口服给药中应用N,N,N-三甲基壳聚糖的进展.docx

口服给药中应用N,N,N-三甲基壳聚糖的进展目前，口服给药是最主要的给药方式口服药物的吸收主要有两种途径：一是从小肠吸收然后通过肠系膜血管经肝门静脉输送到肝脏进入系统循环（肝肠循环）；另一种途径是首先进入淋巴系统然后进入循环系统（淋巴循环）然而这两种吸收途径均存在一定的生物障碍：胃肠道环境使药物降解；小肠黏液层对药物的清除作用；肠细胞外排转运体和细胞代谢会影响药物进入细胞；肝脏首过效应会使药物降解，即使药物经肠淋巴管直接转运至腔静脉，同样会有一部分药物发生降解[1]上述几点生物障碍会使部分口服制剂的生物利用度下降，发现高效、高利用率的口服载体材料具有重要临床意义近年来国内外对N,N,N-三甲基壳聚糖（N,N,N-trimethylchitosan,TMC）促吸收作用的研究十分火热，本文就TMC促进口服吸收机制及在口服递药中的应用进行综述，以期为口服新药的开发提供相关依据1、TMC的理化性质壳聚糖（chitosan,CS）是由β-（1,4糖苷键）连接的D-葡萄糖胺，是一种完全或部分脱乙酰的甲壳素[2]TMC是CS甲基化形成的一种衍生物，TMC比CS更易溶解并具有更强的生理活性，结构与理化性质对比见表1。

近年来TMC是广泛应用的药物载体材料[3]，在口服药物中亦是如此，其通过多种机制增强口服药物吸收，防止药物体内降解，提高生物利用度作为口服吸收促进剂，它能增强BCSⅢ类、BCSⅣ类药物和亲水小分子药物的渗透性[4]；增强口服吸收从而可以降低给药剂量，为昂贵药物提供经济优势[5]；对于治疗慢性病的药物（如胰岛素），可开发口服制剂代替注射剂，减小患者痛苦，增强依从性[6]2、TMC促进口服药物吸收机制2.1TMC增强载体药物的吸收TMC是一种具有良好细胞相容性和水溶性的CS衍生物[11]，它除了具备CS的黏附性、增强药物渗透性[12]等生理活性外，还具有永久性阳离子电荷，可以在生理条件下保持活性[13]季铵化度越高的TMC越容易打开黏膜细胞的紧密结构[14]，促进药物穿过小肠上皮细胞，增加药物在细胞旁路的吸收[15]在肠道中，TMC也可以通过多糖的结构与组织和黏液层的离子相互作用，表现出良好的生物膜黏附性，改善药物在小肠的局部滞留效果[16]，因此使用TMC为载体材料制备的口服药物制剂，可以增强药物的渗透性，提高生物利用度表1壳聚糖、N,N,N-三甲基壳聚糖的化学结构及理化性质2.2TMC增强载体药物在胃酸中的稳定性TMC具有稳定药物的作用，其化学结构中具有较多的亲水集团（如羟基），所以有较强的亲水性[17]。

有研究证明，利用亲水性大分子材料对纳米粒进行包衣，在人工胃液中培养，大部分纳米粒子都会保持完整、稳定、不聚集及不降解[18]根据Chen等[19]的报道，使用具有TMC涂层的纳米微粒与不具有TMC涂层的纳米微粒进行体内实验，考察TMC包衣对纳米粒子在胃肠道滞留情况的影响和对纳米微粒的保护作用，结果表明有TMC包衣的纳米粒子在胃内的滞留时间短，排空速度快，并且微粒更加完整TMC可与其他热敏型、pH依赖型聚合材料共同构建成聚合物输送系统，通过不同机制共同对胃液中的药物起到一定的保护作用Kondiah等[20]使用TMC与聚乙二醇、甲基丙烯酸二甲酯（dimethylmethacrylate）制成纳米微粒，通过调整各材料的比例来调整微粒在胃酸中的状态，并在实验中分别采用了胰岛素、促红细胞生成素、干扰素β作为模型药，探究载药体系在胃液中对药物的保护作用，3种模型药物的载药纳米粒在模拟胃液放置2.5h后在胃液中的释药率分别为3.2%、3.0%、9.7%，表明TMC载药体系对药物具有一定保护作用，对于减少口服给药在胃液中的分解具有实际意义2.3TMC增强载体药物对黏液层的穿透能力黏液层是一层光滑的黏液，分布在胃肠道上皮，对肠道上皮细胞有保护、润滑作用。

稳定的黏性可以清除和捕获肠道中病原体、毒素、外源性物质由于氢键、静电力等作用，在黏液层中的TMC与带负电的黏液蛋白有一定的亲和性，可以促进载药微粒在黏液层中滞留，延长药物保留时间、增大局部浓度、增加药物在肠道上皮细胞的渗透量[21]由于黏液层的分泌和脱落，对其中的药物形成一种动态屏障，滞留在黏液中的药物会随着黏液层的更新而被清除有研究表明，在TMC微粒的表面，使用PHPMA或PEG等亲水性材料进行包裹，将会调整TMC载药微粒的电荷及亲水性等表面的性质，可将药物聚集在黏液代谢较慢的最外层，从而避免载药微粒被清除，保留了药物局部浓集，以便上皮细胞更好地吸收[22]，从而提高药物的生物利用度2.4TMC增强载体药物对肠上皮细胞屏障的穿透能力上皮屏障可以防止大分子在顶端和基底外侧区域之间的扩散，小肠上皮细胞会表达连接复合体蛋白（TJ蛋白），相邻的细胞可以形成紧密相连的TJ蛋白结构（TJS)[23]，这种结构可以防止细菌或病原微生物跨过上皮屏障，也会影响药物通过细胞旁路进行转运在TJS的成分中claudin是细胞旁途径的主要决定因子，而F-actin是此结构中的主要衔接蛋白[24]TMC季铵盐基团可以调节F-actin及TJ蛋白，壳聚糖的阳离子可以通过介导claudin-4的失活以及F-actin的重新分布使TJS开放，从而增加细胞旁途径的转运[25]。

TMC可以介导TJS的开放和细胞旁转运，将0.3～1nm的肠道上皮细胞的细胞间隙可逆性地增大至20nm，并在酶的作用下溶解释药，使药物分子通过狭窄的细胞间隙，从而促进药物的吸收[26]3、TMC在口服药物递送中的研究及应用近年来，TMC在口服给药方面的应用主要集中在保护及促进多肽和蛋白质类药物的吸收；促进抗肿瘤药物的吸收；保护疫苗类药物并促进药物发生抗原抗体效应这三方面3.1用于蛋白质类药物的递送利用TMC作为载体材料对蛋白质及肽类药物进行递送，通过调整TMC的季铵化度和聚合物与药物的比例，可以增强载药微粒的稳定性，防止药物降解Kalantarian等[27]制备了TMC包衣的胰岛素纳米粒，对大鼠进行灌胃和腹腔注射，利用免疫组化法检测胰岛素样生长因子（IGF)-1和IGF-2蛋白的表达水平灌胃组与腹腔注射组的IGF-1和IGF-2蛋白的表达水平基本相同；在改善大鼠血糖和控制大鼠体重的实验中，两种给药方式的效果也无差异Omid等[28]合成了甘氨酸与丙谷氨酸偶联的TMC，并以此为载体材料制备了口服胰岛素纳米粒子，在细胞实验中上述制剂给药后胰岛素CaCo-2细胞基底一侧的最大浓度分别为52.1、34.7μg·mL-1，而单独作为对照品的胰岛素，渗透进入细胞的浓度只有6.1μg·mL-1，这说明TMC作为口服胰岛素的载体，具有很强的促进吸收作用。

3.2用于抗癌药物的递送在肿瘤的治疗中，主要有注射给药和口服给药两种给药方式，口服给药避免了注射给药后身体疼痛、感染以及由于血药浓度峰值高于最大容许浓度（MTC）使得药物迅速被降解等问题TMC作为抗肿瘤药物载体材料，可以破坏肿瘤组织结构增强药物在肿瘤内部的释放Varshosaz等[29]用奥区肽为靶头，聚乙二醇化三甲基壳聚糖为包衣材料，利用乳液蒸发法制备了靶向生长抑素2型受体（SSTR-2）受体的索拉菲尼乳剂在体外毒性实验中，由于TMC能促进细胞对药物的摄取，该乳剂对于HepG2细胞具有更高的毒性，可将IC50可降低至0.256μg·mL-1Chen等[15]利用TMC作为纳米粒基质，靶向穿透肽CSKSSDYQC(csk）作为靶头，主动靶向杯状细胞的配体，将吉西他滨制成纳米粒在药代动力学研究中，与吉西他滨口服溶液相比，TMC纳米粒的口服药物生物利用度提高了54.0%3.3用于疫苗的递送口服免疫是首选的免疫途径，相比于注射给药，避免了反复注射所带来的局部不良反应口服免疫所面临的挑战为胃肠道酶对疫苗的降解以及肠道吸收较差TMC不仅可以作为疫苗载体，还可以在口服免疫中起到免疫佐剂的作用Abkar等[30]制备了N,N,N-三甲基壳聚糖脲酶纳米粒口服疫苗，TMC的存在使得疫苗引发了良好的免疫应答反应，单独使用尿素酶未发生免疫应答反应，证实了TMC在疫苗给药中的佐剂作用。

将纳米粒放置在脲酶中10d，平均释放率为28%，具有良好的稳定性4、结论与展望TMC可以增加肽类药物的吸收，可以靶向表面带负电荷的阴离子成分增强聚合物与生物黏膜的黏附力；作为药物的载体，与其他化合物进行化学键合起到靶向作用，对蛋白质类药物起到保护作用，促进药物的吸收由于TMC可以保护核酸类的药物免受核酸酶的攻击，并可以促进药物被细胞摄取，目前已经用作口服基因传递载体[31]在促进药物口服吸收的研究方面，除了直接使用TMC作为载体和包衣材料外，还可以通过与其他成分进行化学键合，合成全新的聚合材料如维生素B12[32]具有促进细胞内吞的作用，其与TMC形成聚合物后，穿透能力更强半胱氨酸（Cys)[33]结构中的巯基可以与黏液蛋白中富含半胱氨酸的区域形成二硫键从而产生一定的黏膜黏附作用，TMC-Cys使药物与细胞接触时间更长，增加细胞吸收因此，TMC是一种十分具有开发应用前景的聚合材料参考文献：[23]刘芸,李锦梅,谭婷,等.细胞穿透肽应用的研究进展[J].生物化学与生物物理进展,2014,41(8):731-738.[24]向若兰,苏运超,裴晓庆,等.紧密相连蛋白claudin-4的研究进展[J].生命科学进展,2012,43(4):310-314.李然,林世源,陈卉.N,N,N-三甲基壳聚糖在口服给药中的应用进展[J].中南药学,2020,18(06):1038-1041.。