熊果酸納米制劑的研究進展

方敏，李家明，李寧，趙娣，陳西敬，張廣欽

(1.中國藥科大學基礎醫學與臨床藥學學院臨床藥學研究室，江蘇 南京 211198；2.中國藥科大學基礎醫學與臨床藥學學院臨床藥物代謝動力學研究室，江蘇 南京 211198；3.中國藥科大學國家藥學實驗教學示范中心，江蘇 南京 211198)

熊果酸(ursolic acid,UA)是一種來自各種藥用植物[1]和水果[2]中的五環三萜類化合物，其化學結構式如圖1所示。近年來，各項研究表明，熊果酸可以作為抗氧化劑[3]、抗炎劑[4-5]、抗菌劑[6]、肝臟保護劑[7-8]，還能抑制白血病細胞增殖并誘導細胞凋亡[9]。該化合物通過多種途徑抑制腫瘤細胞的分化、侵襲、轉移和血管生成[10]，對乳腺癌[11]、肺癌[12]、子宮內膜癌[13]、前列腺癌[14]和黑色素瘤[15]等腫瘤的治療效果顯著。雖然熊果酸具有良好的抗腫瘤活性，但它水溶性差[16]，口服給藥體內吸收差，體外釋放度小，體內半衰期短，生物利用度低[17]，這些缺點限制了其在藥學領域的廣泛應用，影響其療效的發揮。

圖1 熊果酸化學結構式

納米藥物遞送系統(NDDS)在藥物遞送等方面應用日益廣泛[18]，其可以顯著延長藥物作用時間[19]、提高水溶性差的藥物治療性能和改善生物安全性[20]。多種新型納米載體，如脂質體、膠束和納米粒等，可以通過增強的滲透性和保留(EPR)效應更好地作用于腫瘤[21-22]。基于NDDS的廣泛應用，多種熊果酸的新型納米制劑相繼被研發出來，如熊果酸脂質體、納米粒等。本文就其現有研發的納米制劑進行總結，討論了各種納米制劑的優勢和不足，期望能夠為其新型納米制劑的研發及后續研究提供思路和參考。

1 脂質體

脂質體是一種常見的納米制劑，其磷脂雙分子層能夠很好地包載疏水性藥物，改善其水溶性，以下根據脂質體靶向進入作用部位的類型分別展開介紹。

1.1 被動靶向脂質體 一般脂質體可通過實體瘤的高通透性和滯留(EPR)效應，被動靶向腫瘤細胞。Zhong 等[23]實驗室曾構建出熊果酸和拉米夫定以酰胺鍵和酯鍵連接的共聚物(LMX)，具有抗肝炎病毒和保肝的雙重效果。此次研究利用合成的LMX，采用薄膜水化法制備共聚物脂質體[24]。所制備的脂質體分別經靜脈注射和灌胃后，大鼠體內血漿藥時曲線下面積(AUC0～t)和平均駐留時間(MRT0～t)較熊果酸溶液明顯增加。靜注給藥后熊果酸生物利用度提高了1.35倍，口服生物利用度是溶液的10.75倍，在體內有效時間明顯延長。此研究對脂質體分別進行靜注和灌胃，不管是哪種給藥途徑，脂質體相對于溶液的相對生物利用度均有提高。脂質體在靜注給藥時，既可以避免胃腸道對藥物非治療作用的代謝，又能夠減少疏水性藥物溶劑的毒副作用[25]，達到很好的治療效果。體內藥物代謝動力學試驗很好地為熊果酸脂質體提高生物利用度、延長半衰期提供了有力的參考。

齊娜等[26]根據熊果酸油水分布系數較大(lgP>0.5)的特點，優化出處方工藝(磷脂∶膽固醇=2∶1)，通過薄膜-超聲法成功制備了熊果酸脂質體。該脂質體體外釋放過程符合一級速率方程，具有緩釋特點。制備出的脂質體改善了熊果酸體外釋放度低的缺點，為熊果酸脂質體的體內分布和藥效等更深入的研究提供依據。脂質體藥物的釋放很大程度上受到其理化性質的影響，如類脂質材料的組成、脂質體表面的電荷等情況。脂質體結構在體內被代謝或者在體外被破壞后，包載的藥物才會釋放成游離藥物，發揮藥效。所以，根據脂質體的釋放特點可以制備出在特定環境下釋放，即具有靶向作用的脂質體。

1.2 主動靶向脂質體 添加具有某些靶向作用的材料，如：抗體、核酸、葉酸后，制備出的脂質體根據這些材料的靶向性而具有主動靶向作用。楊光等[27]采用薄膜分散法制備了靶向葉酸受體的熊果酸長循環脂質體(F-PEG-L-UA)。由于PEG的修飾，該脂質體在小鼠體內實驗中表現出明顯的緩釋特性和長循環效應。通過建立BALB/c荷瘤裸鼠人口腔表皮樣癌KB腫瘤模型，實驗表明該脂質體能夠顯著抑制腫瘤生長，有效延長荷瘤鼠的生存期，具有顯著的抗腫瘤效果。并且，由于葉酸配體在腫瘤組織中的主動靶向作用，該脂質體対非靶向的組織和器官影響較小，能夠有效減少藥物的副作用，突顯出主動靶向修飾的熊果酸脂質體應用于癌癥治療中增效減毒的潛在價值。

1.3 環境響應性靶向脂質體 某些靶向脂質體的材料因為環境因素，例如pH值、溫度等因素而具有一定的靶向性。Rocha等[28]選用二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)、半琥珀酸膽固醇(CHEMS)、二硬脂酸磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000(DSPE-PEG 2000)等材料，通過脂質水合法[29]制備UA的長循環pH敏感脂質體(SpHL-UA)。此研究中，用pH敏感性脂質體處理的動物，因為膜材在腫瘤酸性條件下分解，釋放出UA，藥物在腫瘤部位的攝取量約是游離藥物處理的2倍，驗證了藥物在各組織分布的數據。該實驗通過建模觀察到UA抗血管生成作用的實質證據：SpHL-UA處理的動物模型中，血流動力學參數，例如組織血流量(FT)、表面通透性(PS)等，均明顯降低。該研究首次評估了熊果酸脂質體的體內抗血管生成作用和靶向效果，在乳腺腺癌的治療或膠質肉瘤的化學預防中具有啟示意義。

熊果酸脂質體的后續研究還有很多，所制備的脂質體承襲了脂質體給藥系統的優勢，改善了藥物水溶性差的問題，提高生物利用度，達到緩釋、增效減毒的目的，使其更好地應用于腫瘤預防和治療。熊果酸藥理活性廣泛，脂質體的主動或被動靶向性均能很好的使其在靶向部位發揮療效，使熊果酸的應用范圍更加廣闊。但是，脂質體不穩定，易氧化降解，重現性不易把握，這些缺點在一定程度上也限制了其臨床實踐。

2 膠束

膠束是聚合物自組裝形成的一種納米制劑，一般具有兩親性。現有的膠束根據其形成原理可分為嵌段型、接枝型、共價型和非共價鍵型等。關于熊果酸，其膠束研究的較少。Zhang等[30]通過縮合反應合成了細胞內pH敏感的聚唾液酸-熊果酸聚合物(PSAU)，為了進一步測試藥物負載能力，實驗者通過納米沉淀法制備了載有紫杉醇的聚唾液酸-熊果酸兩親性共聚物膠束(PTX-loaded-PSAU)。在該研究中，裝載PTX的PSAU膠束在生理pH下具有優異的穩定性，因為PSA在腫瘤微酸性條件下易于水解[31]，所以PSAU能夠在腫瘤部位釋放負載的PTX。體外細胞毒性研究表明，PSAU膠束對胃腺癌細胞(SGC-7901)幾乎沒有細胞毒性，而載有PTX的膠束顯示出高細胞毒性。在此研究中，熊果酸膠束不是作為獨立的抗腫瘤藥物起作用，而是作為一種材料，一種新型的藥物遞送系統，使傳統的化療藥物更好地發揮作用。通過本試驗，可以看出PSAU膠束用于癌癥化學療法的藥物遞送系統的潛力，為熊果酸的膠束制劑應用開拓了一種新思路。

聚合物膠束作為常見的納米制劑類型，在熊果酸的應用方面相比較其他納米制劑類型卻并不常見。因為膠束包載熊果酸的量較少，熊果酸在少量的情況下難以發揮預期效果。而且膠束的重現性和大規模生產的可能性較低，所以熊果酸的膠束研究還有待進一步探索。

3 納米粒

納米粒是目前較為常見的納米制劑，將藥物包載于各種高分子材料中制備成納米級的顆粒。Zhang等[32]使用兩親性甲氧基聚(乙二醇)-聚己內酯(mPEG-PCL)嵌段共聚物作為藥物載體，通過納米沉淀法制備負載UA的納米顆粒(UA-NPs)。UA-NPs通過納米粒的EPR效應，將UA有效轉運到SGC-7901細胞中。試驗表明，UA-NPs具有更高的細胞毒性，且與游離熊果酸處理過的細胞相比，其COX-2和caspase-3表達水平差異顯著。UA-NPs可以更強地抑制環氧化酶-2 (COX-2)和更多地激活細胞凋亡蛋白酶(caspase 3)，從而誘導更多的細胞凋亡。納米粒一般通過胞吞作用進入細胞，UA-NPs在穿透細胞膜方面明顯優于游離UA，因此，納米?？梢栽诩毎教岣咚幮АＴ撗芯繛橥ㄟ^納米給藥系統提高UA在細胞水平的抗癌效率提供了有力證據，為后續實驗研究提供了參考。

Alvarado等[33]用聚(dl-丙交酯-共-乙交酯)酸(PLGA)和泊洛沙姆(P188)采用溶劑置換法負載熊果酸和齊墩果酸(OA/UA-PLGA NPs)。試驗結果表明，該納米粒6個月儲存穩定性良好，且包封的藥物以穩定的速率釋放，顯著增加眼組織中有效藥物的積聚，延長眼睛停留時間。針對兔子的眼部炎癥，納米制劑的抗炎效果顯著增強。此研究制備的納米粒側重于使藥物穩定有效地釋放，延長作用時間，減少給藥次數，體現了熊果酸納米制劑的一大優勢。

Zhao等[34]使用乳糖酸修飾、pH敏感的殼聚糖-共軛介孔二氧化硅納米復合物共同遞送熊果酸和索拉非尼(USMNs-CL)。該納米?？梢蕴岣吒伟┘毎鸋uh-7、SMMC-7721和HepG 2細胞的攝取，增強細胞毒性，抑制癌細胞增殖、黏附、遷移和血管生成。人肝癌H22細胞造模的荷瘤小鼠和肺轉移模型小鼠的體內實驗結果表明該納米制劑能夠明顯抑制肝細胞癌(HCC)的生長和轉移，對HCC的化學預防具有重要價值。此研究制備的納米粒是一種包括熊果酸和索拉非尼兩種藥物的復合物，表明熊果酸可以和某些藥物共同作用于腫瘤的治療和預防，為熊果酸納米粒的應用提供了一種新的可能。雙藥聯用，既可以通過協同效應增強藥效、降低用藥劑量，又可以通過藥理活性上的互補減小毒副作用，還可以延緩藥物依賴性。針對兩種不同的藥物，納米粒的遞送一方面可以控制兩種藥物的劑量，使其以最簡單有效的比例發揮預期效果；另一方面可以有效減少兩者在理化方面的相互作用，借助載體材料可以使藥物都到達靶向部位發揮療效。此外，納米粒遞送可以使藥物達到預期效果的同時減小或者延緩藥物依賴，改善甚至逆轉腫瘤細胞耐藥性，更好地發揮雙藥聯用的優勢。

Jiang等[35]設計并合成了基于介孔二氧化硅，葉酸靶向并用pH敏感的殼聚糖修飾的熊果酸納米粒(UA M-CS-FA)。體外細胞試驗表明UA M-CS-FA抑制癌細胞生長，使細胞周期停滯在G0/G1期，抑制癌細胞侵襲和遷移。體內實驗進一步證實UA M-CS-FA抑制荷瘤裸鼠的腫瘤進展和肺轉移。UA M-CS-FA的顯著效果表明UA在抗癌和預防癌癥轉移方面潛力巨大。熊果酸的靶向納米粒同其他藥物的靶向納米粒一樣，介孔二氧化硅納米粒子(MSN)介孔結構有序、體積小、生物相容性好，藥物加載到MSN中以控制藥物輸送；pH敏感的殼聚糖修飾使其在腫瘤的酸性環境中更易釋放；葉酸靶向使其集中在葉酸受體較多的腫瘤部位，體現出納米制劑靶向治療癌癥，減少毒副作用的優勢。

Fan等[36]利用UA分子間的相互作用開發了無載體納米藥物(UA NPs)。簡而言之，在劇烈攪拌下將UA/乙醇溶液緩慢倒入10 mL水中，混合后超聲15 min，使UA通過分子間疏水相互作用和氫鍵相互作用，自組裝形成表面帶負電荷的UA-NPs，最后干燥其中的有機溶劑，除去沉淀物，使其通過溶劑交換的方法制備。UA NPs表現出更高的抗增殖活性，顯著降低COX-2/VEGFR2/VEGFA的表達，誘導細胞凋亡，并且提高TNF-α、IL-6和IFN-β的免疫應激活性。研究發現，UA NPs可刺激CD4+T細胞的活化，這表明UA NPs具有免疫治療的潛力。由此可見，無載體的UA納米藥物可能是一種充滿前景的藥物，可進一步增強其抗癌功效和免疫功能。同時，Zhao等[37]通過UA、LA和ICG自組裝開發了一種新型無載體和共組裝納米藥物UA-LA-ICG NP，用于靶向癌癥成像和有效的化學光療法。UA-LA-ICG NPs + NIR處理組在H22異種移植小鼠中顯示出明顯的抗腫瘤活性，表明這種新型納米制劑在癌癥成像和光化學療法應用中前景廣闊。

在后來的實驗中，涌現出大量關于熊果酸納米粒的研究。Zhang等[38]發現熊果酸的-COOH和乙二醇殼聚糖膠束的-NH2可以通過靜電相互作用形成納米粒(UA-GC)，通過多種機制作用于腫瘤細胞，為骨肉瘤的治療提供一個新的策略。邱琳等[39]采用乳化溶劑蒸發法，制備了熊果酸納米粒(UANs)凍干粉，優化制備處方，篩選出最佳工藝并考察其溶解度和溶出速率。Ahn等[40]在實驗中應用一種簡單的電泳法制備了葉酸偶聯熊果酸納米粒子(FA-UA)，對人口腔表皮樣癌細胞(KB)效果更明顯。Wang等[41]將金-熊果酸加載到聚(DL-丙交酯-共-乙交酯)中制備納米粒子。數據表明，與對照組相比，熊果酸納米顆粒通過激活caspase和p53，抑制抗凋亡相關信號，顯著抑制了宮頸癌細胞的增殖，侵襲和遷移，誘導細胞凋亡。各種關于熊果酸納米粒的制備和應用還有很多，大量的試驗證明了納米粒在熊果酸新型制劑中的重要作用和廣闊前景。

熊果酸的納米粒研究之所以火熱，是因為納米粒遞送能夠改善熊果酸的水溶性、提高生物利用度、延長半衰期。熊果酸對多種癌癥均有治療效果，以上多項研究表明，納米遞送的熊果酸能夠在細胞水平提高其抗腫瘤效果，增強其靶向作用，還可以同其他抗腫瘤藥物合用，增強療效的同時減少毒副作用。但是，熊果酸納米粒的應用相對單一，大部分都是應用于抗腫瘤，針對熊果酸的其他活性，比如抗氧化、抗炎等所涉較少。

4 納米混懸劑

納米混懸液是一種亞微級別的分散體系，將藥物均勻分散在介質中。Wang等[42]使用流動多入口渦旋混合器(MIVM)，將含有穩定劑[0.05%的聚乙烯吡咯烷酮(PVP) K90和十二烷基硫酸鈉(SDS)]的水作為反溶劑相，含UA的乙醇溶液作為溶劑相填充，通過反溶劑沉淀法制備熊果酸納米混懸液，研究兩種不同粒徑大小的UA納米混懸液對MCF-7細胞的毒性。結果表明，粒徑為300 nm的納米懸浮液比100 nm的表現出更高的抗增殖活性，且細胞凋亡更多集中在早期和晚期階段，粒徑可能是UA納米懸浮液抗腫瘤效果的關鍵決定因素。此研究在制備熊果酸懸浮液的基礎上，通過抗增殖能力的不同篩選影響納米懸浮液療效的因素，為后續懸浮液的進一步研究奠定基礎。

欽富華等[43]以卡波姆940為基質，采用反溶劑沉淀法制成熊果酸納米混懸凝膠劑(UA-NS-gel)，該制劑能夠有效地增加熊果酸的皮膚滲透性能和皮膚的滯留量。結果顯示，UA-NS-gel的皮膚滲透量為普通凝膠劑UA-gel的3.66倍，皮膚滯留量是UA-gel的1.96倍。此研究突顯出熊果酸懸浮凝膠劑良好的皮膚滲透性能，為其在創新給藥方式方面創造可能性。

5 納米乳

納米乳是在表面活性劑作用下形成的乳劑，具有良好的生物相容性。Alvarado等[44]以蓖麻油作為油相，丙二醇為水相，辛酸甘油酯為表面活性劑，二乙二醇單乙醚為輔助表面活性劑制備熊果酸納米乳。體內試驗的結果表明，所開發的制劑無毒，對皮膚無刺激性，表現出更強的抗炎能力。該發現明確地證實了O/W納米乳劑對包括熊果酸在內的五環三萜類化合物在透皮吸收中具有重要價值，為其更廣泛地發揮抗炎效果提供了一種新的制劑形式。

Vargas de Oliveira等[45]以蒸餾水作為水相，丙二醇單辛酸酯(Capryol 90)和聚氧乙烯蓖麻油(Cremophor EL)/二乙二醇單乙醚(Transcutol P)作為油相，制備包載熊果酸的納米乳。生物學研究表明，含有熊果酸的納米乳劑是無毒的，且對寄生蟲的復制形式有效。此研究表明，穩定且有效的納米乳劑是用于治療諸如南美錐蟲病等威脅性疾病非常前途的新型制劑。

熊果酸的納米乳常應用于發揮其抗炎、抗菌作用。尤其針對皮膚炎癥，納米乳可以直接涂抹，通過透皮吸收發揮藥效，方便快捷高效。熊果酸的納米乳應用前景廣闊，除卻口服和注射這些常見的給藥系統，還可以應用于皮膚給藥，充分發揮其抗炎、抗菌的藥理活性作用；也可以用于眼部等黏膜組織給藥，針對靶向部位直接作用。由此可見，熊果酸納米乳是非常有潛力的納米制劑，當然，也存在穩定性差，易集聚，重現性不易把握等缺點，有待進一步研究。

6 總結

熊果酸的藥理活性廣泛，為了改善其水溶性差，生物利用度低的問題，大量的納米制劑應運而生。這些納米制劑根據不同的目的而設計，有些為了增加療效；有些為了減少非靶向部位的蓄積從而減少毒副反應；有些為了延長藥物作用時間，使其緩慢有效地釋放，但在一定程度上都是為了能夠促進其更好地應用于臨床。納米制劑所具有的靶向能力，對熊果酸這類藥理活性廣泛，多靶點的藥物，能夠使其發揮預期的治療作用，避免產生非治療部位的毒副反應，治療效果更為明確。

目前研究的熊果酸納米制劑都能很好地達到預期效果，但是基本都停留在研究室基礎研究階段。熊果酸的藥理活性及其作用機制還在不斷探索完善，相應的納米制劑也在不斷進步發展中，能夠應用于臨床實踐中的納米制劑還需進一步研究。