细胞毒类抗肿瘤药物脂质体制剂药理毒理研究与评价

综述与专论 细胞毒类抗肿瘤药物脂质体制剂药理毒理研究与评价 王海学 ,张 　宁 ,彭 　健 (国家食品药品监督管理局药品审评中心 ,北京 100038) 　　[关键词 ]　细胞毒类抗肿瘤药物 ;脂质体制剂 ;药理毒理 [中图分类号 ] R97911　　[文献标识码 ] C　　[文章编号 ] 1003 - 3734 (2007) 04 - 0257 - 03 　　细胞毒类抗肿瘤药物在临床应用中常伴随严重 毒性反应和肿瘤治疗的选择性和有效性问题。采用 新型药物载体系统可能解决这些问题 ,其中脂质体 载体是一种较为先进、成熟和广泛运用的技术。抗 肿瘤药物脂质体制剂理论上可能延长药物与肿瘤细 胞作用的时间 ,并选择性地浓集定位于单核 2巨噬细 胞丰富的肝、脾等组织中 ,使这些部位肿瘤组织中的 药物浓度高于正常组织 ,达到有效抑瘤浓度。目前 已有一些此类药物被批准上市或进入临床试验。现 根据笔者对此类药物的审评体会 ,简要讨论细胞毒 类抗肿瘤药物脂质体制剂非临床研究和评价中的几 个值得关注的问题。 　 　药学组成及特点 脂质体 ( liposome)由 1个或多个酷似细胞膜的 脂质双分子层包裹着水相介质构成。脂质体双分子 层以磷脂为主要成分 ,附加剂常有胆固醇、磷脂酸 等 ,可以调节双分子层流动性及稳定性或改变脂质 体面电荷性质。磷脂为两性物质 ,在结构上有亲 水及亲脂基团。构成双分子层的磷脂其亲水性的首 基部分形成双分子层的内外表面 ,而亲脂性的尾端 部分处于膜的中间。脂质体按其形态和大小可分为 多复层脂质体 (multilamellar vesicles, MLV ,粒径 200～5 000 nm )、小单层脂质体 ( small unilamellar vesicles, SUV,粒径约 30 nm)和大单层脂质体 ( large unilamellar vesicles, LUV,粒径 100 ～2 000 nm ) 3 类 ,见图 1。按表面电荷可分为中性、负电性、正电 性脂质体 [ 1 ]。 图 1　3种类型的脂质体组成 　　脂质体可以改变包裹药物在体内的分布 ,其在 骨髓、心肌、神经组织中分布很少 ,这有利于改善一 些化疗药物在临床应用中的毒性问题 ,如多柔比星 (阿霉素 )脂质体等。为减少脂质体包裹药物在肝 脾中的分布 ,增加其他系统肿瘤组织对药物的摄取 , 可通过对一些脂质体药物的特殊制备方法进行改 进 ,以达到肿瘤靶向的目的如免疫脂质体 ( Immunol2 iposome)和长循环脂质体。 　 　在细胞毒类抗肿瘤药物中的应用 211　国内外研究动态 [ 2, 3] 将抗肿瘤药包封于脂质体 , 可延长与肿瘤细 胞作用的时间 ,并选择性地浓集定位于单核 2巨噬 细胞丰富的肝、脾等组织中 , 使这些部位肿瘤组 织中的药物浓度高于正常组织 , 达到有效抑瘤 浓度。 近年来 ,脂质体作为载体在抗癌药物的制备中 已得到广泛运用 ,一些具有靶向性的抗癌脂质体相 继问世 , 如喜树碱、52氟尿嘧啶 ( 52FU )、甲氨蝶呤 等脂质体。1991年美国 Vestar公司最先推出了静 脉注射用两性霉素 B 脂质体产品 ,近几年来更多的 抗肿瘤药物脂质体制剂已被批准上市或进入临床研 究 ,见表 1。 表 1　近年来国外抗肿瘤药物脂质体制剂研究和批准上市情况 抗肿瘤药物 脂质体制剂 公 　　司 适 应 证 研究或批准状态 阿霉素 PLD (Doxil, Caelyx) Essex ( Europe) , O rtho B iotech (US) 卵巢癌和乳腺癌 Kaposipis肉瘤 批准 阿霉素 NPLD (M yocet) M edeus 乳腺癌 批准 DNX (DaunoXome) Gilead Kaposipis肉瘤 批准 米托蒽醌 m itoxantrone NeoPharm 癌症晚期 Ⅲ期 顺铂 pegylated liposomal cisp latin (SP I2077) Sequus 癌症晚期 Ⅰ /Ⅱ期 顺铂 cisp latin (L ipop latin) Regulon 肺癌 Ⅲ期临床 —752— 　Chinese Journal of New D rugs 2007, Vol. 16 No. 4 中国新药杂志 2007年第 16卷第 4期　 续表 1 抗肿瘤药物 脂质体制剂 公 　　司 适 应 证 研究或批准状态 草酸铂 oxalip latin (A rop latin) Antigenics 结肠癌 Ⅱ期 长春新碱 vincristine (M arqibo) Inex/Enzon non2Hodgkinpis淋巴瘤 ,急性淋巴性 白血病 , Hodgkinpis淋巴瘤 Ⅱ /Ⅲ期 阿糖胞苷 cytarabine (DepoCyte) Enzon /Skye Pharma 淋巴瘤 ,meningitis 批准 ( intrathecal app lication) A ll2trans retinoic acid (A tragen) A ronex 白血病 , non2Hodgkinpis淋巴瘤 Ⅰ /Ⅱ期 Lurtotecan (OSI2211) OSI 卵巢 , 小细胞肺癌 Ⅲ期 伊立替康 irinotecan metabolite SN 38 NeoPharm 结直肠癌和肺癌 Ⅰ /Ⅱ期 拓扑替康 topotecan TCS( INX20076) Inex 晚期癌症 Ⅰ /Ⅱ期 紫杉醇 paclitaxel LEP ETU NeoPharm 乳腺 ,肺、卵巢癌 Ⅰ /Ⅱ期 paclitaxel (EndoTAG21; formerly:MBT20206) M ediGene 胰腺癌和前列腺癌 Ⅱ期 长春瑞滨 vinorelbine ( INX20125) Inex 晚期癌症 Ⅰ期 　 1 　药学特征对其抗肿瘤作用的影响 脂质体制剂在药学质量控制方面显示出个体化 特征 ,不同单位研制的脂质体制剂药学特征并不相 同 ,如脂质体组成、粒径、包封率、稳定性、体外释放 等有所不同 ,因此脂质体制剂的药学特性对应的抗 肿瘤作用以及临床适应症选择有明显不同。不同厂 家来源的多柔比星脂质体制剂的药理毒理特性和临 床适应证存在明显不同 [ 4 ]。见表 2。 表 2　不同药学特征脂质体制剂的药理毒理特性及批准适应证 脂质体 　 多柔比星 PLD ( PEG化 ) 　 NPLD DNX 粒径 / nm NA 100 150 45 层 NA 单层 + PEG化 单层 单层 组成 NA 大豆磷脂、胆固醇、PEG 蛋黄磷脂、胆固醇 双十八磷脂、胆固醇 RES摄取 NA 避免 避免 特异性摄取 PEG化 NA 是 否 否 半衰期 /h 012 41～70 2～3 511 清除率 /mL·h - 1 46 409 16～29 4 880 1 260 AUC /μg·h·mL - 1 3181 902 46 62 安全性 (与原药相比 ) 　脱发 NA 降低 轻度降低 降低 　心脏毒性 NA 降低 降低 降低 　骨髓抑制 NA 轻度降低 剂量限制性 剂量限制性 　PPE NA 6 ,剂量限制性 罕见 罕见 　批准适应证 广谱抗肿瘤治疗 单用的乳腺癌一线治疗 (美国、欧洲 )、与治疗 卵巢癌铂类合用、H IV引起的 Kaposipis肉瘤 乳腺癌的一线治疗 ,与　环磷酰胺合用 H IV引起的 Kaposipis肉瘤　一线治疗 　 　非临床研究与评价的一般考虑 　 1 　非临床研究的脂质体制剂的质量可控性 脂质体制剂具有一致的质量可控性后可考虑进 入非临床研究 ,基本前提是要保证产品的稳定性 ,稳 定性体现在化学和物理 2个方面 :化学方面主要控 制脂质体制剂的组成 ,包括磷脂、胆固醇和少量的其 他物质。其中磷脂多为各种磷脂的混合物 ,多数含 有一定量的不饱和脂肪酸 ,磷脂的氧化程度随着磷 脂含有的不饱和双键的数目和脂肪酸碳链长度增加 而增加。磷脂不饱和双键氧化断裂生成的过氧化 物、丙二醛、水解产生的脂肪酸及溶血卵磷脂等 ,可 进一步水解成甘油磷酸复合物及脂肪酸等 ,对人体 存在一定的毒性。脂质氧化最终导致不饱和脂肪酸 的分解 ,破坏磷脂分子结构 ,直接影响到脂质体膜的 稳定性。同时 ,磷脂的氧化使脂质体膜流动性降低、 药物渗漏加剧 ,药物滞留性变差 ,产生聚集沉淀、毒 性等不良反应。脂质体的化学不稳定性对其物理结 构和稳定性 (包括颗粒大小的分布、脂质体的聚集、 融合、沉淀 )造成不可逆转的影响。 物理稳定性是指磷脂分子之间的范德华力、疏 水作用、氢键等相互作用。脂质体膜是动态膜 ,磷脂 分子间不断交换位置 ,脂质体颗粒可以自发地聚集、 沉淀造成脂质体物理形态、结构的不稳定。脂质体 的粒径、电荷组成、所载药物量 (包封率 ) ,以及外界 温度、所处环境 pH等都是影响脂质体膜物理稳定 性的重要因素。其中不同粒径的脂质体受外界环境 和体内因素影响发生物理和化学改变的程度也不 同。不同大小的脂质体融合和聚集的程度不同 ,从 而影响到脂质体的有效储存时间。粒径较大的脂质 体 ( > 300 nm )缺乏血管通透性 ,不能通过肝血管的 细胞间隙 ,易被网状内皮系统吞噬 ,故在体内的半衰 期较短。粒径 < 150 nm的脂质体可以减少肝、脾的 摄取 ,却易被淋巴系统清除。 一般来说 ,物理稳定性用来反映脂质体结构的 储存状态 ,化学特征代表脂质体的分子结构。脂质 体物理稳定性表现在粒径的大小、分布、表面电荷和 —852— 　Chinese Journal of New D rugs 2007, Vol. 16 No. 4 中国新药杂志 2007年第 16卷第 4期　 包封率等的大小。磷脂物理稳定性取决于脂质体膜 的成分特征和包封物的性质 ,化学稳定性主要表现 在脂质体膜成分的变化和包载药物的存在状态。目 前预测和评价脂质体稳定性并没有统一 ,但应 证明产品具有稳定性。 　 1 　非临床研究目的和试验项目选择 细胞毒类抗肿瘤药脂质体制剂开发目的主要是 减少传统给药方法的毒性反应而不是降低其药效 , 这就决定了非临床试验研究目的也主要是比较脂质 体药物和非脂质体药物的毒性反应类别和程度。脂 质体制剂能改变药物安全性主要是因为它影响了药 物的体内过程 ,因此应首先考虑进行动物体内过程 的研究 ,以评价脂质体制剂的体内过程特征 ,然后根 据体内过程的变化考虑毒性试验研究的内容。至于 药效学研究 ,则应关注 2种药物制剂是否具有等同 疗效及等效作用下的减毒作用。 目前已有的细胞毒类脂质体制剂研究结果显 示 [ 5 ] : ① PK参数和组织分布有较大改变。如网状 内皮系统摄取增加 ,肿瘤组织的药物浓度升高 ,血液 中药物维持时间延长等。②普通制剂的限制性毒 性改变或增强 ,尤其当组织分布出现一些明显变化 时 ,如 Doxil在骨髓组织浓度增加 ,则其骨髓毒性明 显增加。③药效学作用增强、相似或因毒性反应降 低可增加给药剂量以提高疗效。因此在试验项目选 择中 ,通常需对动物体内过程 (包括 PK、组织分 布 )、毒性 (包括急性毒性、重复给药毒性、局部刺激 性等 )和药效进行对比研究。 　 1 　具体非临床试验研究的考虑 31311　药效学 　研究目的是比较脂质体制剂与普 通制剂是否有等同的或改善的药效学特点。试验要 求可按常规抗肿瘤药物药效学研究考虑。除此之 外 ,可进一步比较 2种制剂对耐药株、不同肿瘤模型 的影响。国外阿霉素脂质体制剂在临床被批准用于 不同的适应证 ,就与其药效学特点的改变有关。因 此 ,药效学的比较研究可能需从不同方面考虑 ,如耐 药株、联合用药、不同肿瘤模型等。 31312　PK　研究目的是比较脂质体制剂与普通制 剂的体内过程改变 ,包括对药物暴露量参数、组织分 布的研究。试验设计可参照原普通注射液的给药剂 量和用法用量。组织分布按常规试验要求 ,特别关 注包裹药物的毒性靶器官、内皮网状系统等药物暴 露量 ,研究时间至少持续至药物浓度下降。研究结 果应与毒理学试验结果综合评价。 为模拟临床病理状态下的药动学改变 ,以便综 合评价其临床前安全性和有效性 ,建议采用肿瘤模 型动物进行 PK的试验研究。 31313　毒理学 　脂质体制剂的开发目的决定了毒 理学比较试验是脂质体制剂非临床研究的重点。试 验研究中应考虑设计脂质体制剂的不同剂量组、空 白脂质体组、对照组和普通制剂组。用药模拟 临床研究 ,至少达 2～3个用药周期。毒理学试验应 观察药物特有的限制性毒性反应 (甚至动物死亡 ) , 并在此基础上进行比较 ,同时评价是否出现新的毒 性反应。 313. 4　结果评价 　非临床研究的目的是在药学制 剂的质量可控性基础上 ,评价脂质体药物的有效性 和安全性特点。不同脂质体制剂特点不同 ,因此在 临床试验中应有不同的考虑 ,应根据试验结果的不 同 ,对临床试验的方案选择具体问题具体分析。 　 　小结 细胞毒类抗肿瘤药物脂质体制剂在药学控制方 面有个体化特征 ,不同药学特征的脂质体制剂对应 的抗肿瘤作用和毒理学反应有所不同。脂质体制剂 在临床前应结合开发目标进行较为系统和全面的药 理毒理试验研究 ,包括比较脂质体药物和普通药物 的毒性反应差异。脂质体制剂主要影响了药物的体 内过程 ,因此应首先考虑进行动物体内过程的研究 , 然后根据体内过程的变化考虑毒性试验的研究内 容 ,并比较新制剂是否具有等同或增效作用 ,以及等 效作用下的减毒作用。 [作者简介 ] 　王海学 (1971 - ) ,男 ,博士 ,主要从事化学药 物和生物制品的新药审评工作。联系电话 : (010) 68585566, E2mail: Haixue_wang@ yahoo. com。 [ 　参 　考 　文 　献 　 ] [ 1 ]　YOSH IDAL J, M IZUNO M. 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