胡獻(xiàn)躍,戴關(guān)海,王晨霞
(1. 金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江 金華 321017; 2. 浙江省中醫(yī)藥研究院,浙江 杭州 310007)
晚期及轉(zhuǎn)移性乳腺癌常與表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)族[包括EGFR,人表皮生長(zhǎng)因子受體2(HER2),HER3,HER4]酪氨酸激酶的過(guò)度表達(dá)和激活有關(guān)。若乳腺癌患者HER2 過(guò)度表達(dá)時(shí),疾病進(jìn)展和死亡風(fēng)險(xiǎn)則顯著升高[1-2]。甲苯磺酸拉帕替尼是EGFR 和HER2 雙重抑制劑[3],用于晚期或轉(zhuǎn)移性乳腺癌的治療[4-6]。但由于其在水中不溶,生物利用度只有10% ~20%[7]。固體分散技術(shù)將藥物以分子、微晶、無(wú)定形態(tài)分散在適宜載體中,可提高藥物(尤其是難溶性藥物)的表觀溶解度和溶出速率,從而提高藥效[8]。本研究中以Soluplus? 為載體、ploxama188為增塑劑,通過(guò)藥載比的調(diào)節(jié),制備不同表觀溶解度的固體分散體,并利用裸鼠乳腺癌模型、HER2 和EGFR蛋白表達(dá)水平測(cè)定,評(píng)價(jià)甲苯磺酸拉帕替尼固體分散體對(duì)移植瘤的抑制效果。現(xiàn)報(bào)道如下。
儀器:Centrifuge 5810R 型離心機(jī)(Eppendorf,德國(guó)艾本德股份公司);3111 型CO2水套培養(yǎng)箱(美國(guó)熱電公司);無(wú)菌超凈臺(tái)HR40-Ⅱ-A2 型(青島海爾特種電器有限公司);Agilent 高效液相色譜儀(包括1260 四元泵,1260DAD 檢測(cè)器,1260 自動(dòng)進(jìn)樣器,美國(guó)安捷倫科技公司);NIS-Elements D 3.2 型圖像分析儀(日本尼康株式會(huì)社);卡尺及其他材料。
瘤株:人乳腺癌細(xì)胞株MDA-MB-231,由浙江省中醫(yī)藥研究院腫瘤所提供,液氮保存。
動(dòng)物:BALB/c-nu 雌性裸小鼠,SPF 級(jí),體質(zhì)量19 ~22 g,由北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司提供,動(dòng)物許可證號(hào)為SCXK(京)2016-0006,動(dòng)物合格證號(hào)為11400700303981,飼養(yǎng)條件為室溫25 ℃,相對(duì)濕度70%,自由進(jìn)食與飲水。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證為SYXK(浙2014-0003)。
藥物與試劑:甲苯磺酸拉帕替尼固體分散體[自制,批號(hào)為180502(1 ∶0.5 ∶0.5),180509(1 ∶1 ∶1),180512(1 ∶2 ∶1)];TYKERB? 片(GSK,批號(hào)為17045073,規(guī)格為每片250 mg);EGFR 一抗(批號(hào)為18986-1-AP);HER2 一抗(批號(hào)為18299-1-AP),均由Proteintech公司提供;DMEM 高糖培養(yǎng)基(1X,批號(hào)為1801030303),RPMI.1640 培養(yǎng)液(1X,批號(hào)為1711140506),PBS 緩沖液(1X,批號(hào)為1804110105),均由吉諾生物醫(yī)藥技術(shù)有限公司提供。
1.2.1 固體分散體制備
以Soluplus? 為載體、ploxama188 為增塑劑,采用溶劑揮發(fā)法制備固體分散體[9],分別制備高水溶性固體分散體[Lapatinib ditosylat-Soluplus? -泊洛沙姆188(1 ∶2 ∶1)],中水溶性固體分散體[Lapatinib ditosylat-Soluplus? -泊洛沙姆188(1 ∶1 ∶1)]和低水溶性固體分散體[Lapatinib ditosylat-Soluplus? -泊洛沙姆188(1 ∶0.5 ∶0.5)]。
1.2.2 表觀溶解度測(cè)定
色譜條件:色譜柱為Agilent C18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動(dòng)相為乙酸銨溶液(pH 調(diào)至4)-乙腈(1 ∶1);流速為1.0 mL/min;柱溫為40 ℃;測(cè)定波長(zhǎng)為260 nm。
測(cè)定方法:取甲苯磺酸拉帕替尼原料、TYKERB?片和固體分散體適量(約含拉帕替尼10 mg),置25 mL容量瓶中,加水適量,超聲溶解20 min,加水定容,溶液在攪拌下置(25±1.0)℃平衡2 h,經(jīng)0.45 μm 濾膜過(guò)濾,取續(xù)濾液,采用高效液相色譜法測(cè)定。
1.2.3 動(dòng)物模型構(gòu)建及分組
取雌性BALB/c-nu 裸鼠2 只,右腋皮下接種MDA-MB-231 細(xì)胞懸液(5×107/mL),每只0.2 mL,常規(guī)飼養(yǎng)50 d 后,脫頸處死,剝離皮下腫塊,剪成2 ~3 mm的碎塊,種植于50 只裸鼠乳腺脂肪墊下,縫合切口,術(shù)后繼續(xù)無(wú)菌飼養(yǎng)。當(dāng)腫瘤長(zhǎng)到100 mm3左右時(shí),開(kāi)始分組、稱重、給藥[10]。按隨機(jī)法分為5 組[高水溶性組(A1組)、中 水 溶 性 組(A2組)、低 水 溶 性 組(A3組)、TYKERB? 對(duì)照組(B 組)和模型組(C 組)],每組10 只。給藥組實(shí)驗(yàn)時(shí)取各藥載比固體分散體和TYKERB? 粉末適量,加水配制為含拉帕替尼6.44 g/L 的混懸液,超聲處理20 min,給小鼠灌胃體積為25 mL/kg,相當(dāng)于灌胃拉帕替尼161.0 mg/kg;C 組灌水25 mL/kg。各組動(dòng)物每日灌胃1 次,共6 周。
1.2.4 移植瘤體積測(cè)定和抑制效果檢查
小鼠每周稱重,并測(cè)量腫瘤最大長(zhǎng)徑(a)和橫徑(b),腫瘤體積(mm3)=(腫瘤長(zhǎng)徑×腫瘤短徑2)/2。分別計(jì)算相對(duì)腫瘤體積和相對(duì)腫瘤增殖率(T/C,%),同時(shí)觀察腋窩是否能觸及腫大淋巴結(jié),皮膚有無(wú)潰爛,裸鼠的活動(dòng)狀態(tài)及生長(zhǎng)情況有無(wú)異常。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)剝離實(shí)體瘤稱重,計(jì)算抑瘤率[11]。
抑瘤率(%)= [(模型組平均瘤重-給藥組平均瘤重)/模型組平均瘤重] ×100%
取原位腫瘤和腫大淋巴結(jié)進(jìn)行HE 染色病理檢查。
1.2.5 移植瘤中EGFR 和HER2 蛋白表達(dá)
采用免疫組化法測(cè)定各組移植瘤中EGFR 和HER2 蛋白表達(dá)量,腫瘤組織用10%中性福爾馬林固定24 h 后,石蠟包埋、切片、脫蠟及復(fù)水、微波抗原修復(fù)、阻斷內(nèi)源性過(guò)氧化物酶、5%BSA 封閉、EGFR 和HER2 一抗孵育、二抗孵育、滴加SABC,DAB 顯色、復(fù)染細(xì)胞核及脫水封片。結(jié)果采用NIS-Elements D 3.2 型圖像分析儀分析,每張切片隨機(jī)取5 個(gè)視野,陽(yáng)性細(xì)胞為黃褐色顆粒著色,用平均光密度值表示EGFR 和HER2 的蛋白表達(dá)量[12]。
采用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件處理。計(jì)量資料用表示,組間比較采用單因素方差分析,并行正態(tài)分布檢驗(yàn)和方差齊性檢驗(yàn)。P <0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
實(shí)驗(yàn)中各組裸鼠的活動(dòng)狀態(tài)及生長(zhǎng)情況無(wú)明顯異常,部分裸鼠腋窩淋巴結(jié)出現(xiàn)腫大,未見(jiàn)皮膚潰爛現(xiàn)象。裸鼠剝離實(shí)體瘤鏡下觀察結(jié)果見(jiàn)圖1。實(shí)體瘤質(zhì)地較軟,部分腫瘤中心有乳酪狀壞死,乳腺結(jié)構(gòu)受到破壞;腫瘤實(shí)體細(xì)胞豐富,缺少腺管狀結(jié)構(gòu);腫瘤細(xì)胞排列不規(guī)則,增生活躍,可見(jiàn)細(xì)胞核分裂現(xiàn)象;癌巢周圍可見(jiàn)淋巴細(xì)胞、漿細(xì)胞等細(xì)胞浸潤(rùn)。可見(jiàn),病理符合乳腺癌組織病理特征,裸鼠造??煽?。
圖1 MDA-MB-231 裸鼠移植瘤病理學(xué)檢查結(jié)果(HE 染色,×400)
測(cè)定結(jié)果表明,TYKERB? 與原料表觀溶解度基本一致。固體分散體中載體Soluplus? 和增塑劑ploxama188 均為非離子型表面活性劑,具有膠束增溶作用,同時(shí)2 種高分子材料對(duì)藥物的過(guò)飽和溶液具有很強(qiáng)的抑晶作用,維持拉帕替尼較高的過(guò)飽濃度,制備的固體分散體表觀溶解度為T(mén)YKERB? 的6.2 ~16.3 倍。
表1 各組小鼠移植瘤生長(zhǎng)體積變化比較(± s,mm3,n=10)
表1 各組小鼠移植瘤生長(zhǎng)體積變化比較(± s,mm3,n=10)
注:與C 組比較,*P <0.05,#P <0.01;與B 照組比較,△P <0.05,▲P <0.01。表3 和表4 同。
組別A1 組A2 組A3 組B 組C 組W0 103.8±13.45 98.1±15.23 102.4±14.16 95.8±18.10 97.0±13.62 W1 114.8±21.82 112.6±24.31 120.6±29.52 116.6±28.66 132.9±26.49 W2 124.5±29.04#123.7±30.79#134.8±31.25*134.1±20.57#180.3±40.96 W3 140.9±34.69#145.1±38.11#164.7±35.27*169.8±33.79*242.2±94.63 W4 157.7±55.23#△163.4±41.55#△190.8±38.56#202.7±37.65*288.4±99.00 W5 179.2±59.82#△183.9±48.36#△220.9±51.24*239.1±43.57 349.4±173.61 W6 197.7±62.38#▲201.5±58.66#▲240.6±52.08*267.7±42.16*420.6±218.32
各組移植瘤體積變化見(jiàn)表1。第1 周,各組腫瘤體積增長(zhǎng)無(wú)明顯差異。給藥2 周后,C 組小鼠腫瘤體積快速增長(zhǎng);與C 組比較,A1組和A2組抑瘤作用顯著(P <0.01),A3組與B 組移植瘤增長(zhǎng)也較C 組緩慢(P <0.05)。與B 組比較,A1組和A2組在第4 周后也顯示更強(qiáng)的抑瘤作用(P <0.01)。
各組相對(duì)腫瘤增殖率結(jié)果見(jiàn)表2??梢?jiàn),隨著甲苯磺酸拉帕替尼表觀溶解度的增加,對(duì)移植瘤的抑制效果更顯著。各組抑瘤率結(jié)果見(jiàn)表3??梢?jiàn),各固體分散體組較C 組比較均有顯著差異(P <0.01),其中A1組和A2組與B 組比較,差異顯著(P <0.05)。
表2 各組相對(duì)腫瘤增殖率(%)
表3 拉帕替尼對(duì)MDA-MB-231 裸鼠移植瘤生長(zhǎng)的影響(± s,n=10)
表3 拉帕替尼對(duì)MDA-MB-231 裸鼠移植瘤生長(zhǎng)的影響(± s,n=10)
組別數(shù)量(只) 體質(zhì)量(g)瘤重(g)A1 組A2 組A3 組B 組C 組開(kāi)始10 10 10 10 10結(jié)束10 10 10 10 10開(kāi)始19.2±0.94 19.3±0.81 19.2±0.73 19.3±0.65 19.3±0.72結(jié)束18.8±2.05 18.8±1.15 18.9±1.12 18.8±1.09 19.6±0.82 0.332±0.110#△0.334±0.090#△0.357±0.088#0.442±0.093*0.659±0.233抑瘤率(%)49.6 49.3 45.8 32.9
由圖2 和圖3 可知,各實(shí)驗(yàn)組和B 組對(duì)EGFR 和HER2 蛋白在腫瘤組織中表達(dá)的程度與C 組比較均明顯減弱(P <0.05)。A1組和A2組對(duì)目標(biāo)蛋白的抑制作用明顯優(yōu)于B 組(P <0.05)。詳見(jiàn)表4。
圖2 MDA-MB-231 裸鼠移植瘤中EGFR 表達(dá)量(×40)
甲苯磺酸拉帕替尼屬BCS Ⅳ類藥物,不溶于水,臨床需要大劑量給藥(1 250 mg/d)才能達(dá)到治療效果。增加難溶性藥物溶解度和溶出速率方法很多,如環(huán)糊精包裹、微乳、納米混懸液、表面活性劑增溶、納米脂質(zhì)體、固體分散體、納米晶等[13]。藥物表觀溶解度的增加,并不都能促進(jìn)藥物的透皮吸收,原因是在增加藥物表觀溶解度的同時(shí)導(dǎo)致藥物滲透性下降[14]。而固體分散技術(shù)通過(guò)維持藥物的過(guò)飽和狀態(tài)來(lái)增加其溶解度,較少出現(xiàn)藥物滲透性降低的情況[15]。
本研究中通過(guò)采用溶劑揮發(fā)法制備甲苯磺酸拉帕替尼固體分散體,使其表觀溶解度較陽(yáng)性對(duì)照藥分別提高16.3 倍(1 ∶2 ∶1)、13.5 倍(1 ∶1 ∶1)、6.2 倍(1 ∶0.5 ∶0.5),再利用裸鼠乳腺癌模型評(píng)價(jià)其抑瘤作用。
圖3 MDA-MB-231 裸鼠移植瘤中HER2 表達(dá)量(×40)
表4 移植瘤中EGFR 和HER2 表達(dá)程度(± s,%,n=10)
表4 移植瘤中EGFR 和HER2 表達(dá)程度(± s,%,n=10)
組別A1 組A2 組A3 組B 組C 組EGFR 23.4±3.79#▲24.1±4.13#△26.3±3.56#29.0±3.90#36.4±4.89 HER2 11.1±5.68#△11.4±5.20#△14.7±6.22#17.6±6.12#23.5±6.32
乳腺癌的發(fā)展常與EGFR 和HER2 過(guò)表達(dá)相關(guān)[2],甲苯磺酸拉帕替尼通過(guò)氫鍵可逆地結(jié)合到EGFR 和HER2 酪氨酸激酶ATP 結(jié)合位點(diǎn)上,阻止ArIP 結(jié)合到酪氨酸激酶區(qū),抑制酪氨酸激酶的自磷酸化和激活,從而抑制腫瘤細(xì)胞增殖和凋亡[16]。本研究中比較了各組對(duì)EGFR 和HER2 的抑制效果,從分子水平分析了固體分散體技術(shù)的增效作用。高水溶性組和中水溶性組中EGFR 和HER2 的表達(dá)量分別為模型組的64.29% ~66.21%和47.23% ~48.51%,均顯著優(yōu)于TYKERB? 陽(yáng)性對(duì)照組的79.67% 和74.89% (P <0.05)。與各組移植瘤的體積和瘤重變化結(jié)果吻合。這可能源于甲苯磺酸拉帕替尼表觀溶解度的提升,擴(kuò)大了細(xì)胞膜滲透濃度梯度,促進(jìn)了甲苯磺酸拉帕替尼的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)吸收。