血小板膜仿生遞藥系統(tǒng)研究進(jìn)展

       目前，在納米遞藥系統(tǒng)研究中，存在著諸如生物相容性差、血液循環(huán)壽命短、主動靶向性不足、生物膜屏障透過率不高等問題。尤其在血液循環(huán)中，會吸附大量非特異性蛋白質(zhì)和生物分子在其表面形成蛋白質(zhì)干擾層，極大地影響了納米載體按照設(shè)計預(yù)期到達(dá)病灶部位并發(fā)揮應(yīng)有的療效。因此，基于機體循環(huán)系統(tǒng)中各種細(xì)胞仿生的新型遞藥系統(tǒng)應(yīng)運而生，逐漸成為近年來生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。其中，血小板及其膜仿生遞藥系統(tǒng)(platelet and platelet membrane biomimetic drug delivery system) 引起了研究者們極大的關(guān)注。血小板作為生物體內(nèi)的固有成分，可以逃避免疫系統(tǒng)清除，且和血管內(nèi)皮損傷修復(fù)、免疫應(yīng)答、動脈粥樣硬化形成、神經(jīng)退行性變、腫瘤生長轉(zhuǎn)移等生理過程密不可分。血小板在參與這些機體反應(yīng)的過程中，能很好地靶向富集到反應(yīng)部位。所以，血小板膜仿生遞藥系統(tǒng)在腫瘤靶向、血管內(nèi)皮損傷修復(fù)以及凝血等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。

       根據(jù)載藥方式與組裝方法，血小板及其膜仿生遞藥系統(tǒng)可以分為 3 類，即藥物共價偶聯(lián)在血小板膜上的載體，藥物直接包載于血小板內(nèi)的載體和血小板膜包覆的納米載體。

       ①藥物共價偶聯(lián)在血小板膜上的載體，是以天然血小板為媒介，通過化學(xué)共價結(jié)合或生物工程手段將藥物偶聯(lián)或表達(dá)于血小板膜上的遞送載體。其利用血小板在腫瘤組織、循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTC)、損傷血管等部位的靶向結(jié)合能力，將藥物遞送至病灶，隨后血小板激活，釋放含藥微粒起到治療作用。

       ②藥物直接包載于血小板內(nèi)的載體，是通過化學(xué)法、電穿孔法、胞吞法、低滲法和脂質(zhì)融合法等手段，將藥物包載于天然血小板內(nèi)的遞送載體。利用天然血小板的保護，可以提高藥物的穩(wěn)定性，減少不良反應(yīng)，增強治療效果。

       ③血小板膜包覆的納米載體，是通過靜電吸附作用將血小板膜包覆于納米載體表面，亦可對其膜表面進(jìn)一步修飾的功能性遞送載體。從新鮮血液中提取的血小板，經(jīng)過分離、純化、凍融或漲破、離心等過程后，仍能較好地保留血小板膜蛋白，并在包覆于納米載體表面后發(fā)揮其原有的生理特性。該類遞藥系統(tǒng)為納米載體提供一層生物偽裝外衣，在提高生物相容性和免疫逃逸能力的同時，還可以利用血小板膜上的游離氨基或者羧基進(jìn)行化學(xué)修飾，賦予該載體系統(tǒng)更加豐富的功能。

       血小板膜仿生載體的應(yīng)用

       1、血小板膜仿生納米載體在腫瘤靶向治療中的應(yīng)用

       血小板膜表達(dá)的多種蛋白分子 (如選擇素、整合素等)可與腫瘤細(xì)胞表面受體結(jié)合，因此，血小板膜仿生載體具有腫瘤靶向性，可用于腫瘤靶向治療。

       首先，血小板膜仿生納米載體可增強常規(guī)化療藥物的療效。如應(yīng)用血小板膜包被二氧化硅顆粒靶向遞送TRAIL到腫瘤血管殺傷腫瘤細(xì)胞。由于保留了血小板膜上與腫瘤細(xì)胞靶向相關(guān)的膜蛋白和聚糖的完整組成以及參與宿主細(xì)胞自我識別的CD47蛋白，在經(jīng)過乳腺癌細(xì)胞處理的免疫缺陷小鼠模型中，血小板膜包被二氧化硅顆粒載TRAIL不僅能夠靶向腫瘤組織，而且能夠減少吞噬細(xì)胞對自身的吞噬作用。將血小板膜包被的載 TRAIL的二氧化硅顆粒植入到腫瘤細(xì)胞相關(guān)的肺血管微血栓中，可觀察到其能顯著減少肺轉(zhuǎn)移。在應(yīng)用具有血小板膜涂層的硼替佐米納米載體治療骨髓瘤中，將組織型纖溶酶原激活劑通過生物素-鏈霉親和素的親和力修飾在血小板膜上，并將阿侖膦酸鹽作為靶向配體修飾在血小板膜上，用于螯合骨骼微環(huán)境中的鈣離子， 以增強藥物在骨組織中的蓄積并降低脫靶效應(yīng)。 這種納米載體同時具有溶栓和靶向定位骨髓瘤的功能，增強了硼替佐米的藥物利用率，減少了不良反應(yīng)和血栓并發(fā)癥的發(fā)生，最終能增強多發(fā)性骨髓瘤的治療效果。

       其次，血小板膜仿生納米載體可增強光動力療法和光熱療法的療效。利用血小板膜包被納米載體共同運載氧化鎢和****。其中****可通過降低氧耗改善氧化鎢光動力療法的治療效果，而血小板膜不僅可以保護氧化鎢免受氧化，還賦予其免疫逃逸的能力，而且可以通過被動的高滲透長滯留效應(yīng)和血小板膜對癌細(xì)胞的主動黏附，促進(jìn)納米粒在腫瘤部位積聚，以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，抑制腫瘤生長，增強氧化鎢介導(dǎo)的光動力療法和光熱療法的療效。

       此外，在放療增敏及增強抗腫瘤免疫反應(yīng)方面，血小板膜仿生納米載體也可發(fā)揮作用。將血小板膜包裹在載硫化鉍的介孔二氧化硅納米棒表面，使之具有靶向腫瘤、免疫逃逸和放射增敏的作用，從而實現(xiàn)個性化的放射光熱療法。將柳氮磺吡啶裝入磁性納米顆粒 Fe3O4 中，并用血小板膜進(jìn)行偽裝，得到載藥仿生納米載體，可抑制腫瘤細(xì)胞半胱氨酸的攝取，有效地觸發(fā)腫瘤細(xì)胞鐵蛋白沉積，從而誘導(dǎo)腫瘤特異性免疫應(yīng)答，并能顯著增強小鼠轉(zhuǎn)移性乳腺癌模型中 PD-1阻斷劑的療效。血小板膜仿生納米載體還可實現(xiàn)影像介導(dǎo)的診療一體化。將血小板膜包裹在 Fe3O4 磁性納米粒，該納米粒同時具備血小板免疫逃避和癌癥靶向能力， 以及 Fe3O4 磁吸收和光吸收特性，在增強腫瘤磁共振成像同時，可進(jìn)行光熱治療。

       與其他細(xì)胞來源的細(xì)胞膜仿生納米載體相比，血小板膜仿生納米載體在腫瘤靶向治療中具有更加廣泛的應(yīng)用和顯著的優(yōu)勢，其膜上表達(dá)的特異性蛋白不僅能夠特異性靶向表達(dá)特定受體的腫瘤，還能特異性黏附到腫瘤新生血管區(qū)域，起到高效的主動靶向治療能力和免疫逃逸能力，同時能減輕納米粒在健康組織及器官中積聚的不良反應(yīng)，具備高生物安全性的特性。

       2、血小板膜仿生納米載體在心腦血管疾病中的應(yīng)用

       大量研究表明，當(dāng)心腦系統(tǒng)缺血時可引起血管損傷，暴露內(nèi)皮下基質(zhì)膠原、纖維連接蛋白和血管性假性血友病因子等成分，招募血小板，從而引起血小板積聚并直接與受損的內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)合。因此，血小板膜仿生載體在心腦血管疾病中的應(yīng)用前景廣闊。

       在心腦血管疾病的治療方面，目前的研究多集中于心肌梗死、心肌缺血/再灌注損傷及動脈粥樣硬化、腦卒中等缺血性疾病的靶向治療。如將血小板納米囊泡通過膜融合方式修飾在心臟干細(xì)胞表面，發(fā)現(xiàn)血小板膜修飾既不影響干細(xì)胞體外活性和功能，也不會導(dǎo)致凝血反應(yīng)和免疫細(xì)胞聚集，同時可增強干細(xì)胞與膠原蛋白表面及剝脫主動脈的結(jié)合力以及對心肌梗死的靶向性，并且促進(jìn)干細(xì)胞在心臟聚集，從而提高治療效果。利用心臟基質(zhì)細(xì)胞分泌蛋白組與PLGA 結(jié)合制備納米細(xì)胞 (nanocell，NC)，然后將攜帶前列腺素 E2 的血小板膜包裹于 NC表面，發(fā)現(xiàn)包膜后的 NC可顯著增強心功能、抑制心臟重塑，增加循環(huán)心肌細(xì)胞，促進(jìn)內(nèi)源性干/祖細(xì)胞的激活及血管生成。利用血小板膜包裹PLGA 納米粒， 靶向遞送載雷帕霉素，以治療ApoE-/-小鼠的動脈粥樣硬化斑塊，結(jié)果顯示納米?？稍趧用}粥樣硬化斑塊中特異性積聚，并通過誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞自噬顯著減少動脈粥樣硬化面積，增強硬化斑塊的穩(wěn)定性。靶向納米粒不僅增強了抗動脈粥樣硬化的藥物活性，同時減少了游離雷帕霉素引起的血脂異常等不良反應(yīng)。

       此外，由于血小板在體內(nèi)具有止血、凝血的作用，參與血栓的形成。因此，血小板膜包裹的仿生納米?？梢詤⑴c凝血相關(guān)疾病的調(diào)節(jié)。利用血小板膜包被的仿生納米顆粒治療免疫性血小板減少性紫癜，由于納米粒保留了血小板表面蛋白的全部補體，因此可與抗血小板抗體特異性結(jié)合，阻止病理性抗體的釋放，保護了循環(huán)中正常的血小板，從而維持正常止血功能。這種仿生納米粒的生物安全性高，且體內(nèi)停留時間期長，可作為抗血小板抗體的替代靶點用于疾病的治療。利用血小板膜修飾二氧化硅、鉑制備的納米馬達(dá)，搭載尿激酶和肝素，可用于靶向溶栓與抗凝的治療。研究表明，載藥納米馬達(dá)可以靶向聚集于血栓部位，并滲透到血栓內(nèi)部，顯著增強溶栓作用。應(yīng)用血小板膜包裹 PLGA 納米粒遞送蚓激酶到頸動脈血栓部位，證實血小板膜包裹的納米顆粒對血栓具有高親和力，且溶栓效果優(yōu)越并能極大降低出血風(fēng)險。

       血小板膜仿生納米載體不僅可用于治療，還可用于疾病診斷及影像診療一體化。將仿生納米 載體與成像探針結(jié)合，可實現(xiàn)靶向增強成像。制備血小板膜包被的MRI納米造影劑， 體外、體內(nèi)實驗均發(fā)現(xiàn)膜包裹的納米造影劑對動脈粥樣斑塊具有高親和力，可以產(chǎn)生足夠的對比度以區(qū)分實時成像過程中斑塊的存在。同時，還能靶向顯影粥樣硬化形成早期的內(nèi)膜損傷，因此可以用于疾病的早期預(yù)防。

       與其他不同細(xì)胞膜來源的仿生納米粒相比，血小板膜仿生納米載體的優(yōu)點是不僅能特異性黏附受損血管，而且還能主動靶向血管內(nèi)炎癥及損傷區(qū)域，從而增強藥物療效，減輕游離藥物不良反應(yīng)，減少納米粒在健康器官組織中的積聚。

       3、血小板膜仿生載體的其他應(yīng)用

       血小板膜仿生載體不僅在腫瘤和心血管疾病中具有重要的研究意義，在其他疾病中也起到獨特的治療作用，如在生物解毒、細(xì)菌感染治療、基因沉默及類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等方面的治療應(yīng)用。有學(xué)者合成血小板膜納米馬達(dá)，用于吸附和分離血小板靶向生物制劑，實驗發(fā)現(xiàn)納米馬達(dá)具有黏附血小板毒素和病原體的強大親和力，可選擇性地與志賀毒素結(jié)合，為生物解毒和靶向治療傳染病提供了新的手段。在耐甲氧西林金黃色葡萄球菌感染小鼠模型中，通過血小板膜包被的PLGA 納米粒靶向遞送萬古霉素，與純藥組和紅細(xì)胞膜包被納米粒組相比，血小板膜靶向納米粒顯示出更強的治療效果。應(yīng)用血小板膜包裹的金屬-有機骨架納米顆粒遞送siRNA實現(xiàn)體內(nèi)靶向基因沉默，用于治療與siRNA相關(guān)的疾病如腫瘤、甲狀腺素介導(dǎo)的淀粉樣變性等。通過血小板膜仿生納米載體靶向遞送 FK506，結(jié)果顯示納米載體在炎性滑膜組織中高度聚集并能顯著性控制類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的進(jìn)展。

       參考資料：

       [1]徐劍培,徐群為,王曉琪等.基于血小板及其膜的仿生遞藥系統(tǒng)研究進(jìn)展[J].中國藥科大學(xué)學(xué)報,2018,49(06):653-659.

       [2]林靈,陳逸寒,靳巧鋒,等.血小板膜仿生納米載體的研究進(jìn)展[J].中華超聲影像學(xué)雜志, 2021, 30(5):5.       

       作者簡介：小米蟲，藥品質(zhì)量研究工作者，長期致力于藥品質(zhì)量研究及藥品分析方法驗證工作，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事藥品檢驗分析及分析方法驗證。