综述:脂质体药物递送系统在肺部疾病中的最新进展与未来展望

【字体: 时间:2025年08月31日 来源:Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine 4.2

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  这篇综述系统阐述了脂质体(liposome)作为递送载体在肺部疾病治疗中的前沿应用,涵盖核酸(siRNA/mRNA)、多肽、抗结核药物及疫苗佐剂(AS01E/CAF01)的递送策略,重点解析了脂质体与肺表面活性物质(DPPC/SP-B)的相互作用机制,并探讨了pH/酶响应型智能递送系统在肺癌(NSCLC/SCLC)、哮喘(COPD)、急性呼吸窘迫综合征(ARDS)等疾病中的临床转化挑战。

  

脂质体药物递送系统在肺部疾病中的突破性进展

脂质体的进化与分类

自1960年代Alec Bangham发现脂质体以来,这种由磷脂双分子层构成的纳米载体已成为药物递送的明星平台。根据结构可分为单层(SUV/LUV)和多层(MLV/MVV)脂质体,尺寸范围从20 nm的SUV到2000 nm的GUV。创新设计的刺激响应型脂质体(如pH敏感型、磁响应型)能精准释放药物——例如肿瘤微环境的酸性触发药物释放,而聚乙二醇(PEG)修饰的"隐形脂质体"可逃避免疫清除,延长循环时间。首个获批的脂质体药物Doxil?便是PEG化技术的成功典范。

脂质体与肺部环境的精妙对话

肺部的独特生理结构为脂质体递送创造了理想条件:肺泡表面积达100 m2、血流量丰富且酶活性较低。关键发现显示,含二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)的脂质体与肺表面活性物质成分相似,能穿透粘液屏障并减少巨噬细胞吞噬。Ferguson团队通过尼达尼布脂质体证实,吸入后药物在肺泡滞留时间延长8000倍,且不受支气管肺泡灌洗液(BALF)降解影响。表面电荷调控也至关重要,中性/负电荷脂质体可避开粘液静电捕获,而炎症部位pH响应型脂质体能在病灶区转变为正电荷,增强靶向性。

核酸药物的肺部革命

COVID-19疫情推动了mRNA脂质纳米粒(LNP)技术的飞跃。针对肺纤维化,靶向Srpx2基因的siRNA脂质体通过抑制TGF-β/SMAD通路,显著改善博来霉素诱导的小鼠纤维化。而Vlasova团队开发的离子化脂质聚合物混合载体,成功递送IL-12 mRNA抑制Lewis肺癌进展,CFTR mRNA则修复囊性纤维化模型蛋白功能。值得注意的是,阳离子脂质体(如DOTAP)虽能高效包载核酸,但需通过表面修饰(如透明质酸)降低细胞毒性。

抗结核治疗的纳米武器

结核分枝杆菌的巨噬细胞内寄生特性使传统药物难以奏效。脂质体通过被动靶向富集在肺部,将异烟肼、利福平等药物的疗效提升数倍——例如,载有利福平-衣康酸复合物的脂质体对耐多药结核菌(MDR-TB)的抑制呈现协同效应。更巧妙的是,ε-聚赖氨酸修饰的脂质体增强粘附性,使药物在肺泡的滞留时间延长。疫苗佐剂CAF01(含DDA/TDB)模拟分枝杆菌索状因子结构,目前已在结核亚单位疫苗临床试验中激发持久Th1免疫应答。

呼吸系统疾病的精准打击

在哮喘治疗中,沙丁胺醇脂质体干粉吸入剂(LDPI)实现14小时缓释,较普通制剂作用时间延长2倍。针对慢性阻塞性肺病(COPD),姜黄素脂质体通过抑制IL-8/IL-1β等炎症因子,有效缓解香烟烟雾诱导的支气管上皮细胞衰老。而在ARDS治疗中,甲基强的松龙与N-乙酰半胱氨酸(NAC)共载脂质体经气管给药后,肺部TNF-α水平下降50%,且规避了全身用药的副作用。

临床转化的挑战与智能突破

尽管已有ARIKAYCE?(阿米卡星脂质体吸入悬液)等产品上市,但大规模生产稳定性、灭菌工艺和ABC现象(PEG化脂质体的加速血液清除效应)仍是产业化的瓶颈。新兴的机器学习(ML)技术正改变研发范式——通过算法预测脂质组成与药物释放的非线性关系,结合微流控技术可实现批次差异<5%。未来,整合人工智能的"数字孪生"模型或将使脂质体设计进入精准预测时代,为肺部疾病的个体化治疗开辟新径。

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