抗巨噬細胞內結核菌藥物微球制劑的研究進展

郭振勇，劉 碩，靳海龍（北京結核病胸部腫瘤研究所/首都醫科大學附屬北京胸科醫院，北京 101149）

抗巨噬細胞內結核菌藥物微球制劑的研究進展

郭振勇＊，劉 碩，靳海龍（北京結核病胸部腫瘤研究所/首都醫科大學附屬北京胸科醫院，北京 101149）

目的：為抗巨噬細胞內結核菌藥物微球制劑的進一步研發提供參考。方法：根據文獻，綜述了幾種處于研究階段的不易進出巨噬細胞的抗結核菌藥物（利福平、莫西沙星、氧氟沙星等）所制微球制劑的研究進展。結果與結論：這幾種微球制劑具有較其普通藥物更強的抗結核菌作用?？梢娢⑶蜃鳛樗幬镙d體，對攜帶藥物進入巨噬細胞、快速殺滅巨噬細胞內結核菌提供了一條可行的道路。

結核??；巨噬細胞；微球；研究進展

結核病是由結核分枝桿菌感染所致，為當今世界三大傳染性疾病之一，全球有1/3的人口感染過結核病。平均每年新增加800萬感染患者，并有大約300萬人死于結核病[1]。巨噬細胞是廣泛存在于人體各種組織的細胞群，是人體免疫系統的一部分，它通常能夠吞噬外來致病原，并利用其核內體或溶酶體對病原體進行消化處理，形成食物泡，最終將之降解。結核桿菌主要通過巨噬細胞表面受體C3以及CR1、CR3、CR4等發揮調節作用而侵入巨噬細胞，一旦進入后，能夠抑制食物泡的成熟，從而逃過巨噬細胞的降解，進而導致人體發病[1]。

在過去30年中，還沒有一種具有全新結構或全新作用機制的抗結核菌藥物上市，雖然最近幾年人們加大了研制抗結核菌藥物的投入，但是研制出的新藥不多。目前臨床上所用的抗結核菌藥物仍然是幾十年前開發的，并且隨著結核桿菌耐藥情況的日益加重，許多藥物的抗菌效果不斷下降。另外，世界衛生組織（WHO）推薦的治療結核病的療程為6～9個月，有的患者可能需要更長療程，這就使得患者的用藥依從性差，而依從性差不但使得患者的療程更長，更嚴重的是可能導致細菌產生耐藥性，使疾病發展成為耐藥性結核，更加難以治愈。這就迫使人們在開發新藥的同時，對現在應用的抗結核菌藥物進行劑型改造，以期解決目前這種危急狀況，其中對于攜帶抗結核菌藥物微球和納米粒制劑的研究是一個重點。本文根據文獻，綜述了抗巨噬細胞內結核菌藥物微球制劑的研究進展情況，現介紹如下。

1 抗巨噬細胞內結核菌藥物微球制劑的優點

導致結核病久治不愈的主要原因之一就是結核菌被巨噬細胞吞噬后，將巨噬細胞作為宿主，并在其中存活、生長。而要想殺死這些細菌，抗結核菌藥物必須能滲透入巨噬細胞，并達到足夠的量，才能有效地殺滅這些細菌。莫西沙星、氧氟沙星對培養基中結核菌H37Rv的最小抑菌濃度（MIC）均為0.5mg·L－1，而對J774A.1（巨噬細胞編號）小鼠巨噬細胞內結核菌的MIC分別為1.0、2.0mg·L－1，后者是前者的2～4倍[2]。導致這種結果出現的原因至少可部分解釋為二者滲透進入巨噬細胞的能力有差異，所以在某種程度上可以說巨噬細胞為結核桿菌提供了一個保護作用。

微球制劑的出現為解決這一問題提供了有效的途徑。目前制作微球一般采用的生物可降解材料如聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）、羥基乙酸共聚物（PGA）、乳酸共聚物（PLA）等，微球進入巨噬細胞后，主要集聚在吞噬溶酶體內，然后降解[3]并將其攜帶的藥物釋放出來，發揮抗結核作用。經過這樣處理的藥物往往能主動地被單核巨噬細胞系統吞噬，在巨噬細胞中聚集，產生高于MIC幾倍甚至幾十倍的藥物濃度[4]，對于細胞內的藥物敏感性結核桿菌、甚至耐藥性結核桿菌起到殺滅作用。另外，藥物從微球或納米粒中的釋放可以達數天[5]，這對減少抗結核菌藥物給藥次數、解決治療結核病的另外一個難題即提高患者的用藥依從性提供了可能。

微球的另一個特性就是其粒徑較小，使其可以用于肺部吸入給藥。研究[6，7]表明，微球經肺部吸入后，與原料藥相比，一方面使得支氣管巨噬細胞內藥物濃度增加了30多倍，另一方面這種局部給藥的方式可以降低血及肝臟中藥物的濃度，從而降低了藥物的全身不良反應，尤其是肝臟毒性。

2 幾種抗結核菌藥物微球制劑的研究進展

常用于抗結核菌的藥物中有部分可以自由進出巨噬細胞，如異煙肼、吡嗪酰胺、乙胺丁醇等，其他藥物如利福平、氧氟沙星、莫西沙星、卡介菌、重組結核菌抗原等一些藥物不易進出巨噬細胞，所以現在的研究主要集中在后幾類藥品。這幾種藥物的微球制劑雖然目前還沒有上市，但是前期研究已表明其對于攜帶藥物進入巨噬細胞前景較好，將其進展情況介紹如下。

2.1 利福平微球

利福平是當前臨床抗結核菌病的一線用藥，殺菌作用強，在液體培養基中對結核菌H37Rv的MIC達到0.05～0.1μg·mL－1，在固體培養基中為0.25μg·mL－1，可以滲透進入巨噬細胞而發揮殺菌作用。但是隨著耐藥菌株的不斷出現，利福平的耐藥情況不斷惡化。在2000年全國結核病流行病學的抽樣調查中顯示，我國利福平的耐藥率達到30%[8]。為增強利福平的殺菌作用，同時也為了克服細菌對利福平的耐藥問題，有必要對利福平進行制劑改造，以提高利福平滲透進入巨噬細胞的能力。

2.1.1 利福平微球的直徑對于巨噬細胞攝入微球量的影響[4，9]。有研究[4]利用微球技術將利福平包裹起來，以期提高進入巨噬細胞的藥物含量，并對微球的理化性質進行了研究，發現了攜帶藥物進入巨噬細胞最適合的條件，認為微球的直徑對于提高支氣管巨噬細胞吞噬微球的能力起決定作用；而制備微球材料的分子量及其在微球中所占的比例則相對影響較小，但后二者對于微球攜帶利福平的效率和藥物在巨噬細胞內從微球的釋放起關鍵作用。研究結果表明，直徑為3.5μm的微球進入巨噬細胞的能力最強，有80%的巨噬細胞吞噬了微球；而直徑為6～10μm的微球，只有40%～60%的巨噬細胞吞噬了微球。這與Hirota等[10]的研究結果類似。當細胞個數與微球的數量比例一定時，吞噬直徑為3μm微球的巨噬細胞的數量是吞噬直徑為6～10μm微球的細胞個數的3倍。但二者的研究[4，10]結果有所不同，Hirota等研究中吞噬直徑為1μm微球細胞個數大于吞噬直徑為3μm微球的細胞個數，說明微球直徑越小，越容易被吞噬。但由于直徑3μm的微球攜帶藥物的量較大，并且能夠進入大部分巨噬細胞，所以選擇直徑3μm的微球為最佳條件。這類微球適宜于肺部直接噴霧給藥，可以起到局部用藥在局部產生較高濃度的效果。

2.1.2 利福平微球的體外殺菌效果[4]。按照上述條件制備的微球（利福平含量為14mg·L－1）與巨噬細胞共同孵化4h后，測得巨噬細胞內的藥物濃度為3.5mg·L－1，此濃度是對利福平敏感的結核桿菌MIC的70倍，而普通利福平進入巨噬細胞的量幾乎檢測不到。Hirota等[11]的研究結果類似，分別將2.5mg·L－1的利福平微球和5μg·mL－1的利福平溶液與巨噬細胞共同孵化7d后，前者所得巨噬細胞內利福平的含量反而是后者的10倍。

在一項考察體外培養的巨噬細胞內殺菌效果的研究中表明，相同劑量的利福平微球（按利福平計算14mg·L－1）7d時能清除90%的結核菌，14d時的細菌清除率達到99%，而利福平溶液殺菌效果不明顯；只有當利福平溶液濃度為100mg·L－1時能清除90%的細菌，表明利福平溶液對巨噬細胞內結核菌的殺菌效果僅為利福平微球的10%。

2.1.3 利福平微球的體內殺菌活性。Yoshida等[4]的研究結果表明，利福平微球的體內活性與利福平溶液相比，雖然可降低肺內活菌計數，但并沒有統計學意義。這可能與給藥方式有關，研究者采用噴霧的方式給藥，由于直徑3μm的藥物微球顆粒太小，極易隨氣體呼出體外所致。而Suarez等[12]用氣管插管的方式分別給予利福平微球和利福平溶液發現，利福平微球與利福平溶液組相比，肺內細菌計數顯示有明顯差異。

2.2 莫西沙星微球

莫西沙星是最近應用于臨床的抗耐藥結核菌藥物，是喹諾酮類藥物中抗結核作用最強的，其殺菌作用幾乎等同于利福平。但是莫西沙星只能部分進入巨噬細胞[2]，為了增強其細胞內抗結核作用并減少給藥次數，Kisich等[13]對攜帶莫西沙星微球（PBCA-MOX）的療效進行了研究。結果表明，PBCAMOX在巨噬細胞中聚集的量幾乎是莫西沙星溶液的3倍，對于結核菌的MIC比莫西沙星溶液降低了10倍，并且在巨噬細胞中存在的時間長6倍。由此可以看出，制作成微球后能提高莫西沙星巨噬細胞內殺滅結核菌的能力，并且能達到一個緩釋作用。

2.3 氧氟沙星微球[14]

氧氟沙星是喹諾酮類中最早用于治療耐藥性結核菌?。∕DR-TB）的二線藥物，但與莫西沙星類似，在體外試驗中發現，只有大約50%的藥物能夠進入巨噬細胞；當以微球為載體時，巨噬細胞對氧氟沙星的攝入量提高了1.7～2.1倍。動物體內研究表明，與口服、靜脈給予氧氟沙星溶液相比，其藥-時曲線下面積（AUC）/90%菌株最低抑菌濃度（MIC90）分別增加了10.9和9.3倍。AUC/MIC90可代表喹諾酮類藥物的殺菌效果，所以氧氟沙星制成微球制劑后，其抗結核菌的作用得到了明顯提高。

2.4 含多種藥物微球

由于抗結核菌病的治療需要多種藥物聯合使用，以減少耐藥的發生和提高療效，故有研究者將2種（異煙肼和利福平）或3種（異煙肼、利福平和乙胺丁醇）藥物同時包裹于微球中[15]。無論從藥物的AUC，還是體內、外抗菌效果方面都得以較大提高，且不會增加藥物毒性[16]；而且即使降低微球中藥物劑量至常用劑量的2/3，其在動物體內的療效也沒有降低[17]。從這些微球的粒徑（平均為1.88μm）來看，其具備被巨噬細胞吞噬的條件，但這些微球是否能夠進入巨噬細胞有待于進一步證實。

2.5 卡介苗和重組結核菌抗原微球

在結核病的預防和治療中，卡介苗和重組結核菌抗原占有重要的地位，經非口服給藥后，其可能通過刺激人體免疫系統降低肺部細菌量以及減輕肺部病變[18]。但是這些疫苗屬于蛋白類物質，在血液中轉運時極易受到體內一些酶及巨噬細胞破壞，所以如果能經肺部給藥，一方面可以直接到達作用部位，減少破壞；另一方面，肺部是結核桿菌感染的基本部位，肺部巨噬細胞是結核桿菌的第1個宿主[19]，故肺部給藥將能較好地發揮這類藥物的作用。

將重組結核菌抗原TB10.4-Ag85B包裹進入微球后，經噴霧給藥，與原溶液相比更能刺激T淋巴細胞分泌白介素2[20]，顯示其更好地刺激機體免疫系統的能力。

3 結語

目前結核病的治療對醫務工作者而言依然是一個巨大的挑戰，尤其是當結核菌“躲入”巨噬細胞內時可呈現出休眠狀態。這種休眠狀態的結核菌很難徹底清除，并可能導致疾病復發。而微球制劑能夠增加藥物進入巨噬細胞的量[21]，增強藥物的療效；并且這種制劑的緩釋特性，可以減少患者服藥次數，提高患者的用藥依從性，從而降低耐藥率的發生。故以微球為載體進行抗結核菌藥物的輸送，為結核病的治療提供了一種較好的選擇。

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R978.3

A

1001-0408（2012）33-3152-03

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2012.33.33

2011-09-22

2011-11-14）