药物递释系统用于肝纤维化的开发与思考

2022-08-12

小分子药物

点击上方的行舟Drug ▲ 添加关注药物递释系统用于肝纤维化的开发与思考来源《中南药学》2022 年 6 月第20 卷第 6 期作者许青，刘莉莎，杨磊，尹莉芳中国药科大学药学院药剂系国家药监局药物制剂及辅料研究与评价重点实验室摘要肝纤维化是由多种致病因素导致的一种进程性慢性疾病，低渗透性的病理环境及肝内非特异性的细胞摄取使得传统药物递送系统的疗效并不显著。本文分析了肝脏中四种主要的细胞在肝纤维化疾病进程中的作用，并按细胞类型对肝纤维化的主要治疗靶点的药物递送系统进行综述。相较于传统剂型，纳米药物在提高小分子化药及大分子药物生物利用度和靶向效率优势明显，为后续新靶点和新机制的药物开发提供参考。同时，本文思考了肝纤维化治疗的局限性，从生理和病理条件进行探讨，为改善纤维化药物递送系统的开发提供新的思路。关键词肝纤维化；治疗靶点；药物递送系统_正文_1肝纤维化概述肝纤维化是由多种病因学因素引起的一种进程性慢性疾病,包括酗酒､慢性病毒性肝炎､酒精性肝炎､非酒精性脂肪肝炎(NASH)､原发性胆汁性肝硬化､自身免疫性疾病与代谢疾病等[1-2]｡该疾病主要以细胞外基质(ECM)过度异常的沉积为特征,是肝脏对各种病因导致的慢性损伤的一种自我修复机制,肝纤维化最终会发展为肝硬化､肝癌等晚期肝病[3-4]｡截至目前,全球仍没有任何一款治疗肝纤维化的药物成功上市,因此该领域亟需新的有效的治疗药物｡肝纤维化涉及多种细胞因子和肝脏细胞,肝实质细胞(HC)发生损伤和凋亡,同时免疫细胞会大量募集和浸润至损伤区域,释放多种炎性细胞因子和趋化因子,这些因子中大多对肝星状细胞(HSC)和成纤维细胞具有促炎或直接纤维化作用,共同参与疾病的形成[5-6]｡各类细胞在肝纤维化进程中的作用见图1｡图 1肝脏中的主要细胞类型在肝纤维化进程中的作用Fig 1Role of main cell types in the liver fibrosis1.1 肝星状细胞HSC 存在于肝血窦腔内(Disse 腔),占所有肝细胞的5% ~ 8%[7]｡HSC 在正常肝脏中处于静息态,α - 平滑肌动蛋白(α -SMA)的表达极低,主要承担存储和代谢脂肪,合成和分泌胶原及糖蛋白的功能,含有大量的维生素A 的脂滴,是体内维生素A 的储库｡HSC 是维持肝窦微环境稳态旁分泌､自分泌､近分泌和趋化因子的中心枢纽[8]｡在正常生理条件下,HSC 可以分泌胶原酶和基质金属蛋白酶,降解ECM,使ECM 处在一个动态平衡的状态｡然而在疾病状态下,HSC 的激活是一个广泛而复杂的调控过程｡其受到HC和非实质细胞相互作用,由邻近的窦状内皮细胞(LSEC)､库普弗细胞(KC)､内皮细胞和肝细胞以及血小板和白细胞的旁分泌刺激引发,HSC会进一步分化为成纤维细胞,快速增殖并大量形成胶原和其他ECM,驱动纤维化过程[9-10]｡这一调控过程对肝纤维化形成至关重要,影响肝脏的正常生理功能｡1.2 肝巨噬细胞巨噬细胞在抗原的处理和传递､机体免疫应答的调节､病原体的吞噬方面发挥着重要的防御作用,是肝脏固有免疫系统的重要组成成分[11]｡根据其起源可将肝脏内的巨噬细胞分为两类:一类是KC,作为肝脏中常驻巨噬细胞,存在于肝血窦内,KC 承担吞噬病原体､内毒素､生物碎片及抗原等,保护肝脏免受感染｡在肝脏发生炎症或组织损伤时,吞噬坏死的肝细胞,维持肝脏稳态[12-13]｡KC 可通过NOD 样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)炎性小体､转化生长因子-β (TGF-β )和血小板衍生生长因子(PDGF)通路刺激HSC 活化从而促进肝纤维化｡此外,KC 会与肝滞留和血液循环中的其他免疫细胞比如NK 细胞､T 细胞和单核细胞等共同参与肝纤维化的形成,当肝脏受到严重损伤时,坏死肝细胞分泌的凋亡小体刺激KC 向M1 型转变,产生IL-6､TNF-α ､TGF-β 和IL-1β 等促炎因子及促纤维化因子｡另一类是单核细胞衍生的巨噬细胞(MoMF),利用趋化作用从骨髓单核细胞､脾脏单核细胞和腹腔巨噬细胞浸润至损伤的肝脏组织,通过释放促炎和促纤维化的细胞因子,参与肝纤维化的发生发展[12]｡其中,大部分的表型为Ly-6Chigh 单核巨噬细胞高度表达的趋化因子CCR2 通过CCR2 受体直接激活HSC 来促进肝纤维化进展[11]｡1.3 肝实质细胞HC 是肝脏中最丰富的细胞,占肝脏细胞总数的60% 以上,体积占整个肝组织的80% 以上｡HC 负责体内重要的代谢､内分泌以及分泌功能｡肝细胞富含粗面内质网､线粒体和高尔基体,而体内绝大多数细胞含量很少,使得肝脏合成蛋白质和脂质异常活跃,肝脏的修复能力很强｡慢性肝损伤后炎症反应引发持续性的HC 损伤,HC发生活化､变性､侵袭并产生一系列转录因子,产生的凋亡小体直接诱导HSC 活化和ECM 沉积,并伴随TGF-β 以及炎症因子的释放[14]｡损伤相关模式分子(DAMPs)由凋亡的HC 在细胞膜破裂后释放,间接激活静息状态下的HSC,促进其分泌ECM[15]｡此外,HC 凋亡后留下的细胞间隙将很快被ECM 和胶原占据,从而加速肝纤维化的发病进程｡因此,改善HC 损伤及凋亡是防治肝纤维化的有效治疗途径之一｡1.4 窦状内皮细胞LSEC 是肝脏中主要的非实质细胞,构成肝血窦的窦壁｡LSEC 缺乏隔膜和基底膜,使其成为人体内渗透性最强的内皮细胞,以便肝脏与血流进行物质交换,这一特征也与药物的肝脏高摄取及清除率相关｡除了构成肝窦屏障,LSEC 也具有过滤､内吞､抗原呈递和募集炎性细胞的功能,维持肝脏的免疫稳态并调控肝损伤期间的免疫反应[16]｡正常条件下,LSEC 可保护HSC 免受激活,甚至可以逆转激活的HSC｡当机体发生慢性肝损伤后,LSEC 发生毛细血管化,产生和释放可溶性因子,这一过程先于HSC 和巨噬细胞活化及肝纤维化的发生[17-18]｡LESC 产生的纤连蛋白可以影响HSC 表型,促进其活化｡内容由凡默谷小编查阅文献选取，排版与编辑为原创。如转载，请尊重劳动成果，注明来源于凡默谷公众号。2用于肝纤维化治疗的药物递送系统2.1 纳米药物的肝脏分布特征针对肝纤维化的纳米药物主要以静脉注射方式给药,直接进入血液循环｡30% ~ 99% 的未修饰的纳米粒在肝脏部位蓄积[19],有利于肝脏疾病的治疗｡纳米粒本身的性质,如粒径､表面电荷､表面修饰特性均会在制剂的体内生物分布发挥极为重要的作用,影响其安全性和有效性｡人和动物的肾脏布满10 nm 的细胞间隙, 以便分子通过尿液排出,如果尺寸大于10 nm 会引起其血液循环滞留时间延长｡在肝脏中,由于正常LSEC 孔隙为50 ~ 200 nm,因此粒径低于200nm 的纳米颗粒可以穿过肝血窦,从而有可能到达肝细胞或HSC,而更大尺寸的颗粒容易被KC吞噬[20]｡一般情况下,纳米粒易于在血液循环中被网状内皮系统(RES)清除,肝脏中的KC 也属于RES 的一部分,在纳米粒的体内消除中起着至关重要的作用,纳米粒尺寸大于100 nm 易在肝､肺和脾等组织中蓄积,加速清除效率｡聚乙二醇(PEG)修饰或其他亲水性表面的纳米颗粒可以降低其在RES 的非特异摄取,有利于在肝脏中的累积｡其次,纳米材料的表面电荷要在细胞内化能力和血清稳定性之间取得平衡,既需要具有适当的正电荷维持膜亲和力,又需要避免血液中各种蛋白的黏附,为便于纳米粒进入细胞,表面需要保持电中性｡2.2 肝纤维化药物递送系统类型临床上从未停止对肝纤维化药物开发的步伐,然而尚无针对肝纤维化的化药制剂批准上市｡Selonsertib在Ⅲ 期临床(NCT03053050､NCT03053063)未表现出纤维化明显改善,部分受试者因严重的不良反应而终止给药[21]｡Elafibranor 在治疗中重度非酒精性脂肪性肝炎(NASH)时,与安慰剂组无显著性差异(NCT02704403)[22]｡中药单体如黄芩苷､水飞蓟宾､白藜芦等在体外有明显的抗纤维化活性,然而水溶性差制约了其生物利用度,体内药效不尽如人意[23]｡为了达到更高的抗肝纤维化效果和较低的毒副作用,不断发展的药物递送技术为抗肝纤维化提供了新思路｡目前用于肝纤维化的新型药物递送系统包括脂质体､脂质纳米粒､胶束､无机纳米粒以及仿生载体制剂等(见表1)｡根据药物自身性质设计递送系统,改善药物的溶解性,实现药物缓释,提高生物利用度;通过改进纳米粒的处方和工艺以调整其表面性质,或修饰特定的靶向分子,实现肝脏相应靶点的精准调控与治疗｡2.3 用于不同肝脏细胞的药物递送系统有效的药物递送需要经历受体识别,入胞及胞内释药的级联过程｡除了优化纳米载体的粒径和电位等物理性质以提高药物在肝脏中的分布外,还可以将可识别肝细胞表面受体的靶向基团修饰在递送载体的表面,以提高药物的肝脏靶向能力,如维生素A 可以通过与视黄醇蛋白结合,作用于HSC 上的视黄醇受体,从而实现纤维化药物的HSC 靶向递送[36]｡CD44 在活化的HSC 中过表达,透明质酸(HA)是其特异性受体,聚乳酸(PLA)纳米粒经HA 修饰后靶向活化的HSC,释放活性成分姜黄素产生抗纤维化作用[37]｡通过甘露糖化修饰来靶向KC 细胞,递送抗炎药物,也是肝纤维化治疗的一种重要策略｡针对复杂的肝纤维化发病机制,需要研究者针对不同靶点进行药物筛选,实现精准的协同治疗｡2.3.1 抑制活化的肝星状细胞肝纤维化的主要病理特征是胶原和ECM 的过度表达,均由活化的HSC(aHSC)产生,因此,aHSC 是肝纤维化治疗的关键靶细胞｡TGF-β 由HSC 细胞产生,是肝纤维化的关键推动者,被认为是潜在的纤维化形成细胞因子｡TGF-β 1 被认为是aHSC 表达最多的一个亚型,当TGF-β 与TGF-βRⅡ结合时,TGF-βRⅠ发生活化,以Smad2/3 的磷酸化为主激活下游通路,最终促使HSC 的活化[38]｡目前很多研究都已发现miR 在HSC 活化时的表达发生显著变化,其中miR-142-3p 被证实随疾病进展而表达水平降低[39],其主要机制是通过靶向HSC 的TGF-βRⅠ,阻断TGF-β -Smad 通路,从而抑制HSC 的活化｡当Broermann 等[40] 用磷酸二酯酶5 抑制剂处理四氯化碳(CCl4)诱导的模型大鼠时,大鼠纤维化程度得到改善,血浆外泌体中的miR-142-3p 表达升高,这主要是由于miR 通常由细胞外泌体囊泡装载和传递,调节受体细胞的功能｡目前,已有课题组利用胞外囊泡手段将miR-142-3p 用于乳腺癌[41] 和特发性肺纤维化[42] 的研究,该指标在肝纤维化中作为疾病进展的诊断监测与治疗靶点的作用也不容小觑,但尚未开发针对肝纤维化的miR-142-3p 药物递送系统｡此外,aHSC 的甘露糖-6- 磷酸/ 胰岛素样生长因子受体(M6P/IGF-ⅡR)在肝纤维化发展过程中表达上调,正常肝脏中的静息态HSC 仅表达少量的M6P/IGF-ⅡR｡相关文献显示,TGF-β 结构中有2 个糖基化位点是甘露糖-6- 磷酸,使TGF-β能与M6P/IGF-ⅡR 结合[43],激活HSC,从而促进纤维形成｡通过合成M6P 修饰的人血清白蛋白,细胞摄取实验证明M6P 取代度愈高,肝脏蓄积量愈高,可实现对肝脏HSC 的靶向｡将18β - 甘草次酸与M6P26-HSA 共价结合,制备纳米制剂,其在胆管结扎的纤维化大鼠模型中,迅速在肝脏蓄积,显著减轻了纤维化程度[44-45]｡18β - 甘草次酸可通过抑制游离脂肪酸诱导的脂肪毒性发挥作用,同时TGF-β 能识别M6P/IGF-ⅡR 产生促纤维化作用,以M6P/IGF-ⅡR 为受体的药物递送载体可以竞争性抑制TGF-β 与M6P/IGF-ⅡR 的结合,本身也具有一定的抗纤维化作用｡由于配体M6P 带有负电荷,可能会与KC 或LSEC 表面的清道夫受体结合而消弱对HSC 的靶向性,需要寻找针对M6P/IGF-ⅡR 靶点的新思路和新策略｡PDGF 作为受体酪氨酸激酶家族的一员,是肝纤维化中参与HSC 的活化与增殖的最关键因素之一｡PDGF 家族存在四个亚型,其中二聚体PDGF-BB 是促进HSC 活化的最强推动剂｡在HSC 发生激活后PDGFR-β 表达显著上调, 当PDGF-BB 与HSC 上的PDGFR-β 结合后,诱导细胞质结构域内酪氨酸残基的自磷酸化,导致受体相关蛋白的募集和激活,促使HSC 的激活｡伊马替尼作为一种强效的酪氨酸激酶抑制剂,对PDGFR-β 半数抑制浓度仅为100 nmol·L- 1,El-Mezayen 等[46] 制备了载有伊马替尼的维生素A 修饰的脂质体,其中维生素A 用于靶向HSC,伊马替尼发挥TGF-β 和PDGF 双重抑制作用｡另一种酪氨酸激酶抑制剂——尼洛替尼,不仅对TGF-β及PDGFR-β 起到双重抑制作用,还具有一定的抗炎活性, 给药剂量分别为5 mg·kg- 1 和10mg·kg- 1,可显著改善大鼠模型中的纤维化指标[47]｡Fan 等[48] 设计了一个胶原酶和视黄醇修饰的胶束系统来递送尼洛替尼,一方面降解胶原以实现药物的ECM 穿透能力,另一方面由于视黄醇对HSC 有着天然的靶向性,可实现药物的HSC靶向递送,该纳米递药系统在小鼠肝纤维化模型中展现出良好的抗纤维化活性｡尽管PDGFR-β在aHSC 的表达随疾病进展而逐渐上调,进展到晚期肝硬化时该受体在肾脏中会过表达,因此采用PDGFR-β 的靶向策略需考虑肝纤维化的病程阶段,设计合适的递送系统｡PI3K/AKT/mTOR 作为PDGFR 的一条典型的下游通路,也是肝纤维化的重要治疗靶点之一(见图2)｡PDGFR-β 将刺激信号分子转导至细胞内,激活PI3K 信号,促使AKT 进一步激活,抑制TSC1/TSC2,促进mTOR 复合物的形成[49]｡其中,mTOR1 促进血管内皮生长因子(VEGF)的表达,推动HSC 的激活[50],mTOR2可调控AKT｡两者在不同的生理病理条件下比例发生改变,发挥双向调控作用｡Ji 等[51] 设计了一种cRGDfK 修饰的PEG-PLGA 纳米粒共递送Germacrone 和 miR-29b,其中cRGDfK 靶向HSC表面的整合素受体 α v β 3,小分子药物和基因药物联合应用后,对aHSC 产生显著的细胞毒性,改善了CCl4 诱导的小鼠肝纤维化症状｡Ren 等[52]利用HA 天然靶向aHSC 的CD44 受体的特性,共同递送LY294002 和Oridonin, 经PI3K/AKT通路发挥抗炎和抗氧化的功效,从而改善纤维化程度｡HSC 另外一个靶点是细胞核中的过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR),这是执行转录控制的核激素受体,与肝纤维化有关｡HSC 从静息状态转化至成纤维细胞时,PPARγ 表达降低｡PPARγ 可以抑制TGF-β 1 和PDGFRβ 诱导的HSC激活[53],具有明确的抗纤维化作用｡罗格列酮增加PPARγ 表达,从而抑制HSC 激活｡在CCl4 刺激的大鼠慢性肝损伤模型中,基于M6P-HSA 的罗格列酮的递送增加了药物的肝脏积聚,抑制了HSC 的激活并减轻了纤维化[54]｡替米沙坦具有PPARγ 激动和AT1R 阻断双重作用,将其制备成纳米乳制剂,提高了肝纤维化的治疗效果[55]｡2.3.2 调控肝巨噬细胞在肝纤维化疾病中,驻留的KC 在损伤因素的刺激下发生激活,促使肝脏产生局部的炎症反应,并通过招募外周的MoMF,共同加剧了肝脏的纤维化程度｡巨噬细胞为纤维化治疗的重要靶细胞,本文从抗炎､抗氧化以及细胞极化相关治疗靶点的纳米制剂对其进行阐释｡ ① 抗炎:肝脏受到损伤时,KC 通过损伤相关分子模式(DAMPs)和病原体相关分子模式(PAMPs) 而发生激活｡主要是Toll 样受体(TLR)损伤信号[56],产生炎症小体,分泌炎症因子和趋化因子,并进一步加剧肝损伤和纤维化程度｡TLR 介导的肝脏炎症反应主要通过两条途径实施:TLR-TIRAP/MyD88-NF-κB 和TRIF/TRAMIRF-NF-κB(见图3)[57-58]｡Younis 等[59] 研究发现牛磺酸可以通过TLR4/NF-κB 信号转导的调节,产生抗纤维化作用｡Eritoran 作为一种TLR4 拮抗剂 TLR4 拮抗剂,当作用于纤维化小鼠时,显著下调了MyD88 和NF-κ B p65 的表达,缓解了小鼠的肝脏炎症及纤维化程度[60]｡ ② 抗氧化:当肝脏受到损伤时,巨噬细胞会释放大量的活性氧(ROS),诱导HSC 转型和HC 凋亡,从而加速纤维化进程,因此应用抗氧化剂可以抑制肝纤维化的发展｡据报道MoMF 释放的NOX2 所产生的ROS 会加重肝纤维化进程｡Maeda 等[61] 制备了一种甘露糖修饰的多巯基化人血清白蛋白纳米制剂(SH-Man-HSA),甘露糖修饰可使其靶向巨噬细胞的相关受体,多巯基化可以产生抗氧化作用,在小鼠肝纤维化模型中,SH-Man-HSA 明显改善了小鼠的纤维化症状,降低了氧化应激水平｡Shin 等[62] 采用 8- 羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)NOX 抑制剂 NOX 抑制剂,显著改善了模型大鼠的肝纤维化程度,并且证明了该药物可以抑制HSC 中NOX1 和NOX2 的表达｡肝脏中多种细胞均表达NOX,该抑制剂可以作用于多个细胞,抑制ROS 的生成以治疗疾病｡可以通过特定修饰,用纳米载体递送外源性的8-OHdG,实现对巨噬细胞的精准靶向｡此外,部分氧化还原型纳米粒也具有抗氧化和降低肝脏中氧化应激的作用,比如CeO2 纳米粒具有抗氧化和清除自由基的能力,利用其在KC 中的蓄积效应,显著降低NF-κ B 的表达,发挥抗炎活性,改善CCl4 诱导的急性肝损伤程度[63]｡氧化应激和炎症存在紧密联系,两者相互诱导并加重肝纤维化的恶性循环,如何发现高效抗氧化应激治疗肝纤维化的药物,需要明确相关通路的复杂联系及调节机制等｡ ③ 细胞极化:肝脏中未成熟的巨噬细胞可极化为M1 型(促炎型)和M2 型(抗炎型),其中Notch 通路可通过促进巨噬细胞向M1 表型和抑制其向M2 型转化,从而促进肝纤维化[64-65]｡当用γ - 分泌酶抑制剂 γ - 分泌酶抑制剂(GSI)抑制 γ - 分泌酶对Notch 受体的加工,Notch1 的表达下调[66]｡γ - 分泌酶是一种膜内蛋白水解酶,参与Notch 蛋白的切割和水解,使其进入细胞内,实现信号的转导｡当采用γ - 分泌酶抑制剂后,Notch 信号被阻断,导致TNF-α ､IL-6 和IL-10 等炎症因子表达降低,抑制巨噬细胞转型｡例如,DAPT 是一种小分子GSI 药物,当按50 mg·kg- 1 的剂量连续给药4 周后,大鼠的肝纤维化得到一定程度的缓解[67],其机制可能是DAPT 通过阻断Notch 途径抑制了aHSC,降低了HC 的凋亡｡然而,Notch受体有四个亚型,并且在多种细胞内广泛表达,GSI 的Notch 抑制作用范围较广,可能存在较大的毒副作用,针对特定细胞中具体亚型的Notch受体的靶向纳米制剂尤为重要｡二苯并氮杂䓬也是一种小分子GSI 药物,Richter 等[68] 将其包裹于PLGA 纳米粒(GSI NPs)用于缓解肥胖引起的肝纤维化,实验结果证明GSI NPs 不仅减少了小鼠肝脏葡萄糖的合成,改善了NASH 相关的纤维化和肝脏炎症,还显著降低了药物的胃肠道毒副作用｡2.3.3 抑制肝实质细胞凋亡肝细胞损伤及凋亡是引发肝纤维化恶化的根本原因,将药物高效递送至肝细胞发挥保肝护肝的功效是开发肝纤维化疗法尤为重要的研究领域｡脱唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)是一种在肝细胞高度表达的受体,可以与半乳糖或N- 乙酰半乳糖胺发生特异性结合｡将N- 乙酰半乳糖胺与寡核苷酸偶联后,可实现肝细胞靶向递送[69]｡Saraswathy 等[70] 开发了一种肝脏特异性诊断和治疗的探针,支链淀粉可以与ASGPR 特异性结合,将其修饰在超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPION)的表面,显示出优异的磁弛豫性,在磁共振(MRI)成像中展现出高对比度｡当与近红外染料Atto-700 结合,赋予材料双重成像能力｡该纳米制剂有望应用于肝纤维化的早期诊断以及后续磁热疗法,具备良好的临床应用价值｡清道夫受体B1(SR-B1)是一种高度糖基化的膜蛋白,在HC 中表达,介导由高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)相关的胆固醇的细胞摄取和转运,在脂质调控方面发挥重要作用[71]｡肥胖是一种脂质堆积的生理状态,脂质代谢受阻,会诱发NASH,使肝脏发生损伤,诱发肝纤维化｡Wang 等[72] 研究发现在遗传性肥胖小鼠中miR-24 过表达,抑制SR-B1 的作用,抑制HDL 对胆固醇的代谢和类固醇激素的合成,影响脂质代谢通路｡可通过纳米药物递送至肝脏,降低miR-24 表达,恢复脂质正常代谢途径,与抗纤维化药物共递送,发挥协同作用｡目前尚无该通路的纳米药物用于肝纤维化的治疗｡2.3.4 恢复LSEC 渗透性引起肝纤维化的各种损伤因素首先是作用于LSEC,导致LSEC 表型和功能变化,ECM 大量沉积继而形成肝窦毛细血管化,一方面严重阻碍了肝脏的物质交换从而降低了药物的递送效率,另一方面释放激活HSC 的信号,促进纤维化的发生发展｡因此,针对肝窦毛细血管化开发靶向LSEC 纳米制剂具有广泛的应用前景｡Yu 等[73] 开发了一种靶向LSEC 的辛伐他汀纳米粒,通过甘露糖修饰靶向LSEC 的甘露糖受体,刺激LSEC 中的KLF2-NO 信号传导将HSC 从活化转变为静止,缓解纤维化肝癌模型中的纤维化程度｡3肝纤维化治疗的局限性3.1 肝脏药物摄取低ECM 由成纤维细胞分泌,主要由胶原蛋白和非胶原糖蛋白构成,控制细胞的表型和功能｡在肝纤维化疾病中,HSC 被激活为成纤维细胞,分泌ECM,使其过量表达,在Disse 腔发生沉积｡致密的ECM 成为阻碍药物渗透的物理屏障,使药物无法到达响应的靶细胞而降低药效｡同时,ECM 过量表达,使得肝窦血管周围基质中的非致密胶原Ⅳ被致密的胶原Ⅰ和Ⅲ替换,影响基底膜的结构｡ LSEC 作为肝窦壁的组成细胞,在正常生理状态下,其带有窗孔结构,缺乏基底膜,使得肝血窦通透性高,便于进行物质交换｡当肝脏发生损伤时,Disse 间隙发生纤维化,异常表达的ECM 影响窗孔渗透性｡在纤维化疾病中, VEGFR 上调导致LSEC 发生毛细血管化､窗孔减少及组织渗透性逐渐降低,使得药物无法穿过ECM 屏障到达HSC 或KC 等靶细胞,显著降低了纳米药物的递送效率｡ECM 也是肿瘤细胞微环境的重要组分之一,其结构致密并具有刚性,可阻碍药物的穿透从而降低药物的有效摄取｡因此,可以考虑将针对肿瘤的治疗策略应用于肝纤维化的治疗中,针对ECM 的主要成分改善药物的渗透性｡早在2004 年,Eikenes 等[74] 已将胶原酶用于骨肉瘤的研究中,通过降解ECM,使肿瘤摄取药物增加了2 倍｡至于肝纤维化,目前已有报道利用胶原酶修饰递送载体以降解ECM 广泛分布的胶原,使得致密的ECM 出现孔道,便于纳米药物到达HSC 而发挥药效｡将抗纤维化药物联合赖氨酰氧化酶抑制剂､透明质酸酶､透明质酸合成酶抑制剂,均是提高药物跨越LSEC 或ECM递送屏障的策略｡3.2 非特异性细胞摄取递送效率低纳米制剂可以通过特定修饰突破细胞外基质屏障,共递送改善LSEC 毛细血管化,提高制剂渗透性｡然而,非特异性的细胞摄取也是降低纳米药物递送效率的一个重要因素｡肝脏中的细胞丰富,驻留的KC 对纳米粒产生较强的非特异性摄取,加速纳米粒的内吞和清除,使得药物到达靶细胞的药量降低,因此大部分的纳米制剂递送效率并不理想｡外泌体是一种包含核酸和蛋白的囊泡,可由多种细胞产生｡在正常和疾病状态下,细胞均可分泌外泌体,外泌体携载多种miRNA,并且随疾病进展其表达水平不同,比如前面提到的miR-142-3p,可将高表达特定miR 的外泌体应用于肝纤维化的新靶点或新疗法的开发｡再者,外泌体可以从机体内获取,具有良好的生物相容性,不同细胞来源决定了外泌体功能的差异,比如来源于NK 细胞的外泌体可抑制TGF-β 诱导的HSC的激活,显著改善了CCl4 诱导的肝纤维化[75]｡来源于间充质干细胞(MSC)的外泌体通过修复损伤的肝组织,表现出较好的治疗作用[76]｡与传统纳米制剂相比,这一类胞外囊泡除了具备良好的生物相容性,其归巢效应可产生更高效的靶向｡此外,HSC､LSEC 以及胆管细胞等非实质细胞也可分泌外泌体在细胞间传递生物信息｡其中,肝细胞来源的外泌体可以促进肝脏的修复和再生[77],对于治疗肝损伤有着重要意义｡要将外泌体用于临床转化,其大规模的工业化生产还存在挑战:首先,其对体内的作用机制和功能尚未完全阐释,不同来源的外泌体差异较大;其次,外泌体的分离和纯化技术仍有待提高;最后,如何确保批次间稳定性也是值得思考的问题｡3.3 早期诊断手段缺乏肝纤维化是由多种致病因素导致的肝脏病理损伤,若得不到及时的治疗,清除致病因素,不可避免会发展成肝硬化和肝癌,甚至危及生命｡肝脏在受损初期难以诊断,只有当肝纤维化或肝硬化程度相当严重时,才可通过一些影像学手段检查得以发现｡随着药物诊疗学的不断进步,肝纤维化的定量诊断目前也是肝病领域的研究热点,尤其是针对肝纤维化的早期诊断与分级对患者的治疗至关重要｡其中,开发高灵敏度､无创伤及强特异性的造影剂或小分子探针仍是肝纤维化诊断领域的主流方向,比如超顺磁性氧化铁纳米作为MRI 造影剂[62] 被广泛应用于诊断领域,可以采用特异性的靶头修饰进行不同肝脏细胞的标记,并联合具有治疗作用药物的进行共递送,构建多功能的诊疗药物递送系统｡再者,ECM大量分泌的胶原也是评价肝纤维化的重要指标之一,Pomper 等[78] 首次采用环状多肽EP-3533 修饰Gd 纳米粒,特异性靶向Ⅰ型胶原用于多种纤维化疾病的高效成像｡此外,近年来超声弹性成像的诊断效果接近病理诊断,优于血清标志物的检测,已成为目前肝纤维化诊断的常用方法之一｡有学者采用cRGD 修饰的PLGA 包裹的全氟辛基溴(PFOB)纳米粒,通过靶向整合素α v β 3受体可以显著区分肝纤维化区域与临近的正常肝组织[79]｡然而,上述手段均存在肝毒性以及对体内其他脏器组织损害的风险,制约其转化至临床应用｡4结论与展望肝纤维化是一个由多种致病机制相互作用､相互促进的极其复杂的病理过程｡从LSEC 毛细血管化到HSC 的活化,ECM 的沉积,巨噬细胞的炎症反应以及HC 的凋亡等病理过程,环环相扣,对其中的任何一个或多个关键过程进行有效干预都将对逆转肝纤维化起着积极的作用｡现有的纳米药物主要以HSC 为靶点,通过直接或间接手段抑制HSC 的激活通路或促进 aHSC 凋亡,从而改善肝纤维化的程度｡此外,通过纳米载体递送抗氧化及抗炎药物以降低巨噬细胞产生ROS的水平,调控招募炎症细胞浸润以及巨噬细胞极化也是重要的治疗策略｡为提高药物递送的效率和治疗效果可以从以下几个方向思考:① 优化纳米载体的理化性质以提高药物在肝脏的分布;②筛选多靶点的药物进行共递送治疗,通过协同机制缓解肝纤维化;③ 结合新型诊断技术,深入研究不同阶段肝纤维化对药物递送的影响,从而为开发新一代的药物递送载体以增强肝纤维化治疗效果提供参考｡参考文献详见《中南药学》2022 年 6 月第20 卷第 6 期文章信息源于公众号凡默谷，登载该文章目的为更广泛的传递行业信息，不代表赞同其观点或对其真实性负责。文章版权归原作者及原出处所有，文章内容仅供参考。本网拥有对此声明的最终解释权，若无意侵犯版权，请联系小编删除。学如逆水行舟，不进则退；心似平原走马，易放难收。行舟Drug每日更新欢迎订阅+医药大数据|行业动态|政策解读