摘要：紫杉醇和多西他赛是临床治疗乳腺癌、卵巢癌和非小细胞肺癌的有效药物。由于紫杉烷类药物具有强疏水性，市售注射剂均采用非离子表面活性剂乳浮EL（cremopor EL）作溶媒，临床过敏反应发生率高，为此，研究新型高效低毒性药物载体是近年来紫杉烷类新药研究的热点。本文综述了近年来紫杉烷类的新剂型如乳剂和微乳、前体药物、环糊精包合物、脂质体、纳米拉和嵌段共聚物等，并对其可行性进行了分析。

    紫杉烷（taxanes）包括紫杉醇（politaxel，商品名为Taxol）和多西他赛（docetaxel，多西紫杉醇，商品名为Taxotere）是由FDA批准的两种紫杉烷类抗癌药物。紫杉烷是一类典型的细胞毒剂，其机制是通过刺激导管素的聚合，促进微管双聚体装配成微管，并致使微管超稳定而抑制微管网动力学重组，最终使细胞增殖停止在有丝分裂静止期（G2／M）的阶段。其中天然产物紫杉醇是由植物短叶紫杉（Taxis brevifolia，Westem yew，Pacific yew）树皮中提取出的有效抗癌化合物成分；多西他赛是由浆果紫杉（Taxus baccata，European yew）针叶中提取的前体物，再经半合成的产物。由于后者以t-丁氧羧基取代了紫杉醇中的苯甲酸基团，因而水溶性略大于紫杉醇。尽管两者显示相似的细胞内作用机制，但临床上表现出完全的交叉拮抗作用，表明两者仍存在着某些差异。最初的体外实验显示，多西他赛比紫杉醇的作用强，但是新的研究认为两种药物具有同等的强度。

    理化性质与药理作用

    紫杉醇为白色或类白色粉末，其分子式为 C47H51NO24，分子量为853.9，logPo/w＝3.5，脂溶性高，在水中的溶解度＜0.004g·L-1。1962年由美国国立癌症研究所（NCI）在筛选抗癌药中发现，1969 年分离和纯化，随后Wani在1971年全面报道了紫杉醇的化学结构。由于紫杉醇独特的抗癌作用机制和活性，它已成为迄今从天然植物中提取出来具有抗癌活性的重要化合物之一。1991年确定为治疗乳腺癌的有效药物，1992年证实对非小细胞肺癌（NSCLC）有效，1992-1994年FDA分别批准紫杉醇为卵巢癌和乳腺癌的治疗药物。进一步研究证实，紫杉烷有广谱抗肿瘤作用，对乳腺癌、卵巢癌、 NSCIC、小细胞肺癌（SCLC）、头颈部鳞状上皮癌和恶性黑素瘤等原发性癌症和转移癌均有一定作用。由于紫杉醇在植物中含量低，采用新的反相氯仿萃取法制备回收率也仅为0.04%。1994年半合成了多西他赛作为紫杉醇的替代成分。尽管紫杉醇的全合成已获成功，但由于反应条件要求高，工业合成仍十分困难，故目前试图采用生物技术工程培育供药植物，是增加其药用资源的有效途径。

    临床应用

    紫杉醇和多西他赛特异的抗癌机制和确切疗效，使其成为迄今发现的最具有应用价值的抗癌药物。由于口服几乎不吸收，现临床应用的紫杉醇注射液由乳浮EL（cremoophor EL，含聚氧乙烯蓖麻油）／无水乙醇（50：50，ν／ν）制成的无色粘稠状浓溶液，使用时用5%右旋糖酐或生理盐水稀释成0.3-1.2g· L-1溶液后静脉滴注3-24h，输注剂量为135-175 mg·m-2，最大耐受剂量（MTD）为3h内输注225- 240mg·m-2。由于乳浮EL会引起过敏反应和低血压，需提前给患者口服地塞米松和H2受体拮抗剂（西咪替丁、苯海拉明）加以预防，对已发生过敏反应的病人给予注射肾上腺素对症治疗。值得注意的 是，紫杉醉不能用聚氯乙烯（PVV）塑料容器或注射容器配制、盛装和注射，以避免乳浮和PVC反应生成焦碳酸二乙酯（DEHP）等致敏物。稀释液放置在玻璃或聚丙烯塑料容器中保存，也可用专门配备的聚乙酯类注射装置。通过增加剂最或降低清除率和分布容积等研究显示，3h输注中紫杉醇呈非线性药代动力学，治疗浓度下紫杉醉体内动力学属二室模型，α1/2和β1/2分别为0.29和5.0 h。研究证实，维拉帕米可降低紫杉醇的清除率，增大血浆药物峰面积，改变药物体内分布和药代动力学行为。

    新型载体制剂的研究

    注射载体制剂

    紫杉烷类口服吸收率仅为2%-4%，化合物中有抗癌活性的功能性基团不能解高或通过制成盐类以提高其溶解性。采用复合溶剂或非水溶媒，以最大限度地提高紫杉醇的溶解性和避免药物的水解。紫杉醇采用乳浮EL／乙醇复合溶媒虽然解决了紫杉醇的溶解问题，但由于毒副作用大，患者难以耐受。故开发新的剂型，尤其是供注射的靶向新剂型是药剂学的研究热点，已报道的新剂型包括脂质体、前体药物、乳剂、微囊和环糊精（CD）包合物等。同时，寻找替代乳浮EL低毒性的溶剂也是降低过敏反应发生率的有效途径之一。

    乳剂和微乳 Tarr等首先报道了非胃肠道用O／W乳剂。采用50%三乙酰甘油酯、1.5%豆磷脂、1.5%Pluronic（聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物） F68和2.0%油酸乙酯制成10-15g·L-1紫杉醇注射剂，4℃下贮存6个月仍保持化学稳定性，但稀释至输注浓度时出现分层现象。后改用甘油三酯植物油、卵磷脂和非离子表面活性剂制成的乳剂，使紫杉醇水溶性增大，并改善乳剂的热力学和动力学稳定性。 Kan等将4%蛋黄磷脂酰胆碱和3%吐温-80 溶解在2.25%甘油溶液中，制成紫杉醇浓度为0.75 g·L-1脂性液滴、粒径为150nm的乳剂，体外抗HeLa 细胞活性中显。IC50为30nmol·L-1。lundberg将三油酸甘油酯作油核、二棕榈酰磷脂胆碱（DPPC）作乳化剂、亲水性聚乙二醇（PEG）作稳定剂制成粒径为40nm微乳，4℃条件下可稳定数月，加入5%有旋糖酐冷冻干燥后可长期贮存，经水稀释后又重新形成微乳，与紫杉醉对照，体外对T-47D肿瘤细胞的 IC50值为7和37nmol·L-1，有明显增加。

    前体药物 与其他化合物交联形成无活性的衍生物，在体内经酶解或水解后解离出活性药物形式是常用的剂型设计手段之一。构效关系证实，紫杉烷二萜环、侧链酯键是活性组成，且C-2位上羟基是微管蛋白聚合的必需基团。通过对紫杉醇2位上酯键取代基结构改造均能提高药物的水溶性，并维持抗癌活性。Sugahara等用氨基酸将2位游离 -OH与羧甲基右旋糖酐（CMDex）交联形成的紫杉醇-CMDex前体物可降低结肠癌细胞对药物的耐受性。不同氨基酸可影响药物的溶解度和半衰期。其中，天氡酰胺和谷氨酰胺紫杉醇的水溶性分别提高 200-1000倍。取代基中引入PEG可显著增强紫杉醇的亲水性。Dosio等用单甲氧基聚乙二醇（mPEC）2000和5000将紫杉醇与人血清白蛋白（HSA）结合形成的交联物对黑素瘤A431的细胞毒性均与游离药物一致，而药物在体内的平均滞留时间（MRT）分别延长8和10倍。同样，合成的C-2- PEG5000紫杉醇琥珀酸酯能在体内经蛋白酶或水解酶作用下释放药物，并抑制B16黑素瘤细胞和小鼠移植乳腺癌MCA-4细胞的生长。前体物通过iv给药后体内清除率降低，AUC增大，MRT明显延长，并能通过改变组织分布性，促进药物由血管向组织渗透和抑制网状内皮系统（RES）的吞噬起到长循环作用。

    环糊精包合物 CD是由D-葡萄糖分子经转位酶以α-1，4连接环合构成的圆筒（锥）形结构。外端暴露的羟基具有亲水性，内部醚键具有亲水油性，其中空部分可包囊脂溶性药物。常用的CD是由6，7和8个葡萄糖分子组成，分别称为α，β和γ 型。Lee等分别用羟丙基-β环湖精（HP-β-CD）、二甲基-β-环糊精（DM-β-CD）和羟乙基β-环糊精（HE-β- CD）制成的紫杉醇包合物均能显著增大药物的溶解度。其中，DM-β-CD使紫杉醇的溶解度增大约2000 倍。紫杉醇／HP-β-CD稳定性好，MTD为25mg· kg-1，但作为注射用药CD长期应用的最大允许限量仍有待于进一步深入研究。Moser等在50℃下避光温浴24h，使β-CD形成二聚体，紫杉醇疏水基因部分镶嵌在二聚体内腔中。

    脂质体和聚合胶束 细胞毒剂存在着剂量- 毒性依赖关系。应用药代动力学原理选择具有靶向性的药物载体或通过优化给药方式可达到增效减毒的作用。
    紫杉烷靶向载体剂型的研究是最令人瞩目的发展方向之一，根据药物靶向性可发生在不同水平，分为如下三级靶向药物；
  （1）一级靶向：药物能增加靶组织的药物浓度；
  （2）二级靶向：药物能增加靶组织部位病变细胞内的药物浓度；
  （3）三级靶向：是选择性在靶细胞内释药。药物靶向性评价已由过去的定性转变为定量评价。脂质体、脂质微粒载体已广泛地应用于抗癌药物载体。Sharma等初步研究表明，将紫杉醇包囊在脂质体中，制成注射用靶向制剂，提高了药物的生物相容性，并能降低临床的毒副作用。紫杉醇脂质体有望替代紫杉醇成为新一代临床用药。Wenk等系统地研究了紫杉醇进人类脂质双分子层的热力学特性并指出范德华力影响着药物的亲脂性部分与脂质体的类脂质双分子层脂性区结合，药物分配平衡具有温度依赖性，温度每升高 10℃，紫杉醇在脂相中的溶解度则降低25%，Chou 等推断载药量与脂膜内压和水／空气表面张力有关，24.5℃下紫杉醇与脂膜结合牢固，且大于37℃：下脂质膜对紫杉醇的等温吸附作用。Ramaswamy 等采用D，L-聚乳酸（PLA）和甲氧基聚乙二醇（MePEG）制成的PLA-MePEG胶束，当在临界胶团（cmc）浓度以上用0.9%生理盐水或5%右旋糖酐稀释，未出现沉淀。与紫杉醇比较，聚合物胶束的体外细胞毒性相同，但体内MTD提高4倍，ipMTD治疗 B6D2F1小鼠P338白血病显示出理想的疗效。同时，紫杉醇载药胶束对提高移植瘤小鼠的生存率和延长存活期作用更为显著。Kim等用可降解无毒性的单甲氧基聚乙二醇-聚D，L-丙交酯（mPEG PDLLA）嵌段二聚物为材料，固体分散制成稳定的紫杉醇聚合物胶束（商品名为Genexol）。分别于0，4 和8d大鼠尾静脉注射Genexol MTD60mg·kg-1和紫杉醇20mg·kg-1，25d后Genexo几乎完全抑制了大鼠移植入乳腺癌MX-1细胞和卵巢癌SKOV-3细胞生长，且移植细胞不易重新生长。Campbell等分别考察了DPPC、二豆蔻酰磷脂胆碱（DMPC）和二硬脂酰磷脂胆碱（DSPC）制备脂质体的载药特性，三种未经表面修饰的脂质体对紫杉醇载药量大小依次为 DPPC＞DSPC＞DMPC。在脂膜表层结合1，2-二油基-3-三甲氨基丙烷（DOTAP）阳性物质作表面修饰后，紫杉醇载药量增大10-12倍。

    纳米粒 纳米粒包括纳米球和纳米囊。聚氧乙烯（PEO）和ε-聚己内酰胺（ε-PCL）具有良好的生物相容性和生物降解性，为紫杉烷纳米粒的重要载体材料。Dordunoo等用溶剂蒸发法制成1%- 5%的紫杉醇-IPM-PLGA微囊，包封率超过95%，扫描电子显微镜（SEM）证实微囊通过吸附和包囊两种方式载药，动脉栓塞后具有脉冲释鼓作用。Mu 等用聚乳酸乙醇酸共聚物（PLGA）为囊材，类脂／胆固醇为乳化剂，喷雾干燥技术制备的紫杉醇微囊，原子力显微镜（AFM）观察表面形态显示，高比例的 DPPC形成表面光滑的球形微囊，且最初3周内以零级速率释药。用维生素E聚乙二醇（VitE TPGS）为乳化剂，溶剂蒸发拳取技术制备的紫杉醇-PLGA控释纳米囊，克服了普通乳化剂易使纳米粒表面易粘连或聚合的缺点。Kim等应用MePEG-PCL制成复合共聚物载药纳米囊，平均粒径小于100nm，粒度分布均匀，载药量超过20%。1H-NMR显示 MePEG-PCL形成的核壳双层结构，即由亲水性的 PEG外壳和疏水性PCL内核组成。采用溶剂蒸发法制备PEO-PLGA纳米囊，缓慢释药超过4周，且对血管平滑肌细胞（VSMC）的抗增殖作用显著大于游离药物。Cavalli等以三棕榈酸甘油酯为内相，磷脂酰胆碱为乳化剂，半琥珀酸胆固醇为助乳化剂， 70℃条件下O／W紫杉醇微乳后，再分散到10倍量的冷水中搅拌，形成平均粒径70nm，载药量为1 μmol·L-1的固态脂质纳米粒（SLN）。6-香豆素标记荧光显微镜监测显示，人乳腺癌MCF-7细胞对SLN 摄入与时间里正相关，对MCF-7的细胞毒性是游离药物的100倍。

    局部给药载体

    分子生物学在肿瘤生理学中的应用使人们加深了对某些肿瘤致病机制的了解。如癌细胞的组织浸润、血管生成和转移是肿瘤依赖生长、增殖和扩散的原因。理想的抗癌药物应在细胞内达到足够的药物水平，以阻断所有潜在性的致病机制。由于全身用药往往由于浓度低，易诱导细胞耐受性的趋势，局部用药也是一种有效治疗途径。

    选择生物相容性聚合物，可实现紫杉醇局部用药，如外用糊剂和生物降解性或非生物降解性植入剂等。用MePEG制成直径6mm，5%紫杉醇外用贴片进行的鸡绒毛膜尿囊膜生物测定试验显示，它具有持续释放和缓慢的抗血管活素作用。Farb 等将载有紫杉醇的硫酸软骨素-明胶交联物覆盖在不锈钢支架的表面，对兔进行动脉扩张木。与空白组对照，术后28d载药组血管新生内膜平均厚度减少42%。分子量大于400的脂溶性大分子药物不易透过血脑屏障，对于紫杉醇治疗脑部肿瘤通过全身给药很难达到有效治疗浓度。Fung等采用聚合物制成直径10mm，厚度1mm的20%紫杉醇-聚（对-二羧基苯氧基）丙烷-癸二酸P（CPP-SA）薄片植入猴脑部，以7%零级速率持续释药100d。

    口服给药剂型

    大量研究证实，肝细胞色素P450代谢酶和消化道膜P-糖蛋白作用是导致吸收差的主要原因。Li 等察了人乳腺癌MCF-7细胞和mdr1转染的变异BC19细胞内外紫杉醇量与细胞增殖的关系，提示促进P-糖蛋白表达能增大紫杉醇细胞外流出量，相应地降低药物对细胞G2／M期的抑制作用。 Schinkel等以紫杉醇静脉输注为对照，考察了野生小鼠和P-糖蛋白敲除的野生小鼠口服紫杉醇的生物利用度。结果表明，后者生物利用度增加6倍。服用P-糖蛋白阻滞剂SDZ PSC 833的小鼠，AUC增大10倍。生物利用废由20%增至210%。van As perEn等证实环孢素A具有阻滞P-糖蛋白作用，并且为肝细胞色素P450 3A4代谢酶的底物，与紫杉醇同服后可通过双重机制阻滞作用，增加药物的吸收和延缓代谢。采用口服联合用药具有良好的耐受性，能显著降低药物的毒副作用和过敏反应，改善了静脉输注药物时需预防治疗和抗过敏对症治疗的弊端。口服紫杉醇推荐的最大剂量为300mg·m-2， MTD为360mg·m-2。多西他赛单独用药的口服生物利用度仅为8%，但与环孢素A合用时，生物利用度增至90%，且病人的毒副作用降低，对药物耐受性显著地增大。

    结语

    综上所述，近年来对紫杉烷类剂型研究主要集中在长效或靶向肢体剂型。其中，以脂质体、纳米粒、白蛋白交联前体物、CD包合物等为研究热点。目前的技术关键集中在选用材料的生物相容性、体内耐受性及剂型稳定性等问题。尽管某些剂型研究已取得突破，但是由于载药量低，达不到有效治疗药物浓度，应用仍受到限制。同时，寻找替代乳浮EL 的安全增溶剂，研究乳剂、微乳和嵌段聚合物胶束等剂型在降低制剂的毒副作用，改善紫杉醇溶解性和稳定性方面已取得较大进展，有望成为下一代临床用药。此外，已有学者尝试口服和局部植入途径给药。但是，由于口服后胃肠道的吸收机制和转运方式尚不完全清楚，其可行性仍有待于进一步探索。