CN106798725A - 一种虫草素纳米脂质体及其制备方法与抗肿瘤活性应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于医药技术领域，公开了一种虫草素脂质体及其制备方法与抗肿瘤活性应用。虫草素体内易被降解失活，本发明产物的体内外抗肿瘤活性结果表明虫草素脂质体对肝癌有显著抑制作用，表明本发明提供的脂质体剂型很好的保持了虫草素的体内活性。虫草素脂质体现有制备方法难以获得高包封率。本发明所述脂质体包括虫草素、磷脂、胆固醇、表面活性剂和抗氧化剂。其制备方法为pH梯度法与逆向蒸发法联合使用。该方法获得的脂质体包封率高(≥90％)，粒径均匀，稳定性好。

Description

一种虫草素纳米脂质体及其制备方法与抗肿瘤活性应用

技术领域：

本发明属于新药研发技术领域，特别涉及一种虫草素纳米脂质体及其制备方法与抗肿瘤活性应用。

背景技术：

虫草素(cordycepin)又称虫草菌素、蛹虫草素，是最早从蛹虫草中提取出来的活性单体成分，有研究表明，虫草素能促进细胞分化，抑制mRNA的合成，并诱导细胞凋亡，从而抑制多种肿瘤细胞生长(Tuli HS，Sharma AK，Sandhu SS，Kashyap D.Cordycepin：Abioactive metabolite with therapeutic potential.Life Sci.2013，93(23)：863-869.)。不过，也有相关报道，在体外具有的广泛而强大的抑制肿瘤细胞生长的虫草素在体内几乎没有活性。研究表明，虫草素在体内易被体内的腺苷脱氨酶(ADA)降解成为无抗肿瘤活性的3′-脱氧肌苷(Frederiksen S，Malling H，Klenow H.Isolation of 3’-deoxyadenosine(cordycepin)from the liquid medium of Cordycepsmilitaris.Biochimica et Biophysica Acta(BBA)-Nucleic Acids andProtein.Synthesis 1965，95：189-193.)，使虫草素失去其生理活性，从而大大降低了虫草素的临床药用价值。美国国家癌症研究所(NCI)将虫草素与ADA抑制剂2′-脱氧助间型霉素(喷司他丁)联合使用，维持体内虫草素浓度用于白血病，尤其是毛细胞性白血病的治疗，效果较好，已经完成了一期临床实验，正在进行二期临床实验(Dalla RL，da Silva AS，Gressler LT，Oliveira CB，Dambros MG， Miletti LC，et al.Cordycepin(3’-deoxyadenosine)pentostatin(deoxycoformycin)combination treatment of miceexperimentally infected with Trypanosoma evansi.Parasitology 2013，140：663-671.)。但是ADA是正常人体广泛存在的嘌呤核苷代谢中重要的酶类，在免疫细胞表面表达，对免疫系统的发展非常重要，使用ADA抑制剂存在潜在风险。

为解决虫草素在体内易被酶破坏而失去活性的问题，虫草素脂质体的制备或许是一种较好的解决方法。具有磷脂双分子层膜的脂质体作为虫草素的载体，既可以使虫草素受到磷脂双分子层膜的保护避免受到体内酶的降解破坏，又可以发挥脂质体靶向定位的作用，从而能够充分发挥虫草素在体内的生理活性。

脂质体作为一种新型药物载体，因其脂质双分子层与生物膜有较大的相似性与组织相溶性，易于被组织吸收，毒副作用小等优点受到较大的关注。脂质体包裹药物为物理过程，不改变药物分子结构，可降低药物毒性、减少药物使用量，具有缓释和控释作用，可作为药物的一种良好载体。

脂质体的制备方法可以分为两大类：被动载药法和主动载药法。所谓被动载药法是指脂质体的形成和药物的装载是在同一步骤中完成，如：薄膜分散法、逆相蒸发法、乙醇注入法，二次乳化法等；主动载药法则是指先形成空白脂质体，再借助特定的梯度来实现药物的装载，如pH梯度法、硫酸铵梯度法等。逆向蒸发法是通过使用和水不混溶的有机溶剂(如乙醚、氯仿等)溶解脂类物质，随后将脂相溶液与水相溶液(含有药物)混合，进行超声直至形成稳定的W/O型乳剂。减压旋转蒸发除去有机溶剂，就会得到凝胶态物质，滴加适量磷酸盐缓冲液帮助将凝胶态物质洗下，继续减压蒸发有机溶剂，即形成脂质体。此法适用于包裹水溶性药物及大分子生物活性物质等。pH梯度法首先通过一定的手段形成空白脂质体后就可以采用透析、柱层析以及pH值调整等手段置换脂质体的外相，造成磷脂膜内外的pH梯度，形成跨膜梯度后，就可以在适宜的温度下完成药物的装载。适用于两亲性药物的包载。

山东轻工业大学的王成明等使用逆向蒸发法方法制备了虫草素脂质体，即使其对所用卵磷脂及胆固醇进行了纯化，并在这基础上对卵磷脂/胆固醇、虫草素浓度、有机相/水相三种因素进行了考察，并实现了配方优化，但包封率只达到50.81％，远达不到药典要求的脂质体包封率，且其没有继续进行虫草素脂质体体内活性的验证(王成明；虫草素/脂质体的制备及生物活性研究[D]；山东轻工业学院)。

而本课题组采用“pH梯度法-逆相蒸发法”二种制备方法联用制得的虫草素及其衍生物脂质体包封率可达到90.89％；并研究了该脂质体的体内外活性，证明其均有良好的抗肿瘤活性，为其走向临床奠定了实验基础。

发明内容

为了保持虫草素在体内的活性，本发明的目的是提供一种新型给药系统：虫草素纳米脂质体。本发明的另一目的在于提供该纳米脂质体的高包封率的制备方法，本发明的第三个目的是提供该纳米脂质体作为制备用于肿瘤药物的应用。

本发明的虫草素纳米脂质体以下述重量百分比的原料组成：虫草素0.1-10％，磷脂10-80％，固醇10-40％，脂质体表面活性剂0-30％，抗氧化剂0-10％，其余为去离子水。

如权利要求1所述的虫草素脂纳米质体，其特征在于：所述脂质体中磷脂可以为蛋黄卵磷脂、氢化蛋黄卵磷脂、大豆磷脂、氢化大豆卵磷脂、二硬脂酰磷脂酰胆碱。

进一步所述的固醇可以为胆固醇、二氢胆固醇或麦角固醇。

进一步所述的表面活性剂可以为吐温80、甘露醇、脂肪酸甘油酯或单硬脂酸甘油酯。

进一步所述的所述的抗氧化剂可以为维生素C、E、丁基羟基茴香醚或二丁基羟基甲苯。

为了实现第二个发明目的，所述的虫草素纳米脂质体的制备方法采用“pH梯度法-逆向蒸发法”联合法，具体包括以下步骤：(1)将磷脂、固醇和附加剂置于容器中，加入有机溶剂溶解，形成澄清透明液体，作为有机相；(2)将虫草素或其衍生物加入到内水相为pH4.0的酸性缓冲液中混匀，将其加入到有机相中，用高剪切分散乳化机乳化，得到W/O型乳状液；(3)将上述乳状液经减压旋转蒸发去除有机溶剂，至形成凝胶状脂质，继续旋蒸，直至凝胶脱落，形成脂质体混悬液；(4)将上述脂质体混悬液以1.0mol/L的碱性溶液调节pH至7-7.4，再以pH 7.4的碱性缓冲液调节浓度至0.1-0.3mol/L；(5)将所得溶液经探头式超声乳化，并将其置于30-70℃水浴中一定时间，取出后立即冰水浴冷却，既得W/O型脂质体混悬液；(6)将得到的W/O型脂质体混悬液分别过0.45μm和0.22μm滤膜得到纳米脂质体。

特别的该制备方法中有机溶剂可以是氯仿或甲醇。

第三个方面，本发明提供该纳米脂质体作为制备用于肿瘤药物的应用，其中所述肿瘤包括：肝癌、白血病。

进一步，药物剂型为静脉注射剂。

本发明提供的虫草素纳米脂质体解决了虫草素临床应用的以下难题：(1)虫草素直接给药，在体内很快被ADA清楚，半衰期短。临床用药同时用ADA抑制剂虽然避免了被快速降解，但ADA抑制剂的使用有安全隐患。本发明将虫草素制成纳米脂质体的剂型，避免了虫草素被快速降解，发挥了其体内药理活性。该发明体内外实验结果表明虫草素及其脂质体均有抑制肿瘤细胞增殖活性。经过体内药理试验表明，虫草素脂质体高、中剂量能明显抑制H22荷瘤小鼠瘤体的生长，其抑制率可达64.9％，有效地抑制了肿瘤的增殖。(2)虫草素作为一种弱碱性水溶性药物很难获得高的包封率，本发明所提供的方法的优点在于综合了两种方法的优点。逆向蒸发法本身适于制备包裹水溶性药物的脂质体，pH梯度法适于制备包裹弱碱性药物的脂质体，两方法联用的到的脂质体的包封率显著优于单独一者的包封率。本方法用于虫草素脂质体的制备使药物包封率达到90.89％，载药量达到2.03％。制得的虫草素纳米脂质体粒径均匀，稳定性高。粒径平均为93.70nm，多分散系数PDI＝0.185，证明其均匀性好且粒径小。从而使虫草素在体内有储库效应和靶向性，药物在体内存留时间延长，有利于病理部位和肿瘤组织的吸收，提高疗效。

附图说明

图1为按本发明制备虫草素纳米脂质体的流程图。

图2为按虫草素脂质体的粒径分布图。

图3脂质体放大8万倍的电镜照片。

具体实施方式

本发明通过以下实施例进一步详述，需要说明的是：下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

实施例1

采用PH梯度法或逆向蒸发法制得磷脂为氢化大豆卵磷脂的虫草素脂质体

制法：(1)pH梯度法

①把处方量的卵磷脂、胆固醇、吐温80和V_E溶解在10ml氯仿中成澄清溶液，在45℃水浴中减压旋蒸除尽氯仿，形成均匀类脂薄膜。

②加入10mlpH4.0的柠檬酸缓冲液，45℃水浴中常压旋转水化20分钟，然后再在45℃水浴中磁力搅拌水化1小时，探头超声70秒(功率360W，超3秒停4秒)，再分别过0.45μm和0.22μm的微孔滤膜法进行整粒，得空白脂质体。

③加入虫草素溶液，并用1mol/L的磷酸氢二钠溶液调节pH值7-7.4，置入45℃水浴中孵化20分钟，随后立即冰浴冷却，即得虫草素脂质体，测得包封率为39.23％。

(2)逆向蒸发法

①将卵磷脂、胆固醇、吐温80、V_E等脂溶性成分溶于10ml氯仿中成澄清溶液，再滴入5ml溶有虫草素的PH7.4的PBS溶液，探头超声直至形成稳定的W/O型乳剂。

②将乳剂置37℃水浴中减压旋转蒸发除去氯仿，在瓶壁上形成凝胶(可补加少许PH7.4的PBS溶液)，继续旋转蒸发使瓶壁上的凝胶脱落。常压下旋转水化20分钟，然后再置入45℃水浴中振荡30min，探头超声70秒(360W，超3秒停4秒)，然后过0.45μm和0.22μm滤膜进行整粒，既得虫草素脂质体，测得其包封率为46.74％。

实施例2

采用“PH梯度法-逆向蒸发法”二者联用制得磷脂为氢化大豆卵磷脂的虫草素脂质体

制法：①将卵磷脂、胆固醇、吐温80、V_E等脂溶性成分溶于10ml氯仿中成澄清溶液。

②将虫草素溶于5ml PH4.0的柠檬酸缓冲液中，缓慢加入油相中，剪切乳化直至形成稳定的W/O型乳剂。

③将乳剂置37℃水浴中减压旋转蒸发除去氯仿，在瓶壁上形成凝胶(可补加少许PH7.4的PBS溶液)，继续旋转蒸发使瓶壁上的凝胶脱落。

④1mol/L的磷酸氢二钠溶液调外水相PH值至7.0左右，PH7.4的PBS缓冲液液调节外水相浓度，探头超声70秒(360W，超3秒停4秒)，得均匀乳液。

⑤置于55℃水浴中振荡30min，取出后立即冰浴冷却，然后过0.45μm和0.22μm滤膜进行整粒，既得虫草素脂质体，测得其包封率为90.89％。

实施例3

脂质体包封率的测定

方法均采用葡聚糖凝胶法，具体步骤如下：

1，取制得的虫草素脂质体0.5ml，慢慢加入预先饱和的葡聚糖凝胶柱G-25中，生理盐水洗脱，流速0.9ml/min，收集游离药物部分，重复收集三份，记为样品1、样品2、样品3，高效液相色谱法测定游离药物洗脱液中虫草素含量。另外，取0.125ml虫草素脂质体，用0.875ml的甲醇破乳，过0.45μm有机滤膜后得样品，记为样品总，经过液相定量测定，其值的4倍作为0.5ml脂质体中总的虫草素含量。

2，虫草素含量测定液相色谱条件

仪器：Agilent 1100 series高效液相色谱仪(G1311A四元泵，G1314A VWD检测器，G1379A在线脱气机，Agilent Chem工作站)

色谱柱：GRACE Apollo C18色谱柱(250×4.6mm，5μm)

流动相：甲醇(10％→60％in 30min)-水(90％→40％in 30min)

流速：0.8ml/min

柱温：室温

检测波长：260nm

进样量：10μl

3，包封率计算：

实施例4

虫草素脂质体的粒径分布测定

将上述制备的虫草素脂质体用高纯水稀释至磷脂含量大概为0.1g/L，使用激光散射粒径分析仪测定虫草素脂质体的粒径分布，结果如图2。

测定结果表明，虫草素脂质体的平均粒径为93.70nm，多分散系数PDI＝0.185，说明所制备的虫草素脂质体的粒径小且较均匀。

实施例5

虫草素脂质体的显微观察

将制备的虫草素脂质体稀释20倍，点样至专用小铜网上，然后用2％的磷钨酸溶液负染，滤纸吸干多余的染液，再放置在大功率灯泡下烘干，然后置透射电子显微镜下观察并拍照，结果如图3所示。

由电镜观察结果可知，逆相蒸发法所制备的虫草素脂质体呈类圆形或椭圆形，粒径较均匀，微观形态较好。

实施例5

虫草素纳米脂质体对Bel-7402细胞毒性实验

试药：虫草素，自制(纯度98％)；虫草素纳米脂质体

细胞株：Bel-7402细胞(人肝癌细胞株)购自北医医院病毒所，置于37℃、饱和湿度、5％CO2培养箱中用DMEM培养。

方法

取对数生长期的Bel-7402细胞，用0.25％的胰酶消化，计数细胞密度为5×10⁴个·mL^-1的细胞悬液，接种于96孔板，每孔100μL细胞悬液，培养12h贴壁后更换培养液并加药，37℃、5％CO₂浓度，饱和湿度培养48h，550nm为检测波长，以每组各孔吸光度A值的平均值作为各组A值。另设空白对照一组，虫草素溶于高纯水。根据公式：抑制率＝(1-加药组A值/对照组A值)×100％，计算虫草素和虫草素脂质体对Bel-7402细胞的抑制率。根据前期实验结果，虫草素给药终浓度选取200、100、50、25、12.5ug·mL^-1五个剂量点。

统计学处理采用SPSS 11.5统计软件，数据形式采用mean±SD的形式表示，组间比较采用单因素方差分析，检验水准α＝0.05。

结果

虫草素及虫草素脂质体对Bel-7402细胞均有明显的增殖抑制活性，虫草素及其脂质体对Bel-7402的半数抑制率浓度均为25μg·mL^-1。抑制率见表1。

表1虫草素和虫草素脂质体对Bel-7402细胞增殖抑制作用

*p＜0.05vs对照组，**p＜0.01vs对照组

实施例6

虫草素纳米脂质体对H22荷瘤小鼠的影响

方法

取小鼠90只，雄性，体重18～22g，随机将90只小鼠分为9组：阴性对照组，阳性药组，空脂质体对照组、虫草素及其脂质体分为高、中、低剂量组。每组10只小鼠，各组间体质量无差异(P＞0.05)。模型组以生理盐水0.2mL·d^-1灌胃。阳性药组以5-Fu(给药剂量为80mg·kg^-1)，0.2mL隔天腹腔注射。其他组以0.2mL·d^-1尾静脉注射，根据相关文献的用量报道，虫草素组和虫草素脂质体组中的给药量按虫草素剂量计算，分别为16mg·只^-1·d^-1；8mg·只^-1·d^-1；4mg·只^-1·d^-1。尾静脉注射给药。连续给药10天后，第11天引颈处死小鼠，剥瘤、称质量、计算抑瘤率。局部实体瘤生长的抑制率＝(1-实验组平均瘤重/模型组平均重)x100％。

对免疫器官的影响

引颈处死小鼠后，分离胸腺、脾脏，剔除周围结缔组织和脂肪，用滤纸吸干脏器表面水分，称质量，计算脏器指数。胸腺(脾脏)指数＝胸腺(脾脏)质量(mg)/体质量(g)。

统计学处理采用SPSS 11.5统计软件，数据形式采用mean±SD的形式表示，组间比较采用单因素方差分析，检验水准α＝0.05。

结果

体内实验各组对荷瘤小鼠体重的影响

给药前后各组小鼠体质量均无影响，与对照组相比无统计学差异。

表2荷瘤小鼠给药前后体质量的变化

虫草素及虫草素脂质体对荷瘤小鼠的抑瘤作用

虫草素脂质体组对小鼠肿瘤有生长抑制作用，其中高、中剂量组抑瘤活性最强，抑制率为64.9％、62.3％，低剂量组活性较低，抑制率达到38.4％，虫草素组则对小鼠肿瘤无生长抑制作用。抑制率见下表。

表3虫草素和虫草素脂质体不同浓度对荷瘤小鼠肿瘤生长抑制作用

*p＜0.05vs对照组，**p＜0.01vs对照组

虫草素及虫草素脂质体对荷瘤小鼠免疫系统的影响

阳性药组对小鼠的胸腺及脾脏指数有明显的抑制作用。虫草素及虫草素脂质体各组不影响胸腺指数和脾指数，各组与对照组相比无统计学差异。胸腺指数和脾指数结果见表4。

表4虫草素和虫草素脂质体不同浓度对荷瘤小鼠胸腺和脾重的影响

*p＜0.05vs对照组，**p＜0.01vs对照组

Claims (10)

1.虫草素纳米脂质体，其特征在于所述脂质体中各成分的重量百分比为：虫草素1～20％，磷脂10～80％，固醇10～40％，脂质体表面活性剂0～30％，抗氧化剂0～10％，其余为去离子水。

2.如权利要求1所述的虫草素纳米脂质体，其特征在于所述脂质体中各成分的重量百分比为：虫草素1～10％，磷脂20～70％，固醇10～30％，脂质体表面活性剂1～30％，抗氧化剂0.1～8％，其余为去离子水。

3.如权利要求1所述的虫草素脂纳米质体，其特征在于：所述脂质体中磷脂可以为蛋黄卵磷脂、氢化蛋黄卵磷脂、大豆磷脂、氢化大豆卵磷脂、二硬脂酰磷脂酰胆碱。

4.如权利要求1所述的虫草素纳米脂质体，其特征在于：所述脂质体中固醇可以为胆固醇、二氢胆固醇或麦角固醇。

5.如权利要求1所述的虫草素纳米脂质体，其特征在于：所述脂质体中脂质体表面活性剂可以为吐温80、甘露醇、脂肪酸甘油酯或单硬脂酸甘油酯。

6.如权利要求1所述的虫草素纳米脂质体，其特征在于：所述脂质体中抗氧化剂可以为维生素C、E、丁基羟基茴香醚或二丁基羟基甲苯。

7.如权利要求1所述的虫草素纳米脂质体的制备方法，其特征在于：采用如下方法“pH梯度法-逆向蒸发法”制备而成，具体包括以下步骤：(1)将磷脂、固醇和附加剂置于容器中，加入有机溶剂溶解，形成澄清透明液体，作为有机相；(2)将虫草素或其衍生物加入到内水相为pH 4.0的酸性缓冲液中混匀，将其加入到有机相中，用高剪切分散乳化机乳化，得到W/O型乳状液；(3)将上述乳状液经减压旋转蒸发去除有机溶剂，至形成凝胶状脂质，继续旋蒸，直至凝胶脱落，形成脂质体混悬液；(4)将上述脂质体混悬液以1.0mol/L的碱性溶液调节pH至7-7.4，再以pH 7.4的碱性缓冲液调节浓度至0.1-0.3mol/L；(5)将所得溶液经探头式超声乳化，并将其置于30～70℃水浴中一定时间，取出后立即冰水浴冷却，既得W/O型脂质体混悬液；(6)将得到的W/O型脂质体混悬液分别过0.45μm和0.22μm滤膜得到纳米脂质体。

8.如权利要求7所述的虫草素纳米脂质体的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中有机溶剂可以是氯仿或甲醇。

9.如权利要求1所述的虫草素纳米脂质体的在制备抗肿瘤药物方面的应用，其中所述肿瘤包括：肝癌、白血病。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于：药物剂型为静脉注射剂。