院士领衔|赵国屏院士团队:以人参皂苷替代胆固醇与PEG,实现脂质体“一石四鸟”多功能药物递送

脂质体药物递送系统的两个未解难题

脂质体作为最成熟的纳米递药载体之一,已有多款产品进入临床,其价值在于提高药物稳定性、降低毒副作用、实现靶向递送。然而,传统脂质体的临床应用长期受制于两类结构性材料的固有缺陷:

·胆固醇:作为维持膜稳定的关键组分,其在体内可诱发补体介导的类过敏反应,并与心肺不良反应相关;

·聚乙二醇(PEG):作为延长血液循环的"隐身"涂层,在重复给药后会诱导抗PEG-IgM抗体,激活补体系统,导致加速血液清除(Accelerated Blood Clearance, ABC)效应——即后续给药的循环时间显著缩短、疗效衰减。

如何在不依赖胆固醇与PEG的前提下,同时实现膜稳定、长循环、主动靶向与增效,是纳米递药领域的共性难题。我院浙江省院士工作站赵国屏院士团队围绕这一问题,构建了以人参皂苷为核心的多功能脂质体药物递送平台(Ginposome)。

核心创新:人参皂苷的"一物多能"

团队的核心思路,是以人参的活性成分人参皂苷(Rg3、Rh2、Rg5等)作为脂质体的功能性膜材料。人参皂苷具有与胆固醇高度相似的类固醇骨架,同时携带亲水性糖基链——正是这一结构特征,使其能够在单一组分上集成多重功能。

在该平台体系中,人参皂苷同时承担四项功能(研究团队概括为"一石四鸟"):

一是替代胆固醇,稳定膜结构。分子动力学模拟与实验证实,人参皂苷可嵌入磷脂双分子层,通过氢键网络稳定膜结构,其膜调控能力与胆固醇相当。

二是替代PEG,实现长循环并规避ABC现象。人参皂苷通过改变脂质体表面的蛋白冠组成(减少免疫球蛋白与补体蛋白吸附、增加脂蛋白吸附),赋予其"隐身"性能。更关键的是,其结构不含诱导B细胞活化的成分,重复给药不引发抗体介导的补体激活,从机制上规避了PEG脂质体反复给药后疗效衰减的问题。

三是充当主动靶向配体,无需额外修饰。人参皂苷糖基可被肿瘤细胞高表达的葡萄糖转运体(GLUT1、GLUT3、SGLT1等)特异性识别、摄取,从而实现肿瘤主动靶向——这一过程无需在脂质体表面额外偶联抗体或多肽等靶向配体,显著简化了工艺。

四是作为治疗性组分,协同增效并重塑微环境。人参皂苷本身具有抗肿瘤活性,同时可通过促进肿瘤相关巨噬细胞M1型极化、抑制髓源性抑制细胞(MDSC)、减少肿瘤相关成纤维细胞及胶原沉积、促进CD8⁺ T细胞浸润等多机制协同调控肿瘤免疫微环境,从而增强所载化疗药物的疗效。

技术先进性:配方极简与功能集成的统一

该平台的先进性可归纳为两点:

一是配方极简、易于产业化。传统主动靶向脂质体多需在表面偶联抗体、多肽等靶向分子,工艺复杂、成本高、放大困难,这也是同类产品长期难以走出实验室的重要原因。该平台核心脂质膜主要由磷脂和人参皂苷构成,减少了对传统胆固醇及复杂靶向配体修饰的依赖。采用经典薄膜水合法即可制备,实验室与工业化生产均易于实现,具备良好的规模化放大基础。

二是彻底消除传统体系弊端。通过以单一天然分子替代胆固醇与PEG,该体系同步降低了类过敏反应风险与免疫原性,以及重复给药的ABC问题。

应用潜力与转化前景

该药物递送系统并非针对单一药物的制剂,而是一个可负载多种抗肿瘤药物的递送平台:

·载药广谱:已验证可搭载紫杉醇、多西他赛等一线化疗药;

·适应症广泛:在胃癌、脑胶质瘤、三阴性乳腺癌、耐药性乳腺癌、食管癌等多种模型中疗效显著;

·兼顾原发与转移:不仅作用于原发肿瘤,还可捕获循环肿瘤细胞、破坏转移前微环境("转移龛"),抑制肿瘤转移;

·跨物种安全性验证完整:药代动力学与安全性已在小鼠、大鼠、比格犬及患者来源移植瘤(PDX)模型中系统评估并证实其安全性和成药性。

知识产权方面,该平台核心技术与应用已获授权发明专利(CN114432245B、CN111228219B、CN111228219B),为产业化提供了法律保障。

人参皂苷脂质体药物递送平台的价值,在于以一味传统中药的天然活性分子,同时替代了脂质体中的胆固醇与PEG,并进一步整合了主动靶向与化疗增效功能。它以极简的配方实现了多功能集成,为抗肿瘤药物递送"更精准、更安全、更易产业化"提供了一条务实路径,也为中药活性成分与现代纳米递药技术的深度融合提供了范例。


【团队发表论文与专利出处】

1.Theranostics. 2019.

2.Nano-Micro Lett. 2020.

3.Signal Transduct Target Ther. 2021.

4.Sci Adv. 2022.

5.J Control Release. 2023.

6.J Clin Invest. 2024.

7.授权专利CN114432245B,人参皂苷紫杉醇脂质体的制备方法及应用)。

8.授权专利CN106466299B,以人参皂苷为膜材的空白脂质体、其制备方法及应用。

9.授权专利CN111228219B,以人参皂苷Rg3或其类似物为膜材的空白脂质体、其制备方法及应用。


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