可生物降解微球 应用于蛋白类药物投递渐受关注
蛋白类药物对疾病预防、临床治疗及解决体内蛋白质数量缺乏和功能丧失均有一定作用。近年来，蛋白类药物使用虽呈现上升趋势，但因制备工艺复杂、投递效率低、生物利用度差等诸多原因而受到限制，其中给药途径最为关键。随着生物物理学、生物化学以及材料学在药学中的τ茫钊缰侍濉⑽⑶颉⑽⒛乙?br>及纳米囊等技术的出现为解决上述问题提供了新的思路，其中微球以制备工艺简便、生物利用度高、靶向性强等优点而备受关注。
■蛋白类药物投递面临挑战
蛋白类药物具有分子量大及空间结构复杂的特点，在药物投递过程中极易受到复杂生理环境，特别是大量酶类物质的作用而遭到破坏。另外，它本身所固有的较弱穿透能力及天然脆性决定了其活性的易丧失性。为有效解决上述问题，在过去一段时间里，科研人员主要采用非肠道方式来进行给药，但仍具有明显的不足和缺憾：口腔黏膜给药的主要弊端在于药物难以通过口腔内固有的生物学屏障，另外口腔内的蛋白酶和肽酶可降解蛋白类物质；肠道内的大量酶类是导致药物利用度低的主要原因，直肠给药对药物本身特性也有一定限制且不易被人接受；眼部给药也面临着酶的降解以及药物利用度极低的问题，且大分子物质的作用会使眼部有异物感、流泪，进而进一步降低药物的摄取；在经鼻给药途径中，蛋白类药物也会受到鼻腔黏蛋白、酶类、黏液纤毛系统、上皮细胞等构成的屏障作用而使药效大打折扣。基于以上原因，蛋白类药物若想发挥应有疗效，必须反复多次使用，这就势必会使患者依从性差，甚至中途结束治疗。可见，制造长效缓释载体以改善现有状况很有必要，微球的应用为有效解决上述问题提供了新的思路。
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■可生物降解微球材料优势明显
微球材料分为不可生物降解型与可生物降解型两种。前者主要因其毒性较大、在体内难以排除且缓释效果不理想而基本上趋于淘汰。而可生物降解微球则被看好，其材料又分为合成和天然两种，在体内不会造成有毒物质的释放、菌群失调等问题。不仅如此，它还具有热塑性、抗牵拉浴⒖煽亟峋露取⒖煽亟到馑俾省?br>可控亲水性等诸多优点。
天然高分子比较容易得到、价格比较便宜。主要有以下优点：生物适应性、能大量分离和纯化及具有已知的结构、物理及化学特性。主要包括血红蛋白、松香、石蜡、壳聚糖、淀粉、海藻酸盐、明胶等。这类分子成膜性能好、稳定性强，但原料不稳定。其中，胶原蛋白由于在体内肿胀而体积变大、弹性较低、强度差、在体内常常被作为抗原物质加以识别及由于应用醛类作为交联剂可能对机体有一定的影响等原因，而限制了其进一步应用。而一些非胶原蛋白，例如白蛋白、明胶、酪蛋白、硅酮等制成微球应用的前景较好。如白蛋白微球作为评估器官功能以及经不同系统进行投递时检测循环功能已经在核医学科得到广泛应用；明胶微球在药物投递中也具有明显的优点：与药物的结合性低、由于制备技术简单以及低抗原性所造成的裂解电位低。
, 百拇医药
半合成高分子具有很好的生物组织相容性并得到美国食品药品管理局(FDA)的批准，具有可控的生物降解速率、本身性状、混合比例及已商品化等诸多优点，主要包括α-羟基酸、交链聚酯、聚原酸酐、聚酐、多肽及聚酯及其改性共聚物等。此类高分子黏度大、成盐后溶解度加大，其可通过四个变量控制自身的各种特性：单体立体化学、共聚物单体比例、多聚物链的线性以及聚合物分子量，因而是比较容易被识别和加以应用的，自然成为目前微球制备中所采用的主要原材料。
■在蛋白类药物中应用前景看好
迄今为止，蛋白类药物由于诸多原因未能得到广泛应用，主要原因之一是较低的生物利用度问题难以解决。而可生物降解微球在药物投递过程中可有效改善上述问题，它特有的载药方式能够明显减少蛋白类药物被机体复杂生理环境以及酶类物质的破坏，另外缓释及靶向特性对发挥其生物学效应也会起到十分重要的作用。目前，其优势主要在疫苗和少数几个蛋白药物上得到验证和肯定。
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疫苗类疫苗是防止疾病发生及蔓延最经济、直接且有效的手段，但其中蛋白类疫苗，尤其是经口服途径给药的蛋白类疫苗可以说是凤毛麟角。近来，国内外科研人员采用可生物降解微球进行了一系列研究，已成功解决上述问题并取得较好效果：采用采用复乳法将灭活链球菌菌苗B亚单位(GBS)以W/O/W模式包裹于聚乳酸-羟乙酸(PLGA)微球中，合成的寡聚脱氧核苷酸联合胞嘧啶磷酸盐鸟苷(CpG)作为佐剂，可有效诱导局部IgA以及体液IgG产生；以同样方式包裹破伤风类毒素(TT)，发现可诱导产生长达29周之久高滴度的特异性抗体；将霍乱弧菌全菌疫苗(VC)包裹于微球中，包封率可达到98%，通过在成年鼠中与溶液直接口服进行比较，发现微球可诱发较直接口服强烈且持久的特异性血清IgG、IgM的产生；制备SPF66单剂疟疾微球疫苗，通过对小鼠及猕猴进行免疫后发现，其能诱导显著增高且维持持久的免疫反应；B型流感嗜血杆菌白喉类毒素、破伤风类毒素、百日咳毒素所组成的多价疫苗，经应用喷雾干燥法制备成微球疫苗后，发现各抗原成分之间可相互增强免疫效果而又不互相干扰；通过包裹DNA疫苗在鼠体内诱导产生了较强烈的体液、细胞免疫等。
, 百拇医药
蛋白类蛋白质容易受到周围环境温度、酸碱度、酶类物质的破坏，且不能在体内储存，可见对于蛋白类药物制剂要有更高要求。国外科研人员将脯氨酸氨基肽酶通过复乳法以W/O/W形式包裹于PLGA微球中，通过体内和体外实验证实，蛋白在整个工艺及储存过程中均能保持较好的活性。新生儿容易对乳鞍撞庖?br>变态反应，其主要原因是乳蛋白中所存在的β-乳球蛋白(BLG)在起作用。基于以上原因，科研人员利用聚乙烯聚合物(PLG)微球将蛋白成功包裹后，采用吐温-20进一步提高其包裹率。结果将此微球口服应用于人体之后，发现其能明显减少针对BLG的IgG和IgE的产生。将海藻酸钙包裹干扰素为中心，外面再包一层聚乳酸-聚乙二醇共聚物(PELA)的外膜，可有效提高蛋白的包裹率及保持其生物学活性，爆释率也由原来的31%减少至14%。还有人制备的降钙素微球可以获得长达3～4周的缓释效果；利用微球包裹卵白蛋白可使牛鼻腔中6个月后仍有IgA的分泌；将重组人I型胰岛素样生长因子(rhIGF-I)包裹于PLGA微球中可以得到很好的释放效果；在体内植入含有重组人骨形态生成蛋白-2的微球，可见骨再生有很好的修复作用；微球包裹的白介素-10(IL-10)亦可使机体产生强烈的免疫应答。另外，神经生长因子(PPE)、重组人生长激素、胰岛素等均可包裹于微球作用人体并取得很好的疗效。
虽然采用可生物降解微球作为蛋白类药物的投递方式仍在进一步探索中，如药物释放动力学、微球爆释现象、骨架稳定性、生物降解速率、机体清除率等诸多问题都有待于进一步阐明和解决，但相信其在蛋白类药物投递过程中会显示出越来越多的优越性。
(王毅超 邹全明), 百拇医药(王毅超；邹全明)
■蛋白类药物投递面临挑战
蛋白类药物具有分子量大及空间结构复杂的特点，在药物投递过程中极易受到复杂生理环境，特别是大量酶类物质的作用而遭到破坏。另外，它本身所固有的较弱穿透能力及天然脆性决定了其活性的易丧失性。为有效解决上述问题，在过去一段时间里，科研人员主要采用非肠道方式来进行给药，但仍具有明显的不足和缺憾：口腔黏膜给药的主要弊端在于药物难以通过口腔内固有的生物学屏障，另外口腔内的蛋白酶和肽酶可降解蛋白类物质；肠道内的大量酶类是导致药物利用度低的主要原因，直肠给药对药物本身特性也有一定限制且不易被人接受；眼部给药也面临着酶的降解以及药物利用度极低的问题，且大分子物质的作用会使眼部有异物感、流泪，进而进一步降低药物的摄取；在经鼻给药途径中，蛋白类药物也会受到鼻腔黏蛋白、酶类、黏液纤毛系统、上皮细胞等构成的屏障作用而使药效大打折扣。基于以上原因，蛋白类药物若想发挥应有疗效，必须反复多次使用，这就势必会使患者依从性差，甚至中途结束治疗。可见，制造长效缓释载体以改善现有状况很有必要，微球的应用为有效解决上述问题提供了新的思路。
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■可生物降解微球材料优势明显
微球材料分为不可生物降解型与可生物降解型两种。前者主要因其毒性较大、在体内难以排除且缓释效果不理想而基本上趋于淘汰。而可生物降解微球则被看好，其材料又分为合成和天然两种，在体内不会造成有毒物质的释放、菌群失调等问题。不仅如此，它还具有热塑性、抗牵拉浴⒖煽亟峋露取⒖煽亟到馑俾省?br>可控亲水性等诸多优点。
天然高分子比较容易得到、价格比较便宜。主要有以下优点：生物适应性、能大量分离和纯化及具有已知的结构、物理及化学特性。主要包括血红蛋白、松香、石蜡、壳聚糖、淀粉、海藻酸盐、明胶等。这类分子成膜性能好、稳定性强，但原料不稳定。其中，胶原蛋白由于在体内肿胀而体积变大、弹性较低、强度差、在体内常常被作为抗原物质加以识别及由于应用醛类作为交联剂可能对机体有一定的影响等原因，而限制了其进一步应用。而一些非胶原蛋白，例如白蛋白、明胶、酪蛋白、硅酮等制成微球应用的前景较好。如白蛋白微球作为评估器官功能以及经不同系统进行投递时检测循环功能已经在核医学科得到广泛应用；明胶微球在药物投递中也具有明显的优点：与药物的结合性低、由于制备技术简单以及低抗原性所造成的裂解电位低。
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半合成高分子具有很好的生物组织相容性并得到美国食品药品管理局(FDA)的批准，具有可控的生物降解速率、本身性状、混合比例及已商品化等诸多优点，主要包括α-羟基酸、交链聚酯、聚原酸酐、聚酐、多肽及聚酯及其改性共聚物等。此类高分子黏度大、成盐后溶解度加大，其可通过四个变量控制自身的各种特性：单体立体化学、共聚物单体比例、多聚物链的线性以及聚合物分子量，因而是比较容易被识别和加以应用的，自然成为目前微球制备中所采用的主要原材料。
■在蛋白类药物中应用前景看好
迄今为止，蛋白类药物由于诸多原因未能得到广泛应用，主要原因之一是较低的生物利用度问题难以解决。而可生物降解微球在药物投递过程中可有效改善上述问题，它特有的载药方式能够明显减少蛋白类药物被机体复杂生理环境以及酶类物质的破坏，另外缓释及靶向特性对发挥其生物学效应也会起到十分重要的作用。目前，其优势主要在疫苗和少数几个蛋白药物上得到验证和肯定。
, http://www.100md.com
疫苗类疫苗是防止疾病发生及蔓延最经济、直接且有效的手段，但其中蛋白类疫苗，尤其是经口服途径给药的蛋白类疫苗可以说是凤毛麟角。近来，国内外科研人员采用可生物降解微球进行了一系列研究，已成功解决上述问题并取得较好效果：采用采用复乳法将灭活链球菌菌苗B亚单位(GBS)以W/O/W模式包裹于聚乳酸-羟乙酸(PLGA)微球中，合成的寡聚脱氧核苷酸联合胞嘧啶磷酸盐鸟苷(CpG)作为佐剂，可有效诱导局部IgA以及体液IgG产生；以同样方式包裹破伤风类毒素(TT)，发现可诱导产生长达29周之久高滴度的特异性抗体；将霍乱弧菌全菌疫苗(VC)包裹于微球中，包封率可达到98%，通过在成年鼠中与溶液直接口服进行比较，发现微球可诱发较直接口服强烈且持久的特异性血清IgG、IgM的产生；制备SPF66单剂疟疾微球疫苗，通过对小鼠及猕猴进行免疫后发现，其能诱导显著增高且维持持久的免疫反应；B型流感嗜血杆菌白喉类毒素、破伤风类毒素、百日咳毒素所组成的多价疫苗，经应用喷雾干燥法制备成微球疫苗后，发现各抗原成分之间可相互增强免疫效果而又不互相干扰；通过包裹DNA疫苗在鼠体内诱导产生了较强烈的体液、细胞免疫等。
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蛋白类蛋白质容易受到周围环境温度、酸碱度、酶类物质的破坏，且不能在体内储存，可见对于蛋白类药物制剂要有更高要求。国外科研人员将脯氨酸氨基肽酶通过复乳法以W/O/W形式包裹于PLGA微球中，通过体内和体外实验证实，蛋白在整个工艺及储存过程中均能保持较好的活性。新生儿容易对乳鞍撞庖?br>变态反应，其主要原因是乳蛋白中所存在的β-乳球蛋白(BLG)在起作用。基于以上原因，科研人员利用聚乙烯聚合物(PLG)微球将蛋白成功包裹后，采用吐温-20进一步提高其包裹率。结果将此微球口服应用于人体之后，发现其能明显减少针对BLG的IgG和IgE的产生。将海藻酸钙包裹干扰素为中心，外面再包一层聚乳酸-聚乙二醇共聚物(PELA)的外膜，可有效提高蛋白的包裹率及保持其生物学活性，爆释率也由原来的31%减少至14%。还有人制备的降钙素微球可以获得长达3～4周的缓释效果；利用微球包裹卵白蛋白可使牛鼻腔中6个月后仍有IgA的分泌；将重组人I型胰岛素样生长因子(rhIGF-I)包裹于PLGA微球中可以得到很好的释放效果；在体内植入含有重组人骨形态生成蛋白-2的微球，可见骨再生有很好的修复作用；微球包裹的白介素-10(IL-10)亦可使机体产生强烈的免疫应答。另外，神经生长因子(PPE)、重组人生长激素、胰岛素等均可包裹于微球作用人体并取得很好的疗效。
虽然采用可生物降解微球作为蛋白类药物的投递方式仍在进一步探索中，如药物释放动力学、微球爆释现象、骨架稳定性、生物降解速率、机体清除率等诸多问题都有待于进一步阐明和解决，但相信其在蛋白类药物投递过程中会显示出越来越多的优越性。
(王毅超 邹全明), 百拇医药(王毅超；邹全明)