白蛋白作為藥物載體的特點

白蛋白作為藥物載體的特點一、白蛋白的簡介二、來源（從什么物種，用什么方法提?。┤椎鞍椎慕Y(jié)構分析四、白蛋白可以作為藥物載體的機理五、幾種藥物的舉例六、研究的前景白蛋白（albumin,Alb）：別稱為清蛋白，溶于水且遇熱凝固的一種球形單純蛋白，為含585個氨基酸殘基的單鏈多肽，分子量為66458，分子中含17個二硫鍵，不含有糖的組分。一、簡介白蛋白的分類卵白蛋白血清白蛋白乳白蛋白肌白蛋白麥白蛋白豆白蛋白白蛋白（又稱清蛋白）是由肝實質(zhì)細胞合成，在血漿中的半壽期約為15-19天，是血漿中含量最多的蛋白質(zhì)，占血漿總蛋白的40%-60%。白蛋白是屬于球蛋白的一種蛋白質(zhì)。在人體內(nèi)它最重要的作用是維持膠體滲透壓。人血白蛋白，系由健康人血漿經(jīng)低溫乙醇蛋白分離法提取，并經(jīng)病毒滅活處理制成。人血白蛋白制劑不含任何抗體，不會增加機體免疫力。生理作用a:維持膠體滲透壓:b:物質(zhì)結(jié)合和轉(zhuǎn)運

c:協(xié)調(diào)血管內(nèi)皮完整性d:保護血細胞，調(diào)節(jié)凝血e:不激活炎癥反應f:器官保護g:其他：抗氧化，損傷修復等

白蛋白又稱清蛋白。一類分子較小,呈球狀,能溶于水的蛋白質(zhì)。主要存在于哺乳動物、細菌、霉菌和植物中。卵白蛋白、乳白蛋白、血清白蛋白和麥清白蛋白、豆白蛋白等植物白蛋白都屬此類。卵白蛋白包括卵清蛋白和伴清蛋白主要從卵白中提取乳白蛋白廣泛存在于哺乳動物（牛、山羊、駱駝、馬、荷蘭豬、兔等）和人的乳汁中，是由乳腺腺泡上皮合成的特殊蛋白質(zhì)。麥清蛋白和豆白蛋白等統(tǒng)稱為植物性白蛋白從植物種子中提取血清白蛋白主要來源于動物血液二、白蛋白來源動植物組織或細胞，細菌細胞裂解破碎得到蛋白質(zhì)提取液通過鹽析等電點沉淀等方法除去其中的雜質(zhì)得到體積較小，雜蛋白較少的蛋白提取液純化的鑒定重結(jié)晶結(jié)晶經(jīng)過層析電泳等電點聚焦等方法進一步分離純化蛋白純度過低時重復以上步驟得到較為純凈的白蛋白白蛋白提取工藝結(jié)構白蛋白的分子結(jié)構已于1975年闡明，為含585個氨基酸殘基的單鏈多肽，分子量為66458，分子中含17個二硫鍵，不含有糖的組分。在體液pH7.4的環(huán)境中，白蛋白為負離子，每分子可以帶有200個以上負電荷。它是血漿中很主要的載體，許多水溶性差的物質(zhì)可以通過與白蛋白的結(jié)合而被運輸。這些物質(zhì)包括膽紅素、長鏈脂肪酸（每分子可以結(jié)合4-6個分子）、膽汁酸鹽、前列腺素、類固醇激素、金屬離子（如Cu2+、Ni2+、Ca2+）藥物（如阿司匹林、青霉素等）。三、的白蛋白分子白蛋白由具有相似的三維結(jié)構三個區(qū)域組成，但是三個區(qū)域具有高度不對稱性(如圖所示)。域Ⅰ和域Ⅱ幾乎互相垂直，形成一個T-型的組裝，在T-型的組裝中，通過疏水力和氫鍵相互作用，亞域ⅡA的尾部黏附在亞域ⅠA和亞域ⅠB之間的界面上。域Ⅲ凸出亞域ⅡB大約45°角，因此域Ⅱ和域Ⅲ形成一個Y-型的組裝。域Ⅲ只和亞域ⅡB相互作用。這些特征使得人血清白蛋白分子像個心型。亞域ⅠB與亞域ⅢA、亞域ⅢB形成一個很大的通道，因此域Ⅰ和域Ⅲ幾乎沒有任何接觸。由于域Ⅲ碳端的兩個螺旋沒有和白蛋白分子其他部分有相互作用，因此域Ⅲ碳端的兩個螺旋有很高的溫度因子。人血清白蛋白(a)和人血清白蛋白-脂肪酸復合物的整體結(jié)構(b)．脂肪酸用空間填充模型顯示。白蛋白結(jié)構域分別用不同顏色標記:亞域ⅠA-紅色;亞域ⅠB-綠色;亞域ⅡA-藍色;亞域ⅡB-黃色;亞域ⅢA-藍綠色;亞域ⅢB-橘黃色脂肪酸在人血清白蛋白上的結(jié)合位點［24］［PDB編碼:3B9L］。脂肪酸和氨基酸側(cè)鏈用棍棒模型顯示，水分子用小圓球顯示。脂肪酸、氨基酸側(cè)鏈和水中的原子用不同顏色標記:氧原子-紅色;氮原子-綠色;碳原子-灰色重疊人血清白蛋白和人血清白蛋白-十四酸復合物的結(jié)構顯示脂肪酸結(jié)合顯著地改變?nèi)搜灏椎鞍椎臉嬒鬄槭裁窗椎鞍卓梢宰鳛樵S多藥物的載體？其機理何在？①它是內(nèi)源性物質(zhì)，不會產(chǎn)生毒性或免疫反應。②同時具有良好的穩(wěn)定性。③白蛋白獨特的空間結(jié)構可增加難溶性藥物在血漿中的溶解度，顯著降低藥物毒性，且對于易氧化藥物具有較好的保護作用。機理四、Ⅰ、化學鍵偶聯(lián)：白蛋白具有很多活性氨基、羧基，應用白蛋白表面的活性基團與藥物偶聯(lián)，在體內(nèi)酶的作用下鏈接的化學鍵緩慢斷裂，可以實現(xiàn)緩釋、提高藥物溶解性、靶向等目的。以表面活性氨基可供結(jié)構修飾做較為詳細的介紹:ⅰ.共價偶聯(lián)改變表面性質(zhì)（如PEG修飾提高親水性，避開巨噬細胞的吞噬）ⅱ.結(jié)合細胞特異性受體（如半乳糖化修飾提高肝靶向性)ⅲ.葉酸修飾（提高對葉酸受體豐富的腫瘤細胞的靶向性）ⅳ.免疫抗體歐聯(lián)（抗體-抗原介導系統(tǒng)）ⅴ.磁性化等措施實現(xiàn)藥物的主動靶向性。

其中，賴氨酸殘基是建立蛋白與藥物間分子鏈接的重要官能團。Ⅱ、物理包裹白蛋白作為藥物的物理包埋物時，可以起到：ⅰ.保護藥物不受外界環(huán)境影響。ⅱ.提高藥物的穩(wěn)定性。

ⅲ.制備合適粒徑大小的納米粒，依賴EPR效應實現(xiàn)靶向的目的。ⅳ.藥物從制劑中緩慢釋放實現(xiàn)緩釋。Ⅲ、白蛋白修飾載體將白蛋白與相應配體、抗體歐聯(lián)作為藥物載體，借助配體、抗體的作用實現(xiàn)靶向的目的。ⅰ.偶聯(lián)配體ⅱ.偶聯(lián)單抗ⅲ.親水/疏水修飾優(yōu)點總括：1.白蛋白是人體內(nèi)源性物質(zhì)（1）不會產(chǎn)生毒性或免疫反應；（2）具有良好的穩(wěn)定性，不會因人體內(nèi)環(huán)境的變化或免疫反應而變性或降解。3DstructurefromPDB2.利用白蛋白獨特的空間結(jié)構，以物理包裹或化學鍵偶聯(lián)的方式將藥物載入其中，（1）增加難溶性藥物在血漿中的溶解度；（2）顯著降低藥物毒性；（3）對于易氧化藥物具有較好的保護作用，可顯著延長藥物半衰期TIFFimagefromPDB3.白蛋白載藥有被動靶向的作用。

藥動學研究表明，白蛋白易被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)吞噬而被動靶向于肝、腎、骨髓等器官。對白蛋白表面具有活性的氨基如賴氨酸α,ε-氨基進行化學修飾，再偶聯(lián)特異性抗體或配體，可達到主動靶向的目的。缺點總括：穩(wěn)定性差，半衰期短，成本高，存在致敏性，生物利用度低，對酶敏感載藥量有待提高靶向性需待增強。容易被被巨噬細胞吞噬掉。Example一．物理形式結(jié)合——藥物載體（一）傳統(tǒng)制備方法為去溶劑化-化學交聯(lián)法。將白蛋白水溶液與含藥油相在合適的穩(wěn)定劑下乳化形成乳粒，再加熱或化學交聯(lián)(戊二醛變性)使乳粒固化，最后采用過濾或離心的方法收集得到白蛋白微球或納米粒。1.張曉燕等用此法制得了穩(wěn)定的多西他賽(多西紫杉醇)白蛋白納米粒。顯著提高了多西他賽在水相中的濃度。2.郭莉媛等[5]采用該法制備了白藜蘆醇白蛋白納米粒，所得納米粒呈球形，主要分布于400～500nm。制成納米粒后白藜蘆醇的水溶性顯著改善，溶解度較原藥提高了12倍。（可以提高原藥的水溶性，增加藥在水相中的濃中）（二）新型白蛋白納米粒制備技術不改變白蛋白結(jié)構的前提下，將藥物載入其中，以提高制品穩(wěn)定性。例：紫杉醇-白蛋白納米粒(nab-paclitaxel，Abraxane?)是第一個應用白蛋白納米粒技術的上市藥物，該制劑利用了腫瘤細胞攝取營養(yǎng)物質(zhì)的途徑，將白蛋白傳送的營養(yǎng)物質(zhì)替換為抗腫瘤藥紫杉醇。A.避免了表面活性劑(如聚氧乙烯蓖麻油)的使用，減少了由此帶來的過敏反應B.使藥物富集于腫瘤病灶部位。（很多學者用nab-paclitaxel對部分癌癥進行臨床檢驗，從二期臨床研究看來，紫杉醇-白蛋白納米粒有：良好的藥效且毒性可耐受，不良反應可控。）二．化學偶聯(lián)方式——白蛋白化藥物應用白蛋白表面的活性基團與藥物偶聯(lián)，確保白蛋白的理化性質(zhì)不變，從而得到結(jié)構和性質(zhì)保存完好的藥物偶聯(lián)白蛋白。1.甲氨蝶呤(MTX)-HSA結(jié)合物是將MTX與HSA的賴氨酸基團直接偶合而制成。Devineni等人先以N-羥基琥珀酰亞胺和2,2'-二環(huán)己基碳二亞胺處理MTX得到甲氨蝶呤活性酯，然后與HSA交聯(lián)。優(yōu)勢：這樣不僅HSA能連接數(shù)目較多的藥物分子，且結(jié)合物性質(zhì)穩(wěn)定，能保持較好的水溶性。2.Hickstein等人為了避免MTX作為免疫抑制劑使用時對胃腸道和骨髓細胞的嚴重不良反應，將MTX與HSA偶聯(lián)制成MTX-HSA。由于增殖性淋巴細胞以攝取白蛋白為能量，因此期望MTX-HSA可快速靶向到該細胞來抑制免疫作用。優(yōu)勢：避免原藥不良反應；快速靶向到靶點，起作用3.Fiehn等人通過膠原誘導關節(jié)炎(collageninducedarthritis，CIA)的小鼠模型研究了MTX與MTX-HSA的療效。結(jié)果表明，兩者如要達到相同的療效，MTX-HSA的給藥量僅為MTX的20％。且在治療后期，僅MTX-HSA組顯示有效。優(yōu)勢：這說明HSA與MTX偶合物顯著優(yōu)于MTX，提示HSA是一種有效且長效的藥物載體材料。缺陷：氨甲喋呤是不等量地與白蛋白分子結(jié)合，因為白蛋白上賴氨酸殘基眾多，只是反應的平均結(jié)合比例為1:1，因此這一偶聯(lián)物的化學結(jié)構并不清楚，其分解速率，分解產(chǎn)物也尚不明確。4.

HSA/IFN-α融合蛋白（Albuferon-α）

Albuferon-α的研發(fā)主要是針對慢性丙型肝炎（CHC）治療Albuferon-α是將HSA同IFN-a-2b的N端融合制備而成，融合HSA后的IFN-a-2b的二級和三級蛋白質(zhì)結(jié)構保持完好，依然具有同受體IFNARl和IFNAR2有效結(jié)合的活性，可激活信號轉(zhuǎn)導從而抑制病毒復制優(yōu)點：由于融合HSA后藥物半衰期的延長，Albuferon-α可2～4周間隔應用，這將更有利于提高治療的依從性，并防止對合并應用的抗病毒藥物(如蛋白酶抑制劑)產(chǎn)生耐藥性。缺點：雖然融合HSA的蛋白質(zhì)藥物在體內(nèi)的半衰期大大延長，但生物活性(ECso)均明顯低降，所以在今后的研究中可以考慮通過設計連接HSA與藥物蛋白的linker等途徑以解決這個難題。三．白蛋白表面改性制備靶向給藥制劑

細胞表面存在各種受體，利用配體與受體的特異性結(jié)合，使白蛋白納米粒直接靶向細胞，從而改變納米粒的生物分布。FromPPI（一）葉酸(folate)偶聯(lián)

多種腫瘤(卵巢癌、肺癌、乳腺癌、結(jié)腸直腸癌等)細胞膜表面的葉酸受體活性和數(shù)量顯著高于正常細胞，這為葉酸受體介導藥物靶向于腫瘤細胞的研究奠定了基礎。葉酸偶聯(lián)白蛋白納米粒是由葉酸和白蛋白表面活性基團在縮合劑的作用下偶聯(lián)，然后將結(jié)合物與藥物通過去溶劑法制得。例：劉海等人通過此法制得的白蛋白納米粒進入小鼠體內(nèi)優(yōu)勢：可靶向于肝癌細胞，提高藥效。（二）聚乙二醇(PEG)化白蛋白

普通白蛋白納米粒表面共價結(jié)合親水性聚合物PEG，形成一層或多層保護性的親水衣膜，改變微粒表面性質(zhì)，阻礙調(diào)理素(opsonin)的作用，從而避開巨噬細胞的吞噬。例：徐超等用單甲氧基聚乙二醇(mPEG)對白蛋白納米球進行表面修飾。優(yōu)勢：可躲避吞噬細胞的捕獲和增加藥物負載量。（三）免疫抗體偶聯(lián)

白蛋白納米粒表面偶聯(lián)抗體有助于實現(xiàn)其與腫瘤細胞的特異性結(jié)合，還能維持有效藥物濃度，提高轉(zhuǎn)染效率和轉(zhuǎn)染產(chǎn)物的生物利用度。例：闞和平等人將抗人肝癌單克隆抗體HAb18通過異型雙功能交聯(lián)劑與載多柔比星(ADR)的人血清白蛋白納米球[HSA(ADR)-NS]偶聯(lián)，制成的具有單抗活性的抗人肝癌免疫納米球HAb18-HSA(ADR)-NS能與人肝癌細胞株SMMC-7721特異性結(jié)合，其體外殺傷SMMC-7721細胞的IC50值(44.6μg/ml)較HSA(ADR)-NS(345.5μg/ml)及ADR(365.5μg/ml)明顯降低；人肝癌裸鼠模型顯示腫瘤抑制率比HSA(ADR)-NS及ADR明顯增強。（四）表皮生長因子(epidermalgrowthfactor，EGF)偶聯(lián)表皮生長因子受體(epide