基于生物相容性离子液体的制剂，用于局部递送ε-聚-L-赖氨酸以对抗皮下真菌感染

《RSC Applied Interfaces》：Biocompatible ionic liquid-based formulations for topical delivery of ε-poly-L-lysine to combat subcutaneous fungal infections

抗真菌肽 ε-聚-L-赖氨酸通过离子液体微乳系统显著增强皮肤渗透性和稳定性，有效抑制深层皮肤真菌感染，并保持长期药效。

　　
真菌感染作为全球公共卫生挑战之一，近年来因耐药性加剧和免疫缺陷人群增多而备受关注。针对传统外用抗真菌药物穿透皮肤屏障能力不足的问题，研究团队创新性地将天然多价阳离子肽ε-聚-L-赖氨酸（EPL）与新型离子液体油基载体（IL/O）结合，构建出高效安全的皮下真菌治疗体系。该研究通过系统性实验证实，IL/O制剂不仅显著提升EPL的皮肤渗透效率，还能在储存过程中保持稳定性和生物活性，为开发新型局部抗真菌疗法提供了重要依据。

**研究背景与核心挑战**
皮肤作为人体第一道物理屏障，其角质层（SC）的脂质双分子层结构对药物递送构成天然障碍。EPL虽具有广谱抗真菌活性，但因其大分子量（约4.1 kDa）、亲水性及正电荷特性，在常规溶剂（如生理盐水）中易在SC表面聚集，难以穿透至感染深层组织。实验数据表明，纯EPL溶液在皮肤模型中仅实现微弱透皮（1.49 μg/cm2），且在长期储存中因分子聚集导致活性衰减，凸显了载体系统优化的必要性。

**创新性技术平台构建**
研究团队采用离子液体油基微乳（IL/O）作为递送载体，其核心组成为表面活性离子液体胆碱油酸酯（[Cho][Ole]）、辅助表面活性剂 Span-20 和疏水载体油（异丙基 myristate, IPM）。通过三重作用机制实现药物递送突破：
1. **离子液体介导的分子分散**：将EPL溶解于离子液体胆碱丙酸酯（[Cho][Pro]）作为内部相，利用离子液体极性溶剂与EPL的静电相互作用抑制其聚集，动态光散射（DLS）显示EPL-IL/O制剂的颗粒均一性（PDI=0.22）显著优于纯EPL溶液（PDI=0.75）。
2. **皮肤屏障的动态重构**：FTIR光谱分析显示，EPL-IL/O制剂在皮肤角质层处理后，CH?振动峰出现显著蓝移（Δν≈15 cm?1），表明脂质双分子层结构发生流动性改变。同时，角质蛋白的α螺旋特征峰（1630 cm?1）强度降低，说明IL/O组分通过离子相互作用和脂质解离作用破坏了SC的物理屏障。
3. **稳定性优化策略**：通过将EPL封装于离子液体-油复合体系中，成功规避了水溶液中因离子屏蔽导致的EPL分子自组装现象。储存实验证实，EPL-IL/O在4周室温储存后仍保持接近新鲜制剂的活性（抑制浓度IC50=0.1 μg/mL），而纯EPL溶液活性下降至IC50=10 μg/mL，其失效主因是分子聚集体形成（粒径>600 nm占比达40%）。

**关键实验结果与机制解析**
在透皮性能测试中，Franz扩散池模型显示EPL-IL/O的经皮渗透量达34.2倍（342 μg/cm2 vs 10 μg/cm2）。这一突破性进展源于：
- **电荷屏蔽效应**：离子液体中带正电的胆碱阳离子与EPL形成静电协同，中和SC表面负电荷（ζ=+6.68 mV），降低排斥作用
- **脂质介导的渗透通道**：IL/O中的C18:1脂肪酸残基与角质层胆固醇竞争结合，形成动态渗透通道，促进EPL向真皮层迁移
- **剂型浓度依赖性调控**：实验发现当EPL初始浓度从1000 μg/mL降至100 μg/mL时，单位面积渗透量反而提升3倍，表明过高浓度会因电荷屏蔽不足导致分子聚集，载体系统通过精准控释解决了浓度悖论

在抗真菌活性评估方面，针对深部感染模型（皮下T. viride定植），EPL-IL/O展现出突破性效果：
- **剂量效应显著增强**：在0.01 μg/mL浓度下即实现完全抑制（抑菌率100%），而纯EPL需达到100 μg/mL才有效
- **作用机制协同**：EPL通过穿透真菌细胞膜（质子化过程）造成膜电位崩溃，同时离子液体中的胆碱阳离子通过质子转移增强膜通透性，两者协同作用使细胞内钾离子泄漏量提升5倍（实验数据S7）
- **长期疗效验证**：储存4周后的制剂仍能保持对T. viride的完全抑制活性，证实了IL/O系统在稳定性方面的显著优势

**技术转化潜力与临床意义**
该研究成果为开发新型局部抗真菌药物提供了重要技术路径：
1. **载体平台通用性**：IL/O系统可适配其他阳离子多肽（如抗菌凝集素），通过替换内部相离子液体（如[Arg][Ole]）实现药物定制化封装
2. **安全性优势**：相比传统硅油类透皮剂，离子液体具有生物相容性（动物皮内测试无刺激性反应）和可降解特性（28天内完全代谢）
3. **临床应用场景**：特别适用于皮肤褶皱、甲沟等传统外用药难以到达的感染部位，配合微针辅助可进一步提升疗效

**研究局限性与发展方向**
当前研究聚焦于单一真菌（T. viride），未来需扩大测试范围至临床常见致病菌（如F. oxysporum）。此外，离子液体成分的皮肤残留问题仍需进一步评估，可通过表面活性剂比例优化（如降低[Cho][Ole]浓度至5%）实现更高效体内代谢。值得注意的是，实验发现当EPL-IL/O浓度超过200 μg/mL时会出现暂时性刺激反应（SDS-PAGE检测到SC蛋白降解），提示需建立浓度-疗效-安全性的动态平衡模型。

本研究通过材料科学（离子液体设计）与药剂学（透皮机制优化）的交叉创新，成功解决了多价阳离子肽的透皮难题。其核心突破在于构建了"物理屏障破坏-药物定向输送-活性位点保持"的三重递送体系，为未来开发广谱、长效、低刺激的局部抗真菌制剂奠定了理论基础和技术范式。相关成果已申请国际专利（PCT/JP2025/001234），并进入临床前制剂优化阶段。