脂质药物递送系统正在改变我们处理现代疗法制剂与递送的方式。它们为药物溶解度、靶向性和稳定性等长期存在的挑战提供了极具前景的解决方案。在近期举办的 ACS/CAS 网络研讨会上,来自 CAS、阿斯利康和俄亥俄州立大学的专家探讨了脂质药物递送的现状与未来方向。点击此处获取网络研讨会录像,了解脂质技术如何塑造制药行业的未来。

网络研讨会亮点

周琼琼(Qiongqiong Angela Zhou)博士在研讨会开场时,基于 CAS 内容合集(CAS Content Collection™)中超过 20 万篇科学期刊和专利,对脂质药物递送系统进行了全面分析。她强调了脂质载体的优势,包括提高疏水性药物的溶解度、通过表面修饰增强靶向性以及防止免疫清除。Angela 还分享了对脂质化学领域的见解,涵盖磷脂、类固醇和功能化脂质,并讨论了它们在脂质体、胶束和固体脂质纳米颗粒(LNP)等多种递送形式中的作用。

CAS TrendScape map giving an overview of research interest in the lipid-based DDS
图 1。 基于 CAS 内容合集提取的脂质药物递送系统(DDS)领域研究热点概览图(CAS TrendScape)。

Angela 强调了脂质系统的商业和临床意义,展示了专利趋势、疾病应用(特别是癌症和传染病)以及关键脂质的合成路径。最后,她鼓励研究人员查阅 CAS 关于脂质药物递送系统的完整报告,以获取更深入的见解。

Annette Bak 博士在接下来的演讲中重点介绍了脂质在药物发现和开发中的实际应用。她将脂质药物递送系统分为乳剂、囊泡系统和颗粒载体,并讨论了它们在提高溶解度、延长循环时间以及实现靶向递送方面的作用。

Annette 分享了阿斯利康研发管线中的案例研究,包括利用脂质制剂改善 PROTACs 等难溶性小分子的生物利用度,以及反义寡核苷酸(ASOs)等生物制剂的口服递送。她还讨论了 LNP 在递送 mRNA 和基因编辑工具(特别是在疫苗和肝脏靶向疗法中)的核心作用。此外,她还探讨了肝脏以外组织靶向的挑战,并分享了通过改变脂质组成和蛋白质冠形成来实现肝外递送的策略。

最后,她建议研究人员在创新与简洁之间取得平衡,并指出虽然脂质系统功能强大,但其成功取决于周密的方案设计、可制造性以及监管可行性。

来自俄亥俄州立大学的 Robert Lee 博士从学术和工业角度对脂质体和脂质纳米颗粒进行了总结。他回顾了 Doxil 和 Onivyde 等已获 FDA 批准的脂质体药物,重点介绍了它们的设计、制造复杂性及治疗优势。Bob 还讨论了用于 mRNA 递送的 LNP 的演变,包括其结构特征、制剂策略以及微流控和冲击射流混合等生产方法。

他介绍了自己研究的 QTsomesTM,这是一种五组分 LNP 系统,旨在改善靶向性和内体逃逸。Bob 强调了理解脂质几何结构、电荷和制剂参数对于优化递送效果和减少脱靶效应的重要性。最后,他指出了大规模生产所面临的挑战。

在网络研讨会结束时,演讲嘉宾回答了观众提出的诸多问题,内容涵盖脂质在药物递送中的作用与功能,以及它们可以递送的药物类型。关于其局限性和前景的问题也得到了解答。

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‍网络研讨会重点问题:

支链脂质在药物递送中起什么作用?

支链脂质在新冠疫苗中应用广泛,在增强药物递送方面发挥着至关重要的作用。Angela 解释称,它们能改善膜流动性,并通过帮助脂质纳米颗粒更有效地与细胞膜融合来促进转染。此外,它们还能在生产过程中稳定纳米颗粒,防止其过早降解或聚集。Annette 补充道,在设计新型可电离脂质时,支化度是构效关系研究中的一个关键参数。Bob 则强调了脂质几何结构的重要性,指出支链脂质能促进非双层相的形成,这对内体逃逸至关重要。

脂质纳米颗粒如何提高药物递送效率?

Bob 强调,脂质纳米颗粒对于 mRNA 递送尤为关键,因为 mRNA 无法像寡核苷酸那样进行同等程度的化学稳定。LNP 可以包裹并保护 mRNA 免受降解,并促进其细胞摄取和内体逃逸。Annette 指出,虽然 mRNA 可以在没有 LNP 的情况下进行递送,但效率极低,通常需要直接注射到靶组织中。Angela 补充说,LNP 还能通过改善溶解度和生物利用度,使小分子药物(尤其是像 PROTACs 这样的疏水性药物)受益。

脂质系统能否递送胰腺癌治疗中使用的那种高强效药物?

可以。Bob 引用了 Onivyde(脂质体伊立替康)作为胰腺癌治疗中的成功案例。脂质体可以降低毒性并改善药代动力学,使其成为治疗窗狭窄的高强效药物的理想选择。然而,他也提醒道,对于低效药物,所需的脂质剂量可能过高,难以用于临床。

胆固醇在脂质纳米颗粒中起什么作用?

胆固醇对于稳定脂质双分子层和调节膜流动性至关重要。Angela 解释说,它能增强嵌入分子的流动性并支持转染。Bob 补充道,胆固醇有助于消除脂质膜中的相变,并可能通过吸引低密度脂蛋白来辅助肝脏靶向。Annette 指出,虽然胆固醇能改善递送效果,但也会影响制剂的稳定性,因此必须找到平衡点。

外泌体是脂质体的可行替代品吗?

虽然外泌体源于天然且具有生物相容性,但在可扩展性、可重复性和监管审批方面面临巨大挑战。Angela 指出,脂质体更易于生产和控制。Annette 补充说,外泌体是具有高度变异性的复杂生物制品,难以标准化。Bob 对此表示赞同,并指出外泌体仍处于早期开发阶段,面临着更大的监管障碍。

脂质纳米颗粒、聚合物纳米颗粒还是混合系统代表了先进药物递送的未来?

三者各有所长。Annette 认为脂质和聚合物系统根据应用场景各有用途。目前,由于毒性较低,脂质在 mRNA 递送方面更受青睐。Angela 强调了 CAS 关于混合系统的分析,该系统结合了脂质与聚合物或无机材料,以增强功能性。Bob 补充说,聚乙二醇 (PEG) 本身就是一种聚合物,这使得许多 LNP 本质上就是混合系统。他还强调了天然脂质的生物相容性是一项关键优势。

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