《European Journal of Pharmaceutical Sciences》：Optimization and Aerodynamic Performance of Nebulizable Pirfenidone-Loaded Human Serum Albumin Nanoparticles for Targeted Pulmonary Delivery
编辑推荐：
为解决口服吡非尼酮(PFD)治疗特发性肺纤维化(IPF)时存在的肺部蓄积性差、全身副作用大等问题，本文研究了可雾化递送的PFD人血清白蛋白纳米粒(PFD-HNPs)，旨在提高药物肺部靶向性和抗纤维化疗效。研究人员通过优化处方参数，成功制备出粒径均匀、稳定性良好且具有优良雾化性能的纳米粒。体外细胞研究证明其可被肺泡巨噬细胞有效摄取，并能显著抑制TGF-β1诱导的促纤维化标志物表达，体内研究证实其通过雾化吸入无显著毒性。该研究为PFD提供了一种安全有效的吸入治疗新策略，具有重要的转化潜力。
特发性肺纤维化(IPF)是一种严重的进行性肺部疾病，其特征是肺部组织不可逆的瘢痕化，导致呼吸功能衰竭和不良预后。目前，仅有吡非尼酮(Pirfenidone, PFD)和尼达尼布两种抗纤维化药物获批用于IPF治疗，但它们均需口服给药。口服PFD面临着一个两难困境：一方面，药物在肺部纤维化病灶的有效浓度不足，限制了其治疗潜力；另一方面，药物在全身循环中又会产生一系列令人困扰的副作用，如胃肠道不耐受、光敏性和肝功能异常等。因此，如何将药物精准地“快递”到肺部病变部位，同时尽量减少对全身其他器官的“误伤”，成为提高IPF治疗效果的关键。
吸入给药为此提供了一种极具前景的解决方案。它将药物直接递送至肺部病灶，有望在肺内实现高浓度、在全身维持低暴露，从而显著提高治疗的安全窗。然而，并非所有药物都适合吸入，简单的药物粉末或溶液在肺内易被清除或难以在病灶部位驻留。为此，研究人员将目光投向了纳米载体——一种微小的“药物运载车”。其中，人血清白蛋白(Human Serum Albumin, HSA)作为一种天然的血浆蛋白，因其优异的生物相容性、可生物降解性、无免疫原性以及能与多种药物结合的潜力，成为构建纳米“运载车”的理想材料。
基于此，研究人员在《European Journal of Pharmaceutical Sciences》上发表了一项研究，报道了他们成功开发并评估了一种可雾化吸入的吡非尼酮-人血清白蛋白纳米粒(Pirfenidone-loaded HSA Nanoparticles, PFD-HNPs)，为IPF的吸入治疗提供了一个新平台。
作者主要采用了以下几项关键技术方法开展研究： 首先，采用去溶剂化法(desolvation method)制备并优化了PFD-HNPs。其次，利用下一代撞击器(Next-Generation Impactor, NGI)评估了纳米粒悬液的雾化性能和空气动力学特性，包括细颗粒分数(Fine Particle Fraction, FPF%)、质量中值空气动力学直径(Mass Median Aerodynamic Diameter, MMAD)等。第三，在细胞水平上，通过CCK-8法检测了PFD-HNPs对人胚肺成纤维细胞(MRC-5)的细胞毒性，并利用TGF-β1诱导的MRC-5细胞模型评估了其抗纤维化功效。第四，通过共聚焦激光扫描显微镜(Confocal Laser Scanning Microscopy, CLSM)观察了罗丹明6G标记的PFD-HNPs在大鼠肺泡巨噬细胞(NR8383)中的摄取情况。最后，通过组织病理学分析(苏木精-伊红，H&E染色)评估了BALB/c小鼠吸入PFD-HNPs后主要器官的安全性。
研究结果如下：
3.1. PFD-HNPs递送系统的优化与表征
研究人员系统优化了制备条件。他们发现，人血清白蛋白(HSA)浓度和反应体系pH值对纳米粒的性质影响显著。如图所示，当HSA浓度为50 mg/mL、pH为8时，能制备出粒径约100纳米、分散系数(Polydispersity Index, PDI)低于0.25、Zeta电位约为-50 mV的纳米粒，这些指标表明纳米粒尺寸均一且胶体稳定性良好。此外，当吡非尼酮(PFD)载药量为10-20毫克时，纳米粒的包封率(Entrapment Efficiency, EE%)可达63-68%，显示出较高的载药效率。扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy, SEM)图像显示，优化后的空载HNPs和PFD-HNPs均为球形，尺寸约200纳米。
3.2. 下一代撞击器表征雾化性能
关键的雾化性能测试显示，PFD-HNPs在雾化前后能保持良好的胶体稳定性，粒径和PDI变化很小。NGI分析表明，PFD-HNPs具有适合吸入的空气动力学特性。当分散在水中时，其细颗粒分数(FPF%)约为58.33%，质量中值空气动力学直径(MMAD)约为2.9微米，这一尺寸范围有利于药物在支气管和肺泡区域沉积。沉积谱图显示，PFD-HNPs主要沉积在NGI的第4至第6级及微孔收集器(Micro-Orifice Collector, MOC)中，表明其气溶胶液滴能有效进入下呼吸道。
3.3. PFD-HNPs的细胞毒性、摄取及抗纤维化功效分析
细胞实验结果表明，PFD-HNPs在高达10 μM浓度下对人胚肺成纤维细胞(MRC-5)的活力影响很小，显示出良好的生物相容性。更重要的是，在TGF-β1诱导的MRC-5细胞纤维化模型中，PFD-HNPs能有效抑制促纤维化标志物的表达，其抗纤维化效果与游离PFD相当甚至更优，表明纳米载药系统并未影响药物的活性。此外，共聚焦显微镜观察发现，PFD-HNPs能被大鼠肺泡巨噬细胞(NR8383)有效摄取，并主要滞留在细胞质和核周区域，这有助于在肺部形成局部药物储库，延长作用时间。
3.4. 通过吸入给药进行体内安全性评估
最后，体内安全性研究为PFD-HNPs的临床应用前景提供了有力支持。组织病理学检查显示，通过雾化吸入给予PFD、空载HNPs或PFD-HNPs的BALB/c小鼠，其心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏等主要器官的组织形态学与生理盐水对照组和空白组相似，未观察到炎症细胞浸润、水肿、出血或坏死等结构性损伤。特别是肺组织切片显示肺泡结构和支气管上皮完整，肺泡隔未增厚，证实了该吸入制剂具有良好的局部和全身安全性。
结论与讨论
综上所述，这项研究成功开发并系统评估了一种基于人血清白蛋白的可雾化吡非尼酮纳米粒(PFD-HNPs)。该纳米递送系统不仅具备适合吸入给药的理化特性（粒径均一、稳定性好、Zeta电位高），还在雾化后保持了良好的空气动力学性能，能够有效沉积于下呼吸道。体外研究证实，PFD-HNPs能被肺泡巨噬细胞高效摄取，并在细胞质内形成药物储库，同时其在成纤维细胞模型中展现出与游离药物相当的抗纤维化活性。至关重要的是，初步的体内安全性评估未发现任何明显的器官毒性，为后续的深入研究奠定了基础。
该研究的核心意义在于，它提供了一种克服口服吡非尼酮局限性的创新策略。通过将药物封装于生物相容性极佳的白蛋白纳米粒中，并采用吸入给药方式，有望实现药物在肺部的靶向富集和长效释放，从而在提高疗效的同时最大限度地降低全身性副作用。这项工作为开发下一代IPF吸入疗法提供了一个概念验证性的平台。当然，研究者也指出，未来仍需在肺纤维化动物模型中进行药代动力学和疗效的深入评估，以进一步推进其临床转化潜力。这项研究为利用生物可降解纳米载体进行肺部疾病精准治疗开辟了新的道路。
