基因工程药物研究与应用
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第二节 黏膜制剂

一、黏膜制剂的分类和特点

基因工程药物用于治疗慢性疾病时,长期注射给药给患者带来不便,因此开发各种非注射给药途径,如鼻腔、口腔、肺部、口服、直肠、阴道等黏膜的透过吸收越来越受到研究机构的重视。目前已开展研究的基因工程药物黏膜制剂的分类和特点简介如下:

(一)口腔黏膜制剂

口腔黏膜给药的特点:①口腔黏膜血管丰富,颊或舌下给药时药物直接进入循环系统,避免了肝脏的首过效应,避开了胃肠道消化液的降解,而且药物的吸收不受食物和胃排空作用的影响。②口腔黏膜比皮肤更易渗透,虽然可用药部位的面积比皮肤少,但相对于给药系统已经足够了。长期给药可在同一侧面的颊黏膜不同位点或不同侧颊面,从而避免了长期给药对颊黏膜的伤害。③口腔给药方便且无不适现象,易于被患者接受。口腔给药系统对药物的吸收促进剂的使用要求较低,口腔中酶的降解作用相对低。
口腔黏膜给药也存在着一些问题:①由于口腔黏膜的低渗透性,造成基因工程药物经口腔黏膜吸收的生物利用度较低;②口腔对药物的代谢及制剂在口腔内滞留时间短等因素,使基因工程药物生物利用度低;③连续的唾液流动、说话、咀嚼和饮水等口腔生理活动可引起大量药物被吞下。因此,大多数基因工程药物采用口腔黏膜给药不能达到有效剂量,需要采用一些措施来增加药物吸收。

(二)鼻腔黏膜制剂

鼻腔给药是目前研究最活跃、应用最多的透黏膜给药途径,近年来随着新给药途径和新剂型的发展以及新辅料和新技术的应用,鼻腔黏膜给药系统(nasal drug delivery system,NDDS)有望成为基因工程药物非注射给药的替代途径之一。国外已有降钙素鼻腔给药制剂上市,临床上的Nasal flu ®疫苗即是通过鼻黏膜给药用于预防和治疗流行性感冒,另外还有百日咳疫苗、白喉毒素疫苗等处于研究阶段。
鼻腔黏膜制剂具有以下优点:
1.鼻黏膜面积大,覆盖鼻部上皮的大量微绒毛细胞为抗原吸收提供了丰富的表面积,黏膜下血管非常丰富,药物吸收迅速,给药后起效时间快。
2.鼻腔免疫能同时诱导黏膜和系统免疫应答,药物经鼻腔给药后,可起局部治疗作用,也可经鼻黏膜吸收自血管进入体循环,或达到脑靶向。
3.对于胃肠道中易破坏、极性大且难以吸收的小分子药物,鼻黏膜能很好地吸收;分子量大的多肽蛋白类药物,在吸收促进剂存在的情况下也能较好地吸收。
4.避免了口服时胃肠道的降解作用和肝脏的首过效应,生物利用度高。
5.操作简便、用药方便,无须使用针头及注射器等潜在的感染源,患者易于接受,顺从性好。
鼻腔黏膜制剂也存在一些缺陷,如鼻腔给药剂型均由特殊装置送入鼻腔,用药没有口服方便,而且会刺激鼻黏膜,因此患者服从治疗率并不理想。蛋白和多肽药物在没有吸收促进剂的情况下,鼻腔吸收效果不好,但吸收促进剂增加鼻黏膜的透性时,不可避免地破坏了膜的完整性,因此还需寻找效果好且毒性低的吸收促进剂。

(三)肺黏膜制剂

肺部给药需要特殊的给药装置,使药物能够进入呼吸道深部(甚至肺泡),发挥局部或全身作用。近几年来,该领域的研究越来越活跃,已成为基因工程药物制剂领域的重点研究方向之一。
与其他给药途径相比,肺黏膜制剂具有吸收速度很快(仅次于静脉注射)、吸收面积大、吸收部位血流丰富、可避免肝脏首过效应、酶活性较低、上皮屏障较薄及膜通透性高、患者顺应性好等特点,尤其适用于需进行长期注射给药的患者。

(四)眼黏膜制剂

眼部给药是眼科用药的重要途径,全身给药制剂因受到体内的分布和自身理化特性与分子结构的影响,药物很难达到眼部发挥药效。因此眼黏膜制剂一般采用局部直接给药方式。眼黏膜制剂有许多优点:①给药简单、经济:目前发现有些药物通过眼黏膜吸收与注射给药具有同样的效果,与皮下和肌内注射一样吸收迅速,而与注射给药相比,眼部给药简单、经济;②可以避免肝脏首过效应:药物从结膜吸收后,转运至眼球后部,进入体循环;③可以制备各种制剂来延长基因工程药物的作用时间,如聚合物凝胶化、微球、纳米粒等;④眼部组织对于蛋白质和肽类药物的免疫反应敏感度较低。
眼黏膜制剂也存在一些问题,包括:①眼部刺激性:眼睛感觉很敏感,如果药物有刺激性,不仅会损伤眼组织,而且会引起流泪,使药物稀释;②眼部容量小,用药流失量大;③药物在眼部的停留时间短。目前,基因工程药物眼黏膜制剂主要用于局部治疗。

(五)直肠和阴道黏膜制剂

直肠和阴道黏膜制剂是将药物通过一定的剂型形式作用于直肠和阴道黏膜,用于局部治疗或全身作用。直肠和阴道黏膜制剂为基因工程药物制剂开辟了新的给药途径。尽管直肠和阴道黏膜制剂因为患者用药不方便,没有鼻腔和口腔给药途径那样被广泛研究,但由于直肠和阴道局部疾病的需要,直肠和阴道黏膜制剂的品种和数量正日益增多。
直肠黏膜属于类脂屏障,药物从直肠吸收的机制主要是被动扩散。直肠黏膜给药吸收有三条途径:①通过直肠上静脉进入肝,进行代谢后再由肝进入体循环;②通过直肠下静脉和肛门静脉,经髂内静脉绕过肝进入下腔大静脉,再进入体循环;③通过直肠淋巴液吸收,进入淋巴循环,通过胸导管进入血液循环。吸收途径中通过直肠下静脉和肛门静脉吸收时,药物可避开胃肠道消化液的破坏作用和药物的首过效应。

(六)耳部制剂

研究发现,内耳不仅是人类感知世界的重要部位,同时又是敏感的器官,容易产生疾病,包括梅尼埃病、眩晕、病毒感染、聋病等。耳聋分为传导性聋和感音神经性聋。临床上用免疫抑制剂和激素治疗感音神经性耳聋,获得了较好效果,随着现代基因工程的发展,利用基因工程药物治疗内耳疾病已成为可能。
近年,圆窗给药技术的出现极大促进了耳部制剂的发展。圆窗给药就是将药物直接穿过圆窗膜进入内耳。由于内耳的膜性迷路悬浮于内、外淋巴的液性环境中,淋巴液的不断循环、流动有利于药物在内耳膜迷路系统扩散,使导入的外源药物能在整个耳蜗内广泛分布,实现跨血-内耳屏障的治疗。对某些不能通过血-内耳屏障、半衰期短、生物利用度低的药物,圆窗给药具有显著的优越性,不仅能使治疗药物直接到达内耳,在一定时间内保持有效浓度,而且克服了全身用药的毒副作用。