郭振勇，刘 硕，靳海龙（北京结核病胸部肿瘤研究所/首都医科大学附属北京胸科医院，北京 101149）

抗巨噬细胞内结核菌药物微球制剂的研究进展

郭振勇＊，刘 硕，靳海龙（北京结核病胸部肿瘤研究所/首都医科大学附属北京胸科医院，北京 101149）

目的：为抗巨噬细胞内结核菌药物微球制剂的进一步研发提供参考。方法：根据文献，综述了几种处于研究阶段的不易进出巨噬细胞的抗结核菌药物（利福平、莫西沙星、氧氟沙星等）所制微球制剂的研究进展。结果与结论：这几种微球制剂具有较其普通药物更强的抗结核菌作用。可见微球作为药物载体，对携带药物进入巨噬细胞、快速杀灭巨噬细胞内结核菌提供了一条可行的道路。

结核病；巨噬细胞；微球；研究进展

结核病是由结核分枝杆菌感染所致，为当今世界三大传染性疾病之一，全球有1/3的人口感染过结核病。平均每年新增加800万感染患者，并有大约300万人死于结核病[1]。巨噬细胞是广泛存在于人体各种组织的细胞群，是人体免疫系统的一部分，它通常能够吞噬外来致病原，并利用其核内体或溶酶体对病原体进行消化处理，形成食物泡，最终将之降解。结核杆菌主要通过巨噬细胞表面受体C3以及CR1、CR3、CR4等发挥调节作用而侵入巨噬细胞，一旦进入后，能够抑制食物泡的成熟，从而逃过巨噬细胞的降解，进而导致人体发病[1]。

在过去30年中，还没有一种具有全新结构或全新作用机制的抗结核菌药物上市，虽然最近几年人们加大了研制抗结核菌药物的投入，但是研制出的新药不多。目前临床上所用的抗结核菌药物仍然是几十年前开发的，并且随着结核杆菌耐药情况的日益加重，许多药物的抗菌效果不断下降。另外，世界卫生组织（WHO）推荐的治疗结核病的疗程为6～9个月，有的患者可能需要更长疗程，这就使得患者的用药依从性差，而依从性差不但使得患者的疗程更长，更严重的是可能导致细菌产生耐药性，使疾病发展成为耐药性结核，更加难以治愈。这就迫使人们在开发新药的同时，对现在应用的抗结核菌药物进行剂型改造，以期解决目前这种危急状况，其中对于携带抗结核菌药物微球和纳米粒制剂的研究是一个重点。本文根据文献，综述了抗巨噬细胞内结核菌药物微球制剂的研究进展情况，现介绍如下。

1 抗巨噬细胞内结核菌药物微球制剂的优点

导致结核病久治不愈的主要原因之一就是结核菌被巨噬细胞吞噬后，将巨噬细胞作为宿主，并在其中存活、生长。而要想杀死这些细菌，抗结核菌药物必须能渗透入巨噬细胞，并达到足够的量，才能有效地杀灭这些细菌。莫西沙星、氧氟沙星对培养基中结核菌H37Rv的最小抑菌浓度（MIC）均为0.5mg·L－1，而对J774A.1（巨噬细胞编号）小鼠巨噬细胞内结核菌的MIC分别为1.0、2.0mg·L－1，后者是前者的2～4倍[2]。导致这种结果出现的原因至少可部分解释为二者渗透进入巨噬细胞的能力有差异，所以在某种程度上可以说巨噬细胞为结核杆菌提供了一个保护作用。

微球制剂的出现为解决这一问题提供了有效的途径。目前制作微球一般采用的生物可降解材料如聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）、羟基乙酸共聚物（PGA）、乳酸共聚物（PLA）等，微球进入巨噬细胞后，主要集聚在吞噬溶酶体内，然后降解[3]并将其携带的药物释放出来，发挥抗结核作用。经过这样处理的药物往往能主动地被单核巨噬细胞系统吞噬，在巨噬细胞中聚集，产生高于MIC几倍甚至几十倍的药物浓度[4]，对于细胞内的药物敏感性结核杆菌、甚至耐药性结核杆菌起到杀灭作用。另外，药物从微球或纳米粒中的释放可以达数天[5]，这对减少抗结核菌药物给药次数、解决治疗结核病的另外一个难题即提高患者的用药依从性提供了可能。

微球的另一个特性就是其粒径较小，使其可以用于肺部吸入给药。研究[6，7]表明，微球经肺部吸入后，与原料药相比，一方面使得支气管巨噬细胞内药物浓度增加了30多倍，另一方面这种局部给药的方式可以降低血及肝脏中药物的浓度，从而降低了药物的全身不良反应，尤其是肝脏毒性。

2 几种抗结核菌药物微球制剂的研究进展

常用于抗结核菌的药物中有部分可以自由进出巨噬细胞，如异烟肼、吡嗪酰胺、乙胺丁醇等，其他药物如利福平、氧氟沙星、莫西沙星、卡介菌、重组结核菌抗原等一些药物不易进出巨噬细胞，所以现在的研究主要集中在后几类药品。这几种药物的微球制剂虽然目前还没有上市，但是前期研究已表明其对于携带药物进入巨噬细胞前景较好，将其进展情况介绍如下。

2.1 利福平微球

利福平是当前临床抗结核菌病的一线用药，杀菌作用强，在液体培养基中对结核菌H37Rv的MIC达到0.05～0.1µg·mL－1，在固体培养基中为0.25µg·mL－1，可以渗透进入巨噬细胞而发挥杀菌作用。但是随着耐药菌株的不断出现，利福平的耐药情况不断恶化。在2000年全国结核病流行病学的抽样调查中显示，我国利福平的耐药率达到30%[8]。为增强利福平的杀菌作用，同时也为了克服细菌对利福平的耐药问题，有必要对利福平进行制剂改造，以提高利福平渗透进入巨噬细胞的能力。

2.1.1 利福平微球的直径对于巨噬细胞摄入微球量的影响[4，9]。有研究[4]利用微球技术将利福平包裹起来，以期提高进入巨噬细胞的药物含量，并对微球的理化性质进行了研究，发现了携带药物进入巨噬细胞最适合的条件，认为微球的直径对于提高支气管巨噬细胞吞噬微球的能力起决定作用；而制备微球材料的分子量及其在微球中所占的比例则相对影响较小，但后二者对于微球携带利福平的效率和药物在巨噬细胞内从微球的释放起关键作用。研究结果表明，直径为3.5µm的微球进入巨噬细胞的能力最强，有80%的巨噬细胞吞噬了微球；而直径为6～10µm的微球，只有40%～60%的巨噬细胞吞噬了微球。这与Hirota等[10]的研究结果类似。当细胞个数与微球的数量比例一定时，吞噬直径为3µm微球的巨噬细胞的数量是吞噬直径为6～10µm微球的细胞个数的3倍。但二者的研究[4，10]结果有所不同，Hirota等研究中吞噬直径为1µm微球细胞个数大于吞噬直径为3µm微球的细胞个数，说明微球直径越小，越容易被吞噬。但由于直径3µm的微球携带药物的量较大，并且能够进入大部分巨噬细胞，所以选择直径3µm的微球为最佳条件。这类微球适宜于肺部直接喷雾给药，可以起到局部用药在局部产生较高浓度的效果。

2.1.2 利福平微球的体外杀菌效果[4]。按照上述条件制备的微球（利福平含量为14mg·L－1）与巨噬细胞共同孵化4h后，测得巨噬细胞内的药物浓度为3.5mg·L－1，此浓度是对利福平敏感的结核杆菌MIC的70倍，而普通利福平进入巨噬细胞的量几乎检测不到。Hirota等[11]的研究结果类似，分别将2.5mg·L－1的利福平微球和5µg·mL－1的利福平溶液与巨噬细胞共同孵化7d后，前者所得巨噬细胞内利福平的含量反而是后者的10倍。

在一项考察体外培养的巨噬细胞内杀菌效果的研究中表明，相同剂量的利福平微球（按利福平计算14mg·L－1）7d时能清除90%的结核菌，14d时的细菌清除率达到99%，而利福平溶液杀菌效果不明显；只有当利福平溶液浓度为100mg·L－1时能清除90%的细菌，表明利福平溶液对巨噬细胞内结核菌的杀菌效果仅为利福平微球的10%。

2.1.3 利福平微球的体内杀菌活性。Yoshida等[4]的研究结果表明，利福平微球的体内活性与利福平溶液相比，虽然可降低肺内活菌计数，但并没有统计学意义。这可能与给药方式有关，研究者采用喷雾的方式给药，由于直径3µm的药物微球颗粒太小，极易随气体呼出体外所致。而Suarez等[12]用气管插管的方式分别给予利福平微球和利福平溶液发现，利福平微球与利福平溶液组相比，肺内细菌计数显示有明显差异。

2.2 莫西沙星微球

莫西沙星是最近应用于临床的抗耐药结核菌药物，是喹诺酮类药物中抗结核作用最强的，其杀菌作用几乎等同于利福平。但是莫西沙星只能部分进入巨噬细胞[2]，为了增强其细胞内抗结核作用并减少给药次数，Kisich等[13]对携带莫西沙星微球（PBCA-MOX）的疗效进行了研究。结果表明，PBCAMOX在巨噬细胞中聚集的量几乎是莫西沙星溶液的3倍，对于结核菌的MIC比莫西沙星溶液降低了10倍，并且在巨噬细胞中存在的时间长6倍。由此可以看出，制作成微球后能提高莫西沙星巨噬细胞内杀灭结核菌的能力，并且能达到一个缓释作用。

2.3 氧氟沙星微球[14]

氧氟沙星是喹诺酮类中最早用于治疗耐药性结核菌病（MDR-TB）的二线药物，但与莫西沙星类似，在体外试验中发现，只有大约50%的药物能够进入巨噬细胞；当以微球为载体时，巨噬细胞对氧氟沙星的摄入量提高了1.7～2.1倍。动物体内研究表明，与口服、静脉给予氧氟沙星溶液相比，其药-时曲线下面积（AUC）/90%菌株最低抑菌浓度（MIC90）分别增加了10.9和9.3倍。AUC/MIC90可代表喹诺酮类药物的杀菌效果，所以氧氟沙星制成微球制剂后，其抗结核菌的作用得到了明显提高。

2.4 含多种药物微球

由于抗结核菌病的治疗需要多种药物联合使用，以减少耐药的发生和提高疗效，故有研究者将2种（异烟肼和利福平）或3种（异烟肼、利福平和乙胺丁醇）药物同时包裹于微球中[15]。无论从药物的AUC，还是体内、外抗菌效果方面都得以较大提高，且不会增加药物毒性[16]；而且即使降低微球中药物剂量至常用剂量的2/3，其在动物体内的疗效也没有降低[17]。从这些微球的粒径（平均为1.88µm）来看，其具备被巨噬细胞吞噬的条件，但这些微球是否能够进入巨噬细胞有待于进一步证实。

2.5 卡介苗和重组结核菌抗原微球

在结核病的预防和治疗中，卡介苗和重组结核菌抗原占有重要的地位，经非口服给药后，其可能通过刺激人体免疫系统降低肺部细菌量以及减轻肺部病变[18]。但是这些疫苗属于蛋白类物质，在血液中转运时极易受到体内一些酶及巨噬细胞破坏，所以如果能经肺部给药，一方面可以直接到达作用部位，减少破坏；另一方面，肺部是结核杆菌感染的基本部位，肺部巨噬细胞是结核杆菌的第1个宿主[19]，故肺部给药将能较好地发挥这类药物的作用。

将重组结核菌抗原TB10.4-Ag85B包裹进入微球后，经喷雾给药，与原溶液相比更能刺激T淋巴细胞分泌白介素2[20]，显示其更好地刺激机体免疫系统的能力。

3 结语

目前结核病的治疗对医务工作者而言依然是一个巨大的挑战，尤其是当结核菌“躲入”巨噬细胞内时可呈现出休眠状态。这种休眠状态的结核菌很难彻底清除，并可能导致疾病复发。而微球制剂能够增加药物进入巨噬细胞的量[21]，增强药物的疗效；并且这种制剂的缓释特性，可以减少患者服药次数，提高患者的用药依从性，从而降低耐药率的发生。故以微球为载体进行抗结核菌药物的输送，为结核病的治疗提供了一种较好的选择。

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R978.3

A

1001-0408（2012）33-3152-03

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2012.33.33

2011-09-22

2011-11-14）