近年来，纳米颗粒已被开发用于诊断和治疗应用。它们具有多种优势，例如提高药物的生物利用度和生物分布性。其惰性表面可减少蛋白水解降解以及网状内皮系统中吞噬细胞的摄取，从而实现良好的体内滞留。此外，纳米颗粒的增强滞留效应和渗透性有助于提高其疗效并更有效地将药物递送至靶向部位。目前已开发出多种用于药物递送的纳米载体，包括胶束、微球、聚合物纳米颗粒、固体脂质纳米颗粒、纳米结构脂质载体、脂质体、树枝状大分子、水凝胶、环糊精和乳剂（图1）。

脂质体

脂质体是最早用于药物递送的纳米结构，是一种由至少一层脂质双分子层构成的球形囊泡载体。脂质层由天然或合成的磷脂（如表面的磷脂酰胆碱）组成，并包裹着内部的水相核心。脂质体可进一步分为小单层囊泡、大单层囊泡和多层囊泡，其大小根据制备方法不同，范围从40纳米到10微米不等。亲脂性药物通常被嵌入脂质双分子层中，而亲水性药物则被包封在脂质体的水相核心内。药物被水相核心包裹，直到通过被动或主动靶向作用被释放。载药脂质体在体内组织中的主要分布方式为被动靶向；当载药脂质体接近靶细胞时，主动靶向则成为主要识别方式。将氨基酸片段以及蛋白质、抗体等特异性配体连接到脂质体表面，有助于实现主动靶向。药物向脂质体的包封效率取决于其大小、疏水性、膜流动性以及表面电荷。这些特性还可能影响药物的稳定性和生物分布。

由于脂质体在提高药物向靶细胞或组织递送效率方面的潜力，因此被用作药物载体。其双层结构可携带大量疏水性或亲水性药物。脂质体的双分子层主要保护药物免受胃肠道及其他代谢过程中的降解，这种保护作用提高了所载药物的疗效和生物利用度。此外，通过改变脂质双分子层的组成，还可延长药物在体内的半衰期，并通过内吞体或溶酶体途径实现药物递送。在脂质体表面添加亲水性碳水化合物或聚合物，也能进一步改善其性能。此外，脂质体本身无毒，且能有效保持所载药物的活性。Joshi 等人（2018）利用脂质体作为抗呼吸道合胞病毒（RSV）肽RF-482的载体。有趣的是，不含RF-482肽的脂质体即可抑制RSV与宿主细胞的结合。而负载RF-482的脂质体在抑制RSV方面表现出显著增强的效果，优于单独使用RF-482肽或空脂质体。本研究结果表明，脂质体本身可作为潜在的RSV抑制剂，而负载RF-482肽的脂质体则能显著增强其抗RSV活性。

脂质体作为药物载体的缺点包括体外和体内稳定性差、药物包封效率低以及生产成本高。此外，由于血浆蛋白通过空间位阻作用吸附在脂质体表面，导致其在血液循环系统中被迅速清除。同时，脂质体物理稳定性较差，任何泄漏或融合都可能影响药物的给药和储存。尼索体是另一种用于药物递送的囊泡形式，与脂质体类似，但由非离子型表面活性剂而非脂质构成。相比脂质体，尼索体具有更高的载药能力、更缓慢的药物释放速率以及良好的口服生物利用度，因此是更优的药物载体。

胶束

胶束是两亲性胶体结构，直径在5至100纳米之间。这些两亲性分子在特定温度和浓度下会自发聚集形成胶束。胶束的内部核心由疏水片段构成，而外壳则由亲水片段组成。在低浓度时，这些胶束分子在水相中以独立状态存在；而在高浓度时会发生聚集，但仅限于一定时间内。胶束化过程需要达到一定的临界浓度和温度。由于疏水片段被移除以及水中氢键重新形成，系统自由能降低，从而驱动胶束的形成。脂溶性药物通常被包裹在胶束的核心部分，而亲水性药物则结合在胶束表面。

通过形成聚合物胶束，可进一步提高胶束的溶解度和肠道渗透性。聚合物胶束由两亲性嵌段共聚物构成，与传统胶束相比，其在体内的稳定性更高。聚合物胶束的粒径范围为10–100纳米，每个单体单元包含疏水性和亲水性部分。当浓度超过临界胶束浓度（CMC）时，这些单体单元会聚集形成具有疏水核心和亲水外壳的胶束结构。脂溶性药物被包裹在聚合物胶束的疏水核心中，而亲水外壳则保护所载药物，并减少其与蛋白质、酶及细胞之间的非特异性相互作用。这还有助于避免网状内皮系统（RES）的清除，从而延长药物在血液循环中的滞留时间，提高治疗效果并增加药物在靶部位的累积。此外，药物还可与嵌段共聚物的疏水部分进行化学偶联，以实现更高的载药量并最大限度地减少过早释放。将特定配体或单克隆抗体连接到聚合物胶束表面，有助于其实现靶向药物递送。用于制备聚合物胶束的常见内核形成聚合物包括聚(L、泊洛沙姆、聚酯和聚己内酯。PEG是聚合物胶束中最常用的表面活性剂型壳层嵌段共聚物。此外，聚(甲基和聚(N-异丙基丙烯酰胺)也被用于设计对pH值和温度敏感的壳层。

微球

微球是具有微米尺寸的球形颗粒药物载体，通常由可生物降解聚合物制成。根据结构不同，可分为储库型（囊型）和单体制型（基质型）。已有多种微球制剂被研究用于抗病毒药物的递送。Wang 等人（2016）的研究将用于治疗2型糖尿病的肽类药物艾塞那肽包封于PLGA微球中。结果显示，载药微球的初始突释率低，仅为1.31 ± 0.13%，包封效率高达83.8 ± 1.3%。这些微球在体内表现出70.31%的生物利用度，并在糖尿病小鼠中持续发挥3周的降血糖作用。皮下注射单次剂量的艾塞那肽载药微球，在控制血糖水平方面与每日两次给药的艾塞那肽溶液效果相当。

树枝状分子

树枝状大分子是一种具有高度有序结构特征的聚合物纳米结构，其特征是从中心核向外呈分支状延伸，形成三维树状结构。它们由三个部分组成：核心、内壳（由重复的构建单元构成）和外壳（含有多种功能基团），这些部分在溶解性和与配体结合能力方面各不相同。树枝状大分子内部的空间可包裹分子，而表面的功能基团则能与生物靶标相互作用，并通过化学偶联或静电作用作为药物载体。树枝状大分子尺寸较小，直径通常小于100 nm，能够结合多种不同的配体，因此成为理想的药物载体候选材料。其生物学和理化性质取决于所用的聚合物类型及功能基团。目前，树枝状大分子已被提议用于抗病毒治疗药物、DNA和siRNA的递送。树枝状大分子的优点包括优异的细胞摄取能力、更长的滞留时间、增强的稳定性和溶解性，以及靶向药物递送功能。常见的树枝状大分子有聚-L-赖氨酸（PLL）、聚酰胺胺（PAMAM）和聚丙烯亚胺（PPI）。树枝状大分子主要通过肽类、碳水化合物和阴离子基团发挥作用，并具有抗病毒或抗菌活性。研究发现，带有阴离子基团的树枝状大分子可与gp120蛋白的V3环相互作用，干扰HIV复制的早期阶段。含有硫酸化纤维二糖和半乳糖残基的PLL树枝状大分子，以及含有硫酸化半乳糖残基的PPI树枝状大分子，均表现出良好的抗HIV活性。

纳米粒子

纳米颗粒是直径小于1微米的固体胶体颗粒，其结构与微球类似，可分为类基质结构（纳米颗粒）或类胶囊结构（纳米胶囊）。纳米颗粒可由脂质、蛋白质、聚合物以及无机材料构成。聚合物纳米颗粒由天然或合成的可生物降解且具有生物相容性的聚合物制成，例如透明质酸、聚己内酯、聚(乳酸-羟基、海藻酸盐、聚乳酸和聚乙醇酸。将药物分子包裹在核心部分的聚合物纳米颗粒称为纳米胶囊，而药物分子吸附于表面或嵌入基质中的聚合物纳米颗粒则称为纳米球。聚合物纳米颗粒的优点包括更高的细胞摄取率、低毒性、可控的药物释放、保护药物分子免受降解以及实现靶向递送。由于能够靶向脑部和淋巴系统中的巨噬细胞和单核细胞——这些是HIV感染期间病毒传播的主要储存库，聚合物纳米颗粒已被用于提高抗逆转录病毒药物的疗效。聚乙二醇（PEG）、聚环氧乙烷、甘露糖、硫胺素、Tat肽和泊洛沙姆等表面修饰剂被用于靶向HIV治疗，以促进受体介导的内吞作用并提高细胞摄取效率。通过在纳米颗粒表面添加亲水性成分（如PEG），可防止吞噬细胞对其的吞噬作用。Marinelli等人（2022）报道了将一种抗菌亲水性肽FS10（一种抑制RNAIII的肽，可阻止金黄色葡萄球菌生物膜形成）包封于纳米颗粒中。载有FS10的PEG-PLGA纳米颗粒表现出25%的包封率，粒径小于180 nm，Zeta电位值介于-11至-21 mV之间。研究还发现，这些纳米颗粒具有48%–63%的初始突释释放，并可持续释放药物长达21小时。与游离FS10相比，载有FS10的PEG-PLGA纳米颗粒对金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度更低（128 μg/mL vs. 256 μg/mL）。

脂质纳米颗粒由在体温下固化的脂质制成，可分为两种类型：即纳米结构脂质载体（NLCs）和固体脂质纳米颗粒（SLNs）。NLCs由固态脂质基质和液态脂质相组成，而SLNs则能够调节药物释放，并保护具有不稳定性化学特性的分子。与脂质体和传统乳剂相比，脂质纳米颗粒可克服因药物渗漏导致的膜稳定性问题。Hu等人（2004年）将促性腺激素释放激素肽（gonadorelin）包载于SLNs中，研究了其粒径、Zeta电位、包封效率及药物递送特性。结果表明，载药SLNs的粒径为421.7 nm，Zeta电位为-21.1 mV，包封效率达69.4%。从SLNs中释放的gonadorelin在体外呈缓慢释放，且释放行为呈现双相模式，每天释放3.81%的药物，持续释放时间超过12天。

此外，由白蛋白聚合物构成的蛋白质纳米颗粒也被开发用作药物载体。白蛋白纳米颗粒可通过相分离法或与戊二醛进行化学交联来制备。在制备过程中添加戊二醛的步骤决定了纳米颗粒的粒径、药物包封率以及释放特性。

银纳米颗粒体积小，比表面积大，对多种病毒具有良好的抗病毒潜力，且尽管能作用于多个靶点，但产生耐药性的可能性较低。它们具有催化活性、高导电性、化学稳定性以及局域表面等离子体共振等独特性质。这些纳米颗粒释放出的Ag⁺离子可直接与含硫或磷的生物分子（如DNA、RNA和蛋白质）相互作用。银纳米颗粒还能干扰病毒的吸附与入侵、DNA和RNA的复制以及蛋白质的合成。一项研究中合成了具有巯基乙烷磺酸功能化的金和银纳米颗粒，其结构模拟了细胞表面的硫酸乙酰肝素受体，能够阻止单纯疱疹病毒1型（HSV-1）附着并侵入宿主细胞。另一项研究利用金和银纳米颗粒递送FluPep肽，将该肽与纳米颗粒结合后，显著提高了其溶解度及对流感病毒的抗病毒活性。

乳剂

乳状液是由油相和水相组成的非均相体系。在水包油型乳状液中，水以液滴形式分散于油中；而在油包水型乳状液中则相反。当乳状液中的液滴尺寸小于100纳米时，该体系为透明的微乳液。与仅具有动力学稳定性而热力学不稳定的普通乳状液不同，微乳液具有更高的热力学稳定性，不易发生水相和油相分离。微乳液由表面活性剂、助表面活性剂、水和油组成，因其能够溶解油溶性和水溶性化合物，因而是一种优良的药物载体。乳状液和微乳液可用于难溶性药物的递送、缓释给药系统以及靶向给药。Çilek等人（2006）制备并表征了一种用于口服给药的稳定卵磷脂基微乳液制剂，用于递送重组人胰岛素肽。研究发现，该微乳液表现出牛顿流体行为。微乳液的物理特性，如折射率、液滴尺寸、黏度、浊度、密度、电导率、外观和相分离，在4°C、25°C和40°C下储存6个月后均保持不变。

环糊精

环糊精是由淀粉衍生而来的环状截头圆锥形寡糖。最常见的是α-、β-和γ-环糊精，分别含有六个、七个和八个葡萄糖吡喃单元。它们可形成非共价包合物，从而提高药物的生物利用度、溶解性和稳定性。

纳米海绵是由多孔固体颗粒构成的纳米材料。已开发出以环糊精为基础、呈球形且由高度交联的环糊精（β或γ）三维网络结构组成的纳米海绵，作为药物载体使用。它们可被合成成酸性或中性形式，通过调节交联剂与环糊精的比例可提高其载药能力。纳米海绵能够通过形成包合物和非包合物来封装多种类型的分子。

水凝胶

纳米凝胶和微凝胶由交联的聚合物网络构成（尺寸为10–1000 nm）。它们具有高药物负载能力、抗降解性、流变特性，并可携带对光、温度、pH值及氧化还原反应敏感的结构残基。天然或合成的亲水性聚合物可通过化学或物理交联以及乳液聚合等技术进行改性。利用壳聚糖衍生物制备的温敏性水凝胶已被开发用于抗病毒治疗药物的局部给药。通过将聚(胺基（PAA）与β-或γ-环糊精交联制成的纳米水凝胶，可在不形成共价聚合物-药物键的情况下溶解并选择性递送药物。这些纳米水凝胶能够包载药物和蛋白质，并表现出随时间延长的持续释药特性。

结论

近年来，由于其独特的生化特性和治疗潜力，肽类药物的研发领域迅速发展，市场上已涌现出越来越多的治疗性肽类药物。与大分子蛋白和小分子药物相比，肽类药物具有更多优势，但同时也存在渗透性差、易被蛋白酶降解等缺点。随着技术的进步，人们开发出多种策略来改善肽类药物的理化性质，以克服这些局限，包括主链修饰、侧链修饰、与聚合物偶联、肽端基修饰、与白蛋白融合、与抗体Fc段偶联、 stapled肽、环化、拟肽、细胞穿透肽偶联物、与脂质偶联以及纳米载体包封等方法。这些策略有望为当前及未来治疗性肽类药物的研究提供有力支持。

参考文献：doi.org/10.1007/s11095-023-03486-0