納米給藥系統在眼底疾病治療中的研究進展

王鑫晨,張妍春,黃嬋妍

0 引言

眼底疾病,如年齡相關性黃斑變性(age-related macular degeneration,ARMD)、糖尿病視網膜病變( diabetic retinopathy,DR)、增殖性玻璃體視網膜病變(proliferative vitreoretinopathy,PVR)等,是世界范圍內導致患者視力嚴重受損甚至喪失的最主要原因[1-2]。目前,常見眼底疾病給藥途徑包括全身給藥、眼表局部給藥、眼周給藥和玻璃體內注射,藥物通過這些途徑發揮作用需要克服多種解剖及生理屏障,顯著降低了一般藥物的眼底遞送效率。因此,眼底疾病的藥物遞送是一個具有挑戰性的問題,引起包括化學、藥學、臨床、材料學等多學科領域專家的興趣[3]。納米材料具有體積小,表面積/體積比值大,表面能量高、生物相容性高等優勢[4],獨特的理化性質使其在生物醫學領域的應用呈指數級增長。最近研究表明,納米載體可向眼部有效遞送一些親水性或親脂性的藥物,延長藥物在玻璃體內半衰期,提高包括蛋白質和多肽在內的許多藥物的生物利用度,這為眼部疾病的治療提供了一種新的思路[5-7]。本篇綜述主要介紹近年來納米給藥系統在治療眼底疾病研究中的進展、優勢、局限性及未來發展方向。

1 眼底疾病給藥方式面臨的挑戰

眼底疾病的常見給藥途徑包括全身給藥、眼表給藥、眼周給藥和玻璃體內注射。降低藥物眼部穿透性的解剖因素主要包括角膜、結膜、鞏膜、血眼屏障[8]。其中,最方便和最廣泛接受的眼表局部給藥劑型是滴眼液。角膜對大多數親水和親脂性藥物具有屏障作用;結膜內有豐富的血液供應和淋巴循環,可以清除藥物分子;鞏膜的滲透性隨藥物分子半徑增大呈指數下降,淚液彌散、鼻淚管引流和眨眼反射等也會減少滴眼液在眼表的滯留時間,影響藥物利用度。因此,受解剖、生理屏障的共同影響,僅約5%滴眼液可進入眼內[9]。球周注射藥物的生物利用度較滴眼液稍高,但由于眼周間隙、血-視網膜屏障(blood retina barrier,BRB)、脈絡膜循環等導致藥物丟失,球周注射遠不能滿足眼底疾病治療的需要。全身口服或靜脈注射藥物是許多眼后段疾病的傳統給藥途徑,但胃腸道惡劣的環境、首過代謝[10]、全身血液稀釋、BRB限制等均會導致藥物療效顯著降低,而全身更頻繁和更高劑量給藥顯然會增加不良反應的風險。近年來,玻璃體內注射已經被越來越多地用于眼后段疾病的治療,藥物通過玻璃體彌散至眼底的生物利用度較高,但玻璃體中膠原纖維和透明質酸分子形成了網狀結構,網的孔徑和透明質酸攜帶的負電荷都會對藥物的彌散造成影響;同時,現有大多數藥物的半衰期較短,且給藥方法存在侵入性,需經過培訓的眼科醫生定期、頻繁注射,從而有發生視網膜脫離、白內障、眼內炎、眼壓升高等眼部并發癥的風險,導致患者對該治療方法的依從性較差[11]。因此,有關新的眼底疾病給藥系統的研究引起業內廣泛興趣,其中納米給藥系統值得關注。

2 納米材料的理化性質及常見眼底疾病納米藥物遞送系統

納米材料是指在三維空間尺度上至少有一維處于納米量級(1-100 nm)的材料,它是由尺寸介于原子、分子和常規宏觀體系之間的納米微粒所組成的新一代材料。由于納米微粒體積極小,因此材料表面積相當大,使其構成的體系擁有不同于常規宏觀材料體系的特殊性質,在電子、光學、化工、生物、醫藥等諸多方面具有重要價值并得到廣泛應用[12]。在醫藥領域,納米材料已發展成為重要的藥物遞送系統。納米級尺寸除了提高藥物溶解度、更易穿透生理屏障到達疾病部位外,通過不同的劑型設計及表面修飾,還可以改善傳遞效率、減少藥物降解提高穩定性、延長藥物在治療靶點的停留時間并提高劑型有效性。通過表面偶聯活性靶向修飾,可提高藥物與特定組織或細胞類型的親和力,實現藥物對疾病的特異性靶向治療作用,達到降低藥物毒性、給藥頻率和藥物副作用的目的[13]。近年來,納米材料應用于眼病治療的研究蓬勃開展,部分眼用納米藥物已獲批用于臨床,遺憾的是,大多數已批準的納米給藥系統集中于角膜疾病的治療[14]。對納米材料輔助小分子和生物制劑,如肽、蛋白質、抗體和核酸等,治療眼底疾病方面也已經展開了廣泛的研究,相信不久的未來會有臨床應用方面的突破。目前相關研究劑型主要包括脂質體、納米乳劑、納米膠束、納米顆粒、樹狀大分子等[15]。不同劑型納米載體的特征和用于眼底疾病的優勢及局限性見表1。

表1 不同劑型納米載體的特征和用于眼底疾病的優勢及局限性

2.1脂質體脂質體是由一個或多個磷脂雙分子層包繞一個含水核構成的脂質囊泡,這使其具有獨特優勢:(1)包圍含水核的脂質雙層結構允許結合親水和親脂性活性物質,易與生物膜融合,并穿透角膜釋放藥物。如鐵死亡抑制劑Ferrostatin-1(Fer-1)是疏水性的,不能直接應用于臨床,Wang等[16]開發的Fer-1脂質體,能夠提高Fer-1的生物利用度,通過抑制由脂質過氧化和線粒體損傷誘導的鐵死亡、炎癥和新生血管形成,為安全有效治療角膜堿燒傷提供了新的前景。據報道,脂質體可通過滴眼、結膜下注射等局部給藥途徑到達視網膜。Gu等[17]制備的新型負載地塞米松脂質體滴眼液,在兔眼脈絡膜-視網膜組織中有較高的藥物濃度,通過鹽酸阿霉素標記該復合物材料后,眼組織冰凍切片的熒光標記顯示,藥物從眼表向眼后傳遞的途徑可能是非角膜途徑。(2)脂質體毒性及免疫原性較低,具有良好的生物降解性。同時,脂質體可負載多種理化性質不同的治療藥物,并且表面容易被高分子聚合物、糖基、抗體、蛋白和多肽修飾,實現靶向性治療[18]。這些優勢使其成為最流行的納米給藥系統之一。近年來,玻璃體內注射載藥脂質體也被廣泛研究。將藥物封裝在脂質體中可以顯著延長藥物眼內停留時間。Nirbhavane等[19]進行的山羊鞏膜體外經鞏膜滲透實驗結果顯示,經過8 h后曲安奈德懸浮液和曲安奈德陽離子脂質體藥物滲透率分別為22%和51%,且曲安奈德陽離子脂質體可以在2 h內穿透眼球深層,并可在眼球深層保留24 h。盡管脂質體在治療眼底疾病方面具有巨大潛力,其應用仍面臨諸多挑戰:普通脂質體載藥量低、長期穩定性差導致保質期短、工業化大規模生產成本高、無菌化困難[20]。脂質體通過眼局部途徑到達眼底靶點的確切轉運機制及傳遞效率尚需研究,體內注射脂質體在眼底的保留時間有限,玻璃體內長期和重復使用脂質體的眼部安全性不確定。同時,脂質體在玻璃體腔內擴散會引起玻璃體混濁而干擾患者視力[21]。

2.2納米乳劑納米乳劑是由油相、水相、乳化劑及助乳

劑以適當比例自發形成的一種透明或半透明、熱力學穩定的油水(O/W)混合系統,其中的油相可提高脂溶性藥物的溶解度,乳化劑和助乳化劑可以延長藥物與角膜上皮細胞的接觸時間,增加了藥物角膜穿透性,促進藥物到達深層眼組織結構。一些已經上市或正處于臨床階段的眼用納米制劑,劑型大多為納米乳,且多用于干眼的治療[22]。例如Allergan公司生產的Restasis?已于 2003 年在美國上市;2008年Santen公司將陽離子納米乳Cationorm?投入歐盟市場,用于中度干眼的治療;Bausch&Lomb公司生產的 Soothe XP?是一種由聚山梨酯80和礦物油組成的納米乳,也已在美國和歐洲上市。此外,Xelpros?是以聚乙二醇和蓖麻油制備而成的納米乳,是首個無苯扎溴銨的拉坦前列素制劑,用于治療青光眼,已在美國上市。Durezol?是由蓖麻油與聚山梨酸80制成的納米乳,用于術后眼睛疼痛和炎癥的治療[23]。最近的研究結果顯示,納米乳劑通過滴眼可以到達眼底,如何朝星等[24]制備的白藜蘆醇納米乳-離子敏感型原位凝膠,可在家兔玻璃體中有一定的藥物蓄積,部分藥物到達眼后段。許凱[25]研究證明黃芪甲苷納米乳眼凝膠能夠改善視網膜細胞功能及減輕病理組織損傷,對實驗性干性ARMD大鼠視網膜有保護作用。

2.3樹狀大分子樹狀大分子是一種合成的、高度分支的大分子,其重復單元從核心發出,形成三維結構,可通過改變分支的數量來調整分子大小。樹狀大分子可以通過偶聯或附著其他分子,如胺、羧酸、聚乙二醇、磷酸、磺酸、賴氨酸等進行修飾[26],并持續釋放治療作用。同時,已經證明樹狀大分子通過靜脈給藥、玻璃體注射均能發揮較好的治療效果并具有良好的生物耐受性。Pitha等[27]向實驗性青光眼大鼠玻璃體內注射近紅外熒光標記物(Cy5)綴合的聚酰胺-胺型(PAMAM)樹狀大分子,給藥28 d后仍可在神經節細胞層和內叢狀層觀察到藥物的攝取;陰莖靜脈注射藥物后,藥物可穿透血腦屏障并靶向視盤小膠質細胞。D?bkowska等[28]報道,負載神經營養素4的PAMAM樹狀大分子在小鼠玻璃體內注射后,可維持神經營養素4持續釋放時間超過28 d。Yavuz等[29]報告,大鼠玻璃體內注射后,載地塞米松PAMAM樹狀大分子可在玻璃體和視網膜中保留>24 h,這明顯高于地塞米松的保留時間(3 h)。樹狀大分子也可作為眼底疾病基因治療的載體,Choi等[30]開發的PAMAM-地塞米松偶聯物對DNA的保護作用超過60 min,藥物分子可以發揮治療和基因核易位的雙重作用。樹狀大分子的少數臨床試驗已啟動,對糖尿病患者眼的體外研究表明,玻璃體內注射樹狀大分子可以穿透視網膜組織和脈絡膜組織層,并被脈絡膜細胞攝取[31]。

2.4納米顆粒納米顆粒載體的尺寸范圍在 1-1 000 nm,包括固體脂質納米粒、聚合物納米粒、無機納米粒等。由于顆粒的尺寸非常小,因此使眼睛發炎的可能性更小?；诩{米粒子具有緩釋特性,在藥物向眼內遞送方面有著廣闊的應用前景。其中固體脂質納米顆粒(solid lipid nanoparticle,SLN)是指粒徑在10-1 000 nm之間的固態膠體顆粒,由生物相容性固體脂質(甘油三酯、聚乙二醇化脂質、脂肪酸、類固醇等)和穩定劑(表面活性劑,共表面活性劑)組成?？寡趸瘎?、電解質、防腐劑、黏度增強劑和其他輔料也可以加入到配方中,廣泛用于封裝小分子、siRNA、DNA、蛋白質、多肽等,能提高生物相容性及遞送效率,并延長藥物作用時間。固體脂質納米顆粒面臨的主要問題是穩定性,如粒徑增長、凝膠化趨勢。目前,聚合物納米粒是最受關注的眼部疾病局部治療藥物遞送系統之一。藥物可以封裝在聚合物核心內或均勻分散在整個納米顆?；|中。各種聚合物,如PLA、PGA、PLGA、殼聚糖等,已經用于制造納米顆粒藥物遞送系統[32],但由于所采用的材料和制備方法,導致這些納米顆粒尺寸相對較大(>100 nm)[33]。此外,無機納米顆粒的視網膜輸送也越來越受歡迎,例如金納米顆粒、銀納米顆粒、二氧化硅納米顆粒、氧化鈰納米顆粒、氧化鐵納米顆粒、氧化鋅納米顆粒、磁性納米顆粒等。

2.5聚合物納米膠束聚合物納米膠束是由雙相性分子自組裝形成、以疏水基團為內核、親水基團為外殼的納米級核-殼結構,它以增加溶解度和維持藥物釋放而聞名。與固體納米顆粒相比,聚合物納米膠束通常更容易制備,并且較易達到滅菌[34],同時表現出高熱力學穩定性[35]。最常用的親水嵌段是聚乙二醇-聚環氧乙烷(PEG-PEO)。PEG是無毒的,可以使離子鍵吸引力最小化,穩定膠束的空間結構。同時,PEG可以阻止蛋白質在生物基質中的結合,降低免疫原性,保護膠束免受酶的降解[36]。楊梅黃酮是一種不溶于水的天然類黃酮,由于其穩定性差、生物利用度低,導致臨床應用受到限制。Sun等[37]利用聚乙烯基己內酰胺-聚乙烯醇-聚乙二醇(PVCL-PVA-PEG)膠束增加它的水溶性和穩定性,該聚合物膠束滴眼液在兔眼角膜展現出良好的角膜滲透性和細胞耐受性,且顯著提高了楊梅黃酮的抗氧化活性和抗炎功效。越來越多人認為,他汀類藥物對ARMD和眼后段的免疫性和炎癥性疾病有益,但臨床數據多來自口服給藥途徑,眼內直接使用他汀類藥物的安全性和有效性尚不清楚。Pescina等[38]開發了載辛伐他汀的TPGS聚合物膠束,聚合物膠束使辛伐他汀的溶解度增加了至少30倍,在離體豬眼模型實驗中,展現了良好的經結膜和鞏膜遞藥效果。雖然前景看好,但還需要在相關疾病模型中進行在體實驗,并及時獲得局部給藥他汀類藥物的安全性和療效證明。

3 納米材料給藥系統在常見眼底疾病的研究及應用

3.1神經退行性病變神經退行性疾病如視網膜色素變性(retinitis pigmentosa,RP)、ARMD、DR與視網膜的神經炎癥有關。治療炎癥的常用藥物是甾體或非甾體抗炎藥,其溶解度較差,不易進入眼內,如在眼內累積可引起局部毒性。同時甾體類藥物可以引起眼壓升高,損傷視網膜神經細胞。Navarro-Partida等[39]設計了一種曲安奈德(TA)脂質體滴眼液,在兔眼中顯示出良好的生物耐受性,隨后對4例糖尿病性黃斑水腫(diabetic macular edema,DME)患者進行了Ⅰ期臨床試驗,并未引起眼內炎癥、晶狀體混濁和眼壓升高,顯著改善了DME患者的視力并降低了黃斑中心凹厚度。未來需要進行更深入的實驗和臨床研究,以確定藥物的安全濃度和治療效果,確保不會對眼底視網膜組織造成形態和功能的損傷,從而制定相關臨床治療方案。

氧化應激反應在DR和ARMD病情進展中發揮關鍵作用。非諾貝特(Fenofibrate)是過氧化物酶體增殖激活物受體(PPARα)激動劑,可以調節脂肪酸及葡萄糖氧化代謝過程,抑制視網膜內神經細胞凋亡,已顯示對DR具有治療作用。Qiu等[40]將非諾貝特封裝到聚乳酸-乙醇酸共聚物中,提高了載藥量并延長了藥物的釋放。在鏈脲佐菌素(STZ)誘導的糖尿病大鼠模型中,玻璃體腔單次注射Feno-NP,改善了視網膜功能障礙。Wang等[41]實驗研究表明,將具有抗氧化作用的氧化鈰納米粒子注射到干性ARMD小鼠模型的玻璃體中,減少了活性氧(ROS)引起的視網膜損傷。在高血糖影響下,血液流變性失調和血流動力學異常會嚴重影響視乳頭周圍微循環,甚至造成視神經萎縮。Rong等[42]開發了加載胰島素的聚合物水凝膠——ICNPH,結膜下注射后實現胰島素緩釋,對DR大鼠視網膜具有足夠的神經保護作用,可能成為近期DR的治療策略之一。納米材料也被應用于眼底疾病基因治療藥物的研發。Sen等[43]利用磁性納米粒和磁力將含纈酪肽蛋白(VCP)siRNA遞送到RHO P23H大鼠的視網膜組織,未觀察到毒性和小膠質細胞活化,VCP基因沉默有效緩解了視網膜色素變性。這提示磁性納米粒未來可能成為一種可靠且高效的基因治療藥物載體。高小舒[44]制備的載槲皮素靶向功能化納米粒子,可實現對RPE細胞GLUT1基因編輯,顯著降低DR小鼠RPE層 GLUT1 mRNA與蛋白表達,起到了良好的神經保護作用。

3.2新生血管性視網膜脈絡膜病變新生血管性視網膜脈絡膜病變涉及脈絡膜新生血管(choroidoretinal neovascularization,CNV)、增殖期糖尿病視網膜病變(proliferative diabetic retinopathy,PDR)、早產兒視網膜病變(retinopathy of prematurity,ROP)等,可引起不可逆的視力損傷。血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)在新生血管形成中發揮重要的作用已經獲得共識,抗VEGF藥物已經成為此類疾病的重要治療方法。殼聚糖修飾的雷珠單抗PLGA微粒[45]、雷珠單抗共軛FeO/PEG-PLGA聚合物納米粒[46]等,可提高藥物的生物利用度,從而降低玻璃體注射的頻率、風險和成本,是用于治療眼底新生血管非常有利且新穎的制劑。白細胞介素-12(IL-12)是趨化因子家族的一種細胞因子,可降低MMP-9和VEGF-A的水平,抑制血管生成。Zeng等[47]采用雙乳液法制備負載IL-12的聚乳酸-羥基乙酸納米粒(IL-12-PNP),并向DR小鼠眼內注射,更好地抑制了視網膜中VEGF-A和MMP-9的表達。Kim等[48]向ROP小鼠的玻璃體內注射金納米粒子,發現有效地抑制了VEGF 誘導的視網膜微血管內皮細胞增殖、遷移和管樣形成。納米顆粒有望遞送用于基因置換的寡核苷酸,或用于基因抑制的siRNA,以敲除VEGF和VEGF受體。抑制HIF1-α可以減少VEGF上游發揮作用的多種促血管生成因子。Zhang等[49]利用間充質干細胞攜帶載HIF-1α siRNA的PLGA納米顆粒,PLGA的封裝對siRNA起到保護作用,降低了RNAse酶降解的發生,并提高載藥量,7 d內可有效降低RPE細胞的HIF-1α表達,成為治療脈絡膜新生血管的潛在方法。此外,Huang等[50]開發了葉酸殼聚糖修飾的介孔二氧化硅納米顆粒,負載miRNA-223以調節視網膜小膠質細胞極化,用以ROP的靶向治療。

維替泊芬脂質體是 FDA 批準的第一個用于治療濕性ARMD的藥物,它在靜脈注射后優先積聚在脈絡膜新生血管中,被689 nm波長光激活后產生ROS,導致新生血管內皮細胞局部損傷和血管閉塞,延緩疾病的進展[51]。雖然光動力療法(photodynamic therapy,PDT)是濕性ARMD非常有前途的治療方式,但大多數患者需要重復治療,同時有連帶損傷其他重要組織的風險,光敏劑靶向遞送到CNV,并在CNV上發生有效光化學反應非常必要。樹狀大分子已被探索作為治療濕性ARMD和CNV的藥物載體和光敏劑。Ideta等[52]使用納米膠束包裹樹狀光敏劑,發現其在大鼠脈絡膜新生血管病變處高度積累,為治療脈絡膜新生血管提供思路。Tamaki[53]在實驗性CNV大鼠模型上,證明了聚四氟乙烯(PIC)膠束可在靜脈給藥后積累于CNV病變處并保留168 h。此外,他們還開發出一種以DNA為核心、外部為陽離子肽和酞菁(提供光敏作用)的三元復合物,結膜下注射該三元復合物,通過激光照射發現,大鼠激光照射部位產生了轉基因表達,成為一種很有前途的治療ARMD的方法。

3.3PVR PVR是孔源性視網膜脫離嚴重并發癥,其病理過程主要是視網膜色素上皮(retinal pigment epithelium,RPE)細胞、神經膠質細胞等,在細胞因子及細胞外基質的作用下,經視網膜裂孔進入視網膜表面或玻璃體腔,并大量增生形成增殖膜。Karthikeyan等[54]發現金納米顆粒通過阻斷牛RPE細胞中Src激酶途徑,有效抑制VEGF和IL-1β誘導的RPE細胞的增殖和遷移,可以作為治療PVR的有效制劑。蘭小川等[55]向PVR兔動物模型玻璃體內注射環孢素A殼聚糖納米粒,實驗結果顯示視網膜脫離的發生率明顯降低。貢亦清[56]向PVR兔動物模型玻璃體內注射5-氟尿嘧啶(5-FU)脂質體,實驗結果表明,脂質體包裹后能降低5-FU對視網膜的毒性作用,并有效抑制PVR的發展,顯著降低牽引性視網膜脫離的發生率。Li等[57]將達沙替尼封裝在PEG-b-PCL 納米膠束中,抑制了RPE細胞增殖、遷移和黏附,進而達到靶向治療PVR的目的。Ueda等[58]在眼外傷豬動物模型的玻璃體內注射達沙替尼PLGA納米粒,顯著降低了早期纖維化視網膜改變的發生率。

3.4感染性及非感染性眼內炎癥感染性眼內炎最常見的原因是微生物或病毒感染,常導致視網膜結構嚴重損傷、視網膜脫離、視力永久喪失。納米藥物的抗菌功能和穿透能力為眼部疾病的治療提供了新思路。Ye等[59]基于光熱治療(photothermal therapy,PTT)原理,結合銀納米粒子的高效抗菌特性以及銅離子促進愈合方面的優勢,開發了一種載溴芬酸鈉的金屬納米粒,在兔眼模型中展現出優異的抗菌能力。Mahaling等[60]設計的載阿奇霉素和曲安奈德的殼聚糖納米粒滴眼液,得益于殼聚糖的親水性和黏膜黏附性,使藥物在小鼠眼內持續釋放300 h,對小膠質細胞發揮了良好的抗炎作用。病毒性眼內炎主要使用抗病毒藥物如更昔洛韋、福米韋生等進行治療,但藥物的嚴重副作用包括溶血、腎功能不全和全身毒性不容忽視。Luganini 等[61]開發的新型多肽樹狀大分子,以生物相容性賴氨酸為核心,以SB105和SB105 A10肽為構建模塊。這些肽抑制病毒粒子附著在細胞表面,對幾種病毒株(包括巨細胞病毒、單純皰疹病毒)具有明顯的殺病毒效果。

非感染性葡萄膜炎是一種慢性炎癥,全身使用皮質類固醇是一線治療,但長期使用受到其嚴重副作用的限制。為了提高藥物靜脈注射效率,可以將特異性目標識別配體偶聯在藥物表面,增強藥物靶向性。Hashida等[62]將靶向白細胞和內皮細胞的Sialyl-Lewis X(SLX),偶聯在脂質體的表面,在實驗性自身免疫性葡萄膜炎(experimental autoimmune uveitis,EAU)小鼠模型中,SLX-脂質體(100 nm)靜脈注射給藥后能在視網膜保留30 min。Nirbhavane等[19]采用熱微乳液法制備了陽離子曲安奈德脂質體,利用其所帶的正電荷與帶負電荷的角膜表面結合,以增加藥物滲透和滯留。Luo等[63]利用鋅離子橋接技術,制備負載地塞米松磷酸鈉(DSP)的PLGA納米粒:DSP-Zn-NP,在EAU大鼠模型中單次結膜下注射,相較于PBS、DSP水溶液治療組,DSP-Zn-NP治療組炎癥因子的表達降低,視網膜小膠質細胞密度降低,且視網膜結構和功能得以更好地保留。Rebibo等[64]設計的他克莫司納米膠囊滴眼液在離體豬角膜滲透實驗中展現出獨特優勢,在EAU大鼠模型中也能夠更深入地進入眼內,發揮抗炎作用。De Paiva等[65]將西羅莫司(SRL)-PLGA玻璃體植入物應用于EAU兔模型,35 d后的組織病理學檢查結果顯示,眼內炎癥減少,同時保持了血-眼屏障的完整性,SRL-PLGA植入物有望成為一種安全且有前途的非感染性葡萄膜炎治療方法。

3.5眼底腫瘤眼底腫瘤如視網膜母細胞瘤(retinoblastoma,Rb)和脈絡膜黑色素瘤(uveal melanoma,UM)并不常見,但對視力和生命具有嚴重威脅。眼球摘除和放療是應對眼內惡性腫瘤的傳統方法,但這些手術會影響美觀并造成視力喪失。納米技術為Rb和UM的治療提供了新的機遇[66]?？ㄣK是一種用于治療眼內腫瘤的化療藥物,Zhuang等[67]制備了載卡鉑聚合物納米粒,在Y79細胞中被檢測到優越的卡鉑釋放能力,有效抑制了腫瘤細胞增殖,將該納米粒表面通過海藻酸鈉進行修飾后,可以更好地抑制增殖細胞核抗原的表達。Xie等[68]制備的載姜黃素的納米顆粒/水凝膠復合物,能夠持續釋放藥物長達4 wk,顯示出對人UM細胞增殖的有效抑制。對多種腫瘤細胞株具有抗腫瘤活性的雷公藤紅素水溶性較差,聚合物納米膠束增加了其溶解性和生物利用度,能夠更好地抑制腫瘤細胞的生長[69]。納米技術還可以通過與視網膜腫瘤細胞表面過表達的受體或基因結合,靶向遞送抗癌藥物。例如,腫瘤細胞表面過表達甘露糖和凝集素樣受體,可利用這一特性,將抗腫瘤藥物靶向送至眼部腫瘤組織。Makky等[70]開發了基于卟啉的糖樹狀聚合體,將甘露糖特異性配體蛋白Concanavalin A偶聯到其表面,特異性靶向作用于視網膜腫瘤細胞。納米藥物在靶向性治療腫瘤轉移方面有特殊意義,但由于依賴于腫瘤細胞標志物,也存在制約藥物實際應用等方面的不足。

近年來,多功能納米顆粒也已成為研究熱點,有望實現早期診斷和治療的一體化。Wang等[71]制備的AuNCs-Fe3O4/MDP/PFP 多功能磁性納米粒子,通過磁場在腫瘤中累積,在低強度聚焦超聲(low intensity focused ultrasound,LIFU)輻射下經歷相變,并釋放出胞壁酰二肽(MDP),促進樹突狀細胞的成熟和活化,激活樹突狀細胞識別和清除腫瘤細胞的能力,實現多模態成像引導下的超聲/免疫協同治療?；诩{米粒子的PTT是一種新型癌癥治療手段,納米藥物將光能轉化為熱能,通過破壞腫瘤細胞膜、細胞骨架和抑制DNA合成來殺死腫瘤細胞。Zou等[72]制備的載促吞噬肽的碳化金屬有機框架納米粒,是一種具有雙模成像、光熱治療和免疫激活能力的納米藥物。通過磁場在腫瘤組織中積聚,并在激光照射下利用光熱轉換直接導致腫瘤細胞的凋亡和壞死,釋放促吞噬肽誘導巨噬細胞M1型激活,分泌TNF-α等多種抗腫瘤細胞因子,從而產生抗腫瘤免疫作用。Huang等[73]制備的Fe-TA/PLGA/Ce6多功能納米粒,可以作為磁共振(magnetic resonance,MR)/光聲成像(photoacoustic Imaging,PAI)造影劑,協同 PTT、PDT,導致線粒體功能障礙,誘導人UM細胞凋亡,發揮抗腫瘤作用。

3.6其他眼底病大鼠眼部給藥葡聚糖-魚精蛋白-DNA-固體脂質納米粒制劑,通過玻璃體內、視網膜下監測增強型綠色熒光蛋白的表達,研究其效力,證明該制劑可作為X連鎖視網膜劈裂癥少年的潛在用藥載體[74]。Apaolaza 等[75]制備的配體和DNA修飾的透明質酸固體脂質納米粒(HA-P-DNA-SLN),在Rs1h缺陷小鼠玻璃體內注射,通過激活特異啟動子減少光感受器細胞缺失,進而改善了視網膜結構。

4 展望

綜上,隨著眼底疾病發病率的不斷提高,有效的藥物遞送已經引起了越來越多的關注。納米給藥系統具有延長藥物停留時間、提高生物利用度、增強靶向性等優勢,已被廣泛探索用于多種眼底疾病的治療[76],盡管對視網膜納米給藥系統的臨床前研究取得了重大進展,但獲準啟動的臨床試驗卻寥寥無幾。納米藥物的安全性問題一直備受關注,納米顆粒的累積和巨噬細胞的激活可能導致不良免疫反應。因此納米醫學的發展不僅需要動物實驗,還可通過以機器學習為代表的人工智能技術預測藥代動力學和藥物毒理學特性[77]。未來期待材料學、藥學、生物工程、眼科醫學等多學科交叉,進一步研究納米藥物體內的理化性質,從而推動納米給藥系統更好地應用于臨床眼底疾病的治療。同時,急需攻克納米藥物規?；苽?、穩定保存的難題,探索更多的視網膜特異性受體,加快視網膜靶向納米藥物的開發。納米材料與其他輸送系統(如干細胞技術、植入物、微針、載藥隱形眼鏡、水凝膠等)的整合,仍值得進一步研究與推進,以便為治療眼底疾病開辟新的方向。