移植瘤内植入磁性和非磁性物质，结果示磁性脂质体植入磁性物质组较溶液组或磁性脂质体植入非磁性物质组有较高的抗瘤活性，并较好地抑制了仓鼠体质量下降。

　　上述研究表明磁性载体大大提高了肿瘤化疗的效果，文献中出现最多的化疗药物是水溶性的氨甲喋呤和顺铂。两亲性的阿霉素包被在脂质体中也有较好的释放效果。此外文献中提及的药物还有柔红霉素、美法仑及氮烯咪胺等[17]，这些药物都能够在磁性载体作用下到达靶器官部位，发挥较好的肿瘤化疗作用。

　　3.3 磁性热敏脂质体的热、化疗协同作用

　　近年来的研究发现，化疗药物与热疗联合具有显著的协同作用。把热疗与磁性靶向制剂相结合，以温度为触发机制，实现热疗协同下的靶向化疗，逐渐成为一个新的研究方向而倍受重视。

　　张东生等[18]分别将纳米As2O3脂质体、纳米磁性脂质体和纳米As2O3磁性脂质体局部注射到裸鼠肩胛部皮下的宫颈癌移植瘤内，再将移植瘤置于交变磁场中。结果发现3个实验组与对照组相比，肿瘤平均质量皆有明显减小。从抑瘤率来看，纳米As2O3磁性脂质体加热组的肿瘤体积和质量不但与对照组比较差异有统计学意义，而且与纳米As2O3脂质体组以及纳米磁性脂质体加热组比较差异也有统计学意义。实验表明在交变磁场作用下， As2O3和磁感应加热联合治疗比单纯的As2O3治疗或单纯的磁感应加热治疗的效果都要显著。另有研究者[19]报道抗癌药物顺铂治疗肿瘤作用的增强与温度的升高呈正相关性，热疗与顺铂药效之间存在着相互协同增敏作用。

　　上述研究表明，热疗与化疗协同治疗肿瘤比单纯的热疗或化疗能发挥更好的肿瘤治疗效果，而磁性热敏脂质体让热疗与化疗的作用得到了很好的结合。

　　4 总结及应用前景

　　磁性热敏脂质体是将磁性材料、药物包封于热敏脂质体中制成的一类脂质体。脂质体作为药物载体，能降低药物毒性，保护被包封药物，具有良好的天然的靶向性和通透性。当达到相变温度时，脂质体膜可以发生凝胶相和液晶相的转变，膜的流动性和通透性迅速增加，脂质体包封的药物快速渗漏或释放于周围环境中。磁性热敏脂质体在外磁场作用下靶向分布到病变部位，它包含有磁性材料，磁性材料能强烈吸收电磁波能量，并且将吸收的外加电磁波能量高效地转化成热能，使磁性热敏脂质体的温度很快上升至相变温度，只要脂质体的相变温度合适(42 ℃左右)，药物释放就可以通过局部加热的方式来控制，在肿瘤组织上发挥药效作用而对正常组织不造成热损伤。磁性热敏脂质体在肿瘤热化疗作用中具有广阔的应用前景。

　　据研究[6]，磁性热敏脂质体仍存在易于被网状内皮系统吞噬以及没有特异的细胞靶向性的缺点，因此若能降低网状内皮系统对磁性热敏脂质体的识别和摄取，增加药物在细胞表面的浓度，进一步增加靶细胞对药物的摄取，而不降低磁性热敏脂质体的热敏性，磁性热敏脂质体可望成为一种理想的磁靶向给药系统，为肿瘤患者带来新的福音。

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