淋巴靶向制剂—— 吸附抗癌药

第 l9卷 第 1新 2 0 0 2年 1月 沈 阳 药 科 大 学 学 报 Journal of Sheayang Pharmaceutical University V01．19 No．1 Jan．2002 P．66 文章编号 ：1006—2858(2002)01—0066—04 淋巴靶向制剂——吸附抗癌药 毫微粒活性炭的研究进展 沓仁芝，陈济民，姚崇舜 (沈阳药科大学药学院．豇宁 沈阳 110016) 摘要：目的 介绍新型淋巴靶向制剂——吸附抗癌药毫微粒活性炭的研究进展。 依据近年来 的文献，对活性炭的制各工艺及体内外性质等方面进行丁综述。结果 活性炭具有很强的吸附功 能，昔通市售活性炭仅用作脱色、吸附热原与除眯等。 微粒球磨机为粉碎器械，可加工制各粒径 达100 m 左右的纳米炭微粒．具有优越的淋巴趋向性。结论 吸附抗癌药毫傲粒活性炭在临床治 疗癌症方面具有良好的逗用前景。 关键词：毫微粒活性炭；抗癌药物载体；淋巴靶向制剂 中圈分类号 ：R 944．9 文献标识码：A 毫微粒活性炭吸附抗癌药淋巴靶向制剂，是 指用毫微粒活性炭吸附抗癌药的一种新剂型。日 本学者荻原明郎从 1978年开始便致力于这一新 剂型的研究_1j．1983年进行试制【 ，1984年进一 步改良_3 J并做了大量的动物实验且尝试应用于 临床，1985年始广泛应用于临床患者L4 J。到目前 为止，研究得比较成熟的剂型有 MMG-CH(活性 炭吸附丝裂霉素 c) J、PEP-CH(活性炭吸附博莱 霉索)[6J、MTX．CH(活性炭吸附甲氨蝶呤) 和 5-FU—CH(活性炭吸附5．氟尿嘧啶) 等。获原明 郎在体外实验和动物实验中发现_9]，与抗癌药的 传统剂型一抗癌药水溶液相比，该剂型具有以下 5个十分突出的特点：功能性缓释性；淋巴趋向 性 ；局部滞留性；制剂可吸附于病灶(肿瘤)的表 面；毒副作用极小。基于上述原因．本制剂现已在 国内外的化疗肿瘤界产生良好的影响，并引起有 关专家的广泛注意。本文在大量参考国内外文献 尤其是日文文献的基础上，就该制剂的制备工艺 及体内外性质研究进展作一综述。 1 活性炭吸附抗癌药制剂的制备工 艺研究 活性炭具有很强的吸附性能，普通市售活性 炭可用于脱色、吸附热原和除昧等。其吸附机理 为物理吸附，是一个普遍现象而无选择性。但经 过再加工、粒径变得更细的毫微粒活性炭不但保 持了其优 良的吸附性能，同时成为一种具有淋巴 靶向性的新型药物和药物载体。所以，在活性炭 吸附抗癌药制剂的制各中，第 1步也是至关重要 的一步是活性炭的微粒化。据荻原明郎 1983年 报道 J，毫微粒活性炭的制备方法如下：将活性 炭用球磨机粉碎后，先过 100目筛．筛过成分再过 350目筛，其中约有 81％的成分可以通过。测得 其 pH值为6．65--6．7O，于 120℃干热灭菌2 h后， 在无菌条件下加以密封保存。但翌年获原明郎发 现，用这种方法制备而成的毫微粒活性炭粒径为 10--150 m，仍然比较大，用于组织内注射时缺 乏良好的淋巴趋向性和组织渗透性。后来经过进 一 步的改进 J，活性炭的最初粒径可达21 nm，比 以前 的 1／t 000还 要 小，其 比 表 面 积 可 达 1 480m2／g。 制备本制剂的第 2步是活性炭混悬液的制 备，常用滚筒分散法(roller)。具体方法如下：将 毫微粒活性炭、聚乙烯吡咯烷酮 K．30( 下简作 PVPK一30)和生理盐水接10 mg：4 mg：1 mL的比 例混合．并用 3个滚筒反复揉捏，使其混合均匀， 制成混悬液。此混悬液中的平均粒径为167 lam。 PVPK一30在此作为混悬液的助悬剂，防止活性炭 微粒的凝集成块。将此活性炭混悬液封装入玻璃 管中，在 120℃下灭菌10 min，保存备用【 。 第 3步，也是制备工艺的最后一步是往活性 收稿日期：2000一II一08 通讯作者：音仁芝．Tel；(0758)2856051，E—mail：t~rlll@263．net 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 1斯 沓仁芝等：淋巴靶向制剂——吸附抗癌药毫微粒活性炭的研究进展 67 炭混悬液中添加抗癌药物。这一步通常在临床使 用前进行。一般来说，活性炭可吸附的药物有 s— FU、PEP、MMC及 MTX等。在使用前，往混悬 液中加入一定 剂量的抗癌药物，于 37℃下 以 120 r／m1．n的转速在液体混台器中振摇1 h，使其 达到吸附平衡状态即可 ⋯。但如果在临床应用 时．毫微粒活性炭仅作为术中清除淋巴结的指示 剂⋯ 或仅用于巨噬细胞的染色等 ，则添加 药物这一步可省略而直接使用毫微粒活性炭混悬 液。 2 活性炭吸附抗癌药制剂的体内外 性质的研究 2．1体外性质 如前所述，本制剂中滔性炭粒径很小，仅约为 21 nm，比表面积极大，可达1 480 m ／g，吸附性能 优良，所有这些均是本制剂独特的体外性质表现， 但本制剂在体外表现最突出的性质，还是它的功 能性缓释性。也就是说。在本制剂中被活性炭吸 附的抗癌药与活性炭周围游离的抗癌药之间始终 保持着一种动态平衡，当游离的抗癌药被体液稀 释或被机体代谢而浓度下降时，根据吸附等温曲 线的平衡关系．制剂马上便释放等量的抗癌药物 来朴足被消耗的抗癌药物的量。结果．在活性炭 周围游离的抗癌药物便始终保持一定的浓度，且 抗癌药物是缓慢地被释放出来。这样，活性炭并 非是单纯地缓慢释放药物．而是具有使周围游离 的抗癌药物浓度维持一定的功能。这种功能性缓 释特性，是以往的缓释制剂所没有的．是本制剂的 最大特色ll 。下面 以 MTX—CH、MMcCH 和 PEP—CH为例。详细加以描述。 本和剂的这一特色，通常通过制剂所服从的 吸附等温曲线及其曲线方程反映出来。MT~CH 的吸附等温曲线及其方程可通过如下方法确 定l1 』：把浓度为1 mg／mL[~MTX溶于5 mI的蒸 馏水中．测得其 pH为 7．2，用磷酸缓i申液调至 7．4。将活性炭以 1、2、2．5、5 mg／mI 的量加入 MTX溶液 中，37℃下以120 r／rain的转速振摇 1 h，使其达到吸附平衡的状态。将混悬液以 3 000 r／rain的速度离心10 rain，然后将活性炭颗 粒过滤掉，滤液中 MTX的浓度用 HPLC-UV法 在305 l-lm波长处检测，测得 MTX在 37℃磷酸缓 冲液 中的吸附平衡 曲线符台 Fzeundllch方程 (M =KCp，K、P为常数)：Q=171C。 ，Q 为 MTX吸附到活性炭上的量(ug／mg)．C为游离状 态的 MTX浓度(1tg／mL)。同法测得在 37℃下 NaC1溶液中MTX—CH的吸附等温曲线方程为 0 =270C0‘。6 ．MMC-CH的为 Q=7"／C0～．PEP—cH 的为 Q=329C 。这进一步从物理化学的角 度定量地证明了本制剂具有功能性缓释特性。事 实上．将 MM~CH置于 37℃生理盐水中稀释的 实验也表明，本剂型与传统的水溶液剂型相比，具 有可使游离MMC浓度恰如理论预测值一样长时 间维持在较高浓度范围内的优点。 本制剂具有功能性缓释特性这一特点．在对 于指导我们把制剂生产与临床应用紧密结合这一 点上，有着特殊的意义。对于一般药物而言，在临 床应用时都有其治疗窗浓度范围(即最小有效浓 度与最低中毒浓度之间的范围) 抗癌药物也不例 外。由于本剂型所特有的这种功能性缓释特性， 使得我们可在制剂生产过程中直接得到我们所预 期的游离抗癌药物浓度．方法如下：预先测好吸附 等温线，然后从该等温线中求出产生我们预期的 游离抗癌药物墩度所磐须的抗癌药与恬性炭的比 例，最后在制剂生产过程中根据这个比例调节抗 癌药与恬性炭的用量即可。 2．2 体内性质 2．2．1 淋 巴靶 南性 活性炭吸附抗癌药翩剂因其粒径极小．故很 容易在胸腹腔中被淋巴系统摄取，进而移行到淋 巴结 中。获原明郎等在 1985年用 MMC-CH制 剂做动物实验时发现．当给大 鼠腹腔内投与 MMC-CH翩剂时，MMcCH翩剂主要是从太网 膜、横隔膜的下面和骨盆腔在10 rain以内到达淋 巴系统，再进一步到达下面的旁大动脉淋巴结和 静脉 角淋巴结【5]。1987年获原明郎等研究了 PEP-CH制剂在组织内的分布情况ll 。取 24只 成年杂种狗(雄性和雌性，体重 9～16 kg)分为2 组，每组 12只。一组给 PEP—H20(PEP水溶液)， 一 组给 PEP—CH，剂量为501)pg／kg。将狗麻醉后 剖腹，沿胃壁浆膜下给药．注药部位为前壁大弯及 小弯处。每组两只狗在给药后0．5、1、2、6、12和 24 h后处死。切除左胃动脉和右胃动脉所属的淋 巴结(每只狗约 2～4个淋巴结)。同时摘取肺的 右下叶、肝、脾及 胃壁的注射部位 ，并在给药后 15、30和1⋯2 4 6、12、24 h取血。结果表明：PEP CH制剂在30 rain时 PEP浓度为46．69耀，g，并 维普资讯 http://www.cqvip.com 沈 阳 药 科 大 学 学 报 第 19卷 缓慢下降，24h时为2．72 g／窟；而 PEP—I-I2O在1 h 时达浓度最大值11．43／Lg／g，以后迅速下降，24 h 时浓度降为0．11 g／g，而就胃所属淋巴结的PEP 浓度而言，PEP—CH组的为 PEP—I-I2O组的 6～ 32倍。由此可知，这一制剂能够定向分布干淋巴 结，并在该处长时间维持较高的浓度．这正是我们 在治疗淋巴结癌转移时所希望的。一方面．我们 可以利用本制剂的这一性质定向有效地抑制杀死 癌变转移的淋巴结；另一方面．又可根据活性炭移 行到淋巴结的同时把淋巴结染黑的性质，施行淋 巴结清除手术，彻底清除转移的淋巴结。I临床中． 后者的应用比前者的更为广泛，常见有关于 胃 癌【”， J、乳癌[go3等的临床报告。 2．2．2 局部滞留性 活性炭吸附抗癌药制剂因为其本身是毫微 粒，因而一般不从血管壁吸收入血，而局部滞留于 腹腔内。获原明郎【 】、伊滕孝_2 等曾深入探讨 了本制剂的这一性质。将 VX，肿瘤细胞移植到 日本白系家兔，7 d后，将制备好的 MMC-CH和 MMC水溶液 (生理盐 水中含有 100~g／mI 的 MMC)按 MMC的量为L mg／kg腹腔给药，然后定 时测定尿 血液、肠系膜、大 网膜中的 MMC活 性。他们发现，在给药后30 min至50 min的测定 期间中。MMC—CH给药组 在血液和尿 中的 MMC活性比 MMC水溶液中的低。另一方面， 腹腔内器官如肠系膜、大 网膜在给药后 30到 150 min之间，MMC-CH给药组的 MMC活性一 直保持在较高水平，是 MMC水溶液给药组的 2--300倍。由此可以看出，MMC-CH制剂在腹腔 内器官的 MMC保持较高浓度而向全身移行的 MMC的浓度较低，可以判断出该剂型为局部滞 留性高的剂型。 2．2，3 对肿瘤表面的附着性 活性炭吸附抗癌药制剂有易于附着于肿瘤表 面的性质。荻原明郎等-1 将吉田肉瘤移植至大 鼠腹腔内，数天后．待大网膜中形成肿瘤时，干腹 腔内注入 MMC-CH数分钟后，只有在大网膜的 吉田肉瘤表面和肿大的肠系膜淋巴结的表面附着 MMC—CH。给药数天后，将大 鼠处死，将 附着 MMC-CH的组织进行镜检，只有肿瘤的表面附着 MM0CH，且肉瘤组织发生了变性坏死，而非癌 组织投有 MMC-CH附着，且非癌组织未变性坏 死。这一现象在临床治疗中也可见到。 2．2，4 毒性和抗肿瘤效果 本制剂由于具有局部滞留性，抗癌成分向全 身移行的浓度很低，因而有效地减少了抗癌药在 全身的毒副作用。荻原明郎等用雄性吞龙种大自 鼠对 比了 MMC-CH和 MMoH2O的急性毒性， 用 Lhchileld Wllcoxon法计算 出 LD50值，发现 MMC-CH的 L 0为l6．5 mg／kg，而 MMC H2O 的为3．05 mg／kg，前者的为后者的 5．4倍，毒性 明显较低。同时他们还通过大鼠吉田肉瘤模型求 算得 MMC-CH和 MMG O对实验性癌性腹腔 炎的 EDso值 ：MMC-CH的为1．03 mg／kg，MMC- H2O的为0．59 mg／kg。为 了描述各种剂型的治 疗效果，求出治疗指数(LD50／ED )：MMC-CH的 为 16．0，MMG}【2O的为5．17，前者比后者高出3 倍以上。换言之，若根据治疗效果进行比较的话， MMC-CH的局部治疗效果要比 MMC-H2O高出 3倍以上【l6_。 2．2．5 延长寿命的效果 荻原明目 等观察了 MMC-CH、MMCH，O和 CHR 3O(普通活性炭组)对移植 v 肿瘤模型的 日本自系家兔的延命效果，发现 MMC-CH组的 生存天数为(59．4±11．2)d(n=5)，MMC-I-I2O 的为 (42，8±5)d，CHR-30组 的 为 (34．5± 5．7)d。显示 MMC-CH有显著的延长生命的效 果【 。 从上述可以看出，毫微粒活性炭具有优越的 淋巴趋向性。其主要原因可能是由于淋巴管壁与 血管壁之间存在着结构上的差异所造成的。毛细 血管的内皮层由单层柱状上皮细胞构成且排列紧 密，而淋巴管壁在亚显微结构上与血管壁相似，但 其内皮细胞间的连接是比较疏松的，因此，毫微粒 活性炭可以进入淋巴管而不能进入血管。综上所 述，毫微粒活性炭在作为术中指示剂彻底根除癌 变转移的淋巴结、吸附抗癌药定向杀死癌细胞或 抑制癌细胞的淋巴转移以及治疗癌性胸、腹水等 方面具有很大的开发前景。 参考文献： [1]获原明郎 吸着剂被吸着抗癌帮 融作．in vitroIT．嚣 【寸弓基磋的樵射 [J]渍田病院耜，1978，1：1—4． [2】蕊原明郎，高桥俊雄 活性炭吸着抗癌裔!10弑赣 [J]赦田医学．1983．9：439—444 [3]获原明郎．高桥俊雄．粗辙内局注用 吸着劐被吸 着抗癌雷!10鞠鼗 [J]．赦 田医学，1984，10：419— 422． 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 1期 沓仁芝等：淋巴靶向制剂——吸附抗癌药毫微粒活性炭的研究进展 [4]获原明郎，高矫俊雄．活性炭吸着甲4 7 {，l／C (MMGCH)}：土为癌性胸腹膜费力治瘴 fJ]J Jpn Soc 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active carbon on market is only used to remove color，adsorb heat source and delete tastes．In this article，microparticle ball mill is used as grinder equipment to produce nanoparticles of active carbon(100 Dm in diameter)showing excellent 1ymph—targeting property．Condusion Activated car- bo n particles as anticaileer drug carrier into regional lymph nodes displays a promising prospect in the treat· merit of cancer Key words：nano-carbon；antlcancer drug carrier；lymph targeting dosage form 维普资讯 http://www.cqvip.com