红细胞药物载体研究春光无限

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1973年，Ihler等观察到破裂的红细胞在一定条件下可发生重新包封的现象，红细胞内释放出来的物质(如血红蛋白)部分又重新被包封在红细胞内部，随后Ihler等首次用载体红细胞作为酶在体内运送的载体进行遗传性代谢疾病的治疗并获得成功。从此，以红细胞作为药物载体的研究相继展开。
同其他的一些药物载体相比，红细胞具有一些独特的优点：具有其他药物载体无法比拟的生物兼容性和生物可降解性；可以增加药物的稳定性，延长药物的半衰期；药物包埋在红细胞中可以增强其生物靶向性；被包埋药物的缓慢、持续低剂量释放可以减轻药物的毒副作用。由于红细胞载体独特的优越性，近年来已有多种药物以及酶、肽、蛋白质和核酸等生物活性物质被包埋进载体红细胞中用于研究和临床治疗。可以说，以红细胞作为药物载体的研究春光无限。
■药物递送的载体
代表品种：甲氨蝶呤、阿霉素、地塞米松
迄今为止，红细胞被发现可以作为抗肿瘤药物、抗感染药物、铁离子螯合剂、抗氧化剂等多种药物的递送载体，在使用红细胞作为药物载体的体内和体外研究中抗肿瘤药物占了大部分。
除了最早被包埋进红细胞的抗肿瘤药物放射菌素D以外，另一种经研究证实效果较好的以红细胞为载体的抗肿瘤药物为甲氨蝶呤。相关研究表明，包埋在红细胞内的甲氨蝶呤可以延长负肝腹水细胞瘤的小鼠的平均存活时间，而且用膜稳定剂或其他一些方法处理后可以改善包载甲氨蝶呤的红细胞对网状内皮系统的靶向性，如用戊二醛处理的包载甲氨蝶呤的犬红细胞可将药物选择性地靶向至肝，用NHS-生物素处理的包埋甲氨蝶呤的红细胞是一种肝特异性递送载体。
以红细胞包埋阿霉素也获得了成功。包埋在红细胞中的阿霉素的慢速释放可以增强其抗肿瘤活性，减轻副作用，特别是对心脏的毒性。Mishra等将阿霉素盐酸包埋进红细胞后，对其体内和体外特性进行了评价。结果表明药物的半衰期和生物利用度增加。以红细胞作为载体递送的其他一些抗肿瘤药物还包括博来霉素、柔红霉素、依托泊苷、卡铂等。
在载体红细胞中包埋的皮质甾类药主要是地塞米松，相关体内实验已在兔和人体中进行。在兔红细胞中包载的地塞米松经静脉内注射后在体内表现为慢速释放，其半衰期要远远长于注射的游离药物。国外研究表明，在给予包埋地塞米松的红细胞后约2～5天仍可保护兔免于组胺引起的炎症反应，其抗炎效果持续时间与载体红细胞在体内的存活时间相一致。将包载地塞米松21-磷酸的红细胞给予慢性梗阻性肺病的患者后7天仍可在血液中检测到地塞米松。包载地塞米松21-磷酸的红细胞作为生物反应器将非扩散的地塞米松21-磷酸转化为可以扩散的地塞米松。
■酶递送的载体
代表品种：L-天冬酰胺酶、ADH+AIDH
酶被广泛用于一些酶缺陷相关疾病的替代治疗，如Gaucher's病、半乳糖血症（galactosemia）等，也可以作为药物治疗不同的疾病。由于酶在血浆中的半衰期很短，而且会对一些组织产生毒性作用，因此一般情况下不能直接进行注射，而用红细胞对酶进行包埋可以很好地解决以上问题。
用红细胞作为酶的载体用于治疗遗传性代谢疾病最早是由Ihler和Zimmermann等人提出的。载体红细胞在裂解后酶才会被释放至循环中，或者积累在网状内皮系统中。在某些情况下包载酶的红细胞可以作为生物反应器，在红细胞内将底物催化，然后将产物释放出去。
在酶治疗中研究最广泛的是将包载L-天冬酰胺酶的红细胞用于治疗小儿肿瘤。淋巴组织瘤不能合成天冬酰胺，需要依赖于正常组织产生的天冬酰胺。L-天冬酰胺酶可以降解对肿瘤细胞非常重要的精氨酸，从而有助于抑制一些肿瘤，主要是小儿的急性淋巴细胞白血病（ALL）。经红细胞包埋后，天冬酰胺酶的循环半衰期可以延长至7天，动物模型和人体实验表明，静脉内注射包载天冬酰胺酶的红细胞的作用时间较注射游离的酶要长。
在红细胞中包裹乙醇脱氢酶（ADH）和乙醛脱氢酶（AlDH）可以缓解由于血液中乙醇和乙醛过度积累导致的慢性酒精中毒。有研究表明，包载ADH+AIDH的红细胞治疗的急性酒精中毒鼠血浆中酒精浓度比对照组低43％，对乙醇的清除值达0.39毫升/分钟，要远远高于对照组的0.2毫升/分钟。
Baysal等人将脲酶和丙氨酸脱氢酶包载在人红细胞中，这种载体在体外可协同作用将脲转换为碳酸氢盐和丙氨酸，有可能用于治疗慢性肾衰竭病人的高血脲症。Bax等用红细胞包载经聚乙二醇（PEG）修饰的腺苷脱氨酶，结果发现包载可以显著延长该酶的半衰期，同时可以维持有效的治疗浓度，有望用于治疗腺苷脱氨酶缺乏或不足。
■核酸递送的载体
代表品种：AZT+DDI、肽核酸
以红细胞包载抗病毒药物用于艾滋病（AIDS）的治疗是红细胞载体最有前途的治疗性应用之一。胸苷类似物AZT和核酸类似物DDI是逆转录酶的抑制剂，将它们包埋在红细胞中可以用作抗HIV感染的治疗。在鼠AIDS模型上应用包埋在红细胞中的AZT+DDI后，鼠巨噬细胞中前病毒DNA的含量显著低于用游离AZT+DDI处理的小鼠。用装载有谷胱甘肽（GSH）的红细胞包埋AZT也可以保护淋巴细胞和巨噬细胞不被HIV感染，并且淋巴细胞药物福达拉滨（flu鄄darabine）可以清除被感染的细胞。在鼠AIDS模型中使用包载AZT前药的红细胞也可以获得相似的结果。
近年来肽核酸（PNA）反义核酸技术在临床应用中日益凸显其优势，但是同大多数DNA和RNA寡核苷酸不一样，肽核酸穿越细胞膜的能力很差，这大大限制了其应用。将肽核酸包埋在红细胞中可以增强细胞对肽核酸的摄取。Chiarantini等在体外研究中发现，经ZnCl2和BS3处理的包埋有14-mer抗一氧化氮合成酶iNOS的反义PNA的红细胞载体可以被鼠巨噬细胞特异性摄取，反义PNA进入巨噬细胞后可以降低巨噬细胞中iNOS蛋白的表达和NO的产生。他们又对3种不同的反义肽核酸的递送方法进行了比较研究，结果发现将反义肽核酸吸附至微球上或者包载至红细胞中可在鼠巨噬细胞中显示反义活性。同对照相比，用包载iNOS反义肽核酸的红细胞处理的巨噬细胞中iNOS蛋白水平较对照下降40％，同时NO产生也下降30％，而红细胞载体处理与否，iNOSmRNA的水平没有显著不同。
■疫苗递送的载体
代表品种：白喉毒素、破伤风毒素
在疫苗研究中红细胞可以作为天然的载体和抗原的佐剂。Polvani等使用低渗透析法在鼠红细胞中包埋了3种细菌类毒素：白喉毒素的突变体、破伤风毒素和百日咳毒素的双突变体。通过多次静脉内注射包埋不同毒素的红细胞和溶解在生理盐水中相同剂量的毒素，检测针对每种抗原的特异性抗体和中和抗体的滴度以比较研究它们诱导产生抗体的能力。结果表明用红细胞包埋的白喉毒素和破伤风毒素免疫后产生的抗体滴度要高于用相应游离的毒素免疫产生的抗体滴度。Murray等的研究也证明采用红细胞包载抗原进行免疫可以诱导体液免疫，其效果相当于或者优于皮下免疫的佐剂抗原。
除了以上一些药物外，包埋在红细胞载体中进行递送的药物还有重组人红细胞生成素（EPO）、肝素、细胞因子白介素-3等。另外，将载体红细胞与真核细胞融合可以将包埋在红细胞中的物质“微注射”入真核细胞中。载体红细胞也可以用于研究包埋某些物质以研究这些物质在红细胞内的代谢，或者观察这些物质对正常细胞的影响。