甲氨蝶呤給藥系統的研究進展

季可非，劉 宏，郭 敏（1.廣州軍區武漢總醫院藥劑科，武漢 430070；2.湖北中醫藥大學藥學院2013級，武漢 430065）

甲氨蝶呤給藥系統的研究進展

季可非1，2＊，劉 宏1#，郭 敏1，2（1.廣州軍區武漢總醫院藥劑科，武漢 430070；2.湖北中醫藥大學藥學院2013級，武漢 430065）

目的：為甲氨蝶呤（MTX）給藥系統的研發及臨床應用提供參考。方法：以“甲氨蝶呤”“微球”“溫敏水凝膠”“緩釋制劑”“長效制劑”“給藥系統”“Methotrexate”“Microspheres”“Temperature-sensitive hydrogel”“Sustained-release preparations”“Long-acting formulations”“Drug delivery systems”為關鍵詞，組合檢索2004年1月－2015年11月在PubMed、中國知網、萬方等數據庫中關于MTX給藥系統的研究文獻，對MTX近年來各類新型給藥系統的特點進行綜述和分析。結果：共檢索到相關文獻106篇，其中有效文獻26篇。用于MTX關節腔緩釋系統的給藥系統主要有緩釋微球和溫敏性水凝膠等；用于腫瘤治療的MTX給藥系統有脂質體、納米粒、微球及復合溫敏凝膠體系；目前較新的MTX給藥系統以及以無機材料為載體制備的有MTX柔性納米脂質體、MTX/蒙脫土納米插層化合物、MTX硫酸鈣人工骨緩釋劑。結論：采用新型載體和制劑技術制備的MTX給藥系統，既可以控制藥物釋放，降低其口服產生的胃腸道、消化道及肝腎毒性等強烈的全身副作用，又可起到所需的靶向作用，具有良好的應用前景。

甲氨蝶呤；給藥系統；緩釋制劑；長效制劑；微球；溫敏水凝膠

甲氨蝶呤（MTX）為二氫葉酸還原酶抑制劑，用于治療各種實體瘤、急性白血病及惡性淋巴瘤等。自20世紀50年代起因發現MTX有緩解關節腫痛、減少關節損傷的作用，其一方面可抑制中性粒細胞發揮抗炎作用，另一方面可抑制免疫系統的活性以進行免疫調節，兩者產生協同作用最終使得關節滑膜組織胺含量減少，在類風濕性關節炎（RA）等自身免疫性疾病中的治療中具有顯著療效。現有的常規制劑為注射劑和片劑，存在著胃腸道反應、骨髓抑制及肝腎毒性等較強的毒副作用［1］。為了克服上述不足，研究人員從靶向、長效、緩釋等方面作了大量探索。因此，筆者以“甲氨蝶呤”“微球”“溫敏水凝膠”“緩釋制劑”“長效制劑”“給藥系統”“Methotrexate”“Microspheres”“Temperature-sensitive hydrogel”“Sustained-release preparations”“Long-acting formulations”“Drug delivery systems”為關鍵詞，組合檢索2004年1月－2015年11月在PubMed、中國知網、萬方等數據庫中關于MTX給藥系統及新技術的研究文獻。結果，共檢索到相關文獻106篇，其中有效文獻26篇。現就MTX給藥系統的新型載體和制劑技術進行綜述，以期為MTX的研發及臨床應用提供參考。

1 用于RA治療的MTX給藥系統

MTX作為一種快速有效的抗炎藥，是RA治療的首選藥物之一［2］。MTX用于治療RA時多為口服給藥，然而RA作為一種慢性免疫性疾病，需長期給藥，很多患者因為MTX嚴重的副作用不得不停用該藥。為解決此難題，自20世紀70年代研發了用于關節腔注射的MTX，起效迅速，可發揮較好的局部作用；但其從關節腔清除速度快，因易滲漏而引起全身吸收，故限制了其更廣泛的應用；且長期、頻繁地注射給藥也降低了患者的依從性，甚至造成關節感染。因此，近年來用于關節腔注射的MTX緩釋給藥系統逐漸受到人們的重視。理想的緩釋載體應具有良好的生物相容性和可降解性能。目前用于MTX關節腔緩釋的給藥系統主要有緩釋微球和溫敏性水凝膠等。

1.1 緩釋微球

隨著可生物降解聚合物微粒分散體系研究的日益深入，以高分子材料作為載體制備關節腔注射用微球、納米粒等已成為關節腔緩釋制劑的研究熱點。早前國外就有學者以左旋聚乳酸（PLLA）為載體，用溶劑揮發法制備了可用于關節腔注射的MTX緩釋微球［3］。經家兔關節腔注射后，發現該MTX微球與MTX原料藥相比藥物清除速率明顯減慢，增加了藥物在關節內的保留時間，延緩了其從關節直接釋放入血的速度，且與組織相容性較好。而莫麗都爾等［4］將載體換為聚乳酸-聚羥基乙酸共聚物（PLGA）后，進一步延長了MTX的緩釋時間，使藥物有效濃度維持10 d以上。不足之處在于PLGA在體內完全降解后會產生酸性產物，甚至在注射初期引發急性炎癥反應［5］，其注入關節腔后的生物相容性也有待進一步研究。

1.2 溫敏性水凝膠

溫敏性水凝膠是一種隨環境溫度變化而發生相轉變的智能凝膠，在室溫或低于體溫時以聚合物溶液狀態存在，而在體溫時轉變為凝膠態，從而在給藥部位形成藥物儲庫，改善了微球制劑存在的突釋問題。馬桂蕾等［6］采用聚己內酯-聚乙二醇-聚己內酯（PCL-PEG-PCL）作為載體材料制備MTX溫敏凝膠。體外釋放試驗表明，當凝膠中共聚物PCL-PEG-PCL的濃度為25%時，可持續釋放藥物15 d左右，緩釋效果優于MTXPLGA微球。該凝膠不產生酸性降解產物，生物相容性較好，且這類兩親性的高聚物載體具有良好的溫敏性和原位注射性，作為關節腔注射緩釋系統的載體具有良好的應用前景。

除了靜脈注射、關節腔注射等腔道外給藥途徑外，近年來研究人員嘗試采用皮下注射的方式減少MTX的口服副作用［7］。2010年歐洲抗風濕病聯盟（EULAR）確定皮下注射MTX可作為治療RA的一種新型給藥方式，其療效優于口服［8］，并可明顯改善患者的胃腸道反應，耐受性較好。趙歡喆等［9］以殼聚糖-甘油磷酸鈉為載體材料，制備了MTX皮下注射用溫敏凝膠，可持續釋藥116 h。但由于該制劑具有溫度敏感性，需在冷凍條件下保存。在此條件下，其凍干劑在30 d內可保持穩定。

2 用于腫瘤治療的MTX給藥系統

除用于治療RA外，MTX作為二氫葉酸還原酶抑制劑，是臨床上治療實體瘤、淋巴瘤、絨毛膜上皮癌等惡性腫瘤的常用藥物，也是治療急性白血病的首選藥物之一。但由于MTX對癌細胞缺乏選擇性，因此也表現出較強的毒副作用。選擇適當的給藥系統以靶向傳遞藥物、降低其全身毒性以及延長藥物在體內釋放時間成為了MTX給藥系統在惡性腫瘤的治療中亟待解決的問題。

2.1 脂質體

傳統的脂質體是將藥物包封于類脂質雙分子層中，靶向作用不明顯。現階段人們常利用特殊的脂質材料賦予脂質體新的功能，以改善其靶向作用。在治療急性白血病和中樞神經系統腫瘤時，需要使MTX透過血腦屏障（BBB）以發揮藥效。目前輸送MTX至腦通常是通過給予高的全身劑量或鞘內給藥來實現。聲學活性微泡是一種在超聲波作用下適用于非侵入性和腦靶向傳遞的載體，其不足之處在于載藥量小。為了克服這一限制，Wang X等［10］制備了與微泡偶聯的MTX脂質體，其載藥量相比于不偶聯的MTX脂質體可提高至（8.91± 0.86）%。對大鼠經尾iv給藥后測定其腦內MTX濃度的實驗，結果表明藥物可有效傳遞至大腦。

2.2 納米粒、微球

將具有主動靶向作用的配體或抗體與藥物結合是制備靶向制劑的另一種思路。殼聚糖由于生物相容性好，是一種常用的載體材料，但對具有疏水性MTX而言，其不足之處在于運載能力相對較差。經過適當的修飾，這一不足也可有效克服。譚海娜等［11］使用具有內部疏水、外部親水結構的環糊精修飾的殼聚糖，制備了乙二醇殼聚糖接枝羧甲基β-環糊精的新型載體用于運載MTX，結果表明該載體能較好地結合疏水性的MTX，并形成穩定的包合物。另有學者利用葉酸偶聯O-羧甲基殼聚糖作為載體，既可作為MTX的潛在解毒劑以降低MTX的副作用，還可用于治療與葉酸受體過度表達有關的腫瘤疾病［12］。

而針對難溶性藥物MTX的溶出速度和生物利用度不夠理想的問題，有研究將MTX微粉化后，采用高壓靜電抗溶劑法制備聚乳酸微球［13］。此法制得的微球不存在突釋現象，且藥物可從載體中緩慢釋放。

值得注意的是，在制備靶向給藥系統的微粒分散體系，尤其是注射用靶向制劑時，需嚴格控制粒徑分布、載藥量、包封率等因素，這時需要借助一些新技術。如Chen AZ等［14］將MTX的納米顆粒包封入PLLA-PEG-PLLA中并采用微膠囊化技術得到復合MTX-PLLA-PEG-PLLA微球，獲得了具有良好載藥量和包封率的納米級載藥微粒。這種微膠囊化技術可以有效地控制微粒粒徑以滿足注射需要，在制備高分子聚合物載藥微粒以構建藥物傳遞系統方面具有很大潛力。

通過加入可協助藥物透過BBB的脂溶性材料也是使MTX透過BBB以發揮藥效的一種常用方法。有學者在MTX納米粒中加入聚氰基丙烯酸正丁酯［15］，制得的載藥納米粒可明顯提高MTX的入腦濃度，增加其在大鼠腦內的滯留時間，對腦腫瘤的治療有重要意義。此外，TrapaniA等［16］在MTX-殼聚糖納米粒表面涂覆聚山梨酯80，并評價了其跨膜運輸性能及細胞毒性作用，結果表明即使是低濃度的聚山梨酯80也可增強MTX在MDCKⅡ-MDR1細胞層間的傳遞性，且對C6膠質瘤細胞顯示了良好的抑制作用。

還有一種具有增強傳送作用的傳遞系統（CED）可用于替代直接注射，該系統利用液體對流作用驅動藥物穿透范圍更大的組織區域。有研究通過將人血清蛋白（HSA）以沉淀法共價結合于MTX-磁赤鐵礦納米顆粒表面，并用于CED中治療腦膠質瘤［17］。由于HSA可增加腫瘤細胞對該納米粒的攝入，體內實驗結果表明，負載有HSA的MTX納米粒未見對正常細胞的毒性反應，藥物在體內清除緩慢，在腦內可保持有效濃度至3周以上。

2.3 復合溫敏凝膠體系

近年來，溫敏相變復合體系也被用于MTX的原位注射。有研究將包載MTX的殼聚糖微球分散于殼聚糖-甘油磷酸鈉溫敏水凝膠中，制得溫敏相變復合材料［18］。該凝膠在病變部位局部注射后，1 min內即可發生相變。微球在凝膠中作為藥物貯庫，而溫敏凝膠可阻滯微球的突釋現象，形成了雙重緩釋系統，由此大大提高緩釋效果。

3 用于經皮給藥的MTX給藥系統

除了治療RA、惡性腫瘤等疾病外，小劑量的MTX也表現出了直接的抗炎作用，可局部外用以治療濕疹［19］、牛皮癬［20］、銀屑病［21］以及關節腫痛等。現有的外用劑型有乳劑和膜劑等，但其透皮吸收性能均不夠理想，難以發揮藥效。

由于MTX親脂性差，不易透過皮膚角質層，為了維持局部長時間的有效藥物濃度，通常會將一些親脂性的輔料加到給藥系統中以延長作用時間。尹耀庭等［22］在類脂材料中加入膜軟化劑制成柔性納米脂質體，并以卡波姆940為基質將其制成脂質體凝膠。經透皮試驗結果表明，該凝膠與同濃度的普通凝膠相比，藥物皮膚滯留量顯著增加，而累積經皮滲透量減少，從而延長藥物釋放時間，同時不增加血藥濃度。柔性納米脂質體是一種新型的經皮給藥載體，由于其具有良好的自身變形性和可穿透性，可使一些大分子藥物透過皮膚進入全身循環，其透皮吸收效果明顯優于普通的外用制劑，適于外用以治療濕疹等皮膚病。這種小劑量的局部給藥方式可有效避免MTX的全身毒性。經臨床病例觀察發現，MTX柔性納米脂質體對于緩解關節疼痛和關節腫脹，其效果優于口服MTX片劑，同時也開辟了一種治療RA的新用藥途徑［23］。

Srisuk P等［20］用磷脂酰膽堿和油酸制備了經皮給藥治療牛皮癬的MTX脂質體。研究表明，油酸的加入不僅可以增強脂質體的可變形性，還增加了經皮滲透性，且通過調整磷脂酰膽堿和油酸的比例，可提高MTX的透皮吸收量而增強療效。

4 其他MTX給藥系統

近年來，隨著緩控釋制劑、靶向制劑等給藥系統的廣泛應用，新型藥物載體材料的探索和研究也逐漸興起，其中無機材料在新型藥物傳遞系統中的優勢也引起了研究人員的關注。

4.1 MTX/蒙脫土（MMT）納米插層化合物

MMT是一種表面帶有負電的硅酸鹽片層，依靠層間的靜電作用而堆積構成的無機載體材料，具有比表面積大、吸附能力強等特點［24］。全先高等［25］利用MTX分子結構中的羧基和胺基將MTX嵌入到MMT層間制成納米插層化合物，可達到緩釋效果。其釋放行為包括擴散和離子交換兩種形式。MMT性質穩定、無毒，是一種性能優良的藥物載體，但由于其層間含有大量離子，表現出親水疏油性，故制得的MTX/MMT納米插層化合物的載藥量較低。因此，對MMT的有機改性以改善其對疏水性藥物的親和力，成為了MTX緩釋劑型又一新的研究方向。

4.2 MTX硫酸鈣人工骨緩釋系統

MTX在用于治療各種中晚期實體瘤時，為了降低嚴重的全身性副作用和局部復發率，可采取植入緩釋植入劑的局部治療方案。例如在骨腫瘤的臨床治療研究中，采用一類生物相容性較好的成骨材料作為載體，將MTX植入骨肉瘤切除后的病灶處，可產生持續抑制腫瘤組織的作用，防止其局部復發。有研究以硫酸鈣人工骨為載體，制得的復合MTX硫酸鈣人工骨緩釋劑體外可持續釋放18 d以上，并可保持有效的抑瘤率［26］。

5 結語

現階段，MTX臨床中常用的劑型仍為片劑和注射劑等，其體內消除快、副作用明顯。采用新型載體和制劑技術制備的MTX新型給藥系統，既可以控制藥物釋放，降低其口服產生的胃腸道、消化道及肝腎毒性等強烈的全身副作用，又可起到所需的靶向作用，具有良好的應用前景。然而，各種新型載體的生物相容性、體內可降解性能以及臨床給藥安全性方面的研究尚需進一步加強。總的來說，MTX新型給藥系統的研究重點應繼續放在降低毒副作用、緩控釋釋藥等方面，以更加充分地發揮MTX的作用。

［1］王景紅，劉菁華，汪文琪，等.類風濕關節炎常用藥物及其不良反應［J］.中國藥房，2014，25（48）：4 601.

［2］Song X，Liang F，Liu N，et al.Construction and characterization of a novel DNA vaccine that is potent antigen-specific tolerizing therapy for experimental arthritis by increasing CD4+、CD25+Treg cells and inducing Th1 to Th2 shift in both cells and cytokines［J］.Vaccine，2009，27（5）：690.

［3］ Liang LS，Jackson J，Min W，et al.Methotrexate loaded poly（L-lactic acid）microspheres for intra-articular delivery of methotrexate to the joint［J］.J Pharm Sci，2004，93 （4）：943.

［4］莫麗都爾，陳漢，李學敏，等.關節腔注射用甲氨蝶呤緩釋微球的制備及體內外釋藥研究［J］.中國新藥雜志，2007，16（15）：1 187.

［5］曹勸省，張凱倫，付平，等.可降解生物材料聚乙丙交酯的生物相容性研究［J］.陜西醫學雜志，2008，37（2）：153.

［6］馬桂蕾，苗博龍，宋存先.關節腔注射用甲氨蝶呤溫敏性緩釋凝膠的制備及性能考察［J］.生物醫學工程與臨床，2010，14（3）：193.

［7］Bakker MF，Jacobs JW，Welsing PM，et al.Are switches from oral to subcutaneous methotrexate or addition of ciclosporin to methotrexate useful steps in a tight control treatment strategy for rheumatoid arthritis？A post hoc analysis of the CAMERAstudy［J］.Ann Rheum Dis，2010，69（10）：1 849.

［8］溫媛媛，劉升云，張磊.比較皮下注射大劑量甲氨蝶呤針與口服小劑量甲氨蝶呤片治療類風濕關節炎療效及安全性觀察［J］.醫學與哲學，2012，33（3B）：26.

［9］趙歡喆，王婷，廖旎彥，等.甲氨蝶呤皮下注射用原位凝膠的研制［J］.中國醫藥工業雜志，2014，45（4）：339.

［10］Wang X，Liu P，Yang W，et al.Microbubbles coupled to methotrexate-loaded liposomes for ultrasound-mediated delivery of methotrexate across the blood-brain barrier［J］.Int J Nanomedicine，2014，doi：10.2147/IJN.S69845.

［11］譚海娜，姚鑫.乙二醇殼聚糖接枝羧甲基β-環糊精用于運載疏水性抗癌藥物甲氨蝶呤［J］.中國科學院研究生院學報，2013，30（2）：200.

［12］吳丹君.甲氨蝶呤/葉酸偶聯O-羧甲基殼聚糖納米粒的制備及性能研究［D］.重慶：重慶大學，2012：41.

［13］陳愛政，楊月梅，王士斌，等.高壓靜電抗溶劑法制備甲氨蝶呤-聚乳酸復合微球的研究［J］.功能材料，2013，44 （10）：1 409.

［14］Chen AZ，Wang GY，Wang SB，et al.Formation of methotrexate-PLLA-PEG-PLLA composite microspheres by microencapsulation through a process of suspension-enhanced dispersion by supercritical CO2［J］.Int J Nanomedicine，2012，7（14）：3 013.

［15］高科攀，蔣新國.聚山梨酯80修飾的聚氰基丙烯酸正丁酯納米粒提高甲氨蝶呤大鼠腦內濃度［C］//2004年中國藥學會學術年會論文集.昆明：中國藥學會，2004.

［16］ Trapani A，Denora N，Iacobellis G，et al.Methotrexateloaded chitosan and glycolchitosan-based nanoparticles：a promising strategy for the administration of the anticancer drug to brain tumors［J］.AAPS Pharm Sci Tech，2011，12 （4）：1 302.

［17］ Corem-Salkmon E，Ram Z，Daniels D，et al.Convectionenhanced delivery of methotrexate-loaded maghemite nanoparticles［J］.Int J Nanomedicine，2011，doi：10.2147/ IJN.S23025.

［18］王玉杰，黨奇峰，萬輝琴，等.注射型殼聚糖溫敏相變復合材料的制備及性能研究［J］.功能材料，2014，45（S1）：117.

［19］ Schram ME，Rockevisch E，Leeflang MM，et al.A randomized trial of methotrexate versus azathioprine for severe atopic eczema［J］.J Allergy Clin Immunol，2011，128 （2）：353.

［20］ Srisuk P，Thongnopnua P，Raktanonchai U，et al.Physico-chemical characteristics of methotrexate-entrapped oleic acid-containing deformable liposomes for in vitro transepidermal delivery targeting psoriasis treatment［J］.Int J Pharm，2012，427（2）：426.

［21］ Gottlieb AB，Langley RG，Strober BE，et al.A randomized，double-blind，placebo-controlled study to evaluate the addition of methotrexate to etanercept in patients with moderate to severe plaque psoriasis［J］.Br J Dermatol，2012，167（3）：649.

［22］尹耀庭，何花，盛小茜，等.甲氨蝶呤柔性納米脂質體凝膠的構建及體外經皮滲透性研究［J］.中南藥學，2012，10 （8）：590.

［23］范榮，梁清華，王娟，等.外用甲氨蝶呤柔性納米脂質體治療類風濕關節炎［J］.中國組織工程研究與臨床康復，2010，14（47）：8 893.

［24］ Wanyika H.Controlled release of agrochemicals intercalated into montmorillonite interlayer space［J］.Sci World J，2014，doi：10.1155/2014/656287.

［25］全先高，王慧云，丁林，等.甲氨蝶呤/蒙脫土納米插層化合物的制備及緩釋作用研究［J］.濟寧醫學院學報，2014，37（4）：251.

［26］管西亮.復合氨甲蝶呤硫酸鈣人工骨緩釋劑治療骨肉瘤的實驗研究［D］.上海：上海交通大學，2008：3-4.

R944.9

A

1001-0408（2016）25-3586-03

10.6039/j.issn.1001-0408.2016.25.39

2015-11-16

2015-12-07）

（編輯：余慶華）

＊碩士研究生。研究方向：藥物新制劑、新劑型及新技術。E-mail：393852596@qq.com

主任藥師，博士。研究方向：藥物新制劑、新劑型及新技術。電話：027-68878601。E-mail：honguil@163.com