任务四 脂质体、脂质体药物与脂肪替代物
一、脂质体
1.脂质的定义与分类
脂质体（liposome）也称脂小球，是一种人工膜，是由两性分子如磷脂等分散于水相形成的双分子层封闭微型泡囊体，主要组成成分为磷脂和其他类脂化合物。在水中磷脂分子亲水头部插入水中，脂质体疏水尾部伸向空气，搅动后形成双层脂分子的球形脂质体，直径25～1000nm不等。脂质体可用于转基因，或制备药物载体。利用脂质体可以和细胞膜融合的特点将药物送入细胞内部的靶部位。
脂质体按照所包含类脂质双分子层的层数不同，分为单室脂质体和多室脂质体。小单室脂质体（SUV）粒径约0.02～0.08μm；大单室脂质体（LUV）为单层大泡囊，粒径在0.1～l.0μm。多层双分子层的泡囊称为多室脂质体（MIV），粒径在1～5μm之间。按照结构分为单室脂质体、多室脂质体和多囊脂质体。按照电荷分为中性脂质体、负电荷脂质体和正电荷脂质体。按照性能分为一般脂质体和特殊功效脂质体。
脂质体可作为药物载体，具有制备工艺简单，无毒和无免疫原性以及易于到达靶细胞等优点，被称为“生物导弹”。利用脂质体，可将不良反应大、血液稳定性差以及易受细胞内酶降解的药物包裹在脂质体内，借助病灶部位细胞膜间隙大，脂质体可透过病灶部位细胞膜间隙直达病灶部位并释放药物，从而提高用药安全性；也可利用抗体抗原特异性的免疫反应，将单克隆抗体与脂质体连接，送入靶细胞，甚至可以利用脂质体将基因载体包埋进行基因的修复操作。目前，作为药物载体的脂质体有前体脂质体、长循环脂质体、免疫脂质体、热敏感脂质体和pH敏感脂质体等新型药物靶向运输载体。
2.脂质体的组成与结构
脂质体由类脂质（磷脂）及附加剂两个部分组成。脂质体制备的材料主要有磷脂类和胆固醇类。磷脂类包括天然磷脂和合成磷脂两类。天然磷脂以卵磷脂为主，来源于蛋黄和大豆，呈中性。合成磷脂主要有二棕榈酰磷脂酰胆碱、二棕榈酰磷脂酰乙醇胺和二硬脂酰磷脂酰胆碱等，其均属氢化磷脂类，具有性质稳定、抗氧化性强、成品稳定等特点，是国外首选的药用辅料。此外，胆固醇也是脂质体药物的重要载体，胆固醇具有调节膜流动性的作用，称为“流动性缓冲剂”。胆固醇具有靶向性、淋巴定向性和肝、脾网状内皮系统的被动靶向性，用于肝寄生虫病、利什曼病等单核-巨噬细胞系统疾病的防治。如肝利什曼原虫药锑酸葡胺脂质体，其肝中浓度比普通制剂提高了200～700倍，同时具有缓释作用，缓慢释放，延缓肾排泄和代谢，延长作用时间。此外，还能降低药物毒性和有较好的稳定性。如两性霉素B脂质体可降低心脏毒性。胰岛素脂质体、疫苗等可提高主药的稳定性。脂质体的结构见图3-6。
图3-6 脂质体的结构
二、脂质体药物
脂质体药物是以脂质体为载体制备得到用于预防、诊断和治疗的药物。目前，常用的脂质体药物有抗肿瘤的脂质体药物（如紫杉醇脂质体、阿霉素脂质体和顺铂脂质体等）、抗寄生虫脂质体药物（如阿苯达脂质体、苯硫咪唑脂质体等）、抗菌脂质体药物（如庆大霉素脂质体和两性霉素B脂质体）以及激素类脂质体药物。脂质体在抗肿瘤药物载体方面具有很好的靶向性，应用前景很好。脂质体药物载体的结构见图3-7。
图3-7 脂质体药物载体的结构
（一）脂质体包埋药物的特点
1.具有良好的靶向性
药物经脂质体包埋后能提高药物的靶向性，提高药效。靶向性分为被动靶向性、主动靶向性和物理化学靶向性。药物被脂质体包埋后可被巨噬细胞作为异物吞噬产生靶向性，是脂质体静脉给药时的基本特征。在脂质体结构上连接一种识别分子（配体）可通过配体分子特异性专一地与靶细胞表面互补分子相互作用，使脂质体在指定的靶区释放药物，称为主动靶向性。脂质体的物理化学靶向性是利用物理化学因素的改变（如改变用药局部pH、改变病变部位温度等）来改善脂质体膜的通透性产生靶向性，引发脂质体选择性地释放药物，最成功的案例是温度敏感脂质体。利用具有相变温度的脂质混合物作为膜材，在肿瘤局部热疗机的作用下，当温度敏感脂质体进入肿瘤区的毛细血管床时，脂质体达到相变温度转变为液晶态，使脂质体中药物迅速释放产生药效。
2.具有缓释性
药物经脂质体包埋后在血液中停留时间比游离药物要长，而且基于药物释放要求，可制备不同半衰期的脂质体作为长效且缓释的药物载体，提高治疗指数。
3.具有良好的细胞亲和性与组织相容性
脂质体具有类似生物膜结构的囊泡，有细胞亲和性与组织相容性，有利于药物充分向靶细胞或组织渗透，脂质体可通过融合方式进入细胞内并经溶酶体消化后释放药物，发挥药效。
4.降低药物毒性
药物经脂质体包埋后可被单核-巨噬细胞系统吞噬并为细胞摄取（在肝、脾和骨髓等网状内皮细胞较丰富的器官中浓集），而药物在心、肾的累积量比游离药物低得多，降低了药物的心肾毒性，提高了药物的使用安全性。
5.改善药物稳定性
药物经脂质体包埋后可帮助药物免受生物体酶的分解，增加药物的体内外稳定性，有利于药物以原型进入到靶细胞或靶组织。
（二）脂质体的制备方法
脂质体的制备方法有薄膜分散法、逆相蒸发法、主动包埋法和其他方法等。
1.薄膜分散法
本法是脂质体制备最早和最经典的方法，适用于包埋脂溶性药物，对水溶性药物包埋效果不理想。具体操作过程为：将磷脂等脂质体包埋膜材和欲包埋的脂溶性药物用有机溶剂溶解，减压条件下蒸除有机溶剂并形成薄薄的薄膜，加入缓冲溶液振荡一定时间后，处理得到脂质体。常用的后处理手段有振荡、匀化、挤压和超声处理等。因此，根据后处理手段的不同，薄膜分散法又可细分为薄膜-振荡分散法、薄膜-匀化法、薄膜-挤压法和薄膜-超声处理法等。
2.逆相蒸发法
本法主要适用于水溶性药物包埋制备脂质体药物，药物存在于脂质体的水相中。具体操作过程为：将磷脂等脂质体包埋膜材溶于与水互不相容且易挥发的有机溶液中，加入欲包埋的水溶性药物溶液，水溶液与有机溶液的配比常为1:（3～6），在超声或匀浆机中进行搅拌，形成油包水乳剂（W/O），减压蒸去有机溶剂。制备得到的水溶性混悬液经凝胶色谱分离或超速离心除去未包埋药物的膜材，即可得到脂质体药物。逆相蒸发法具有比薄膜分散法更高的包埋率，可用于抗生素、胰岛素、免疫球蛋白、酶及核酸等药物的脂质体包埋。
3.主动包埋法
在空脂质体中装入药物的制备技术称为主动包埋法。是利用亲水亲脂性的弱酸、弱碱药物能以电中性形式进入脂双层并在脂质体内水相中的缓冲溶液中电离，电离后不能再跨膜到脂质体外，实现药物的包埋。主动包埋法的技术难点在于通过透析、柱色谱等使空白脂质体膜内外形成电位差、pH差以及其他适合药物包埋的梯度，促进膜外欲包埋的药物进入脂质体内膜并在脂质体水相中聚集。主动包埋法具有包埋率高，特别是解决了水溶性药物被动载药技术包埋率过低的缺陷。主动包埋法适用于药物在生理pH条件下有可解离的基团，且具有合适的油水分配系数并是弱酸或弱碱性药物的包埋，同时，药物和脂质体内水相缓冲液可生成较稳定的复合物或沉淀的药物。其制备过程包括制备空脂质体、透析除去脂质体膜内水相缓冲液和包埋3个阶段。主动包埋法主要有pH梯度法、硫酸铵梯度法和醋酸钙梯度法等。一般情况下，弱碱性药物可采取前面2种包埋方法，而弱酸性药物则主要采取醋酸钙梯度法。
4.其他方法
除上述介绍的几种包埋方法外，还有注入法、复乳法、冷冻干燥法、熔融法、表面活性剂处理法、离心法、前体脂质体法和钙融合法等。
（三）脂质体药物的分离与灭菌
脂质体包埋不能做到100％，因此，在脂质包埋的同时，仍有游离的药物存在于外水相溶液或沉淀于外水相中，需要进行分离。未包埋的水溶性药物存在于外水相中，常用的药物分离方法有透析法、柱分离法和离心分离法等。由于在103.4kPa和121℃条件下，脂质体结构会发生不可逆的破坏，因此不能用高压蒸汽灭菌进行脂质体药物的灭菌，也不能用γ射线进行灭菌，因为γ射线会破坏脂质体脂双层的结构。脂质体药物常用的灭菌方式为过滤除菌和全程无菌操作。过滤除菌适用于粒径<0.22μm的脂质体药物的灭菌，将脂质体挤压通过0.22μm的聚碳酸酯膜，完成除菌操作，得到无菌脂质体。无菌操作因对设备和环境要求极高，因此很难工业化规模生产。
三、脂肪替代物
脂肪替代物是指能替代食物中脂肪的物质，有代脂肪（fat substitutes）和模拟脂肪（fat mimics）两类。其中，代脂肪较为接近天然油脂。代脂肪是对脂肪酸进行酯化形成的产物，代脂肪的酯键不能被人体内的脂肪酶水解，因此，不能进入生物氧化途径产生能量。如蔗糖聚酯是由蔗糖分子的羟基与6～8个脂肪酸酯化形成，人体只能对含3个脂肪酸的脂类进行消化吸收，对含有4个或4个以上脂肪酸的脂类不能利用，特别是6个脂肪酸的脂类基本不能利用。因此，蔗糖聚酯能量为0kJ/g。如Olestra是一种酷似食用脂肪的人造蔗糖酯，可直接通过人体消化系统，不会被吸收，不会产生热量或胆固醇，其在外观、香味、热稳定性、闪点和品质方面均与天然脂肪相似。因此，适宜用作脂肪替换品，可在焙烤、煎炸等食品加工中应用。
模拟脂肪是以蛋白质或糖为原料，经物理方法处理后形成如脂肪润滑细腻口感的物质，如以牛奶或鸡蛋蛋白为原料，用特殊加热混合加工法（也称“微结粒”法）制成，蛋白质受热凝聚产生胶凝大颗粒，进一步混合变成极细球形小颗粒，饮用时口感是液体，而不是一个小颗粒，同时提供通常脂肪所特有的油腻和奶油状感。目前，本品已广泛用于冷冻甜点、酸奶、稀奶酪、酸奶油、乳制品、沙拉盖料、蛋黄酱和人造奶油等产品，但不可用在烹调油或需要焙烤或煎炸的食物中。一些常见的脂肪替代物及其应用见表3-3。
表3-3 一些常见的脂肪替代物及其应用
知识拓展
脂肪肝及预防
我国肥胖者已超过7000万，脂肪肝发病率呈逐年上升。脂肪肝是指由于各种原因引起的肝细胞内脂肪堆积过多的病变，是仅次于病毒性肝炎的第二大肝病。脂肪肝属可逆性疾病，早期诊断并及时治疗常可恢复正常。脂肪肝分为肥胖性脂肪肝、酒精性脂肪肝、快速减肥性脂肪肝、营养不良性脂肪肝、糖尿病脂肪肝、药物性脂肪肝、妊娠脂肪肝及其他脂肪肝等类型。早期消化道症状主要表现为食欲不振、乏力、恶心呕吐，早期上腹部症状主要表现为肝脏肿大、肝区疼痛或者压痛，以及白细胞增多、发热、头晕、脉搏缓慢、流涎等症状。
临床上常用的保肝药物有维生素类、促进肝脏解毒药物、促进能量代谢药物、促进蛋白质合成药物、抗脂肪肝药物及抗纤维化药物等多种。肝硬化病人可适当补充B族维生素、维生素C、维生素E及维生素K等；使用具有解毒功能的药物，如肝泰乐，又称葡萄糖醛酸内酯，能与肝内毒物结合形成无毒或低毒物质经尿排出；或使用肝乐，具有解毒、改善肝功能、预防脂肪肝的作用，常用剂量为每次20～40mg，每日3次口服，副作用较少；使用促进能量代谢药物，如三磷酸腺苷，常用剂量为每次20～40mg，每日3次口服，重症可静脉给药；或CoA，常用剂量为每次50～100U，每日1次加入输液中静脉滴注，常与三磷酸腺苷合用；也可用肌苷，促进肝细胞修复和再生，使受损肝细胞功能恢复，常用剂量为每次0.2～0.4g，每日3次口服，也可加入输液中静脉滴注，每日1～2次；或使用促进蛋白质合成药物，如白蛋白及新鲜血或血浆可以改善病人的低蛋白血症，可促进肝细胞再生，增加机体的抗感染能力，促进疾病的恢复。保护肝脏药物很多，但目前尚无特效药。大多数保肝药物在肝内经生物转化而排出体外，应用过多保肝药物，会增加肝脏负担，不可滥用，以少用为佳。一般病人以维生素类药物为主，病情重的可用白蛋白或新鲜血等。
脂肪肝是可以预防的，最简单的方法就是多喝水、少喝饮料和酒。多喝水能减少毒素损害肝脏，尤其是初春寒冷干燥易缺水，多喝水可补充体液，增强血液循环，促进新陈代谢。多喝水还可促进腺体，尤其是消化液和胰液、胆汁的分泌，以利消化、吸收和废物的排除，减少代谢产物和毒素对肝脏的损害。少喝饮料和酒有利于肝脏阳气升发。少量饮酒有利于通经、活血、化瘀和肝脏阳气之升发，但不能过量。
重点小结
课后习题
一、名词解释
脂类、油脂、饱和脂肪酸、单（多）不饱和脂肪酸、酸败、皂化值、磷脂、糖脂、脂质体、脂质体药物。
二、简答题
1.请简述脂类的定义与分类。
2.脂类的生理功能有哪些？
3.什么是脂质体？脂质体的组成与结构是什么？
4.脂质体包埋药物的特点是什么？脂质体制备方法有哪些？