納米顆粒在肝纖維化治療方面的研究進展

肝纖維化和肝硬化是慢性肝病患者的主要死因，每年因肝纖維化死亡的患者超過100萬例[1]。肝纖維化的特征是慢性肝損傷后肝持續性變性壞死和慢性炎性反應引發的細胞外基質(ECM)的過度沉積，導致肝臟正常結構異常改變。目前治療肝纖維化的策略主要有去除相關損傷因素、抑制肝臟炎性反應、抑制肝星狀細胞(HSC)活化和促進基質降解[2]，由于肝臟ECM主要由激活的HSC產生，越來越多的研究集中在如何降低HSC的活化。由于常規療法不能將足夠濃度的治療藥物遞送至肝臟，常導致其對肝纖維化的療效很不理想。針對上述問題，近年來的研究使用納米顆粒將治療藥物靶向輸送至肝臟，這一方式受到了廣泛關注[3-5]。

納米顆粒至少在一個維度上小于100 nm。學者們應用不同材料研發了許多納米顆粒，如金屬納米顆粒[6]、碳納米管[7]、脂質體和白蛋白納米顆粒[8]等。納米顆粒的組成、結構、形狀、大小和表面特性均有助于其成功地將治療藥物靶向輸送至目的器官[9]。有多種納米顆粒可應用于肝纖維的治療，根據納米顆粒的組成物質將其簡單地分為無機納米顆粒、脂質體、納米膠束和其他納米顆粒。本文主要對治療肝纖維化的納米顆粒進行綜述，并闡述其在肝纖維化治療方面的前景。

1 無機納米顆粒

無機納米顆粒是核心為金屬氧化物，表面覆蓋有機層的納米顆粒，其在攜帶不同治療藥物方面具有很多優點，而且金屬芯可根據其尺寸和形狀給予特殊的光學、電學和磁學特性，是攜帶治療藥物的良好選擇。無機納米顆粒的生物相容性尚需進一步改進，這種納米顆粒現處于臨床前研究階段[10-13]。

無機納米顆粒如氧化鈰(CeO2)納米顆粒、金納米顆粒以及銀納米顆粒被廣泛用于治療肝纖維化[14]。這些無機納米顆粒的特定結構有利于攜帶特定藥物如阿霉素、順鉑和卡培他濱以治療肝纖維化。此外，大多數無機納米顆粒是無毒的[15]。Oro等[16]研究了CeO2納米顆粒在四氯化碳(CCl4)誘導的大鼠肝纖維化模型中的全身和肝臟作用，檢測了經納米顆粒處理后肝臟和腎臟的功能，結果提示納米顆粒可減少炎性細胞因子和氧化應激等相關mRNA表達，從而使肝纖維化程度減輕。肝臟組織學檢查也發現α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)的表達、巨噬細胞的浸潤和凋亡均有很大程度的降低。有研究表明，水飛薊素包被的金納米顆粒可下調雄性Wistar大鼠中α-SMA的表達，并可下調HSC和庫普弗細胞，從而減輕CCl4誘導的肝損傷[17]。

2 脂質體

將脂質體應用于慢性肝病和腫瘤是一個新興領域，目前處于臨床前和臨床階段。脂質體可攜帶親水性和疏水性藥物，可在適當的靶點釋放它們，并且具有較好的生物相容性、生物降解性和低毒性，這也是脂質體遞送系統的主要優點。然而，脂質體存在溶解度低、生產成本高和藥物泄漏等缺陷，這是學者們需要努力解決的問題[18-19]。脂質體與其他種類的納米顆粒相比，具有較大的優勢。用于遞送藥物和基因產物的脂質體目前處于臨床研究階段。

脂質體是向不同病理部位遞送藥物的有效載體，基于脂質體這種藥物納米載體的藥物遞送被認為是治療肝纖維化的有效方法[20]。許多研究均證實了應用脂質體輸送地塞米松具有減輕肝臟炎性反應和纖維化的治療潛力。負載有地塞米松的脂質體可通過免疫反應來減少肝臟中的T細胞數量，從而減輕肝臟炎性反應和纖維化[21]。另有研究表明，帶有微泡的陽離子脂質體可有效地將外源性微RNA遞送至靶組織，通過靶向結締組織生長因子來抑制肝纖維化。該研究通過超聲介導，將微泡破壞后釋放微RNA，使結締組織生長因子有效減少，從而降低二甲基亞硝胺誘導的纖維化小鼠模型中纖維化相關指標，如膠原蛋白和α-SMA水平[22]。

目前用于纖維化治療的大多數納米顆粒尚處于臨床前的研究階段，唯一處于臨床研究階段的納米顆粒是脂質體核酸載體，即維生素A偶聯的小干擾RNA脂質納米載體，該納米顆粒用于治療肝纖維化現處于Ⅰ期臨床試驗中。靶向極體樣激酶-1(PLK-1)的小干擾RNA脂質體和雙鏈RNA脂質體治療肝細胞癌分別處于Ⅱ期和Ⅰ期臨床試驗中。在該項研究中，維生素A偶聯的脂質體成功地將靶向熱休克蛋白47(HSP47)的小干擾RNA遞送至HSC，使CCl4和膽管結扎誘導的肝纖維化小鼠模型的膠原分泌減少，成功地減輕了肝纖維化程度[23]。

除脂質體外，另一類可用于肝纖維化治療策略的納米顆粒是脂質納米顆粒。研究表明，負載有小干擾RNA的脂質納米顆粒可顯著減少CCl4誘導的小鼠肝纖維化模型的前膠原蛋白Ⅰ的表達量，從而減輕肝纖維化[24]。Liu等[25]的研究應用靶向CXCR4 的脂質納米顆粒成功地將血管內皮生長因子(VEGF)小干擾RNA遞送至肝臟，可用于治療肝纖維化和肝細胞癌。

3 納米膠束

納米膠束由核-殼結構組成，半固體疏水核心可負載疏水性藥物，由于大多數抗腫瘤藥物是疏水性的，因此納米膠束在腫瘤治療方面得到了很好的應用。負載的藥物包埋在納米膠束的核心將更穩定，并且較小的尺寸有助于該納米顆粒的靶向有效性。然而，該納米顆粒也存在許多缺陷，如過小的尺寸限制了藥物的負載量和膠束的長期穩定性[26]。

通過靶向透明質酸(HA)受體，HA偶聯的納米膠束可用于靶向肝竇內皮細胞和HSC。攜帶氯沙坦藥物的HA膠束可有效逆轉C3H/HeN誘導的小鼠模型的晚期肝纖維化。此外，研究證實在肝損傷期間，CD44受體的過量表達有助于HA納米膠束向HSC遞送藥物。體內外研究均證實，攜帶氯沙坦藥物的HA膠束可有效降低α-SMA水平[27]。目前，一些具有抗炎和抗氧化作用的自然產物也被證明對肝纖維化治療非常有效，如姜黃素。攜帶姜黃素的HA-聚乳酸膠束可有效地將姜黃素遞送至HSC，并能增加硫代乙酰胺(TAA)誘導的肝纖維化小鼠模型中TAA對HSC的細胞毒性作用[28]。

4 其他納米顆粒

蛋白質多聚體如人血清白蛋白(HSA)和牛血清白蛋白(BSA)納米顆粒同樣可靶向肝臟以治療肝纖維化及肝細胞癌。研究顯示，小檗堿/BSA 納米顆粒可通過減少HSC的活化和增殖來減輕CCl4誘導的小鼠肝纖維化模型的纖維化程度[29]。另一項研究證實了地塞米松偶聯的甘露糖化白蛋白顆粒將抗炎藥物靶向遞送至庫普弗細胞的有效性。研究表明，該納米顆粒可有效地抑制膽管結扎小鼠模型中腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的表達，并降低肝內活性氧水平[30]。用甘露糖-6-磷酸(M6P)納米顆粒修飾的HSA可有效地通過M6P/胰島素樣生長因子Ⅱ(IGFⅡ)受體靶向轉化生長因子-β(TGF-β)，從而抑制膠原蛋白的產生并抑制炎性反應。雄性Wistar大鼠研究顯示，這類納米顆粒是靶向HSC的有效載體，并可利用免疫應答反應來起到抗纖維化的作用[31-32]。用來遞送治療藥物和核酸的聚合物納米顆粒也引起了研究人員的研發興趣。索拉非尼是一種酪氨酸激酶抑制劑，已被證明是一種潛在的抗纖維化藥物，近年來研發的聚乙二醇-b-聚乳酸-羥基乙酸(PEG-PLGA)聚合物可有效地將索拉菲尼遞送至CCl4誘導的小鼠肝纖維化模型的肝臟中，研究顯示處理組小鼠肝臟中α-SMA水平降低、膠原蛋白產生減少、血管異常范圍縮小以及微血管密度降低，纖維化肝臟的血管正常化[33]。

5 小結與展望

針對藥物特性選擇合適的納米顆粒，以及靶向細胞表面特殊受體來修飾納米顆粒都是解決傳統藥物無法足量、高效到達目的器官的好方法。應用納米顆粒靶向輸送治療藥物或核酸是用于治療急性和慢性肝病動物模型的非常有前景的方法。無機納米顆粒通常用于負載治療藥物，雖然它們對不同細胞仍具有輕微的毒性，針對細胞表面生物相容性部分進行有效修飾可以得到有效改善。脂質體和納米膠束是第一代納米顆粒，具有較低的生物毒性。脂質納米顆粒現處于治療肝纖維化的發展階段，該納米顆粒具有極其穩定的脂質核心，可延長藥物釋放時間并減少不需要的細胞攝取。目前基于脂質體的納米顆粒治療肝炎、肝纖維化和肝細胞癌已處于臨床階段，具有較好的發展前景。

納米醫學為預防和治療慢性肝病如肝炎和肝纖維化提供了廣闊的應用前景。目前有多種納米顆粒處于臨床前試驗，但只有少數在肝纖維化和肝細胞癌的臨床試驗中獲得批準和測試，納米顆粒還有很多問題需要改善，如靶向性、穩定性和生物毒性等。雖然納米顆粒距離臨床應用還有很長的一段路要走，但其作為治療慢性肝病藥物的有效遞送載體還是非常值得期待的。