靶向癌症药物递送的脂质体纳米药物：提升疗效与安全性

摘要

癌症发病率上升，这种因细胞快速失控生长导致并发症和组织功能障碍的疾病，是科学家和医生最严峻紧迫的关注之一。当今癌症诊断尤其是有效治疗被视为上世纪医学卫生领域最大挑战之一。尽管药物发现和递送取得显著进展，但诸多不良反应、特异性和敏感性不足常损伤健康组织器官，成为应用障碍。治疗药物给药时长和剂量的限制也是挑战。此外，肿瘤细胞对化疗、放疗等常规治疗产生耐药，凸显抗肿瘤药物性质创新改进的迫切需求。脂质体因能包裹不同理化性质药物，被建议为纳米医学中药物递送和癌症治疗的合适载体。脂质体结构高灵活性，可通过偶联各种聚合物、配体、分子进行化学修饰，不仅增强药理优势，还能提高抗癌药物有效性。脂质体可提高抗恶性细胞药物在体内的敏感性、特异性、持久性，为纳米药物应用提供显著优势。本文综述脂质体发现发展历程，聚焦其治疗多种癌症和疾病的临床应用，探讨脂质体药物性质改进机会及癌症治疗面临的挑战。

图文摘要

引言

癌症，即人体健康细胞脱离正常状态失控分裂的疾病，被公认为本世纪重大医学挑战。环境致癌物累积或基因突变导致此并发症。每年数百万人死于癌症，新增患者和死亡率持续上升。WHO 报告显示 2018 年癌症为第二大死因，约 960 万人死于各类癌症，约 1/6 死亡由癌症导致。约 70% 癌症死亡发生在发展中国家和低收入国家，但发达国家发病率和致死率也不容忽视。

抗肿瘤药物化疗是重要癌症治疗手段。游离药物化疗因缺乏适当敏感性和特异性受限，导致副作用阻碍准确治疗，无法充分发挥抗肿瘤效果。化学免疫联合疗法作为有效有前景的癌症治疗方法，明确针对常规药物耐药肿瘤细胞。近年来发现应用多种常规和先进疗法治疗癌症。为减轻常规抗癌药物特别是化疗药副作用，各类纳米药物包括病毒纳米颗粒（VNPs）、量子点、聚合物纳米材料、脂质体被应用。

不同纳米药物中，脂质体作为球形纳米颗粒（NPs）结构独特。脂质体成分含水相和油相，可同时包裹亲水和疏水药物，相较于许多纳米载体具有显著优势。将抗肿瘤药物包裹于不同类型脂质体是增强其特异性、生物利用度、生物相容性的途径之一。过去二十年为开发脂质体治疗用途做出巨大努力。DaunoXome®、Caelyx® 等已获批通用和临床应用，其他处于最终生产审批阶段。

治疗用脂质体主要有免疫脂质体、pH 敏感脂质体等。免疫脂质体是大类纳米医疗器械，即靶向药物递送系统（DDSs），研究显示显著抗恶性效果。pH 敏感脂质体称多形脂质体，结构和成分随 pH 变化改变而释放药物。此外脂质体像其他纳米药物，除药物递送外还可用于组织修复再生、成像、诊断。脂质体在各方面应用简化疾病癌症识别、管理、治疗。

本文综述脂质体发现结构、各种性质、上市脂质体药物及开发，最终报告脂质体纳米药物利用的机遇与挑战，作为科学家未来研究关键议题，以消除局限、强化优势。

正文

脂质体科学史：发现与定义

从早期研究水环境中小脂质颗粒结构行为，到首个美国 FDA 批准脂质基药物递送纳米颗粒，历时约 1950 年。Pliny the Elder 近 2000 年前首次观察脂质脂肪颗粒水中行为。17 世纪末 Anthonie Van Hook 发现细胞引发细胞结构疑问。Gorter 和 Grendel 发现细胞膜磷脂双分子层。Singer 和 Nicolson 提出镶嵌液态镶嵌模型解释细胞膜磷脂行为。这些科学观察假设吸引科学家关注脂肪衍生纳米颗粒。1960 年代，Alec D. Bangham 在 Babraham 研究所研究磷脂特别是磷脂对血液凝固过程影响时，意外观察到首个脂质体，惊讶于水中自发形成球形颗粒。后 Gerald Weissmann 作为 Alec Bangham 实验室访问者，知晓其研究成果，将 Alec 观察到的 Smectic Mesophase 命名为"脂质体"而非"banghosomes"，并获诺贝尔奖。脂质体发现科学史见图 1。

现代脂质体纳米颗粒结构

定义脂质体纳米颗粒、合理发现其性质正在深入进行。现代脂质体定义为自发形成的球形碎片，由脂质双分子层膜和亲水核心组成。脂质体尺寸约 10 nm 至 2500 nm（2.5 µm），但药物递送用脂质体通常 50–450 nm，更大尺寸脂质体也可用于医疗。脂质体主要由磷脂组成。磷脂是脂质类型，与甘油三酯有趣地相似。磷脂结构含亲水头和两个疏水链，属两亲分子。脂质体磷脂膜主要含磷脂酰胆碱（PC）、鞘磷脂（SM）、磷脂酰丝氨酸（PS）、磷脂酰乙醇胺（PE），均为两亲分子，在水中有形成特定结构强倾向。物理原因是磷脂同时含亲水头（磷酸基团）和两疏水尾（脂肪酸）。磷酸基团与 H₂O 极性分子相互作用，疏水尾远离水分子相互结合，非极性链相对排列形成双层，中间产生亲脂空间，可储存疏水药物。磷脂亲水部分经氢键、范德华力等分子力指向水分子，形成脂质体内部亲水区。图 2 示意卵磷脂分子结构（天然磷脂，蛋黄丰富，能在水和各区域形成脂质体），及脂质体不同区域包括亲水核心和疏水双层。

脂质体溶于水后球形结构取决于分子类型、水介质温度、摩尔浓度、离子等其他物质存在，决定最终形态。脂质体主要理化性质为其组成脂质（特别是磷脂）和其他分子的净性质，包括渗透性、表面电荷密度、整体尺寸。

脂质体分类

自发现以来，脂质体一直作为生物、生物物理、生物化学、药学研究重要组成部分。现代脂质体可按尺寸、磷脂双层数、合成程序、制备机制分类。尺寸分小、中、大三类。膜层数分单层囊泡（ULVs）、寡层囊泡（OLVs）、多层囊泡（MLVs）。ULVs 由单磷脂双层组成，约 50–250 nm；MLVs 大得多，约 0.5–1.5 µm，含多层磷脂双层。不同合成方法导致两类差异。应用上 ULVs 内部亲水环境大，适合包裹亲水药物。小单层囊泡（SUVs）同属 ULVs，单磷脂双层，但尺寸 <100 nm。形态上 OLVs 由 2–5 个囊泡组成，大小可同可异，所有囊泡包裹在一大磷脂双层内而非相互嵌套，通常 0.1–1 µm。ULVs 不利于亲水物质递送，MLVs 主用于疏水药物递送。图 3 展示不同分类标准下脂质体分类：a) 尺寸三类；b) SUV 结构作为 ULVs 成员，尺寸明显更小。

脂质体制备方法与新一代发展

不同于金纳米颗粒等硬性纳米颗粒，脂质体属软性纳米颗粒，可通过不同方法合成。MLVs 和 ULVs 制备机制不同。多数方法用特定溶剂（氯仿、甲醇等）在圆底烧瓶（RBF）溶解按所需摩尔比配制的脂质体膜脂质。手摇法是合成 MLVs 主要工艺，即脂质薄膜水化法：脂质溶于有机溶剂，旋转蒸发除溶剂，固体产物冻干，经水化和挤出法合成脂质体。其他合成法包括超声法、反相蒸发法、法国压力池法、冻干法、膜挤出法。此外脂质体可按发现发展时间分代。第一代称常规或经典脂质体。体内使用常规脂质体治疗纳米颗粒的问题迅速被识别。早期问题之一是药物包裹限制，许多药物无法储存进第一代脂质体。为研究脂质体结构性质如稳定性、治疗功效、临床应用可能性，这些挑战推动第二代脂质体发展，通过改变组成脂质、表面电荷、净重、总体积实现。精确说，第二代脂质体主要在常规脂质体添加亲水聚合物，增强体液中循环寿命使其适合药物递送系统。此类脂质体分非特异性长循环脂质体和配体靶向长循环脂质体。古菌脂质体作为新一代脂质体，由古菌膜脂质和合成磷脂类似物组成。过去十年为研究古菌脂质体药物疫苗递送潜力做大量工作。古菌型脂质结构核心为二醚或四醚分子，含约 20–40 碳饱和植烷链，通过古菌醇或钙古菌醇骨架甘油 sn-2,3 碳醚键连接。这些颗粒也可广泛用于肿瘤并发症、过敏、感染药物递送及疫苗接种。

脂质体生物材料特性与理化性质评价

尽管医学科学广泛进展，某些疾病尤其是癌症治疗仍面临巨大挑战，因治疗药物和方法无效。调节注射药物剂量影响肿瘤是紧张问题，因抗癌药物治疗窗窄。即治疗剂量与毒性剂量间距离小、敏感性特异性不当，产生巨大先进治疗需求。纳米材料用于药物递送近年受关注。生物相容性和可降解性是纳米材料用于递送系统的两大生物材料关键特性。生物相容性要求治疗纳米颗粒不损伤人体组织系统，可降解性要求纳米颗粒分解为无毒化合物并易从器官清除。脂质体发现后，科学家开始应用其作为药物递送纳米材料。脂质体具备治疗用途所需两大生物材料特性：生物相容性和可降解性。脂质体纳米颗粒其他特性也适合此目的：特定结构允许同时包裹亲水（水溶性）和疏水（脂溶性）药物。脂质体磷脂双层膜保护内部药物免受酶降解、免疫结构生物学失活、体内化学变化等现象损害。这有双重优势：一、包裹药物分子结构到达靶组织前保持完好，无修饰；二、脂质体膜保护其他健康非靶组织免受药物暴露影响。脂质体也可递送 DNA、RNA 等遗传物质用于基因治疗，可由阳离子、阴离子、中性脂质和磷脂或其混合物组成。碳点等诊断成像剂可结合脂质体或单独用于癌症检测成像。碳点部分获批临床应用并用于研究，但细胞毒性仍阻碍广泛应用。图 4 示脂质体药物纳米颗粒总体结构：磷脂层组成，依药物亲疏水性决定递送脂质体类型，亲水药物包裹于中心亲水核，疏水药物置于亲脂区，亦可递送基因。

脂质体膜形成磷脂为无毒化合物，可合成广泛尺寸范围。脂质体理化性质取决于组成，添加胆固醇、聚乙二醇（PEG）等特定化合物可合成具期望性质脂质体。脂质体膜对巨分子不渗透，有利于更好保留内部物质。所有脂质体特性使其成为治疗药物递送（特别是癌症）合适纳米材料。Gregory Gregoriadis 作为先驱研究者提出脂质体用于药物递送系统假设，指出药物化合物可包裹于脂质体。脂质体适当生物材料和理化性质已获报道。如包裹抗肿瘤药阿糖胞苷脂质体动物模型实验显著延长 L1210 白血病小鼠寿命。应用脂质体可保护性递送足量药物活性形式至靶部位。

增强脂质体纳米颗粒特异性与敏感性用于治疗

如前所述，利用各种分子和聚合物可改变脂质体结构和膜，赋予新功能或修饰性质。延长脂质体血液循环时间、增强其通过 EPR 效应在特定肿瘤组织或病理部位富集能力是首要考虑特性，因脂质体清除率高。PEG 分子通过化学偶联结合脂质体膜被连续用于赋予此功能。乙二醇聚合物增加脂质体半衰期、特别是脂质体治疗纳米颗粒在血液等体液中半衰期的重要性和作用约 20 年前提出。Abuchowski 和 McCoy 首次尝试通过偶联 PEG 延长脂质体血液循环半衰期，结果普遍增加脂质体循环时间和血液半衰期。几月后其他研究者探讨通过在脂质体表面分子结合 PEG 降低单核吞噬系统（MPS）细胞高速清除脂质体可能性，预期改善脂质体血液循环。此领域文献众多。与常规脂质体不同，PEG 包覆脂质体显示剂量无关药效动力学性质。PEG 分子是可结合脂质体表面延长体内寿命的聚合物之一，其他聚合物也可用此目的。图 5 演示 PEG 聚合物分子如何保护脂质体免受抗体侵害并延长血液中寿命。

如前所述，除 PEG 外其他分子也可延长脂质体循环。聚恶唑啉聚合物是用于修饰脂质体膜增强半衰期的物质之一。Woodle 等首创应用聚[2-乙基-2-恶唑啉]（PEOZ）制备隐形脂质体，结果证明注射大鼠后肝脾细胞对聚[2-乙基-2-恶唑啉基] PETOXylated 脂质体清除和摄取减少。结果表明偶联聚[2-乙基-2-恶唑啉] 和聚[2-甲基-2-恶唑啉]（PMOZ）等其他聚合物可产生类 PEG 效应，增加半衰期延长体内循环。他们还比较 PEG、PEOZ、PMOZ 偶联脂质体在各器官系统生物分布，结果显示血液和脾脏分布几乎相同，但肝脏 PMOZ 分布远低于其他。Pain 等将葡聚糖分子结合 ULVs 表面，结果显示葡聚糖偶联脂质体较常规脂质体循环更长、肝脾吸收摄取更低，证明葡聚糖分子除延长体内寿命外，还可增加稳定性、调节药物释放速率。

第二个关键问题是脂质体流动性和稳定性。胆固醇等其他脂质可用于脂质体骨架。胆固醇偶尔替代磷脂双层某些化合物增强脂质体性质。但已证实修饰脂质体双层含量、用特定化合物（特别是胆固醇）替代部分磷脂分子可降低脂质体流动性。胆固醇存在于脂质体膜中增加结构稳定性（体内外实验均证实），降低渗透性和包裹物质泄漏可能性。胆固醇为疏水类固醇，存在于脂质体膜时与磷脂双层间疏水链相互作用稳定结构。临床体内应用时此作用实质性，防止脂质体转化为高密度脂蛋白（HDL）和低密度脂蛋白（LDL）。血液和细胞内液体脂质结构可影响脂质体。LDL、HDL 等脂蛋白影响注射脂质体，引起脂质转移和膜重排，大幅降低含药脂质体纳米颗粒稳定性。值得注意的是用于治疗应用的脂质体膜 DNA 和其他分子必须锚定于膜中胆固醇。向脂质体膜添加各种物质是创造脂质体积极特性途径之一。

第三个关键特性是脂质体敏感性和特异性，用于准确识别和特异性结合靶细胞。结合单克隆抗体、Fab 片段、转铁蛋白、叶酸等偶联分子可增强脂质体特异性，实现特异性结合肿瘤细胞。增强药物纳米载体特别是脂质体特异性敏感性已被研究。如 Mohammad J. Akbar 等研究肽-PEG-脂质偶联脂质体治疗小细胞肺癌（SCLC），结果显示结合胃泌素释放肽受体（GRPR）拮抗剂肽可增加脂质体在 GRPR 表达细胞中特异性和富集，声称可治疗肺癌细胞因 GRPR 表达基因上调。最终药物添加至 PEGylated 脂质体因其适当性质，现已建立工业临床应用。抗体早期研究用于增加脂质体靶细胞结合能力，受体介导内吞作用由脂质体执行进入细胞。已开发多种抗体结合脂质体方法。抗体偶联脂质体研究证明抗体结合脂质体表面增加抗癌药物对培养肿瘤细胞毒性。但抗体用于 PEG 脂质体表面时，抗体残基结合靶受体被 PEG 聚合物遮蔽，特别是 PEG 侧链较长时。因此科学家应考虑 PEG 和抗体同时用于脂质体给药的缺点。

第四个重要因素是包裹药物释放研究。调节脂质体在受损组织异常条件下释放药物是临床应用脂质体关键问题。利用温敏化合物、pH 或靶细胞组织膜表面特定代谢物结合脂质体表面，可精准释放药物。此法可导致脂质体特异性作用于靶细胞膜表面并释放内部药物。脂质体纳米颗粒包裹化合物释放速率是调节靶部位药物可用剂量的第五重要标准。所有药物递送系统包括脂质体，必需考虑药物释放速率和调控。脂质体药物递送系统中，包裹物质非生物学可用，仅释放后生物可用。因此调节脂质体药物释放速率可增加癌变组织生物可用药物浓度，提高治疗质量和功效。已证实改变脂质体双层含量、用特定化合物（特别是类固醇分子如胆固醇）替代部分磷脂可降低渗透性和非预期泄漏，可利用此优势调节包裹化合物释放速率。释放后药物必须充分渗透细胞并产生必要生理生化变化发挥影响。

如前所述，各种化合物包括适配体可偶联脂质体。Mohammad Mashreghi 等应用抗上皮细胞粘附分子（anti-EpCAM）适配体功能化 Caelyx® 脂质体，实验结果确定该适配体功能化可增强脂质体药物优势，使其成为癌症治疗可行选择。图 6 示意用于体外或临床科研的不同脂质体结构：a) 常规脂质体；b) 胆固醇偶联脂质体；c) PEGylated 或隐形脂质体；d) 配体靶向脂质体；e) 多功能脂质体。

药物通过溶酶体进入细胞（低 pH 多降解酶）是共轭药物脂质体实际应用第六重要因子。为保护治疗药物免受胞外胞内空间非预期转化，细胞穿透肽结合脂质体表面。

脂质体药物药理学：药代动力学与药效学

药理学属性评价作为医药科学重要组成，不仅为深入理解脂质体作为药物载体优劣势，也为临床试验确认评价所需。脂质体药物药理属性及其与机体相互作用可从药代动力学（机体对治疗化合物影响）和药效学（药物如何作用影响机体和细胞通路）两方面考察。一般利用脂质体递送药物治疗癌症或其他疾病，要求一方面提高药物有效性，另一方面降低对正常组织毒性。纳米颗粒药物适当给药途径、血液循环半衰期、组织生物分布、细胞代谢、消除、代谢清除等属药代动力学研究范畴。脂质体药代动力学主要研究脂质体偶联药物在各体液组织生物利用度。化学分解生物排泄、脂质体摄取净化也属药代动力学。药理学研究结果显示脂质体药物（无论脂质体类型）较游离药物优势：一、脂质体可修饰药物释放曲线为持续释放，减少持续注射需求；二、延长药物血液体液存在，增加半衰期；三、潜在改善癌变组织生物分布，因粒子尺寸限制无法穿越健康毛细血管内皮，减少药物对健康组织影响；四、减少药物到达靶组织前血浆代谢失活，对药物代谢物清除有积极影响。

但脂质体药代动力学需改进以增加溶解度、特异性、敏感性，使其克服化疗耐药细胞、增强功效和半衰期，降低毒性或非预期代谢产物。脂质体药物给药后进入机体、以特定半衰期血液循环，尺寸和组成决定半衰期。快速清除缩短作用持续时间和治疗指数。如前所述，添加 PEG 等亲水聚合物可降低清除率解决此问题。也可通过添加胆固醇分子调节脂质体膜流动性和药物释放速率。脂质体药物递送可能改变药物药代动力学。脂质体改变各种药物药代动力学性质是其药物递送系统显著优势之一。脂质体清除消除过程显而易见：给药后脂质体纳米颗粒受血浆蛋白影响。如注射脂质体纳米颗粒后调理素吸附于脂质体表面。调理素为血浆蛋白，主要含免疫球蛋白和纤维连接蛋白。调理素存在于脂质体表面导致其被 MPS 清除，作为各种药物从血液体液清除重要环节。调理素-脂质体复合物结合补体 C3b 和 Fc 受体也清除脂质体。肝库普弗细胞、脾巨噬细胞、骨髓、淋巴结等组织细胞参与脂质体纳米颗粒清除。按 IUPAC 定义，药效学指研究化合物对生命系统药理影响及其生化生理后果。药物包裹脂质体后治疗剂识别增加被认为是脂质体利用的药效学优势之一。理化特性显著影响脂质体药物药理学。纳米颗粒包括脂质体粒径与清除率直接相关，增大尺寸增强免疫系统和 MPS 细胞清除率。脂质体膜净电荷由磷脂及其他组成颗粒电荷决定，膜电荷升高伴随清除率增强。膜脂质组成和其他结构特征（如亲水核半径）显著影响脂质体药物药代动力学。更重要的是，不同类型脂质体因结构差异表现出不同药物动力学/效力学。药物释放速率还取决于磷脂双层数、负载药物含量、流体动力学直径、总体积及其他药代动力学性质。

脂质体药物给药途径

像许多药物，纳米颗粒脂质体药物可通过多种途径给药。口服消费和静脉注射（I.V.）、各种局部注射是脂质体药物常见给药途径。纳米颗粒包括脂质体口服给药药物递送被强调为有效策略，因纳米颗粒增加药物生物利用度、改善细胞相互作用、防止胃肠道酶和胃液导致药物分子结构修饰。还能增强治疗分子向黏膜表皮层释放、保护药物免受首过效应非预期改变。静脉注射是许多 FDA 或其他机构批准脂质体药物主要给药途径。皮下（S.C.）、皮内（I.D.）、腹腔（I.P.）、肌内（I.M.）注射归类为局部注射，也用于脂质体药物给药。

脂质体药物体内命运及靶向作用机制

脂质体药物给药后经血液到达靶部位病理损伤并富集。脂质体药物作用肿瘤机制始于靶部位富集、肿瘤细胞摄取、游离药物释放。进入机体后，脂质体药物经多种靶向机制到达肿瘤并以不同方式与细胞相互作用。总体肿瘤靶向机制分被动和主动靶向。被动靶向指脂质体无特定配体存在下自发富集肿瘤部位并与靶细胞相互作用。增强渗透滞留（EPR）效应被认为最关键被动靶向机制。精确说，治疗性纳米颗粒和脂质体药物自发富集肿瘤部位称 EPR 效应。归因于肿瘤组织血管漏泌性，不同于正常组织毛细血管，使其对分子和纳米颗粒渗透，最终导致药物化合物在该组织富集产生 EPR 效应。药物在肿瘤细胞胞内液和细胞质最终命运取决于释放机制、纳米载体成分、分子结构。健康组织毛细血管数量形状均匀正常。但癌变器官因血管生成，毛细血管数量结构更高更畸形。肿瘤毛细血管结构破坏、内皮栅栏细胞减少，血浆渗漏入细胞间隙增多。健康组织毛细血管栅栏细胞保持细胞紧密粘附，阻止纳米颗粒、小分子、脂质体药物渗入细胞间隙。图 7 示药物脂质体通过 EPR 效应作用肿瘤细胞机制：a) 健康组织正常毛细血管；b) 癌变组织增多畸形血管；c) 正常健康血管结构；d) 肿瘤组织破坏畸形毛细血管。

主动靶向因有效性高、特异性强受广泛关注。主动靶向含多种类型，一般旨在减少脂质体纳米颗粒对健康细胞非靶组织脱靶影响。通常利用单克隆抗体、小分子、信号肽、维生素、特定碳水化合物、糖脂、适配体等分子修饰脂质体表面。主动靶向可按不同特征分亚型。如分两大类：1) 靶向肿瘤细胞和癌组织受体：依靠将特定分子偶联脂质体膜表面，使其结合癌细胞特异或过表达受体。癌细胞基因上调因代谢需求增强导致特定细胞表面受体表达增加。主动靶向可针对癌细胞过表达表面受体如叶酸受体（FR）、转铁蛋白受体（TfR）、表皮生长因子受体（EGFR）进行特定分子修饰。叶酸受体在癌细胞作用增加叶酸摄取；转铁蛋白受体结合转铁蛋白（血清中 80 kDa 游离分子）引起内吞；EGFR 受体为酪氨酸激酶类，参与组织分化修复等细胞过程，因参与血管生成、细胞增殖、转移等过程在癌细胞显著高表达。2) 利用肿瘤微环境为靶点：利用脂质体表面变化使其靶向癌细胞微环境信号肽或其他受体。此主动靶向机制可抑制肿瘤生长转移、防止新生血管内皮细胞基因型表型变异、控制耐药性。肿瘤微环境受体如血管内皮生长因子（VEGF）、血管细胞粘附蛋白（VCAM）、基质金属蛋白酶、整合素等为此机制靶点。

治疗性纳米颗粒细胞摄取及脂质体药物对靶细胞作用相互作用

脂质体能被动或主动靶向肿瘤细胞。脂质体经靶向机制到达癌细胞肿瘤微环境后，可通过多种机制释放治疗内容发挥作用。脂质成分、膜表面电荷、癌症类型、靶细胞类型、脂质体膜特定配体存在均影响细胞-脂质体相互作用。图 8 展示脂质体与靶细胞不同相互作用类型。注射后含药脂质体经血管到达不同组织，最终依表面配体到达靶细胞。脂质体可经配体结合细胞受体，称特异性吸收。无受体脂质体也可经分子引力、静电力、分子相互作用非特异性吸附靶细胞表面。脂质体结合细胞后，治疗药物释放入细胞质，以不同方式产生效应。脂质体纳米载体可完全融合细胞质膜释放药物。药物化合物也可从脂质体释放入细胞，经微泡吞饮或被动扩散进入细胞而无融合。脂质体可直接与细胞相互作用或经蛋白介导过程与细胞膜交换脂质片段。同时药物作用于细胞发挥脂质体药物治疗效应。部分脂质体可经内吞作用（特异或非特异）进入。特别是经此途径穿透细胞脂质体命运多样：可能与溶酶体融合，溶酶体酶降低吞噬溶酶体囊 pH 影响药物结构。最终脂质体经融合细胞膜或内吞释放药物，药物发挥治疗效应。图 8 描绘比较脂质体穿透细胞发挥效应所有可能途径：a) 配体-受体特异性结合；b) 分子内-静电力非特异性吸附；c) 脂质体结合融合细胞膜释放药物；d) 脂质体到达靶细胞无融合释放药物；e) 经蛋白介导过程细胞膜脂质体交换脂质片段；f) 靶细胞内吞脂质体；g) 细胞质溶酶体消化脂质体。

纳米颗粒药物也可经靶细胞内吞、胞饮、吞噬作用。内吞指细胞外空间化合物接近细胞膜再以囊泡形式进入细胞过程。胞饮即液相内吞，小分子或悬浮液经细胞膜内陷形成囊泡进入细胞，人类细胞大量胞饮吸收脂肪液滴。免疫学研究中 Yuriko Tanaka 等报道抗原加工呈递细胞（APC）可执行脂质体偶联抗原胞饮，证明脂质体可经胞饮机制。吞噬作用指 >0.5 µm 颗粒被免疫细胞吞噬，也可能发生于脂质体（特别是 MLVs 和 >500 nm 脂质体）。Jitendra N. Verma 等研究巨噬细胞吞噬疟疾抗原脂质体证实脂质体吞噬发生。

卡波西肉瘤：脂质体药物成功应用实例

卡波西肉瘤为进行性多灶抗增殖癌症，主要称子宫内膜肉瘤。多见于免疫系统减弱 HIV 患者，常见皮肤组织也可累及其他组织，故称皮肤黏膜肉瘤。治疗此病改良长循环脂质体有帮助。脂质体被动靶向肿瘤细胞，EPR 效应和特异性结合使癌组织治疗药物浓度比正常皮肤高 5–11 倍。阿霉素用于治疗。将阿霉素包裹于脂质体（PEGylated 延长半衰期）防止正常组织暴露药物，减少阿霉素敏感健康组织如心脏摄取。阿霉素脂质体制剂 Doxil 为蒽环类药物，FDA 批准临床给药，治疗艾滋病相关卡波西肉瘤和多发性骨髓瘤。Doxil 治疗功效更好、毒性更低，归因于间接靶向肿瘤能力，属被动靶向，因肿瘤血管渗漏和 EPR 效应。Doxil 单层脂质体 <100 nm，用于治疗多种癌症。分析证实靶组织游离阿霉素浓度低于 Doxil。Ogawara 等研究 Doxil（阿霉素结合 PEG 脂质体）对雄性小鼠癌细胞影响，显示 PEG 脂质体阿霉素或 Doxil1 对阿霉素耐药和敏感 C26 细胞群均有效。这突显脂质体纳米颗粒意义：低成本、无耗时新药发现研究即可克服癌细胞对常规化疗药物耐药。脂质体递送阿霉素至肿瘤组织被广泛研究。将 ATP 结合盒转运体超家族 B 成员 1（ABCB1）底物阿霉素包裹脂质体可增加药物摄取、增强癌细胞内细胞内分布，特别是 ABCB1 表达癌细胞。图 9 示 Doxil 药物简单结构：阿霉素药物分子包裹于单层 PEGylated 脂质体亲水腔内。

脂质体纳米材料也可用于感染性疾病治疗。全身真菌感染是最具挑战性疾病之一，常用两性霉素 B 治疗但肾细胞毒性高。脂质体包裹两性霉素 B 可降低毒性。单层脂质体用于包裹该药物。证明脂质体两性霉素 B 比游离药物更有效。基于制剂这些脂质体也改变两性霉素 B 生物分布，同抗癌药物，不仅调节作用机制还增加靶组织有效剂量浓度。AmbiSome（脂质体两性霉素 B）也获批公用给药。其他获批脂质体药物从抗真菌到抗癌药物汇总见表 1。

尽管脂质体纳米颗粒治疗癌症被吹捧为药物递送影响肿瘤细胞可行方案，但中枢神经系统（CNS）癌变组织药物递送仍是重大挑战。血脑屏障（BBB）导致 CNS 细胞药物递送面临重重困境。但开发新方法使用脂质基化合物可部分解决此问题。

治疗用研究阶段脂质体纳米颗粒

脂质体 siRNA

RNA 为多功能遗传分子，含翻译转录过程。小干扰 RNA（siRNA）发现是过去十年生物学重大进展。合成 siRNA 可靶向癌基因及其 mRNA。siRNA 可靶向致癌、增殖、转移相关基因或标准化疗放疗耐药基因。被视为癌症治疗现代方法。递送 siRNA 纳米颗粒需具备可降解、良好生物分布、低毒性等性质，脂质体可提供所有特性，使该流行药物递送系统成为此目的有前景候选者。结合中性脂质基纳米颗粒的 siRNA 与脂质体良好分离。影响 ephrin type-A receptor 2（EphA2）、局灶粘附激酶（FAK）、神经肽素-2、白细胞介素 8（IL-8）、TMRRS/ERG、延长因子 2 激酶（EF2K）或 Bcl-2 通路。此机制发生后观察到对卵巢、结肠、乳腺癌细胞等合适抗肿瘤效应。大量研究脂质体递送 siRNA，多数广泛使用阳离子脂质 Dioleoyl-3-trimethylammonium propane（DOTAP）构建脂质体。DOTAP 高正电荷可致细胞毒性，刺激细胞溶血、降低最终生物相容性，挑战其用于 siRNA 递送脂质体组成。

脂质体姜黄素纳米颗粒

姜黄素偶联脂质体为脂质体纳米颗粒应用另一实例。姜黄素为天然多酚亲水化合物，富含于姜黄（Curcuma longa）植物，主要由姜黄提取制备。姜黄素抗癌作用已在乳腺癌、肝癌、前列腺癌等多肿瘤细胞证实。姜黄素抗癌主要机制：干扰 Bcl-xl 等蛋白翻译、调节凋亡过程、控制 ROS 和细胞色素 c 释放、调节周期素等影响细胞周期分子因子。另一方面姜黄素可破坏肝癌细胞核线粒体 DNA 结构破坏功能。相比游离姜黄素，脂质体姜黄素改善药代动力学和药效学、降低靶向肿瘤所需剂量。Matheus Andrade Chave 等将姜黄素分子插入 MLV 脂质体探索姜黄素脂质体。图 10 描述姜黄素粉末和脂质体姜黄素合成概览：脂质体姜黄素生产化学反应、姜黄素分子各种形式结构简单演示。

此外治疗研究用脂质体可用多种方法合成。Qiao Wang 等利用超声和脂质薄膜水化法合成大豆苷元长循环脂质体（DLCL）。Xiaoyuan Ding 等用薄膜水化法合成适配体和 Au-NPs（Apt-Au）修饰芹菜素 pH 敏感脂质体，结果显示高生物相容性、微不足道毒性，凸显作为肿瘤选择性靶向可行选择。

研究阶段其他脂质体纳米颗粒

多个脂质体药物在研究阶段合成用于各种药物。如 CPX-1 以 1:1 摩尔比将抗肿瘤药伊立替康和氟尿苷包裹脂质体，设计治疗晚期结直肠癌，处于 II 期研究。Lipovaxin-MM 为 I 期研究重要脂质体纳米颗粒，将黑色素瘤抗原置入脂质体，主要用于恶性黑色素瘤免疫治疗，也在研究中。

结论

作为液体中球形结构，脂质体可作为癌症治疗药物递送、成像、疾病管理有前景选择。通过综述脂质体优缺点，科学家可在未来研究中改进它们。

脂质体利用机遇挑战如下。便利特性包括：形态类似细胞（含磷脂）、增加药物有效性。负面：脂质体磷脂有时发生水解氧化反应可能致问题。其他优势：增加包裹药物稳定性、减少敏感组织接触治疗分子、降低药物毒性、改善药代动力学药效学性质、调节药物释放速率能力、结构潜力接受期望化学修饰。对比机遇，挑战包括：药物泄漏或非预期包裹、脂质体生物活性低、溶解度降低、常规脂质体被网状内皮系统（RES）快速从血液清除、持续静脉给药或局部注射引起问题。

除考察脂质体优劣势，应考虑其适当靶向作用机制。被动靶向因丰富临床证据经验被视为有益机制，也增加脂质体药物循环时间。其问题在于非特异性药物递送和生理屏障。主动靶向优势：增加药物递送特异性、克服化疗耐药肿瘤细胞可能、减少脱靶效应。但难以确定癌细胞准确结合位点、缺乏前用充分证据导致应用起伏。

脂质体是提升现有抗癌药物有效性、防止药物耐药发生的合理候选者。未来研究应聚焦深入探究脂质体结构性质。探究包括脂质体在内的治疗性纳米颗粒药物包裹需更详细考察。