梁俊杰, 夏國園△, 程祖勝, 孫建剛
1紹興文理學(xué)院附屬醫(yī)院超聲科(浙江紹興 312000); 2紹興市第七人民醫(yī)院放射科(浙江紹興 312000)
肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)越來越有害,已成為臨床上最常見的惡性腫瘤之一[1]。在全球范圍內(nèi),肝癌在癌癥發(fā)病率和病死率中分別位于第5位和第2位[2],在我國分別位于第4位和第2位。據(jù)統(tǒng)計[3]有50%死亡病例在我國,因此,在我國對HCC進行深入研究更具有現(xiàn)實意義。HCC的發(fā)生是一個復(fù)雜的過程,其疾病的確切原因尚不清楚[4]。手術(shù)切除是早期治療HCC的首選方法[5],但由于HCC早期診斷困難,大多數(shù)診斷處于中晚期,大部分都失去了手術(shù)切除的機會[6]。肝癌化療的傳統(tǒng)給藥方式生物利用度低,體內(nèi)分布效果不理想,且對其他正常組織不良反應(yīng)大,同時藥物缺乏選擇性,很難有效到達病變部位。因此,提高藥物選擇性遞送,在靶器官的積累以及高效作用于病變部位,即肝靶向給藥成為本領(lǐng)域研究的焦點。肝靶向給藥系統(tǒng)(hepatic targeting drug deliver system,HTDDS)能夠提高藥物遞送至肝的給藥效率,減小藥物對其他器官組織的毒性作用。甘草次酸(glycyrrhetinic acid,GA)是保肝藥物,肝臟中有著大量的GA受體結(jié)合位點,GA能夠與其特異性結(jié)合。GA修飾的靶向給藥系統(tǒng)如納米粒,脂質(zhì)體,聚合物膠束等具有肝靶向作用,因此成為肝靶向給藥系統(tǒng)研究焦點。本文就以GA的肝靶向應(yīng)用最新研究成果進行綜述,以期對今后肝癌臨床治療提供參考。
GA屬于五環(huán)三萜類的齊墩果烷型[7],分子式:C30H46O4。GA具有順式(18α)和反式(18β)2種構(gòu)型,18α-GA較18β-GA更強,但自然界存在較少。其主要的活性基團分別為A環(huán)3-OH、C環(huán)11-C=O、E環(huán)30-COOH。GA來源于甘草,甘草酸作為臨床上常用的保肝藥物[8],其與代謝產(chǎn)物GA均有多種藥理學(xué)活性[9]?,F(xiàn)代研究表明,18β-甘草次酸具有抗炎、抗?jié)?、降血脂、抗腫瘤、抗病毒(肝炎病毒、HIV等)的作用[10]。已經(jīng)在很大程度上證實了其抗炎和免疫增強作用以及抗癌和抗腫瘤作用。研究表明,GA及其衍生物通過作用于多個靶標直接抑制炎性細胞因子和炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生。通過增強類固醇激素的活性也可以間接地發(fā)揮抗炎作用。大量研究表明GA能夠抑制細胞增殖和誘導(dǎo)凋亡的作用,能與化療藥產(chǎn)生協(xié)同作用,對促癌劑引發(fā)的癌變也具有一定的抑制作用。對GA結(jié)構(gòu)修飾的研究具有一定意義[11]。
研究表明,大鼠肝細胞勻漿的細胞膜含有許多GA的特異結(jié)合位點。肝臟中的這種特異性結(jié)合位點在所有器官組織中最活躍[12]。GA可以通過肝細胞表面的 GA-R特異性位點與肝細胞結(jié)合[13],GA具有良好的肝組織分布特征,并且已在體內(nèi)作為肝靶向小分子進行了廣泛研究。使肝癌藥物在肝組織內(nèi)發(fā)揮最大的功效,且不傷害正常組織,成為了探索給藥方式的方向。GA-R的存在改善了更多藥物的藥物遞送。
靶向給藥系統(tǒng)通過增加對靶向器官的親和性實現(xiàn)藥物在特定位置的濃集而減少在正常組織的分布從而減少不良反應(yīng),肝靶向給藥系統(tǒng)可以提高藥物對肝臟的效率,降低藥物劑量,并具有高生物利用度[14]。由于GA的受體作用,大量研究表明GA修飾的載體具有很高的肝靶向性,能夠提高藥物在肝臟的釋放效率,降低藥物在正常組織中的毒性,使藥物利用率更高。GA修飾的靶向載體主要集中在納米顆粒載體,聚合物膠束載體,脂質(zhì)體等中。
3.1 GA修飾納米粒載體 溶解或分散有藥物的各種納米顆粒稱納米粒。納米粒的應(yīng)用可以作為生物大分子的特殊載體,改善藥物的吸收、靶向和定位。納米粒子在肝癌中的應(yīng)用可以改善肝癌藥物的肝靶向性,近年來研究GA修飾的納米粒成果很多。
3.1.1 GA修飾納米粒載阿霉素 阿霉素(doxorubicin,DOX)廣泛應(yīng)用于肝癌的臨床治療。Wang等[15]研究發(fā)現(xiàn),利用透明質(zhì)酸-甘草次酸琥珀酸酯綴合物(hyaluronic acid-glycyrrhetinic acid succinate,HSG)納米粒裝載DOX,形成HSG/DOX。由于GA的結(jié)合率不同,將其分為HSG-6、HSG-12、HSG-20,將HSG/DOX納米顆粒靜脈內(nèi)注射到KM小鼠中評估他們的組織分布,發(fā)現(xiàn)在肝臟中,HSG-20/DOX、HSG-12/DOX和HSG-6/DOX的藥物含量比DOX溶液分別高4.0、3.1和2.6倍。HSG/DOX納米粒子可以延長血液循環(huán)時間,提高肝臟靶向效率,降低DOX的心臟毒性和腎毒性。該研究表明,GA修飾的HSG納米粒可賦予肝臟靶向。
3.1.2 GA修飾納米粒載聚乙烯亞胺 甲氧基聚(乙二醇)-聚(ε-己內(nèi)酯)(mPEG-PCL,MEP)由于其可生物降解和持續(xù)的藥物釋放性質(zhì),是一種很有前途的藥物載體。Zhang等[16]利用聚乙烯亞胺(polyethylenimine,PEI)與GA修飾MEP,形成共聚物(mPEG-PCL-PEI-GA,MPG)作為負載去甲斑蝥素(NCTD)的載體,結(jié)合成為NCTD/MPG。與非GA修飾的納米粒子相比,NCTD/MPG具有優(yōu)異的細胞毒性和更高的靶向效率。細胞凋亡和細胞周期的測定顯示NCTD/MPG導(dǎo)致細胞凋亡增加。體內(nèi)抗腫瘤活性的評價表明,NCTD/MPG具有抑制腫瘤生長和延長腫瘤小鼠存活時間的作用。NCTD負載的MPG可能在HCC靶向治療中具有巨大潛力。
3.1.3 GA修飾納米粒載姜黃素 姜黃素(curcumin,CUR)具有抗癌和其他藥理作用。Lv等[17]用GA修飾介孔二氧化硅納米粒子(mesoporous silica nanoparticle,MSN)形成MSN-GA,將CUR加載到MSN-GA中形成MSN-GA-CUR。細胞凋亡率計算中發(fā)現(xiàn)游離CUR、MSN-CUR、MSN-GA-CUR分別為12.68%、28.02%和42.62%,表明MSN-GA-CUR具有更高的細胞凋亡率。體外細胞實驗結(jié)果表明,MSN-GA-CUR增強了HepG2細胞的細胞攝取和細胞毒性。MSN-GA-CUR有望用于納米平臺靶向肝細胞癌。
3.1.4 GA修飾納米粒載腺嘌呤 腺嘌呤(adenine,Ade)是一種基本的核苷酸組,其磷酸鹽用于白細胞增殖。預(yù)防白細胞減少癥在腫瘤放療引起的白細胞減少癥中具有很大的藥理作用。Ade還抑制腫瘤細胞的增殖并阻止肝癌細胞的增殖。吳菲等[18]利用透明質(zhì)酸(hyaluronic acid,HA)和GA,通過某種方法加載Ade制得Ade/GA-HA納米粒。在細胞毒性分析中,發(fā)現(xiàn)在相同的濃度和孵育時間下,Ade/GA-HA納米粒組對Bel-7402細胞的抑制率顯著高于Ade組。表明Ade/GA-HA能明顯抑制對人肝癌Bel-7402細胞的增殖,且抑制作用最強。GA修飾的HA納米粒可以延長藥物作用時間并增強對肝癌組織的靶向作用,從而改善藥物的治療效果。因此GA修飾的納米粒在肝癌藥物靶向過程中有著極大的研究價值與前景。
3.2 修飾聚合物膠束載體 兩親聚合物可以在水性介質(zhì)中自組裝成具有核-殼結(jié)構(gòu)的納米膠束稱聚合物膠束(polymeric micelle)。它具有熱力學(xué)和動力學(xué),脫水儲存和天然水合等突出特點,并且在體內(nèi)具有長循環(huán)特性。藥物可以被其靶向腫瘤等組織,增強細胞膜的穿透力。聚合物膠束具有較大的增容空間并且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,可通過多種方式包裹藥物,易于人體代謝,以及長效性和靶向性等特點。作為新型載體的聚合物膠束還具有靶向治療腫瘤的優(yōu)點。GA修飾的聚合物膠束能積極針對肝癌,控制藥物釋放,提高生物利用度。
3.2.1 修飾聚合物膠束載依托泊苷 Zhu等[19]研究發(fā)現(xiàn)GA修飾的D-α-生育酚聚乙二醇1000琥珀酸酯(D-α-tocopheryl polyethylene glycol 1000 succinate,TPGS)聚合物膠束(TGA PMs)可用于將依托泊苷(etoposide,ETO)遞送至肝癌細胞。解剖后各組的腫瘤重量顯示在抗腫瘤效率分析中,所有治療組的腫瘤重量均低于對照組。計算得出游離ETO、ETO-TPGS膠束和ETO-TGA PMs的腫瘤抑制率分別為30.72%、55.31%和75.96%,表明ETO-TGA PMs表現(xiàn)出更好的抗腫瘤功效。對照組顯示腫瘤細胞的典型病理特征,例如致密的腫瘤細胞,具有大且不規(guī)則形狀的細胞核。所有治療組在腫瘤部位均顯示不同程度的壞死。其中,ETO-TGA PMs在內(nèi)部和外側(cè)區(qū)域顯示出更高的壞死水平,證實它們對腫瘤細胞的影響更大。AST水平的檢測中可以得出TGA PMs可改善ETO的損傷。與游離ETO和ETO-TPGS膠束相比,ETO-TGA PMs在腫瘤部位顯示出更高的細胞攝取和選擇性積累。它具有良好的腫瘤靶向性和較低的毒性不良反應(yīng)。TGA PMs可能被用作新的藥物傳遞系統(tǒng)靶向HCC治療。
3.2.2 修飾聚合物膠束載多柔比星(adriamycin,ADM) ADM對DNA和RNA的合成能產(chǎn)生抑制作用,因能對多種腫瘤有殺傷作用,但對心、腎器官有嚴重的毒性不良反應(yīng)。孫錦貴等[20]以GA為配體,以透明質(zhì)酸(hyaluronic acid,HA)為載體材料合成GA修飾HA聚合物(HA-GA)。使用ADM作為實驗藥物搭載在HA-GA中從形成ADM/HA-GA。ADM組與3種ADM/HA-GA處理組(HG-4、HG-8和HG-12)都有效抑制了HepG2細胞增殖。連續(xù)給藥數(shù)日后,與陰性對照組相比,ADM和ADM/HA-GA抑制腫瘤生長。此外,ADM/HA-GA組對腫瘤生長的抑制作用大于ADM組。ADM/HG-8,ADM/HG-12表現(xiàn)出高細胞毒性,可能是由于GA受體介導(dǎo)的途徑攝取ADM/HA-GA納米膠束。隨著GA結(jié)合率的增加,膠束尺寸變小,膠束殼覆蓋更多的GA分子,細胞攝取效率提高,細胞毒性增強,生物利用度提高,ADM的毒性不良反應(yīng)減少。
Yan等[21]合成了GA修飾的殼聚糖-聚乙烯亞胺-4-肼基苯甲酸-多柔比星膠束(GA-CS-PEI-HBA-DOX),用于將DOX靶向遞送至肝癌。數(shù)據(jù)分析可以得出GA-CS-PEI-HBA-DOX膠束對HepG2的細胞攝取細胞攝取率為92.3%,遠遠高于非GA修飾的CS-PEI-HBA-DOX(48.4%)。膠束對HepG2細胞表現(xiàn)出高致死性,同時對HUVEC細胞顯示出低的細胞毒性,這樣可以降低引起不良反應(yīng)的風險。所以GA-CS-PEI-HBA-DOX膠束具有高載藥量和靶向釋放能力,可用作靶向肝癌治療的有希望的候選物。
3.2.3 修飾聚合物膠束載穿心蓮內(nèi)酯 Zhang等[22]首先將GA、聚L-組氨酸(PHIS)、聚乙二醇(PEG)、聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)共軛形成聚合物膠束(GA-PEG-PHIS-PLGA,GA-PPP)。其次,穿心蓮內(nèi)酯(andrographolide,AGP)被包封在GA-PPP以制備AGP/GA-PPP。與非GA改性膠束相比,GA修飾膠束顯著增加結(jié)合親和力,能夠積累在體內(nèi)肝癌組織,且體外細胞毒性和體內(nèi)抗腫瘤活動明顯增強。在分析中可以得出AGP/GA-PPP組比游離AGP和AGP/PPP組細胞凋亡和組織壞死更嚴重,說明其對腫瘤抑制作用更嚴重。
可以發(fā)現(xiàn),GA修飾的聚合物膠束搭載肝癌藥物具有良好的肝靶向作用,對肝癌藥物的遞送有很大幫助。
3.3 修飾脂質(zhì)體載體 脂質(zhì)體(liposomes,Lip)在藥劑學(xué)定義中系指將藥物包封于類脂質(zhì)雙分子層內(nèi)而形成的微型泡囊體。脂質(zhì)體是目前最常用、最成熟的納米靶向給藥體系,具有增強難溶性藥物的溶解能,保護藥物免于降解,產(chǎn)生緩控釋效果,逆轉(zhuǎn)多藥耐藥,改變藥物動力學(xué)過程,改變體內(nèi)生物分布等特點[23]。GA介導(dǎo)的脂質(zhì)體表現(xiàn)出良好的肝病治療靶向作用[24]。
Sun等[25]研究發(fā)現(xiàn)GA修飾的脂質(zhì)體與常見的脂質(zhì)體相比,由于GA的靶向作用,顯示出更高的負載能力和更好的穩(wěn)定性。且在體外體現(xiàn)出了短時間內(nèi)聚集在HepG2細胞周圍,并在體內(nèi)轉(zhuǎn)移到HCC腫瘤中有著更長存留時間。
3.3.1 修飾脂質(zhì)體載奧沙利鉑 Chen等[26]采用薄膜分散法研究了GA表面修飾的奧沙利鉑(oxaliplatin,OX)脂質(zhì)體,可以延長OX的釋放,主要向肝臟遞送OX。OX脂質(zhì)體和GA-OX脂質(zhì)體的清除率分別為17.6和15.9 L/h,小于游離OX的清除率(28.3 L/h)。此外,在組織學(xué)研究中未檢測到嚴重的體征,例如上皮壞死的出現(xiàn)或上皮細胞的脫落。這表明脂質(zhì)體對正常組織沒有嚴重危害,同時提高了藥物的生物利用度。
3.3.2 修飾脂質(zhì)體載姜黃素 Chu等[27]用GA修飾聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體(nanostructured lipid carrier,NLC)來搭載姜黃素(CUR)形成Cur-GA-PEG-NLC。與其他實驗組相比,Cur-GA-PEG-NLC具有最高的體外細胞攝取和對HepG2細胞的細胞毒性,從而充分反映了GA的靶向性。
3.3.3 修飾脂質(zhì)體載漢黃芩素 Tian等[28]研究了一種新GA修飾的漢黃芩素(Wogonin,WG)脂質(zhì)體(GA-WG-Lip),其直徑約為90 nm。GA-WG-Lip對HepG2細胞攝取量是WG-Lip的1.6倍。與溶液中的游離WG,被動靶向的WG-Lip相比GA-WG-Lip在肝臟中迅速積累,保留時間長,并且也顯示具有更好的腫瘤抑制率。總的來說,數(shù)據(jù)表明使用GA修飾的WG脂質(zhì)體可以改善藥物分布,增加腫瘤部位的積累和治療效果。GA-WG-Lip是一種有前景的肝癌靶向治療方法。
所以脂質(zhì)體被GA修飾以后能表達出很好的肝靶向作用,在肝癌藥物靶向中能夠提供很好的途徑。
3.4 修飾其他類 Chen等[29]開發(fā)了GA修飾的姜黃素超分子促凝膠劑(GA-CUR)它可以轉(zhuǎn)化為超分子水凝膠劑。與CUR和NAP-CUR(通過用萘乙酸(NAP)代替GA)相比,GA-CUR在體外對腫瘤細胞具有更強的抗癌功效和更高的細胞攝取。GA-CUR是治療肝細胞癌的有前景和潛在的治療選擇。
研究表明肝臟中存在大量GA受體,GA具有良好靶向作用,可以使其成為良好的修飾肝癌藥物的載體,既可使肝癌藥物靶向作用更充分、治療效果更好、體內(nèi)停留時間更長,且對機體其他正常組織危害降到更低。GA其本身的保肝作用也可以與其他抗癌藥物協(xié)同作用。其修飾改造的復(fù)雜性以及臨床使用的不確定性副作用使其在臨床的應(yīng)用還需探究,發(fā)現(xiàn)一個簡單且又高效的劑型是以后的研究方向。相信,參與改良的靶向藥物遞送系統(tǒng)的GA的研究可以為臨床肝病藥物提供更好的解決方案。