3纳米抗病毒药

1第3章纳米抗病毒药3.1概述3.1.1病毒感染的危害性据报道，60～65%流行性传染病是由病毒感染引起的，国际病毒分类委员会于2005年5月提出的第8份报告，已发现的病毒超过6000种，分为3个目，73科，9个亚科，287属及1938种。使人类致病的病毒有1200多种，若包括病毒亚型及病毒变异株，其总数已超过10000多种。随着艾滋病、乙型肝炎、丙型肝炎等危害性大、发病率高、难于治愈的病毒性疾病在全球广泛蔓延，以及流感病毒、冠状病毒等呼吸道病毒基因的变异所出现新的变种病毒或病毒变异株,多次暴发全球局部区域大范围流行，迫切需要新的预防和治疗药物，使抗病毒药物的研制成为世界医药市场令人关注的领域。3.1.2抗病毒药物的研究现状对病毒性疾病的治疗，目前仍缺乏专属性强的药物。临床上常用的药物有：1、抑制病毒复制的抗病毒药;2、增强机体免疫功能的免疫调节药;3、针对临床症状的止咳、镇痛、退热和消炎等对症治疗药;4、防止继发感染的抗感染药;5、预防病毒感染的疫苗;6、阻断病毒传播的消毒药等。其中抗病毒药和免疫调节药能直接干预病毒的复制，是本文论述的重点。自1962年至2005年底，经世界各国批准使用的合成抗病毒药共56个品种，其中广谱抗病毒药1个，抗艾滋病病毒（HIV）药21个，抗疱疹病毒药22个，抗人乳头瘤状病毒药1个，抗呼吸道病毒药5个，抗肝炎病毒药3个，其他类别3个。我国抗病毒药物的研究与开发起步较晚，至今获得生产批文的抗病毒药有25个，其中广谱抗病毒药1个，抗HIV药6个，抗疱疹病毒药11个，抗人乳头瘤状病毒药1个，抗呼吸道病毒药3个，抗肝炎病毒药1个，其他类别2个，有近40％的品种是国外早已淘汰的或年产仅几公斤的外用药[1]。3.1.3纳米载药、释药系统在抗病毒药物新制剂研制中的应用纳米是指直径在1～1000nm数量级的微小分子颗粒。各种抗病毒药物的纳米载药、释药系统研制目前尚处于临床前的研究阶段，正在研制的纳米载药、释药系统新制剂有如下几种类型：1、纳米裸粒子用超临界溶剂法可将抗病毒药物制成纯药物纳米粒子（即纳米裸粒子），或在滚轴器中，加入超低粘度羟丙基纤维素水溶液作表面活性剂，用硬质氧化锆研磨剂，旋转研磨4～5天可得粒径为127～240nm的纳米粒。这种药物纳米裸粒子的稳定性较差，在室温下放置易产生凝聚作用使分子颗粒增大。尚未见对抗病毒药物的纳米裸粒子进行药理性能研究的报道。2、自乳化释药系统（SEDDS）自乳化释药系统是在没有水相存在的情况下，将疏水性抗病毒药物加入适当脂质和非离子表面活性物质形成热力学稳定的均一乳液，分装于软胶囊中，制成自乳化药物制剂，口服后在胃液水相中受2胃蠕动和乳化剂的作用，即可形成透明状的小油珠，其粒径为100nm～300nm、油珠的体积可小于50nm3，这种载药、释药系统称为SEDDS，能提高疏水性药物的口服生物利用度，已有4个HIV蛋白酶抑制剂制成自乳化制剂制，装入明胶软胶囊，获美国FDA批准临床使用。3、药质体（Phamacosomes）药质体是将抗病毒药物与脂质如甘油脂、磷脂等共价结合成两亲性脂质前体，并在水中自组装成高分散性的有序的聚集体，如囊泡。它属于一种自组装药物释药药系统（self-assembleddrugdeliverysystemsSADDS）。药质体中脂质前药的两亲性使其对生物膜有很好的亲和性和透过性，高度分散特性又使其在体内有靶向性和黏附性，是一种高效的新载药系统。4、纳米脂质体(lipidnanoparticle，LN)纳米脂质体是一种定向药物载体，用磷脂、胆固醇等为膜材包合纳米粒，形成脂质体双分子层，囊泡中央和各层之间被水相隔开，进入人体内主要被网状内皮系统吞噬而激活机体的自身免疫功能，并改变被包封药物的体内分布，使药物主要在肝、脾、肺和骨髓等组织器官中积蓄，减少药物的治疗剂量和降低药物的毒性，从而提高药物的治疗指数。脂质体纳米粒对淋巴结也有靶向作用，适用于水溶性差、口服生物利用度低的药物作为释药系统。5、固体脂质纳米粒(solidlipidnanoparticle，SLN)固体脂质纳米粒以天然或人工合成的固体脂质（如卵磷脂、脂肪酸甘油酯等）为载体．将抗病毒药物包裹于脂质核中制成的纳米给药体系，可控制药物的释放，避免药物降解，并具有良好的靶向性等。6、前体脂质体纳米粒(proliposomesnanoparticle)前体脂质体亦称重建脂质体，系脂质体的前体形式，具有脂质体制剂的全部特性，有固体和液体两种形态。固体前体脂质体是具有良好流动性能的粉末，应用前与水水合即可分散或溶解成脂质体；液体前体脂质体系将抗病毒药物接上长链脂肪酸链制成前体药物，再将其包封于类脂质双分子层（厚度约4nm）内而形成的微型囊泡。水溶性药物包封于双分子层的亲水基团夹层中，而脂溶性药物则分散于双分子层疏水基团的夹层中。前体脂质体可解决脂质体以混悬液形式贮存的一系列稳定性问题，如药物渗漏、粒子聚集、磷脂氧化和降解等，利于脂质体制剂的产业化和商品化。7、抗坏血酸棕榈酸酯脂质体（aspasomes）载药纳米囊抗坏血酸棕榈酸酯是稳定性良好的亲脂性化合物，兼有抗氧化作用和透皮性能，用溶剂蒸发法将其与胆固醇和磷酸双十六烷基酯制成脂质薄片，再分散于含药的磷酸缓冲溶液中，可制成载药aspasomes脂质体纳米囊泡或纳米乳，用于释药制剂。上述各种类型纳米载药、释药系统新制剂在抗病毒药物应用的实例将在下述各类药物详细论述。3研究表明，多种纳米载药、释药系统可使药物的药效与体内过程发生很大的变化，能增强药效，降低不良反应；对于难溶性抗病毒药物有望增大表面积增加溶解度，提高粘附性，，从而改善吸收率、提高口服生物利用度或增强皮肤和眼内局部给药的浓度和延长药物作用时间;某些纳米靶向载药、释药制剂可将药物输送到特定的靶器官，改变药物在体内的分布，提高靶器官的药物浓度，利于透过血脑屏障，可用于治疗某些特定器官如肝脏、脑部及中枢神经系统的病毒感染；并可调节药物的体内循环时间和控制药物的释放速度，达到缓释或控释效果，使药物作用时间延长；对于某些核苷、核苷酸、多肽或拟肽类的抗病毒药物在体内易受酶的作用而失活，纳米载药、释药系统可起到一定的保护作用，提高其在消化道内的稳定性，用于提供新的给药途径。抗病毒药纳米载药、释药系统可能赋予传统常用制型许多新的特征，对药物的药效学和药物代谢动力学的影响已引起医药界的广泛重视，至今的研究成果已充分显示抗病毒药纳米载药、释药系统对新药的研究与开发有重要的意义[2]。3.2广谱抗病毒药：广谱抗病毒药是指对人体多种RNA及DNA致病性病毒均有特异性抑制作用的药物。迄今，仅利巴韦林（ribavirin）在国内外批准临床使用。在研的药物有利巴韦林左旋异构体（levovirin）及其前药韦拉米定（viramidine），均处在Ⅲ期临床试验阶段，预计2007～2008年可投入临床使用。3.2.1利巴韦林（三氮唑核苷、病毒唑）：1、一般特性利巴韦林为白色结晶状粉末，无臭、无味。在水中易溶，在乙醇中微溶，在乙醚或氯仿中不溶，2%水溶液pH4.0～6.5。利巴韦林有广谱抗病毒作用。在细胞培养内抗RNA病毒作用较强，甲型、乙型流感病毒最敏感，最小抑制浓度（MIC）为0.05～2.5mg/L；对呼吸道合胞病毒、副流感病毒、麻疹病毒、汉坦病毒、拉萨热病毒、甲型肝炎病毒（HAV）和丙型肝炎病毒（HCV）等均有抑制作用。对DNA病毒敏感性较差，抑制疱疹病毒、腺病毒的MIC为100～1000mg/L。动物试验对小鼠流感病毒肺炎、家兔疱疹及痘苗病毒角膜炎，猴感染拉萨热病毒均有治疗作用。利巴韦林难于越过血脑屏障，对小鼠乙型脑炎病毒感染无效，口服生物利用度约45％。2、研究概况1986年美国FDA首次批准在气雾罩内治疗小儿合胞病毒感染。1994年扩大适应症，单用或与重组基因α-2a、α-2b干扰素合用治疗丙型病毒性肝炎；我国于1973年研制成功，1980年鉴定投产。至今，已开发了注射剂、冻干粉针剂、葡萄糖注射液、氯化钠注射液、片剂、、含片、分散片、胶囊、颗粒剂、泡腾颗粒剂、口服液、滴眼液、眼膏、滴鼻液；至今，已开发了注射剂、冻干粉针剂、葡萄糖注射液、氯化钠注射液、片剂、含片、分散片、胶囊、颗粒剂、泡腾颗粒剂、口服液、滴眼液、眼膏、滴鼻液和气雾喷雾剂等54个规格15种制剂；在研的还有吸入粉雾剂、注射用复方粉针剂、缓释4颗粒、缓释胶囊、缓释片、口腔速崩片、脂质体口服乳、软膏、眼凝胶等等。临床上用静脉滴注早期治疗流感、副流感病毒性肺炎、小儿腺病毒肺炎、流行性肾出血热综合症和拉萨热等可减轻症状，减少并发症；口服可治疗甲型肝炎、带状疱疹、皮肤单疱病毒感染、麻疹及上呼吸道病毒感染；滴鼻加含片治疗甲、乙型流感可退热，缩短病程；滴眼剂可治疗流行性结膜炎、单疱病毒角膜炎和痘苗病毒角膜炎；乳膏剂可治疗带状疱疹和生殖器疱疹；气雾喷雾剂可治疗呼吸道病毒引起的鼻炎、咽峡炎和咽结膜热。3、利巴韦林缓释微丸陶秀梅[3]等采用离心造粒粉末层析法制备利巴韦林含药素丸，再用丙烯酸树酯水分散体包衣，得到利巴韦林缓释微丸，粒径650～750μm，收率90.1％，载药量72.5％，其释药动力学受渗透压驱动。4、利巴韦林前体脂质体于海翔等[4-5]以大豆磷脂为原料，加入胆固醇和维生素E,混匀后得乳白色脂质体微囊泡乳状液，经薄膜蒸发得利巴韦林前体脂质体，其形态为不规则的乳白色球体，偶见有谈黄色条块状或葡萄串样未充分分散开的磷脂聚集体及长条状的胆固醇结晶，其扫描电镜图如图3-1所示。图3-1利巴韦林前体脂质体固体形态的扫描电镜图（×20000）利巴韦林前体脂质体水化后得脂质体乳液，其平均粒径为300.8nm，粒度分布较均匀，99.8％粒子的粒径范围都在500nm以下，有少数粒径为2μm以上的粒子；水化后的包封率约22％，ζ电位为-30.62±3mV；用差示扫描量热计(DSC)测得前体脂质体的相转变温度为-31.19℃；水化后脂质体的pH为5.20，在25℃时粘度为1.2mP·s。脂质体乳液对肝脏有较强的靶向性，而鼻腔给药，能提高药物在肺部的分布，但对于药物穿透血脑屏障无促进作用；急性毒性试验[6]表明，腹腔注射LD50为1592.31±119.02mg/kg，与利巴韦林水溶液比较无统计学差异；局部刺激性试验，脂质体乳液不增加鼻粘膜的刺激性。大鼠灌胃给予利巴韦林脂质体口服乳900mg/kg，与市售的利巴韦林口服液比较，脂质体乳液释药更平缓，在体内滞留时间长于市售的口服液，达峰时间（Tmax）为8.0小时，口服液为2.0小时；5药物浓度峰值（Cmax）为31.0μg/mL，AUC为1112.6μg·h/mL，消除速率常数k值为0.6L/h，而口服液为0.046L/h；相对生物利用度为121.3％，与口服液等效。大鼠灌胃给予利巴韦林脂质体口服乳与市售口服液的药代动力学参数如表3-1所示。利巴韦林脂质体口服乳液已完成临床前试验研究，正在申报临床试验。表3-1大鼠灌胃给予利巴韦林脂质体口服乳与市售口服液的药代动力学参数比较[5]参数市售口服液脂质体口服乳Tmax（h）2.08.0Cmax（μg/mL）49.231.0AUC（S0）（μg·h/mL）917.51112.6AUMC(S1)21933.824016.0AUMC(S2)971330.2835953.2MRT（h）13.921.6VRT（h2）487.2285.4k0.0460.063.3抗人免疫缺陷病毒药物人免疫缺陷病毒（HIV）所致获得性免疫缺陷综合征（acquiredimmunodeficiencysyndrome），简称艾滋病（AIDS）是危害性极大、死亡率很高的传染病,据2004年12月世界卫生组（WHO）和联合国艾滋病规划署联合公布的全球艾滋病流行报告，全世界现有AIDS患者和HIV携带者人数为3940万，2004年新增感染者490万，死亡310万。自20世纪80年代初发现第一批病例，至今累计死于AIDS的总人数已经超过3000万；中国现有HIV感染者约84万人；其中，AIDS病人约8万例，已死亡近10万