对于聚乙二醇化脂质体引起的加速血液现象的研究.doc

对于聚乙二醇化脂质体引起的加速血液现象的研究=“news_bd”> 　　脂质体可提高被包裹药物的稳定性和改善药物的药动学特性，以及其本身良好的生物相容性，使得其在生物医学和药学中得到了广泛关注和应用然而，普通脂质体作为药物载体进入血液后，极易被单核巨噬细胞系统(Mononuclear phagocytesystem，MPS)吞噬，导致其在血液中被迅速清除，并蓄积在肝、脾等器官，使药物不能到达靶器官而发挥作用，严重限制了其临床应用为此，有人将聚乙二醇(Polyethylene glycol，PEG)类脂质插入到脂质体中进行修饰，结果发现此举可明显延长脂质体在体内的循环时间，减少被MPS的摄取，使得靶器官的积累量增加，同时可提高脂质体及包裹物的物理、化学和生物学稳定性但近几年的研究发现，脂质体的PEG 化也存在一些不容忽视的问题，如向同一动物静脉重复注射(间隔几天)PEG化脂质体时，第2 次注射的PEG化脂质体会从血液中迅速被清除(即Accelerated blood clearance phenomenon，简称ABC现象)，从而限制了其临床应用为了对PEG化脂质体的临床研究和应用提供参考，本文拟以PEGAcceleratedblood clearance phenomenon加速血液清除等组合作为关键词，检索1987-2013 年在PubMed、Elsevier ScienceDirect、维普数据库中关于PEG化脂质体ABC现象的研究进展，并对这种现象的影响因素及解决方案进行综述。

结果，共查询到83条文献，其中有效文献37条，现综述如下 　　1 ABC现象的提出 　　已有报道称，对啮齿类动物和恒河猴反复注射(间隔几天)PEG化脂质体时，第2 次注射的脂质体可从血液中被迅速清除，导致脂质体在体内循环的时间被缩短，同时在肝脏和脾脏的积累量增加，这种现象被称为ABC现象PEG修饰的脂质体被认为没有免疫原性，并且会明显延长体内循环的时间但有研究表明，在兔子、恒河猴和老鼠体内重复注射PEG化脂质体(2.5 μmol/kg)后，第2 次注射的PEG化脂质体没有显现出应有的长循环特性，相反其在血液中的清除速率加快，并且在肝脏和脾脏的聚集量明显增加，由此大大限制了其临床应用Dams ET等以99mTc 标记脂质体，将大鼠分为4 组，每组至少接受3 次静脉注射99mTc 标记的脂质体(每只4 μmol/kg)，用来研究大鼠重复注射PEG化脂质体的体内分布情况结果发现，相比与第1 次，第2 次注射的脂质体在血浆中的分布水平明显降低，且肝脏的摄取量(占注射总量的百分比)也从(8.1±0.8)%上升至(46.2±9.8)%对恒河猴进行考察时，发现也产生了明显的ABC现象，脂质体的半衰期由87.5 h 减至14.2 h，而肝脏的摄取量由原来的17.6%增至41.2%[7]。

该项研究首次提出了ABC现象 　　2 ABC现象的机制 　　在发现上述现象后，有研究者认为是PEG与脂质体分离，从而使脂质体暴露于MPS的监视之下，进而被吞噬，导致其在血液中的浓度迅速下降有研究表明，PEG-二硬脂酰磷脂酰胆碱(PEG-DSPE)从脂质双分子层的交换半衰期(指PEG-DSPE 脂质穿过细胞膜的脂质双分子层的时间)接近70h，这一时间远远长于两次注射的间隔时间因此，此原因并非产生ABC现象的主要原因在Dams ET等提出ABC现象后，推测可能的原因是一种不耐热的非抗体分子，但并不是免疫球蛋白(Ig)G 和IgM 引起Laverman P 等通过将预注射脂质体的大鼠血清通过抗大鼠IgM 琼脂糖色谱柱后，得到不含IgM 的大鼠血清，洗脱琼脂糖色谱柱则得到IgM当向动物体内注射不经处理的大鼠血清时并未引起ABC现象，而注射不含IgM 的大鼠血清时则引起其清除加快，因此得出结论：ABC现象并不是由IgM诱导的但这与一些ABC现象的相关结论不一致，其可能原因是经过色谱柱分离的IgM 血清中残留IgMIshida T等通过电泳法证明了与PEG 化脂质体结合的血清蛋白是IgM，并通过将注射动物的脾脏切除之后连续注射PEG 化脂质体，结果发现未切除脾脏的实验动物血清与脂质体结合的IgM 比切除脾脏组高8 倍，表明脂质体与IgM 的结合是诱导ABC现象的关键因素。

综合目前的研究，得出ABC现象的产生机制：第1 次注射PEG 化脂质体到达脾脏后，刺激产生抗PEG-IgM 抗体;第2 次注射后，血液中残存的抗PEG-IgM 抗体选择性地结合在PEG 上，随后激活补体系统，增强了肝脏Kupffer 细胞对脂质体的摄取，于是产生了ABC现象此外，ABC现象还有其他解释如Zhao Y等发现，皮下注射PEG化脂质体出现ABC现象，推测系因局部淋巴结和淋巴细胞的免疫应答引起或产生对抗PEG 的抗体，但是还需要更多的数据支持综上所述，PEG化脂质体诱导的ABC现象是一个复杂的过程，因此还需要更多的研究来阐明此过程的产生原因 　　3 ABC现象的影响因素 　　3.1 注射剂量的影响Ishihara T 等[13]的研究表明，PEG 化脂质体的首剂量与ABC现象的发生程度呈负相关：当脂质量超过1 μmol/kg 时，ABC现象并不明显原因可能是高剂量的脂质容易使B淋巴细胞中毒，结果导致抗PEG-IgM 抗体减少，进而阻滞了ABC现象的发生临床中推荐使用阿霉素脂质体(Doxil)的脂质量为15 μmol/kg因此，在临床上可采用较高脂质量修饰的脂质体来阻滞ABC现象的发生。

　　3.2 PEG的量和PEG链长度的影响PEG化脂质体可诱发T细胞产生抗PEG-IgM，并且在此过程中PEG可能作为一种诱发剂因此，推断PEG的量和PEG链的长度均可对ABC现象的诱导产生影响研究表明，当给兔子注射包含5%甲氧基醚PEG(mPEG2000)-DSPE的PEG化脂质体时，尽管很低的脂质量(0.001 μmol/kg)也可明显引起ABC现象;然而，在脂质量高于或低于5%时，ABC现象则减弱原因可能是低脂质量不能诱导B 淋巴细胞产生抗PEG-IgM，而高脂质量则减弱了PEG化脂质体与B淋巴细胞的反应PEG链的长度(分子质量为2 000 和5 000)对ABC现象的影响没有区别但Ishihara T等证明，PEG化脂质体的摩尔比(0、7∶100、11∶100、18∶100、30∶100)与ABC现象的发生程度之间没有明显的关系Li C等[16]研究发现，9%PEG衍生化的脂质体比3%PEG衍生化的脂质体能引起更明显的ABC现象，尽管第1 次注射3%PEG 和9%PEG 衍生化的脂质体后血清中产生的抗PEG-IgM 水平一样抗体中和试验表明，与3%PEG 修饰的脂质体相比，9%PEG 衍生化的脂质与抗PEG-IgM有更强的亲和力，因而可导致更严重的ABC现象。

　　3.3 粒径和表面电荷的影响 　　研究表明，粒径分别为100、400、800 nm，表面电荷分别为+13.15、-46.15、-1.51 mV的3 种PEG 化脂质体在动物体内第1 次注射后可引起相同程度的ABC现象Koide H等报道，小鼠提前注射粒径为50.2 nm 的聚合物胶束后，随后注射的粒径为127 nm的PEG化脂质体很快被从血液中清除;如果提前注射粒径为9.7 nm和31.5 nm的聚合物胶束，并不会改变随后注射的PEG化脂质体的血浆浓度和肝脏的摄取因此推测，提前注射大粒径的聚合物胶束(50.2 nm)更容易引起ABC现象，有可能是因为容易被免疫细胞识别，进而激活免疫系统;相反，小粒径的聚合物胶束(31.5 nm)能够躲避免疫细胞的监视 　　3.4 注射时间间隔以及连续注射的影响 　　先前的研究表明，PEG化脂质体诱导的ABC现象具有时间依赖特性，并且前后两次注射的时间间隔是非常重要的诱导ABC现象的因素Dams ET 等发现，能够诱导ABC现象的两次注射最短时间间隔为5 d;Ishida T等研究证明，两次注射间隔为7 d 时ABC 现象最强另有研究报道，大鼠间隔35 d 第2 次注射PEG化脂质体后，再间隔4 d 或7 d 进行第3 次注射PEG化脂质体，其血液清除速度虽略有增加，但无显著性差异，而在肝、脾的积累量没有变化，说明多次重复注射并不能继续引发ABC 现象。

两次注射的间隔时间延长都会使ABC现象消失，表明接受PEG化脂质体的动物不能产生ABC作用的免疫记忆，或者获得了对PEG化脂质体的免疫耐受性 　　3.5 不同动物模型的影响 　　究者采用包括恒河猴、兔子和老鼠在内的动物研究ABC 现象Dams ET 等研究表明，大鼠和恒河猴均可产生ABC现象，小鼠则不产生Ishihara T等的研究结果表明，小鼠体内能够产生明显的ABC现象最近，Suzuki T等用比格犬来研究ABC现象，发现比格犬对抗PEG-IgM 更敏感，更容易引起ABC 现象：当给予比格犬16.7 μmol/kg 的PEG 化脂质体时，可产生较高水平的抗PEG-IgM，最终导致ABC现象的发生这些结论和以前的研究(当兔子注射5 μmol/kg 的空PEG化脂质体时，ABC现象减弱)相矛盾因此，在临床中应用PEG化脂质体时应该考虑不同物种间的差异 　　3.6 包裹药物的影响 　　PEG 化脂质体被广泛应用于抗肿瘤药物的递送，是因为它可通过肿瘤组织透过性增强及滞留效应(Enhanced permeabilityand retention，EPR)到达肿瘤细胞由于需要重复注射，因此不可避免会产生ABC现象。

包裹多柔比星的长循环脂质体已经上市，但还没有关于阿霉素脂质体的ABC现象[13]的报道可能原因是损害脾细胞减少了抗PEG-IgM 的产生，进而抑制或杀害B细胞，阻止了两次注射PEG 化脂质体的加速清除递送核酸类的阳离子脂质体由于核酸的转染率低，为了达到治疗效果需要重复注射，因此ABC现象随之产生 　　4 减弱ABC现象的策略 　　越来越多的研究者开始关注ABC现象关于ABC现象的研究很多，针对减弱ABC现象的策略已经被提出来，但是还没有办法完全消除或解决这个问题 　　4.1 对PEG部分进行修饰研究者通过不同的方法试图降低重复注射PEG的免疫原性Ambegia E 等[22]建议采用不同长度的烷基链修饰可降解的PEG 脂质来调节脂质体的体内活性;并且发现和传统的PEG化脂质体(如mPEG-DSPE)相比，采用短链的烷基修饰的PEG 化脂质体可以快速地从脂质层分离，结果可以阻滞ABC现象的发生有研究者将注意力集中在改变PEG与脂质体的连接方式上Xu H 等合成了通过酯键连接的两种PEG 脂质衍生物：PEG与胆固醇氯甲酸酯连接物(PEG-CHMC)、PEG与胆固醇连接物(PEG-CHEMS)。

其酯键可以被血液中的酶降解，因此可以阻滞ABC现象的发生最近，Chen D等将PEG和胆固醇通过腙键连接，与酯键连接的相比，腙键连接方式既可以延长脂质体在体内的循环时间，又不引起ABC现象 　　4.2 改变聚合物材料尽管PEG 在修饰脂质体方面有优良的特性，但是研究者希望找到可以替代PEG并且可以克服ABC现象的材料研究者用聚羟乙基-L-丙氨酸、聚羟乙基-L-天冬氨酸修饰脂质体，结果发现与PEG修饰的脂质体相比，前者可以减弱ABC现象的发生程度尽管用水溶性的乙烯基吡咯烷酮(PVP)修饰的脂质体在血浆中的循环时间比PEG 修饰的短，但是前者在血浆中的残留量较多，原因可能是没有产生抗PVP的IgM抗体生物可降解的聚氨基酸、聚甘油[29]等都被看作很有前途的材料。