天然抗癌药物紫杉醇制剂的探究

天然抗癌药物紫杉醇制剂的探究

张姝梅

（临沂市人民医院，山东临沂276003）

【摘要】通过查阅资料并进行分析，综述了近5年来紫杉醇的新剂型如脂质体、纳米粒、凝胶、植入剂和药物释放支架等，并对其可行性进行了分析。当前紫杉醇的新剂型研究主要围绕去除或减少原制剂中的表面活性剂以及制备水溶性良好的紫杉醇前药等工作来开展，以期提高药物的水溶性、降低药物的不良作用。从中推知紫杉醇未来制剂的研发重点将集中在紫杉醇局部或靶向缓控释制剂，紫杉醇口服给药也将获得突破。

【关键词】紫杉醇；制剂；紫杉醇局部或靶向缓控释制剂文章编号：1009-5519（2011）04-0550-03

中图分类号：R28

文献标识码：A

紫杉醇（paclitaxel，商品名Taxol，TAX）是在红豆杉科（Tax-中性粒细胞减少，骨髓抑制及室性心律不齐等问题而了它的临床应用。同时，该制剂不能用聚氯乙烯(PVC)塑料容器或注射容器配制、盛装和注射，以避免Cremophor和PVC反应生成焦碳酸二乙酯等致敏物，极大地了它的使用。

紫杉醇剂型设计的主要目的就是设计新的更能被接受的剂型以淘汰含有Cremophor的传统剂型。新剂型还可能提高紫杉醇的药效并且降低不良反应。在紫杉醇水溶性衍生物方面已经有大量的研究，例如可溶性半合成紫杉醇衍生物，它不需要

aceae），红豆杉属（Taxus），一种生长缓慢的常绿乔木中分离提

取到的天然化合物。到目前为止，紫杉醇制剂的原料药尚不能人工合成。

紫杉醇的抗肿瘤机制是通过作用于微管，抑制增殖细胞的有丝，导致细胞周期阻断于G2/M期，快速的癌细胞因出现生长抑制进而死亡。由于其具有独特的抗癌机理和神奇的抗癌功效，被誉为近30年来天然抗癌药物研究领域最重大的发现，已成为当前世界上最热门、最畅销、最紧缺、最昂贵以及临床上广泛使用的广谱抗癌药物。自1992年美国FDA批准上市以来，目前已广泛应用于各种恶性肿瘤的治疗。被美国国立癌症研究所认为是近15～20年来肿瘤化疗的最重要的进展。

近年来，无论在紫杉醇的药理活性、分离测定方法、提取纯化技术、紫杉醇系列化合物的化学结构及其生物活性、化学结构改造和主要活性物质的人工合成或半合成，还是新的紫杉醇药物制剂与剂型、紫杉醇类似物的开发与利用等方面的研究，都取得了巨大的进展。

由于传统的紫杉醇制剂，其自身及溶剂的特点可引起严重过敏反应及神经毒性等不良反应，其临床应用的安全性和有效性。现紫杉醇剂型设计的主要目的就是设计新的更能被接受的剂型[2，3]，以淘汰含有聚氧乙烯蓖麻油（Cremophor）的传统剂型。新剂型还可能提高紫杉醇的药效并且降低不良反应。

[1]

Cremophor的增溶作用，并且还能够降低药物的全身清除率。另

外一个重要的研究方向是开发紫杉醇的新剂型。

22.1

紫杉醇的新型制剂：水溶性制剂

前体药物：与其他化合物交联形成无活性的衍生物，在体

内经酶解或水解后解离出活性药物形式是常用的剂型设计手段之一。但水溶性前药一般不稳定，在一定程度上还会影响

TAX的药效，人们利用新型制剂技术[5]制成水溶性制剂将TAX

带入水介质，为解决TAX的水溶性问题开辟了一条新途径。

2.2乳剂：口服给药可方便患者，降低给药成本以及促进更多

长期治疗方案的实施。但紫杉醇口服生物利用度低，主要是因为其能与膜表面的P-糖蛋白结合，能被细胞色素P-4503A4代谢并且水溶性差，所以与P-糖蛋白抑制剂联合用药能显著提高紫杉醇的生物利用度。而自微乳化药物传递系统（SMEDDS）能提高紫杉醇的生物利用度，是一种新型的很有前途的口服给药制剂。若将二者结合应用，研究前景不可估量。

如研究者等用10％DOC-Na(脱氧胆酸钠)、20％丙二醇和各种比例的维生素E，维生素E-聚丁二酸乙二醇酯(TPGS)和Cre-

1紫杉醇的药理作用及其制剂研究

紫杉醇通过两方面发挥抑制肿瘤生长的作用[4]：一是结合

微管蛋白促进微管聚合，从而阻断细胞有丝，导致细胞周期阻断于G2/M期，快速的癌细胞因出现生长抑制进而死亡；二是磷酸化凋亡抑制蛋白Bcl-2使其失去活性，引发细胞凋亡。它具有独特抗癌活性，作为晚期卵巢癌的二线治疗药，至今已在40多个国家获准上市，并在乳腺癌、肺癌、白血病、胃肠道癌及介入治疗后的血管再狭窄等治疗上显示了令人鼓舞的疗效。

紫杉醇由于:(1)TAX药源紧张。红豆杉是濒临灭绝的天然珍稀植物，生长缓慢，取树皮后会导致植物死亡，并且树皮中含量极低，提取率更低。(2)TAX的水溶性低，口服生物利用度差;mophorRH40制备了紫杉醇自乳化药物传递体系(SMEDDS)。TPGS具有自乳化的能力。维生素E为油相，DOE-Na、TPGS和CremophorRH40作为表面活性剂不仅能增加紫杉醇的溶解

度，还能抑制P-糖蛋白。微乳粒径为(2．0±0．4)nm，Zeta电位为(-

45．5±0．5)mV，pH值在7．5左右。稀释1O倍能保持至少6h的稳定，

没有紫杉醇沉淀出来。与紫杉醇相比，各种剂量的SMEDDS能将紫杉醇的生物利用度提高28．6％~52．7％，与p-糖蛋白抑制剂如环孢素A联合用药能更加提高生物利用度，并能延长达到治疗浓度的时间。

(3)为了改善其水溶性，现有TAX注射液处方中使用的助溶剂聚

氧乙烯蓖麻油（Cremophor）会引起不良反应：如引起过敏反应，

[20]

DingY，WangL，SuLK，etal.AntitumoractivityofIFIX，anovelin-terferoninducibleHIN2200gene，inbreastcancer[J].Oncogene，2004，23：4556.[21]

BorsiL，CarnemollaB，NicoloG，etal.Expressionofdifferenttenascinisoformsinnormal，hyperplasticandneoplastichuman

2.3脂质体：脂质体、脂质微粒载体已广泛地应用于抗癌药物

breasttissues[J].IntJCancer，1992，52：688.

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收稿日期：2010-09-02

现代医药卫生2011年第27卷第4期

载体[7]。研究者利用脂质体包裹技术如采用改良的薄膜水合法制备脂质体，对提高紫杉醇水溶性进行了一系列研究，其在耐药性方面比用Cremophor为溶媒有了较大的进步[8]。但仍存在急需解决的问题，如：包封率低、药物不稳定，药物迅速泄漏和贮存稳定性低等。

率均无变化。

5513.53.6

糊剂：选择生物相容性聚合物，制成外用糊剂，亦可实现凝胶剂：如制备温敏水凝胶，室温呈液态，注射入体内，温

紫杉醇局部用药，具有持续释放和缓慢的抗血管活性作用。度升至体温而形成半固体凝胶。使用乳腺癌模型小鼠进行药效·学试验，在肿瘤部位注射1次(40mgkg-1)该凝胶剂相当于4次静脉注射上市产品乳浮EL(10mg·kg-1)的抗癌效果，而且局部给药不良反应小。

2.4环糊精包合物：环糊精（CD）被广泛用来增加药物的水溶

性和稳定性。Sharma等用了许多环糊精衍生物来包含紫杉醇，使紫杉醇的水溶性有了不同程度的提高。但也发现还存在一些困难，即CD-紫杉醇包合物在水性介质中稀释后，药物容易从中沉淀出来。为解决这个问题，必须提高CD的浓度。但高浓度下CD易引起溶血。因此这种剂型的应用受到，需要进一步改进。

3.7纳米粒注射混悬液：美国FDA已经批准白蛋白结合紫杉醇

纳米粒注射混悬液上市，用于转移性乳腺癌联合化疗失败后或辅助化疗6个月内复发的乳腺癌。本品仅由白蛋白结合紫杉醇纳米粒组成，不含有毒溶媒，因此用药剂量比Cremophor大，故可增强抗肿瘤作用。此外，白蛋白是正常向细胞输注营养的蛋白质，研究显示，它在快速生长的肿瘤中积蓄。因而，白蛋白结合的紫杉醇可定向释放至肿瘤细胞，提高药物的疗效[14]。

2.5粉针剂：张海茹等将注射规格的TAX、磷脂和胆盐溶解于

有机溶剂中，真空蒸发除去有机溶剂，使其成为一薄膜，其溶解液采用冷冻干燥法制成粉末，即得TAX水溶性粉针剂。使用时直接加入5%葡萄糖或0.9%氯化钠注射液溶解后静脉滴注。

3.8紫杉醇涂层支架：美国波士顿科学公司开发的TAXUSTM

2.6聚合物胶束剂型：两亲性嵌段共聚物能有效地提高疏水紫杉醇药物释放冠状动脉支架已经上市。这种药物释放支架覆盖有一种可向动脉血管壁提供药物紫杉醇的聚合物载体，紫杉醇通过多种途径抑制支架内平滑肌细胞过度增生而抑制再狭窄，聚合物载体黏附在支架上，置入后控制逐步释放，使TAXUSTM支架成为具有突破性意义的药物释放支架，对介入治疗后的再狭窄疗效甚佳[15]。

性药物的水溶性。Burt等采用固体熔融分散技术，用聚D，L-乳酸和聚乙二醇单甲醚的嵌段共聚物制备出的聚合物胶束TAX为透明液体。从细胞毒性、最大耐受量、LD50和抗肿瘤效果上均优于TAX注射液。

3紫杉醇的新型制剂

靶向制剂：将TAX制成靶向制剂，可以提高TAX在肿瘤靶

4结论

紫杉醇未来制剂的研发重点将集中在紫杉醇局部或靶向

部位的浓度，降低血液及其它组织中的药物浓度，不仅可以提高疗效，还可以降低全身不良反应[10]。

缓控释制剂。同时由于制剂技术的改进，紫杉醇口服给药将获得突破，大大方便患者。以上研究表明，将紫杉醇通过制成不同类型的脂质体、聚酯微粒、聚合物胶囊、环糊精包合物、微球、微乳及磁性泡囊等新型制剂或制剂前体形式，均可有效提高其抗癌效果，降低全身毒副作用。随着制剂技术的飞速发展，具有良好水溶性、靶向性甚至可口服充分利用的紫杉醇新型给药系统必将不断涌现，使得有限的紫杉醇资源能更好地为人类癌症化疗发挥更大的作用。参考文献：

[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11]

梅

林，孙洪范，宋存先.紫杉醇制剂研究进展[J].中国药学杂志，

3.13.1.13.1.2

新型脂质体[11]：跟普通脂质体比较，在靶向性、稳定性和包热敏脂质体：可以完全消除Cremophor带来的不良反应，免疫脂质体：可以大大提高脂质体的主动靶向性而且该

封率等方面有所改进，可望较快进入临床。有效提高TAX的抗癌活性，并降低不良反应。

脂质体的稳定性良好，抗体活性保留完好，体外细胞毒性高于普通脂质体。

3.1.3PEGs脂质体：是在脂质中掺入二棕榈酸磷脂酰乙酸胺

(DPPE)等类脂的PEG衍生物制备而成，PEG-DPPE可以阻止脂

质体表面与血浆蛋白中的调理素相互作用，屏蔽网状内皮细胞（RES）对脂质体的识别，从而导致脂质体稳定性的提高和RES吸收比率的降低[12]。

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3.1.4脂质体：是一种具长循环特性的脂质体，不但具有

组织靶向性，而且能有效的避免网状内皮系统的捕获。

3.2微球：TAX微球的粒径为10~100μm。Dhanikula等综述了

TAX微球用作肿瘤靶向化疗的可能性。动物模型实验提示，TAX微球可经动脉栓塞方法靶向治疗肿瘤。TAX微球尚可用于

腹腔内肿瘤的预防，效果优于TAX注射液。

2006，30（11）：516.孟淑燕，周彩存，粟李

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3.3微乳：TAX微乳的粒径为50~100nm。在冰箱、室温和37℃

三种条件下留样观察90d，紫杉醇微乳未见分层、絮凝、合并和破裂。外观、色泽、粒径及其分布均无明显改变。微乳作为药物载体，兔口服生物利用度达到22.4%，为开发紫杉醇口服制剂提供了依据。

26(3)：152.陆

彬.药物新剂型与新技术[M].北京：人民卫生出版社，2002：

3.4磁性非离子表面活性剂泡囊：采用逆向蒸发法制备TAX磁

性泡囊。所得泡囊药物包封率为96.29%，平均粒径为2.596μm，

159.

张先林.抗肿瘤药多西紫杉醇制剂的应用研究近况[J].药学进展，

pH为6.62。其冻干品密封，分别置冰箱内(3~5℃)、室温(15~25℃)与37℃(RH75%)放置3个月，外观形态、粒径及其分布、包封

2006，30（11）：516.

552现代医药卫生2011年第27卷第4期

Caveolin-1和胰岛素信号通路的研究

黄

浦综述，曹仁贤※校审

（南华大学附属第一医院内分泌科，湖南衡阳421001）

【摘要】细胞表面小凹蛋白能够影响多种信号受体蛋白的定位、表达和激酶的活性。近年发现小凹蛋白能维持胰岛素受体稳定性或直接激活胰岛素受体，能介导GLUT-4参与葡萄糖的摄取转运，在维持葡萄糖内稳态的胰岛素信号通路中发挥了重要作用。

【关键词】小凹蛋白；胰岛素受体；胰岛素受体底物；葡萄糖转运蛋白-4；Cavelaecaveolin文章编号：1009-5519（2011）04-0552-03

中图分类号：R5

文献标识码：A

在共同的片段条带[5]。Gustavsson等也观察到IR和caveolae共定位，后来其他研究者用不同的方法也证实了这一观点。但是，有少部分的研究认为，caveolae内缺乏IR。Mastick等用曲拉通-100来处理3T3-L1细胞，在含有caveolin-1的不溶片段里只发现很少的磷酸化IR。后来发现这些曲拉通-100不溶解的复合物在蔗糖密度梯度离心下能再被分成2个条带，大多数的caveolin-1定位在下层条带，而IR的β-亚基则大多定位在上层条带[6]。以上这些说明IR可能并不存在于caveolin-1上抑或是实验误差使结果大相径庭。

体外实验中，尤其脂肪细胞，胰岛素受体信号通路与Cave-

细胞表面的小凹（caveolae）是细胞膜上直径为50~100nm的微区域，呈烧瓶状或希腊字母Ω形。这些微囊泡单独或成串出现，以内陷的形式连接在细胞质膜上，是典型的脂质双分子层。早先人们认为其主要介导细胞的内吞和转运，直到90年代，鉴定出caveolae的表面标记蛋白小凹蛋白（caveolin），人们发现

caveolae不仅参与物质的跨膜转运，更是细胞信号分子富集和信号转导的枢纽。

Caveolins是分子质量21～24kD的完整膜蛋白，是形成Caveolae的结构元件。目前已鉴定出六种亚型：Caveolin-1α，Caveolin-1β，Caveolin-2α，Caveolin-2β，Caveolin-2γ和Cave-olin-3。它们呈组织特异性分布，Caveolin-1分布广泛，尤脂肪细

胞、成纤维细胞和内皮细胞中含量丰富。Caveolin-2的分布与

olin-1蛋白的作用已被广泛研究。Michal[7]等人将实验设计在大

鼠体内肝脏组织中进行，研究大鼠肝脏细胞高胆固醇饮食对caveolin-1基本一致，一般认为肌细胞中不含caveolin-2，但近来有学者发现心肌细胞中有caveolin-2和caveolin-3共定位[1]。Caveolin-3主要分布在骨骼肌、心肌和平滑肌细胞。

Caveolins是膜整合蛋白，目前已知caveolins有3个独特的结

构域：跨膜结构域、寡聚化结构域和脚手架结构域（caveolin

Caveolin-1蛋白表达及IR的定位和活性的影响。与标准饮食相比，被喂食高胆固醇食物的大鼠caveolin-1(66%，P<0.05)的表达

量增加，然而caveolin-1的mRNA的水平却降低了。与此同时，细胞膜caveolae内陷的信号蛋白IR定位增加了25%。磷酸化的IR的分布没有受到影响，但胰岛素刺激的IR活性明显增强，从而增加了高胆固食物的消耗。在高胆固醇喂养的大鼠体内，下游分子IRS-1和Akt出现活性受损，这表明出现了胰岛素抵抗的可能。说明在高胆固醇喂养的大鼠体内，胰岛素刺激不能诱导Cave-scaffoldingdomainCSD）。跨膜结构域形成发夹样结构，中间插

入膜内，两端位于胞浆中，有助于将膜外信号转导至膜内。寡聚化结构域是caveolin-1之间或caveolin-1和caveolin-2形成同寡聚体或异寡聚体的区域。Caveolae主要是通过CSD与各种信号分子的催化亚基结合从而调节信号转导，Caveolin-1的82-101氨基酸残基组成其脚手架区域[2，3]。

olin-1蛋白的酪氨酸磷酸化作用，高胆固醇饮食改变了体内caveolin-1的表达，并且影响了IR的定位及活性。

研究发现，小鼠的脂肪组织中如果缺少Caveolin-1，其胰岛素受体的水平将减少90%以上。但是FredrikH[8]等人建立了过表达caveolin-1的细胞模型，认为在cos-7细胞中caveolin-1是正向调节IR，从而增强胰岛素的活性，而在脂肪细胞中则是抑制作用，认为在caveolin在细胞内对IR的调节作用可能因细胞类型不同而异。

1Caveolin-1与IR

最初实验发现胰岛素受体（IR）中有一段特征性的cave-

olin-1结合序列。后来Couet等人明确了胰岛素受体的β亚单位

的特异性的caveolin-1结合序列（1193WSFGVVLW1200）[4]，由此揭开了caveolin-1和IR相互关系研究的序幕。

人们在大鼠脂肪细胞中发现，示踪的胰岛素被一种细胞膜内陷结构包裹。随着超微技术的发展，人们用免疫电子显微镜观察到caveolae内富含IR，提示caveolin-1和IR关系密切。后来，人们分别用荧光显微镜、电子显微镜观察到IR和caveolin-1共定位。Yamamoto用IR转染大鼠卵巢细胞，经蔗糖浓度梯度离心法分离纯化后，通过western-blot实验发现IR和caveolin-1分布※

2Caveolin-1与IRS

胰岛素受体底物(Insulinreceptorsubstrate：IRS)家族是胰

岛素受体及胰岛素样生长因子-1(IGF-1)受体酪氨酸激酶的主要细胞内底物，包括IRS-1、2、3、4、果蝇蛋白(Drosophilaprotein)

DOS、Grb2结合蛋白(Gab1)等。其中IRS-1、2、3比较重要，它们

在胰岛素受体和IGF-1受体介导的信息传递过程发挥重要作用。最初人们发现脂肪细胞中，胰岛素能诱导caveolae内的IRS-1dropletsforthetargeteddeliveryofdocetaxeltosolidmalignancies[J].CancerRes，2003,63(21):7314.[15]

LeGarrecD，GoriS，LuoL，etal.Poly(N-vinylpyrrolidone)-block-poly(d，1-lactide)asanewpolymericsolubilizerforhydrophobicanticancerdrugs：invitroandinvivoevaluation[J].JControlledRe-lease，2004，99（1）：83.

收稿日期：2010-08-11

修回日期：2010-10-21

通讯作者：曹仁贤

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