基于巨噬細(xì)胞的納米仿生遞藥系統(tǒng)在腫瘤治療中的應(yīng)用-杭州專肽生物技術(shù)有限公司

摘要: 利用細(xì)胞及細(xì)胞成分構(gòu)建納米仿生遞藥系統(tǒng)是目前新型藥物遞送系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。該納米仿生遞藥系 統(tǒng)可整合納米載體高載藥量、可控釋藥和細(xì)胞仿生成分良好生物相容性、低免疫原性、天然靶向性及活細(xì)胞形態(tài)靈 活特征。其中, 巨噬細(xì)胞因其吞噬功能、固有趨向性、深層滲透能力及在細(xì)胞治療中的潛力, 基于巨噬細(xì)胞的納米仿 生遞藥系統(tǒng)在腫瘤治療方面展現(xiàn)出良好臨床應(yīng)用前景?；诖? 本綜述基于巨噬細(xì)胞的納米仿生遞藥系統(tǒng)載藥策 略及其在腫瘤治療中的應(yīng)用, 以期為新型遞藥系統(tǒng)的研發(fā)提供參考。

惡性腫瘤是影響人類健康的重大疾病, 發(fā)病率和 死亡率逐年攀升[ 1] 。為提高臨床治療效果, 設(shè)計(jì)與開 發(fā)具備良好生物相容性、高效載藥、特異性靶向和時(shí)空 控制釋藥的藥物遞送系統(tǒng)已成為研究熱點(diǎn)[2,3] 。巨噬細(xì)胞 (macrophage, MΦ) 具有自身形態(tài)靈活、表面受體 豐富、免疫原性低和循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn), 不僅具備吞噬 腫瘤細(xì)胞、遞呈抗原和分泌細(xì)胞因子等細(xì)胞治療潛力[4] , 還具有吞噬載藥、固有靶向和深層滲透的藥物遞送能 力, 有望成為細(xì)胞療法及藥物遞送的雙重工具, 在新型 納米仿生遞藥系統(tǒng)研究中備受期待 。目前, 基于 MΦ 的納米仿生遞藥系統(tǒng)主要處于臨床前研究階段, 常用 骨髓來源巨噬細(xì)胞 (bone marrow-derived macrophage, BMDM)[5]、腹腔來源巨噬細(xì)胞 (peritoneal macrophage,PM) [6]、外周血來源巨噬細(xì)胞[7]、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞來源 巨噬細(xì)胞[8]及永生化單核/巨噬細(xì)胞株 (BALB/c小鼠來 源的巨噬細(xì)胞株 RAW264.7[9] 和 J774.A1[ 10]) 。本綜述 基于MΦ 的納米仿生遞藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)策略及最新研究進(jìn) 展, 以期為納米仿生遞藥系統(tǒng)的研究與開發(fā)提供參考。

1    納米-MΦ 遞藥系統(tǒng)

納米-MΦ 遞藥系統(tǒng)是將納米藥物裝載于活MΦ 內(nèi) 部或表面而形成的遞送體系。

1.1    納米-MΦ 遞藥系統(tǒng)的載藥策略

1.1.1    MΦ 胞內(nèi)載藥  MΦ 作為專職吞噬細(xì)胞具有強(qiáng) 大攝取能力, 其胞內(nèi)空間為藥物提供在細(xì)胞質(zhì)儲(chǔ)存的 機(jī)會(huì)。利用MΦ 固有攝取能力和藥物被動(dòng)擴(kuò)散性質(zhì)將 藥物裝載到細(xì)胞中是最簡(jiǎn)便易行的載藥策略 (圖 1A)。Evans 等[5] 將 缺 氧 激 活 前 藥 替 拉 扎 明 (tirapazamine, TPZ) 疏水衍生物 的乳酸- 乙醇酸共 聚物納米顆粒 (TPZ-C12) 與 MΦ 直接孵育制備 MΦ -TPZ-C12, 其中 TPZ-C12的疏水性足以保證藥物在細(xì)胞內(nèi)水性介質(zhì)中 穩(wěn)定存在, 防止藥物過早釋放而對(duì)MΦ 產(chǎn)生毒性, 親水 性又足以提供藥物擴(kuò)散所需濃度梯度, 藥物可向腫瘤 深層滲透, 最終利用 MΦ 腫瘤趨向作用及其在缺氧部 位擴(kuò)散和浸潤(rùn)能力, 促使藥物到達(dá)腫瘤深層, 較 TPZ- C12 產(chǎn)生更優(yōu)抗腫瘤效果 。納米粒的粒徑、表面電荷 和形狀質(zhì)地能夠影響 MΦ 攝取, 帶正電的納米粒可通 過吸附性胞飲作用入胞, 比中性或表面負(fù)電納米粒內(nèi) 化效率更高[ 11, 12] ; 硬質(zhì)球形納米粒能與細(xì)胞表面形成 更多附著位點(diǎn), 較少依賴肌動(dòng)蛋白重塑細(xì)胞形態(tài), 比軟 質(zhì)圓柱形納米粒更易吞噬[ 13, 14] ; 當(dāng)粒徑大于 100 nm時(shí), 主要通過網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)或巨胞飲途徑入吞; 粒徑小于100 nm 時(shí), 主要通過小窩蛋白介導(dǎo)途徑入吞[ 15, 16] 。此 外, 使用細(xì)胞穿透肽或配體修飾納米藥物可進(jìn)一步增 強(qiáng)納米藥物被 MΦ 吞噬裝載的能力。Qiu等[ 17] 發(fā)現(xiàn)與 R8dGR 修飾的脂質(zhì)體和聚乙二醇化脂質(zhì)體相比, MΦ 對(duì)八精氨酸修飾的聚乙二醇化兩藥共載脂質(zhì)體 (R8- Lip) 具有更高攝取率, 脂質(zhì)體粒徑約 110 nm時(shí)攝取效 果最優(yōu), 總載藥量達(dá)63 μg /106 細(xì)胞。

1.1.2    MΦ 胞外載藥  MΦ 膜表面富含脂質(zhì)、多糖和 蛋白質(zhì)等, 具有一系列功能基團(tuán) (伯胺殘基、硫醇?xì)埢?等) 和表面特性 (負(fù)電荷、疏水性、配體結(jié)合位點(diǎn)等), 可 采用化學(xué)偶聯(lián)或物理吸附的方式將納米藥物負(fù)載到 MΦ 表面 (圖 1B) 。Zhou 等[ 18] 利用三 (2- 羧乙基) 膦選 擇性還原 MΦ 表面巰基, 并進(jìn)一步與載免疫佐劑多聚 肌苷酸多聚胞苷酸的納米粒 (PLP) 的馬來酰亞胺基團(tuán) 偶聯(lián), 將PLP負(fù)載到MΦ 表面, 且保證了MΦ 的活性和 功能。Cao等[ 19] 利用脂質(zhì)疏水長(zhǎng)鏈錨定插入細(xì)胞膜的 性質(zhì), 將通過二硫鍵連接到聚乙二醇化二肉豆蔻酰磷脂酰乙醇胺的氧化還原敏感細(xì)胞毒性藥物 DM4 前藥 (DMPE-PEG-S-S-DM4) 和與 DMPE-PEG 偶聯(lián)的豆類 特異性蜂毒素前肽 (DMPE-PEG-legM) 錨定在活 MΦ 表面制備胞外載 DM4 和legM 的 MΦ 遞藥系統(tǒng) (LD- MDS), 將治療藥物優(yōu)先遞送至肺轉(zhuǎn)移瘤中。但是由于 細(xì)胞表面空間有限, LD-MDS載藥量?jī)H為2.0 μg/106 細(xì) 胞。

1.1.3    MΦ 體內(nèi)載藥  將納米制劑直接靜脈注射, 進(jìn) 而被單核-吞噬細(xì)胞系統(tǒng)攝取, 在體內(nèi)形成裝載納米粒 的 MΦ 載藥策略因簡(jiǎn)單易行, 無需考慮細(xì)胞分離和回 輸過程潛在風(fēng)險(xiǎn)而受到關(guān)注 (圖 1C) 。Franco 等[20] 證 實(shí)靜脈注射介孔二氧化硅納米?；蜉d介孔二氧化硅納 米粒的脾細(xì)胞 (MΦ 同源細(xì)胞) 后, 24 h內(nèi)均使硅納米粒 被體內(nèi)MΦ 大量攝取。Zheng等[21]制備裝載了含有CpG 基序 的 寡 聚 脫 氧 核苷 酸 (CpG oligodeoxynucleotide, CpG ODN) 修飾金銀納米棒 (AuNR-CpG) 的腫瘤細(xì)胞 凋亡小體, 經(jīng)靜脈注射后約 83.0% 被血液循環(huán)中炎性 Ly-6C+ 單核細(xì)胞特異性吞噬, 在體內(nèi)形成載藥細(xì)胞 (相 當(dāng)于全身 Ly-6C+ 單核細(xì)胞共裝載 AuNR 156.4 μg), 然 后通過載藥細(xì)胞固有腫瘤歸巢傾向主動(dòng)遷移到腫瘤部 位, 實(shí)現(xiàn) AuNR-CpG 在腫瘤中深層滲透, 增強(qiáng)光熱治 療效果; 同時(shí)還可誘導(dǎo)腫瘤特異性免疫反應(yīng), 緩解免疫 抑制, 防止腫瘤轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)。但是, 血液循環(huán)中的單核 細(xì)胞 (MΦ 前體細(xì)胞), 需進(jìn)一步遷移至組織, 經(jīng)細(xì)胞體 積增大、細(xì)胞器數(shù)量增加等變化后才能分化成壽命更 長(zhǎng)、更具吞噬功能和分泌細(xì)胞因子能力的 MΦ, 因此, 構(gòu)建此類遞藥系統(tǒng)時(shí)應(yīng)關(guān)注單核細(xì)胞血液循環(huán)和分化 過程對(duì)載體的影響。

1.2    納米-MΦ 遞藥系統(tǒng)在腫瘤治療中的應(yīng)用

納米-MΦ 遞藥系統(tǒng)可維持或增強(qiáng)吞噬腫瘤細(xì)胞 及抗原遞呈能力, 并有效延長(zhǎng)藥物循環(huán)時(shí)間, 主動(dòng)穿透間質(zhì)液壓增高的實(shí)體腫瘤組織, 特異性靶向腫瘤深部 區(qū)域[22] 。An等[23]以金納米粒為模型診斷試劑, 制備載 陰離子金納米粒的MΦ (AuNR@RAW), 利用多光譜成 像技術(shù)和腫瘤切片實(shí)驗(yàn)證實(shí)該遞送系統(tǒng)的缺氧區(qū)趨 向, 并發(fā)現(xiàn)給藥 1 h后AuNR@RAW開始蓄積于腫瘤部 位, 并于 8h達(dá)到峰值, 24 h時(shí)蓄積量略有下降。另有研 究表明載金納米殼的MΦ (ANS-MA) 生物半衰期約為 12 h[24] 。Xu 等[25] 利用流式細(xì)胞術(shù)和熒光顯微技術(shù)證 實(shí): 未處理組 MΦ 與載聚乳酸-羥基乙酸共聚物 [poly (lactic-co-glycolic acid), PLGA] 納米粒組 MΦ對(duì)腫瘤 細(xì)胞的吞噬百分率無顯著性差異 (32. 1% vs 33.9%), 載 硫化銅納米粒的MΦ (CuS-MΦ) 因下調(diào)程序性死亡受 體- 1 (programmed death- 1, PD- 1) 表達(dá)并上調(diào)溶酶體中消化酶活性, 使吞噬腫瘤細(xì)胞百分率增長(zhǎng) 1倍以上, 達(dá)到 77.15%; 同時(shí), 以卵清蛋白為模型抗原進(jìn)行研究, 發(fā) 現(xiàn) CuS-MΦ 比未處理組 MΦ 的抗原遞呈能力更強(qiáng), 經(jīng)瘤內(nèi)注射后, 可靶向腫瘤引流淋巴結(jié), 提高效應(yīng)性T細(xì) 胞和樹突狀細(xì)胞比例, 產(chǎn)生抗腫瘤免疫效應(yīng)。此外, 活 MΦ在實(shí)現(xiàn)藥物遞送的同時(shí), 還可實(shí)現(xiàn)過繼免疫細(xì)胞 療法, 提升治療效果。本課題組[26] 提出“細(xì)胞-藥物一 體化”理念, 以具有免疫治療功能的M1型MΦ作為化 療藥物遞送載體, 構(gòu)建載索拉非尼脂質(zhì)納米粒的 M1 型 MΦ 遞送體系 。該體系利用 MΦ 靶向腫瘤微環(huán)境 后, 可持續(xù)釋放化療藥物及治療性細(xì)胞因子, 顯著提高 腫瘤組織 M1 型 MΦ、CD3+CD4+T 細(xì)胞和 CD3+CD8+T 細(xì)胞比例, 降低腫瘤組織調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞數(shù)量, 實(shí)現(xiàn)化 學(xué)-細(xì)胞聯(lián)合治療。

納米-MΦ 遞藥系統(tǒng)主要通過細(xì)胞死亡或跨細(xì)胞膜的緩慢釋放、基于外泌體的被動(dòng)釋放及借助隧道納 米管作為MΦ 載體與腫瘤細(xì)胞間藥物轉(zhuǎn)運(yùn)通道的方式 實(shí)現(xiàn)裝載藥物釋放[20,27,28] 。靜脈注射后, MΦ 需 6~12 h 的體內(nèi)遞送過程才會(huì)遷移到腫瘤組織[29] 。Zhang 等[9] 設(shè)計(jì)了一種具有兩相藥物釋放曲線的納米膠囊, 由藥 物-二氧化硅納米復(fù)合物核心和固體二氧化硅外殼組 成。該體系藥物-二氧化硅納米復(fù)合物比殼層更易降 解, 因?yàn)樗幬锓肿釉诙趸杌|(zhì)中打破穩(wěn)定晶態(tài)結(jié) 構(gòu), 導(dǎo)致兩相釋放。通過微調(diào)外殼厚度, 實(shí)現(xiàn)藥物在體內(nèi)遞送的 6~12h內(nèi)較少釋放或幾乎不釋放。通過內(nèi) 源性或外源性刺激, 可實(shí)現(xiàn)納米-MΦ 遞藥系統(tǒng)在腫瘤 部位可控釋藥 。例如, Cao 等[ 19] 利用腫瘤微環(huán)境中高 表達(dá)豆莢蛋白酶的特性, 制備 LD-MDS, 在腫瘤部位 LD-MDS 可被豆莢蛋白酶激活并轉(zhuǎn)化為裝載 DM4 的 外泌體樣納米囊泡, 促進(jìn)轉(zhuǎn)移性 4T1乳腺癌細(xì)胞有效 內(nèi)化和大量細(xì)胞死亡。與內(nèi)源性觸發(fā)機(jī)制相比, 外源 性觸發(fā)具有時(shí)間、位置和強(qiáng)度可控的優(yōu)勢(shì)[30] 。Xu等[31] 將多柔比星 (doxorubicin, DOX) 和相變溫度 29 ℃的 全氟戊烷 (perfluoropentane, PFP) 裝載到中空介孔有 機(jī)二氧化硅納米顆粒 (hollow mesoporous organosilica nanoparticle, HMON)  中 得 載 DOX 和 PFP 的 HMON (DPH), 再與 MΦ 共孵育得載 DPH 的 MΦ (DPH-MΦ), 在體內(nèi)遞送過程中, DPH中的PFP部分蒸發(fā)成氣泡可 實(shí)時(shí)超聲成像, 待蓄積后, 剩余液體 PFP, 通過短脈沖 高強(qiáng)度聚焦超聲進(jìn)一步汽化成許多更大氣泡, 誘導(dǎo)輕 度高溫 (< 45 ℃), 破裂MΦ, 促使DOX從細(xì)胞中釋放。

2    納米-MΦ 膜遞藥系統(tǒng)

納米-MΦ 膜遞藥系統(tǒng)主要由MΦ 膜包裹納米粒組成, 具備明顯的“核-殼”結(jié)構(gòu)。

2.1    納米-MΦ 膜遞藥系統(tǒng)的載藥策略

MΦ 膜載藥主要分為 3個(gè)步驟: 外殼MΦ膜的分離純化、內(nèi)核納米載體的制備及“核-殼”結(jié)構(gòu)融合過程[32](圖 2) 。為最大限度減少對(duì)膜相關(guān)成分 (蛋白質(zhì)等) 的 破壞, 制備步驟應(yīng)盡可能在溫和條件下進(jìn)行, 確保得到 的 MΦ 膜包衣納米粒既有納米載體本身物化特性, 又 具有細(xì)胞生物學(xué)性質(zhì)。首先, MΦ 增殖到足夠數(shù)量后, 經(jīng)低滲裂解、機(jī)械破膜和差速離心相結(jié)合的方法去除 細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì), 分離純化細(xì)胞膜; 然后根據(jù)裝載藥物 特性及載體設(shè)計(jì)需求制備內(nèi)核納米載體; 最后, 采用薄 膜擠壓法、超聲處理法或微流控電穿孔法將兩者融 合[33,34] 。其中, 微流控電穿孔法是近年來應(yīng)用廣泛的 制備技術(shù), Rao 等[35] 報(bào)道了一種用于膜包衣納米顆粒 制備的系統(tǒng), 該系統(tǒng)將納米粒與細(xì)胞膜囊泡注入后, 經(jīng) Y 形和 S 形通道充分混合, 在電穿孔區(qū)域使納米粒進(jìn) 入細(xì)胞膜囊泡, 進(jìn)而通過出口獲得膜包衣的納米粒。該過程通過調(diào)節(jié)流速、持續(xù)時(shí)間和脈沖電壓, 可確保納米粒與細(xì)胞膜完全覆蓋, 具有高通量、低成本和可控性好等優(yōu)點(diǎn), 極具產(chǎn)業(yè)化前景。

2.2    納米-MΦ 膜遞藥系統(tǒng)在腫瘤治療中的應(yīng)用

MΦ 膜富含多種膜蛋白, 可模擬 MΦ 體內(nèi)藥動(dòng)學(xué) 特征, 逃避單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)的清除, 從而延長(zhǎng)血液循 環(huán)時(shí)間 (生物半衰期超過 12h)、提高腫瘤積聚、靶向轉(zhuǎn) 移腫瘤及跨越血腦屏障等[36] 。Xuan 等[37] 研究發(fā)現(xiàn)靜 脈注射巨噬細(xì)胞膜包裹的金納米殼 (MPCM-AuNS)

48 h 后仍在血液滯留 30% 以上, 而靜脈注射 AuNS 可 在 24 h 內(nèi)幾乎全部從血液循環(huán)中清除 。Zhao 等[38] 制 備包裹MΦ 膜的載槲皮素空心硒化鉍納米粒 (M@BS- QE NP) 用于乳腺癌治療, M@BS-QE NP 因包裹 MΦ 膜具有免疫逃避功能、CCL2 介導(dǎo)的募集特性及主動(dòng) 靶向性, 與BS-QE NP組相比, 可更快實(shí)現(xiàn)腫瘤部位蓄 積 (4 h vs 6 h), 且給藥 36 h后仍顯著蓄積于瘤內(nèi)。Lai 等[39] 制備包裹MΦ 膜的載IR-792聚乙二醇化脂質(zhì)納米 粒 (MDINP), 載藥量高達(dá) 27.85%, 該系統(tǒng)顯著提升了 IR-792的光穩(wěn)定性, 具有穿透血腦屏障和特異性靶向 惡性膠質(zhì)瘤的能力。

為提高治療效果, 基于多模態(tài)聯(lián)合治療理念的仿 生載體逐漸成為未來發(fā)展新趨勢(shì)。Liu等[40]報(bào)道了一種 MΦ 膜包裹的激光響應(yīng)可變形納米藥物 I-P@NP@M, 其中二氫卟吩e6可將 650nm激光轉(zhuǎn)化為活性氧, 觸發(fā) 球形膠束轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米纖維, 使其在腫瘤區(qū)域有很強(qiáng)滯 留作用, 從而使線性納米纖維能夠長(zhǎng)時(shí)間定位并持續(xù) 釋放藥物。同時(shí), 活性氧不僅通過光動(dòng)力療法直接殺 死腫瘤細(xì)胞, 還刺激紫杉醇前藥裂解產(chǎn)生游離藥物, 聯(lián) 合化療-光動(dòng)力療法顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)并誘導(dǎo)免疫原 性細(xì)胞死亡, 再與吲哚胺-(2,3)-雙加氧酶抑制劑indox- imod協(xié)同作用, 激活免疫應(yīng)答, 集化療、光動(dòng)力治療和 免疫治療三者于一體, 在小鼠4T1原位乳腺癌模型中, 抑瘤率達(dá) 85.27%, 遠(yuǎn)高于 I-P@NP 組 72.30% 的抑瘤 率。隨著制備技術(shù)快速發(fā)展, 雜交不同來源細(xì)胞膜獲 得融合膜, 可整合并保持與單來源細(xì)胞非常相似的生 物學(xué)性能已成為一種簡(jiǎn)單有效的納米粒修飾策略。Gong等[41] 開發(fā)了一種RAW264.7與4T1乳腺癌細(xì)胞融 合膜包裹載 DOX 的聚乳酸-羥基乙酸共聚物納米粒 (DPLGA@[RAW-4T1]NP)用于治療乳腺癌肺轉(zhuǎn)移。該 遞送系統(tǒng)擁有MΦ 免疫逃逸功能及腫瘤細(xì)胞同源靶向 性, 能特異性蓄積腫瘤部位, 與 DPLGA 組相比, 肺轉(zhuǎn) 移結(jié)節(jié)數(shù)減少66.7%。

3    納米-MΦ 囊泡遞藥系統(tǒng)

細(xì) 胞 間 通 訊 能夠通過化學(xué)信 使 ,  以 胞 外 囊 泡 (extracellular vesicle, EV) 的形式進(jìn)行傳遞。根據(jù)來源 和大小不 同, EV 可分為 3 類 : 外泌體 (直徑約30~ 150 nm)、微囊 (直徑約200~500 nm) 和凋亡小體 (直徑約 1~10 µm)[42,43] 。納米-MΦ 囊泡遞藥系統(tǒng)主要由 MΦ 外泌體、微囊、凋亡小體或胞外囊泡樣結(jié)構(gòu)裝載納 米藥物構(gòu)成。

3.1    納米-MΦ 囊泡遞藥系統(tǒng)的載藥策略

3.1.1    內(nèi)源性載藥  內(nèi)源性載藥即先將藥物載入到細(xì) 胞中, 當(dāng)藥物分選進(jìn)入EV并從供體細(xì)胞中釋放后, 通 過分離純化而獲得載藥 EV (圖 3A)[44] 。MΦ 能主動(dòng)吞 噬內(nèi)化多種外源物質(zhì), 是獲得內(nèi)源性載藥 EV 的理想 細(xì)胞 。Silva 等[45] 將磁性氧化鐵納米粒和治療性光敏 劑 m-THPC 與人 THP- 1 細(xì)胞來源的 MΦ 共同孵育, 并 在無血清培養(yǎng)基中培養(yǎng) 2 天, 誘導(dǎo)饑餓環(huán)境, 促使 EV 釋放, 經(jīng)離心和磁分選制得具有磁性和光熱轉(zhuǎn)換效應(yīng) 的載藥 EV, 每 108 個(gè) EV 裝載 93.3 ng 氧化鐵納米粒和5.6 ng光敏劑。由于藥物分選至EV機(jī)制復(fù)雜, 很難通過 外界手段進(jìn)行調(diào)控, 致使內(nèi)源性載藥策略普適性不高。

3.1.2    外源性載藥  外源性載藥是指將 EV從細(xì)胞中 分離純化, 然后將藥物通過孵育、擠出、超聲、電穿孔、 凍融循環(huán)和脂質(zhì)體介導(dǎo)的膜融合等方式導(dǎo)入EV內(nèi)實(shí) 現(xiàn)載藥 (圖 3B)[46] 。Xiong等[47] 采用循環(huán)超聲和快速超 速離心方式制備包裹月桂酸功能化鉑 (IV) 前藥和人 血清白蛋白納米復(fù)合物的 MΦ 外泌體遞送體系 (NPs/ Rex), 結(jié)果表明超聲處理后外泌體的結(jié)構(gòu)和功能依舊 完整。

3.2    納米-MΦ 囊泡遞藥系統(tǒng)在腫瘤治療中的應(yīng)用

在納米-MΦ 囊泡遞藥系統(tǒng)中, 外泌體載藥應(yīng)用最 多, 其起源于多囊泡體, 經(jīng)細(xì)胞膜融合后由細(xì)胞自然分 泌, 膜結(jié)構(gòu)富含膽固醇、神經(jīng)酰胺和磷脂酰絲氨酸等, 可包裹RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等[48,49] 。MΦ 來源外泌體 表現(xiàn)出與 MΦ 相似的表面膜特性, 易與膜融合被細(xì)胞 吸收, 在藥物遞送中具有良好潛力 。Xiong 等[47] 評(píng)估 NPs/Rex 的藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì), 使用非房室模型分析平 均駐留時(shí)間為47.3 h, 遠(yuǎn)超過順鉑游離藥組的平均駐留時(shí)間 10.5 h 。對(duì) M1型 MΦ 外泌體的進(jìn)一步修飾可 增強(qiáng)其靶向遞送和抗腫瘤作用。Kim等[50] 利用外源性 載藥方式開發(fā)一種以肺癌細(xì)胞過度表達(dá)的 σ 受體為靶 點(diǎn)的氨乙基苯甲酰胺-聚乙二醇修飾的紫杉醇載藥外泌體制劑, 載藥量高達(dá)33.0%, 在小鼠肺轉(zhuǎn)移瘤治療 中, 與未修飾組相比,小鼠生存期可延長(zhǎng)近1倍 (55天vs 28天) 。此外, M1型MΦ 外泌體本身具有促炎作用, 釋放輔助性T淋巴細(xì)胞1分泌的細(xì)胞因子, 增強(qiáng)抗腫瘤作用 。Cheng 等[51] 發(fā)現(xiàn)M1型MΦ外泌體能增強(qiáng)脂質(zhì)磷酸鈣納米粒包裹酪氨酸激酶相關(guān)蛋白-2 (tyrosi- nase related protein-2, Trp2) 疫苗的活性, 且免疫增強(qiáng) 效果超過對(duì)照CpG ODN組, 可作為癌癥疫苗佐劑。

但是, 目前外泌體存在產(chǎn)量較低、分離純化困難的 生產(chǎn)局限性, 一些研究表明可將其他衍生的納米囊泡 作為外泌體替代品[52] 。Xu等[53]制備包裹DOX和硫化銀 量子點(diǎn)的MΦ 微囊納米平臺(tái)MVs@QDs&DOX, 其中微 囊本身具有腫瘤靶向性且無免疫原性, 使MVS@QDs& DOX的生物半衰期延長(zhǎng)至 14.2 h, 約為QDs&DOX (生 物半衰期 3.6 h) 的 4 倍; 硫化銀量子點(diǎn)的近紅外熒光 成像特性和光熱效應(yīng), 可監(jiān)測(cè)納米平臺(tái)在體內(nèi)生物分 布及蓄積腫瘤后藥物的控制釋放 。Rayamajhi等[ 10] 選 用粒徑較小的M1型MΦ 來源胞外囊泡作為外泌體類 似物與合成脂質(zhì)體融合制備外泌體樣雜化囊泡, 在保 留M1型MΦ 外泌體功能特性的同時(shí), 具有更高產(chǎn)量、 載藥量、膠體穩(wěn)定性和pH敏感特性。表 1匯總了近年 來基于 MΦ 的納米仿生遞藥 系 統(tǒng)在腫瘤 治療 中 的 研究[6,9, 10, 17, 19,26,38-41,50-52,54,55]。

4    總結(jié)與展望

MΦ 憑借腫瘤吞噬、抗原遞呈和上調(diào)炎性細(xì)胞因 子表達(dá)等細(xì)胞治療潛力, 結(jié)合吞噬載藥、固有靶向和深 層滲透的藥物載體功能, 已逐漸成為細(xì)胞療法及藥物 遞送的雙重工具, 極具發(fā)展前景 。本文闡述的 3 類基 于MΦ 的藥物遞送系統(tǒng)各具特點(diǎn)[56] : 在制備工藝上, 納 米-MΦ膜藥物遞送系統(tǒng)工藝最簡(jiǎn)單, 技術(shù)最成熟, 而納米-MΦ 囊泡藥物遞送系統(tǒng)因外泌體產(chǎn)量較低、分離 純化困難而難度較大, 納米-MΦ 藥物遞送系統(tǒng)因需考 慮載藥、體內(nèi)遞送和釋藥過程中藥物對(duì)細(xì)胞活性的影 響而尤為困難; 對(duì)于膜蛋白組成, MΦ 及其胞外囊泡相似, 而納米-MΦ 膜藥物遞送系統(tǒng)因體外細(xì)胞膜提取操 作或許會(huì)破壞部分蛋白; 關(guān)于載藥量, 納米-MΦ 藥物 遞送系統(tǒng)的載藥量相對(duì)有限且藥物應(yīng)對(duì)MΦ 活性無明 顯影響, 而另外兩種遞藥系統(tǒng)載藥量較高, 可適用于絕 大多數(shù)藥物。就靶向遞送效果而言, 受 MΦ 優(yōu)先募集 至轉(zhuǎn)移瘤部位[57,58] 及腫瘤切除創(chuàng)面產(chǎn)生大量炎性因子 而誘導(dǎo) MΦ 炎癥趨向性[ 17] 等影響, 納米-MΦ 藥物遞送 系統(tǒng)對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移和術(shù)后復(fù)發(fā)的抑制效果較優(yōu)。在原發(fā) 瘤中, 納米-MΦ 藥物遞送系統(tǒng)在腫瘤部位仍被觀察到 具有深層滲透能力, 這是由于腫瘤微環(huán)境對(duì) MΦ 具有 良好招募能力[26] 。然而, 值得注意的是, MΦ 在原發(fā)瘤 復(fù)雜免疫抑制微環(huán)境中可能被重極化為 M2 表型, 影 響MΦ 本身的抗腫瘤效果[54] ; 而在轉(zhuǎn)移瘤中, 對(duì)MΦ 表 型影響較小, 因此, 有研究表明納米-MΦ 藥物遞送系 統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)移的抑制較好[ 19]。

然而, 大多數(shù)基于 MΦ 的納米仿生遞藥系統(tǒng)仍處 于臨床前研究階段, 臨床轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍存在眾 多挑戰(zhàn): ① 因獲取方便,  目前研究中常選用同種異體 細(xì)胞, 但其免疫原性、個(gè)體排斥反應(yīng)及體內(nèi)安全性還有 待確證; ② 靜脈注射 MΦ 會(huì)從體內(nèi)循環(huán)中較快消失, 并蓄積于肺部, 然后重新分布到脾臟和肝臟等器官。未來應(yīng)繼續(xù)研究延長(zhǎng)循環(huán)半衰期, 體內(nèi)維持特定表型, 提高靶向能力, 改善非特異性分布的策略; ③ 在實(shí)現(xiàn) 臨床轉(zhuǎn)化之前, 必須對(duì)體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)性質(zhì)、給藥方式、安 全性和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行全面評(píng)估。盡管面臨上述挑戰(zhàn), 隨 著細(xì)胞遞藥系統(tǒng)不斷發(fā)展, 基于 MΦ 的納米仿生遞藥 系統(tǒng)臨床轉(zhuǎn)化具有良好前景。

免責(zé)聲明：本文為行業(yè)交流學(xué)習(xí)，版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)，可聯(lián)系刪除