紅細(xì)胞藥物載體研究春光無限

1973年，Ihler等觀察到破裂的紅細(xì)胞在一定條件下可發(fā)生重新包封的現(xiàn)象，紅細(xì)胞內(nèi)釋放出來的物質(zhì)(如血紅蛋白)部分又重新被包封在紅細(xì)胞內(nèi)部，隨后Ihler等首次用載體紅細(xì)胞作為酶在體內(nèi)運(yùn)送的載體進(jìn)行遺傳性代謝疾病的治療并獲得成功。從此，以紅細(xì)胞作為藥物載體的研究相繼展開。

同其他的一些藥物載體相比，紅細(xì)胞具有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：具有其他藥物載體無法比擬的生物兼容性和生物可降解性；可以增加藥物的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)藥物的半衰期；藥物包埋在紅細(xì)胞中可以增強(qiáng)其生物靶向性；被包埋藥物的緩慢、持續(xù)低劑量釋放可以減輕藥物的毒副作用。由于紅細(xì)胞載體獨(dú)特的優(yōu)越性，近年來已有多種藥物以及酶、肽、蛋白質(zhì)和核酸等生物活性物質(zhì)被包埋進(jìn)載體紅細(xì)胞中用于研究和臨床治療。可以說，以紅細(xì)胞作為藥物載體的研究春光無限。

藥物遞送的載體

代表品種：甲氨蝶呤、阿霉素、地塞米松

迄今為止，紅細(xì)胞被發(fā)現(xiàn)可以作為抗腫瘤藥物、抗感染藥物、鐵離子螯合劑、抗氧化劑等多種藥物的遞送載體，在使用紅細(xì)胞作為藥物載體的體內(nèi)和體外研究中抗腫瘤藥物占了大部分。

除了最早被包埋進(jìn)紅細(xì)胞的抗腫瘤藥物放射菌素D以外，另一種經(jīng)研究證實(shí)效果較好的以紅細(xì)胞為載體的抗腫瘤藥物為甲氨蝶呤。相關(guān)研究表明，包埋在紅細(xì)胞內(nèi)的甲氨蝶呤可以延長(zhǎng)負(fù)肝腹水細(xì)胞瘤的小鼠的平均存活時(shí)間，而且用膜穩(wěn)定劑或其他一些方法處理后可以改善包載甲氨蝶呤的紅細(xì)胞對(duì)網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的靶向性，如用戊二醛處理的包載甲氨蝶呤的犬紅細(xì)胞可將藥物選擇性地靶向至肝，用NHS-生物素處理的包埋甲氨蝶呤的紅細(xì)胞是一種肝特異性遞送載體。

以紅細(xì)胞包埋阿霉素也獲得了成功。包埋在紅細(xì)胞中的阿霉素的慢速釋放可以增強(qiáng)其抗腫瘤活性，減輕副作用，特別是對(duì)心臟的毒性。Mishra等將阿霉素鹽酸包埋進(jìn)紅細(xì)胞后，對(duì)其體內(nèi)和體外特性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明藥物的半衰期和生物利用度增加。以紅細(xì)胞作為載體遞送的其他一些抗腫瘤藥物還包括博來霉素、柔紅霉素、依托泊苷、卡鉑等。

在載體紅細(xì)胞中包埋的皮質(zhì)甾類藥主要是地塞米松，相關(guān)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)已在兔和人體中進(jìn)行。在兔紅細(xì)胞中包載的地塞米松經(jīng)靜脈內(nèi)注射后在體內(nèi)表現(xiàn)為慢速釋放，其半衰期要遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于注射的游離藥物。國外研究表明，在給予包埋地塞米松的紅細(xì)胞后約2～5天仍可保護(hù)兔免于組胺引起的炎癥反應(yīng)，其抗炎效果持續(xù)時(shí)間與載體紅細(xì)胞在體內(nèi)的存活時(shí)間相一致。將包載地塞米松21-磷酸的紅細(xì)胞給予慢性梗阻性肺病的患者后7天仍可在血液中檢測(cè)到地塞米松。包載地塞米松21-磷酸的紅細(xì)胞作為生物反應(yīng)器將非擴(kuò)散的地塞米松21-磷酸轉(zhuǎn)化為可以擴(kuò)散的地塞米松。

酶遞送的載體

代表品種：L-天冬酰胺酶、ADH+AIDH

酶被廣泛用于一些酶缺陷相關(guān)疾病的替代治療，如Gaucher's病、半乳糖血癥（galactosemia）等，也可以作為藥物治療不同的疾病。由于酶在血漿中的半衰期很短，而且會(huì)對(duì)一些組織產(chǎn)生毒性作用，因此一般情況下不能直接進(jìn)行注射，而用紅細(xì)胞對(duì)酶進(jìn)行包埋可以很好地解決以上問題。

用紅細(xì)胞作為酶的載體用于治療遺傳性代謝疾病最早是由Ihler和Zimmermann等人提出的。載體紅細(xì)胞在裂解后酶才會(huì)被釋放至循環(huán)中，或者積累在網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)中。在某些情況下包載酶的紅細(xì)胞可以作為生物反應(yīng)器，在紅細(xì)胞內(nèi)將底物催化，然后將產(chǎn)物釋放出去。

在酶治療中研究最廣泛的是將包載L-天冬酰胺酶的紅細(xì)胞用于治療小兒腫瘤。淋巴組織瘤不能合成天冬酰胺，需要依賴于正常組織產(chǎn)生的天冬酰胺。L-天冬酰胺酶可以降解對(duì)腫瘤細(xì)胞非常重要的精氨酸，從而有助于抑制一些腫瘤，主要是小兒的急性淋巴細(xì)胞白血病（ALL）。經(jīng)紅細(xì)胞包埋后，天冬酰胺酶的循環(huán)半衰期可以延長(zhǎng)至7天，動(dòng)物模型和人體實(shí)驗(yàn)表明，靜脈內(nèi)注射包載天冬酰胺酶的紅細(xì)胞的作用時(shí)間較注射游離的酶要長(zhǎng)。

在紅細(xì)胞中包裹乙醇脫氫酶（ADH）和乙醛脫氫酶（AlDH）可以緩解由于血液中乙醇和乙醛過度積累導(dǎo)致的慢性酒精中毒。有研究表明，包載ADH+AIDH的紅細(xì)胞治療的急性酒精中毒鼠血漿中酒精濃度比對(duì)照組低43％，對(duì)乙醇的清除值達(dá)0.39毫升/分鐘，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)照組的0.2毫升/分鐘。

Baysal等人將脲酶和丙氨酸脫氫酶包載在人紅細(xì)胞中，這種載體在體外可協(xié)同作用將脲轉(zhuǎn)換為碳酸氫鹽和丙氨酸，有可能用于治療慢性腎衰竭病人的高血脲癥。Bax等用紅細(xì)胞包載經(jīng)聚乙二醇（PEG）修飾的腺苷脫氨酶，結(jié)果發(fā)現(xiàn)包載可以顯著延長(zhǎng)該酶的半衰期，同時(shí)可以維持有效的治療濃度，有望用于治療腺苷脫氨酶缺乏或不足。

核酸遞送的載體

代表品種：AZT+DDI、肽核酸

以紅細(xì)胞包載抗病毒藥物用于艾滋病（AIDS）的治療是紅細(xì)胞載體最有前途的治療性應(yīng)用之一。胸苷類似物AZT和核酸類似物DDI是逆轉(zhuǎn)錄酶的抑制劑，將它們包埋在紅細(xì)胞中可以用作抗HIV感染的治療。在鼠AIDS模型上應(yīng)用包埋在紅細(xì)胞中的AZT+DDI后，鼠巨噬細(xì)胞中前病毒DNA的含量顯著低于用游離AZT+DDI處理的小鼠。用裝載有谷胱甘肽（GSH）的紅細(xì)胞包埋AZT也可以保護(hù)淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞不被HIV感染，并且淋巴細(xì)胞藥物福達(dá)拉濱（flu鄄darabine）可以清除被感染的細(xì)胞。在鼠AIDS模型中使用包載AZT前藥的紅細(xì)胞也可以獲得相似的結(jié)果。

近年來肽核酸（PNA）反義核酸技術(shù)在臨床應(yīng)用中日益凸顯其優(yōu)勢(shì)，但是同大多數(shù)DNA和RNA寡核苷酸不一樣，肽核酸穿越細(xì)胞膜的能力很差，這大大限制了其應(yīng)用。將肽核酸包埋在紅細(xì)胞中可以增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)肽核酸的攝取。Chiarantini等在體外研究中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)ZnCl2和BS3處理的包埋有14-mer抗一氧化氮合成酶iNOS的反義PNA的紅細(xì)胞載體可以被鼠巨噬細(xì)胞特異性攝取，反義PNA進(jìn)入巨噬細(xì)胞后可以降低巨噬細(xì)胞中iNOS蛋白的表達(dá)和NO的產(chǎn)生。他們又對(duì)3種不同的反義肽核酸的遞送方法進(jìn)行了比較研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)將反義肽核酸吸附至微球上或者包載至紅細(xì)胞中可在鼠巨噬細(xì)胞中顯示反義活性。同對(duì)照相比，用包載iNOS反義肽核酸的紅細(xì)胞處理的巨噬細(xì)胞中iNOS蛋白水平較對(duì)照下降40％，同時(shí)NO產(chǎn)生也下降30％，而紅細(xì)胞載體處理與否，iNOSmRNA的水平?jīng)]有顯著不同。

疫苗遞送的載體

代表品種：白喉毒素、破傷風(fēng)毒素

在疫苗研究中紅細(xì)胞可以作為天然的載體和抗原的佐劑。Polvani等使用低滲透析法在鼠紅細(xì)胞中包埋了3種細(xì)菌類毒素：白喉毒素的突變體、破傷風(fēng)毒素和百日咳毒素的雙突變體。通過多次靜脈內(nèi)注射包埋不同毒素的紅細(xì)胞和溶解在生理鹽水中相同劑量的毒素，檢測(cè)針對(duì)每種抗原的特異性抗體和中和抗體的滴度以比較研究它們誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體的能力。結(jié)果表明用紅細(xì)胞包埋的白喉毒素和破傷風(fēng)毒素免疫后產(chǎn)生的抗體滴度要高于用相應(yīng)游離的毒素免疫產(chǎn)生的抗體滴度。Murray等的研究也證明采用紅細(xì)胞包載抗原進(jìn)行免疫可以誘導(dǎo)體液免疫，其效果相當(dāng)于或者優(yōu)于皮下免疫的佐劑抗原。

除了以上一些藥物外，包埋在紅細(xì)胞載體中進(jìn)行遞送的藥物還有重組人紅細(xì)胞生成素（EPO）、肝素、細(xì)胞因子白介素-3等。另外，將載體紅細(xì)胞與真核細(xì)胞融合可以將包埋在紅細(xì)胞中的物質(zhì)“微注射”入真核細(xì)胞中。載體紅細(xì)胞也可以用于研究包埋某些物質(zhì)以研究這些物質(zhì)在紅細(xì)胞內(nèi)的代謝，或者觀察這些物質(zhì)對(duì)正常細(xì)胞的影響。