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新的化學治療藥物介紹─微脂體

微脂體的起源

在1965年時，由英國劍橋Alec Bangham首度提出微脂體的概念，到了1968年，Sessa和Weissman等人正式將此小球狀的物體命名為微脂體(liposome)。

什麼是微脂體

微脂體，是由脂質雙層膜(lipid bilayer)所組成的微小球體，球粒直徑由幾十個毫微米(nm)到幾十個微米(μm)，最大的微脂體，則是構成生命體的細胞。

微脂體的脂質膜主要由磷脂質所構成，磷脂質的磷酸端為親水性，脂質端為疏水性，所以可以同時作為厭水性(hydrophobic)及親水性(hydrophilic)藥品的載體。
‧親水性藥品：可包覆在微脂體內的水溶液中。
‧厭水性藥品：可以包埋在微脂體的脂雙層中。

微脂體的構造

微脂體的脂質膜為雙層構造，類似人體細胞膜，被用來製造微脂體的脂質，大多是同時具親水性端及厭水性端的兩性分子，最常見的為磷脂質。

脂質會影響微脂體的性質：

脂質在溶液的電性，決定微脂體的電性。

磷酸脂碳鏈部份的長短，不飽和鍵的數目，會影響微脂體脂質雙層膜中的PC流動性，以及內部藥物釋出的溫度。

DSPC (Distearoyl Phosphatidylcholine)

常用脂質簡介：

A.磷脂質(phospholipids)：

˙	Phosphatidylcholine (PC)，為最常見的磷脂質通常從蛋黃或大豆中提煉。
˙	Phosphatidylglycerol (PG)
˙	Phosphatidylethanolamine(PE)
˙	Phosphatidylinositol (PI)，具有較多-OH官能基，親水性較高。
˙	Phosphadylserine(PS)，適合用來製造負電荷微脂體。

B.膽固醇(Cholesterol)：
研究已經發現，在微脂體內加入膽固醇，會對微脂體性質產生下列影響：
1.減少水溶性分子對微脂體脂膜的通透性。
2.可增進微脂體的安定性，使微脂體在血液循環中可以存在較長的時間。

微脂體的代謝

微脂體會與血液中的蛋白質opsonins結合，然後被人體網狀內皮系統(RES)清除。網狀內皮系統是生物體內重要的防禦系統，包括肝臟的kupffer’s cells，肺的alveolar macrophages、腎的mesangial cells、脾臟與淋巴組織的macrophages等，網狀內皮系統並不會主動清除外來的入侵物，但當外來物與蛋白質opsonins結合後，就會被網狀內皮系統認識與清涂。

血液中的高密度脂蛋白(HDL)也會將微脂體的PC移除，進而造成微脂體崩散，使藥物外漏，而影響藥物的半衰期。

脂體運用於藥物載體的特色

自1970年起，微脂體即被認為是載運藥物的良好劑型，原因在於：
1.	藥物包在微脂體內，會改變藥物的動力學 (pharmacokinetics)，可以延長藥品的半衰期，同時增加藥物在腫瘤組織或發炎組織的濃度，增進治療成效。
2.	毒性高的藥物包裹在微脂體內，可以減少不良的副作用的產生。
3.	微脂體的脂質組成、顆粒大小、結構、製備的方法，與包裹藥物的選擇性很大，能夠符合各種情況，進行不同的應用。
4.	微脂體是由磷脂質構成，因與細胞膜成份相同，就可以在生物體內被分解，所以不具毒性，而且不會像蛋白質容易引起免疫反應，所以能夠多次使用。

早期藥物載體的運用

傳統的微脂體有一個重大問題，就是在生物的半衰期不長，這些帶負電荷或由不飽和的磷酸脂所構成的微脂體，容易被血液中的蛋白質標示，而加快被網狀內皮系統(RES)所清除。
1.	早期使用磷酸脂 (phospholipid) 製成微脂體時，由於技術的限制，是利用脂質薄膜水合法，只能製造出多層膜所構成的大微脂體（幾個微米, micron），即多層囊泡(multilamellar vesicle (MLV)，直徑 1-10 �m)，因為脂雙層間的含水量少，顆粒大小不定，應用有限。
2.	早期的微脂體常使用天然脂質作原料，而天然脂質中常含有帶負電荷的磷酸脂，如磷酸脂肌醇(phosphatidylinositol)，磷酸脂絲氨酸(phosphatidylserine)，牛心脂素 (cardiolipine) 等，使製成的微脂體表面帶負電荷，帶負電荷的微脂體很類似細胞死亡後產生的分解顆粒，因此微脂體注入血液循環時，會迅速被單核吞噬系統(mononuclear phagocytic system(MPS)，主要由肝臟、脾臟等器官組成)也稱為網狀內皮系統(reticuloendothelial system(RES))吞噬，用的範圍受到限制。
3.	由於以上原因，早期的微脂體只能運送藥物至至巨噬細胞(macrophage)中，用途也僅限定於治療一些感染吞噬細胞的疾病，如萊什曼病(leishmaniasis)等。此外，血液中的高密度脂蛋(HDL)也會將天然脂質構成的微脂體的磷酸脂質移除，使微脂體崩散，進而造成藥物由微脂體內漏出，影響藥物循環的半衰期，減低藥物作用。

長效型(第二代)微脂體

進程：

1980年，Gregoriadis等人提出使用DSPC不帶電的飽和脂肪酸PC去做成微脂體，能提高微脂體的半衰期，但此形式的微脂體因表面不帶電，存放一段時間後會產生沈澱，保存上有問題。

1990年，Blume等人首先將polyethylene glycol(PEG)使用在微脂體製造，由於PEG可以在微脂體表面形成保護層，因此能減少血液中的蛋白質oposonins與微脂體的作用，進而降低微脂體被RES清除，增加藥物在體內的半衰期。

Nichols等人提出”pH gradient loading”法，利用脂質雙層膜兩側氫離子濃度的不同，將藥物包裹比例提高至95%以上，利用離子濃度梯度，將藥物穩定於微脂體內，而後來發展的”Ammonium sulfate loading”更對doxorubicin穩定包覆於微脂體內有很大幫助。

為增進微脂體載運藥物的應用範圍，不斷研究後發現，影響微脂體包裹藥物在血液中的循環時間的，有下列幾項因素：

1.	中性脂質組成的微脂體較不易被網狀內皮系統(RES)清除。
2.	顆粒較小的微脂體(直徑小於200 nm)較不易被清除。
3.	高過渡溫度脂質(如二硬酯酸磷酸脂膽鹼(distearoylphosphatidylcholine))和高含量膽固醇組成的微脂體可以較穩定。
4.	微脂體表面以polyethyleneglycol(PEG)保護，可以延緩在血液中被清除的速度。

藥物載體的臨床應用

由於技術及知識的成熟，近十年來，利用微脂體發展抗癌及抗黴菌藥物的成效十分顯著。

藥物載體的優勢：
1.	脂體因為在血液的半衰期增加，到達血管外的腫瘤或發炎組織的機會增多，所以治療效果相對增加，這就是微脂體包裹的藥物，比原來的藥物來得有效的主要原因。
2.	降低藥物毒性，是微脂體劑型的另一個重要優勢。一般抗癌藥物都有累進的蓄積毒性，微脂體的劑型可提高原先藥物毒性的耐受性，專家們在微脂體上加入cell-specific ligands，來促進它和目標細胞的作用，達到定點釋放，降低抗癌藥物對一般組織的非特異毒性，增進抗癌功效。將來還可增高單一藥物的使用劑量，合用其他抗癌藥物或配合放射線治療使用。
3.	一般來說，使用單株抗體或用ligand共價鍵連結到微脂體上，再經細胞表面的受體或抗原辨認，而進入特定的細胞，稱為免疫微脂體(immunoliposomes)，比起單株抗體本身，或是免疫毒蛋白(immunotoxins)的療效更佳。
臨床應用成果如下：
1.	微脂體可以減少Doxorubicin對心肌的毒性，但不會降低原先對抗白血病或淋巴肉瘤的活性(Gabizonet al,1994)。
2.	Taxol常被用來治療卵巢癌或乳癌，但具有肝臟毒性，做成微脂體後，不但有抗癌效果，對肝臟的毒性也會降低(chu et al,1997)。
3.	以微脂體包覆Amphotericin B後，不會減低其抗黴菌的效果，還可減少對心肌、腎臟及神經的毒性(Gulati,1998)。
4.	MTP-PE可以活化巨噬細胞對腫瘤細胞的毒殺作用，做成微脂體後，雖然藥品本身對腫瘤細胞的毒性會降低，但會顯著增加肝臟內巨噬細胞的數目，因此可增強肝臟內巨噬細胞對腫瘤細胞的毒殺作用(Hoedemakers et al,1995)。

最新一代的微脂體製劑Lipo-Dox出現

1.	療效的進步
	利用高過渡溫度脂質(二硬脂酸磷酸脂膽鹼)和高含量膽固醇做成直徑100nm左右的微脂體包裹doxorubicin，有效提高了Lipo-Dox的血液循環半衰期，此大小能穿過腫瘤新生血管壁的漏洞，使包裹抗癌藥物的微脂體能大量累積在腫瘤，增進治療效果。
2.	製造的進步
	由於製造法的改進，目前已可利用薄膜水合法、有機溶劑注射法(solvent injection)、清潔劑透析法(detergent dialysis)等，配合濾膜擠壓法(filter membrane extrusion)來製造單一脂雙層，且大小一定的微脂體，顆粒大小可由濾膜孔徑決定，並可應用於製藥工業，適合大量製造。

微脂體的未來展望

近30年來，生物化學知識的進展，及研究發展累積的寶貴經驗，使微脂體技術日漸成熟，它們在製藥或生物技術的產業發展，及藥物釋放的技術上，具有獨特的地位。一個全新藥物的開發，通常需要非常高額的研究經費，但如果藉由對已上市的藥物做劑型的改變，做到有效增進藥物的作用，這在研發上所需的人力，財力和時間，相對新藥開發而研，顯得非常經濟且有實質助益。

在癌症化學治療上，有兩個難題是研究專家致力追尋的答案。一是減低抗癌藥物對一般正常細胞的傷害，二是如何增加到腫瘤部位的藥量，如果能解決這兩個問題，對於癌症病人的治癒率，抵抗力與生活品質的提昇，將有顯著的幫助。

未來，微脂體在醫藥的應用上，除了上述領域外，還包括疫苗的發展，基因治療上的運用，抗病毒藥物的運送，人造血球、免疫調控藥劑、過敏疾病的減敏劑、影像顯影劑等的使用。而藥物原料的使用範圍，更可從小分子的藥物、放射線同位oligonucleotides、到大分子的蛋白質和基因，微脂體對醫療運用範圍的寬廣，將可為人類醫學領域及人類疾病治療提供一個可大可遠的光明未來。