LPZQL和PZQL的研制及其抗小鼠的日本血吸虫病活性的比较
华西药学杂志 1999年第5期第14卷 研究论文
作者:余 瑜 严和 胡湘南 靳红卫 王小根* 卓 超*
单位:重庆医科大学药物化学与生物材料研究室,传染病寄生虫病研究所* 重庆 400016
关键词:左旋吡喹酮;吡喹酮;脂质体;日本血吸虫病
提要 以提取的大豆卵磷脂为膜材,采用逆相蒸发法制备了左旋吡喹酮脂质体(LPZQL)和吡喹酮脂质体(PZQL)。用AC 920红细胞分析仪和扫描电镜检测显示:LPZQL和PZQL粒径大部分为2~4 μm,主要为大单层脂质体,对LPZQ和PZQ包裹率达98%以上。用LPZQL,PZQL和PZQ对感染日本血吸虫病的小鼠进行灌胃治疗,探讨了两种脂质体对小鼠抗日本血吸虫病的活性。动物实验表明:LPZQL疗效较PZQ高4倍;PZQL疗效较PZQ高2倍。脂质体作为靶向制剂,降低了LPZQ和PZQ的治疗剂量,提高生物利用度,可望成为抗日本血吸虫病的新剂型。
PREPARATION OF LIPOSOME OF LEVO-PRAZIQUANTEL AND
PRAZIQANTEL AND THEIR COMPARATIVE EFFICACY IN
EXPERIMENTAL THERAPY OF SCHITOSOMIASIS IN MICE
Yu Yu Yan Shenhe Hu Xianglan Jin Hongwei Wang Xiaogen* Zhuo Chao*
(Research Laboratory of Pharmaceutical Chemistry and Biomaterials,Institute of
Infectious and Parasitic Diseases*,Chongqing University of Medical Sciences Chongqing 400016)
ABSTRACT LPZQ or PZQ were encapsulated in liposomes. The diameter of LPZQL and PZQL with large unilameller vesicles were about 2-4 μm detected by AC920 red cell analyzer and scanning electron microscope. Encapsulation efficiency of liposome to LPZQ and PZQ was over 98%. The experimental therapy of Schitosomiasis japonica in mice for the comparative efficacy of LPZQL, PZQL and PZQ showed that the efficacy of LPZQL and PZQL were higher 4 and 2 times than that of PZQ,respectively. These results indicated that LPZQL and/or PZQL may be developed to a new type of anti-schitosomiasis japonica preparation.
Key Words Levo-praziquantel(LPZQ) Praziquantel(PZQ) Liposome preparation Schitosomiasis Japonica
血吸虫病为世界流行性的寄生虫病之一。吡喹酮(praziquantel, pZQ)以其高效低毒的特点作为治疗血吸虫病的首选药物,已在全世界广泛应用于人畜血吸虫病的治疗[1,2]。
近年,已研究了PZQ及其旋光异构体的合成、药理和临床应用,确证其左旋体是主要的抗血吸虫成分,右旋体几乎无杀虫作用[3],对心脏的毒性左旋体比右旋体低[2]。左旋吡喹酮(levo-praziquantel,LPZQ)灌胃给药的药动学实验表明,其在肝脏有很强的首过效应,代谢速度快,血药浓度低,其生物利用度仅4.7%[4]。消旋体也有类似情况。灌胃给药不能充分发挥该药的作用,改变LPZQ和PZQ药物的剂型或给药途径,望能降低给药剂量,提高生物利用度。
脂质体(liposome)对肝脏具有定向性,作为药物的载体研究已取得重要进展,并且不断扩大应用领域[5],有报道[6],用PZQL腹腔注射后,0.5~16 h的血药浓度和肝、脾组织内药物含量均明显较PZQ其它普通剂型的相应浓度高,半衰期显著延长。PZQL的口服急性毒性LD50为3 372 mg/kg,比PZQ口服急性毒性LD50的2 454 mg/kg低约1/4。因此,拟利用脂质体的特点采用灌胃给药方法,当经过肝脏时,具有保护LPZQ和PZQ少发生或不发生首过效应,而定向到达靶区,发挥其作用。现特对左旋吡喹酮脂质体(LPZQL)和吡喹酮脂质体(PZQL)进行研制和对小鼠抗日本血吸虫病的活性进行研究。
1 材料及仪器
1.1 材料与试剂
LPZQ[(自制,批号880801,[α]D-149°(25℃,C=1,氯仿)];PZQ(上海第六制药厂);豆磷脂(自制);内标物(2-苯甲氧羰酰-1,2,3,6,7,11b-六氢-4H-吡嗪并[2,1-a]异喹啉-4-酮,自制)。磷酸钠缓冲溶液:137 mmol/L NaCl2,2.6 mmol/L KCl,6.4 mmol/L NaH2PO4,1.4 mmol/L Na2HPO4,pH7.4,使用时用二次重蒸馏水稀释。
1.2 仪器
LC-6高效液相色谱仪(日本);超声波清洗器(上海超声波仪器厂);Diskboy kurabo FB-4000微型离心机(日本);0.2 μm微孔薄膜;85-2型旋转蒸发仪(上海);Kyky(Amray)-1000B扫描电镜(中国科学院科学仪器厂);AC920红细胞分析仪(瑞典)。
1.3 实验动物
100只BALB/c小鼠(♀各半),体重18~22 g(重庆医科大学实验动物中心)。日本血吸虫尾蚴(四川省寄生虫研究所)。
2 实验方法与结果
2.1 LPZQL、PZQL和空白脂质体的制备[5]
称取LPZQ或PZQ、豆磷脂、胆固醇等膜材,有机溶媒溶解,水浴上减压蒸馏除去有机溶媒,使其成膜于瓶壁,然后加入磷酸钠缓冲溶液将膜分散,再经超声波处理,即得LPZQL或PZQL,灌封于安瓿中。同法制得空白脂质体。
2.2 LPZQL和PZQL的粒径分布
用红细胞分析仪测定显示,LPZQL和PZQL(图1)粒径大部分为2~4 μm。
图1 LPZQL和PZQL的粒径分布
Fig 1 The size distribution of LPZQL and PZQL
2.3 扫描电镜鉴别
用扫描电镜放大5 250倍,LPZQL和PZQL(图2)都显示相应的脂质体为球形,并以大单层脂质体为主。
图2 LPZQL和PZQL的扫描电镜图(×5250)
Fig 2 Pictures on scanning electron microscope of LPZQL and PZQL(×5250)
2.4 包封率的测定
2.4.1 HPLC检测条件[7] 色谱柱ODS C18(5 μm,6.0 mm×15 mm,日本);流动相MeOH-H2O(70∶30);流速0.8 ml/min;柱压110 kg/cm2;柱温40℃;检测波长215 nm;检测最低限度2.5 ng。膜材保留时间2.540 min,内标物保留时间4.920 min;LPZQ和PZQ保留时间约5.400 min。
2.4.2 样品处理及测定 取LPZQL或PZQL 1.0 ml(含LPZQ或PZQ 5 mg),经破坏,用氯仿提取,减压除去氯仿,再用氯仿转移至10 ml量瓶中,定容至刻度,即可测定脂质体中LPZQ或PZQ的浓度(CT)。取LPZQL或PZQL 1.0 ml(含LPZQ或PZQ 5 mg),置微孔薄膜管中,管中嵌有0.2 μm微孔薄膜,离心(1 000 r/min×12) 3 min,将膜下溶液取出,减压除去溶剂,再用氯仿转移至10 ml量瓶中,定容至刻度,即可测定脂质体中游离LPZQ或PZQ的浓度(CF)。用HPLC测定LPZQ或PZQ的浓度(表1)。包封率(E%)计算式为:E=(1-CF/CT)×100%。结果LPZQL和PZQL的包封率分别为98.2%和98.4%。
表1 HPLC测定CT和CF的结果
Table 1 Results of determination of CT and CF with HPLC
Group |
CT
(mg/ml) |
CF
(mg/ml) |
Encapsulation rate(%) |
LPZQL |
5.020 |
0.080 |
98.4 |
PZQL |
4.990 |
0.089 |
98.2 |
2.5 日本血吸虫病小鼠的治疗
将100只BALB/c小鼠,感染日本血吸虫尾蚴(40±1)条。35 d后,按体重随机分为8组,每组9~10只,采用ig LPZQL25、50mg/kg二个剂量组;PZQL25、50 mg/kg二个剂量组;PZQ羧甲基纤维素钠100、200 mg/kg二个剂量组;相同体积的羧甲基纤维素钠组和脂质体组,二日疗法。治疗35 d后解剖小鼠,冲出门静脉-肠系膜静脉和肝内虫体,计数,并计算减虫率。LPZQL和PZQL抗小鼠的日本血吸虫病治疗效果比较见表2。
表2 LPZQL、PZQL和PZQ抗小鼠日本血吸虫病疗效比较
Table 2 Comparative efficacy of LPZQL、PZQL and PZQ in experimental therapy of Schitosomiasis japomica in mice
Groups |
Dose
(mg/kg,×d) |
No.of mice |
Worms/mice ±s |
Worm reduction
rate(%) |
P |
始/末 |
LPZQL |
50×2 |
10/9 |
7.60±1.51 |
74.50 |
<0.001 |
25×2 |
10/9 |
13.38±3.62 |
55.10 |
<0.001 |
PZQL |
50×2 |
10/10 |
13.20±6.69 |
55.70 |
<0.001 |
25×2 |
9/8 |
23.56±4.67 |
20.90 |
<0.02 |
PZQ |
200×2 |
9/8 |
7.00±3.34 |
79.10 |
<0.001 |
100×2 |
9/9 |
13.67±2.98 |
59.20 |
<0.001 |
Liposome |
- |
9/9 |
29.78±5.07 |
- |
- |
Control |
- |
9/8 |
33.50±4.66 |
- |
- |
由表2可见,脂质体载LPZQ和PZQ抗小鼠的日本血吸虫病有效。LPZQL 50 mg/kg组减虫率高达74.5%,与LPZQL 25 mg/kg、PZQL 50 mg/kg和PZQ 100 mg/kg三个组减虫率相比,有显著的差异(P<0.01);与PZQ 200 mg/kg组减虫率相似,无显著的差异(P>0.05)。LPZQL25 mg/kg、PZQL 50 mg/kg和PZQ 100 mg/kg三个组减虫率相似,无显著的差异(P>0.05)。以上数据表明,LPZQL疗效较PZQ高4倍;PZQL疗效较PZQ高2倍。
3 讨论
3.1 LPZQ和PZQ均为脂溶性药物,在氯仿中易溶,在水中不溶。利用这一性质,采用逆相蒸发薄膜法制作的LPZQL和PZQL粒径大部分为2~4 μm,主要为大单层脂质体,对LPZQ和PZQ包裹率达98%以上。
3.2 脂质体是一种具有类似生物膜结构的双分子小囊,其双分子层中或双分子层间可包含药物。LPZQ和PZQ可以非共价键方式被包裹于脂质体中。利用脂质体口服给药可促进LPZQ和PZQ被胃肠吸收,并保护被包裹的LPZQ和PZQ不被降解,提高了LPZQ和PZQ的生物利用度。LPZQL和PZQL两种脂质体进入体内主要被网状内皮系统的巨噬细胞吞噬,而治疗小鼠的日本血吸虫病。从减虫率指标显示,脂质体载LPZQ和PZQ治疗小鼠的日本血吸虫病有效。
3.3 在相同剂量下,LPZQL比PZQL抗小鼠的日本血吸虫病作用好,减虫率高20~30%。在相似疗效(减虫率)下,LPZQL较PZQ减少4倍的剂量;LPZQL较PZQL减少1倍的剂量;PZQL较PZQ减少1倍的剂量,仍有较高疗效。这与脂质体载LPZQ和PZQ,经过肝脏,具有保护LPZQ和PZQ少发生或不发生首过效应,从而定向到达靶区,发挥其最大作用,而延缓LPZQ和PZQ的释放,使LPZQ和PZQ半衰期延长有关。据文献报道[6],PZQ在血中的消除半衰期为4.8 h,而PZQL的消除半衰期为17.6 h,后者为前者的3.6倍。由于脂质体载药使血药浓度维持较高水平,让门静脉血管内的血吸虫持续接触有效的药物浓度,使低4倍剂量的LPZQL也能达到高剂量PZQ的相似疗效,从而提高了LPZQ和PZQ的生物利用度,为LPZQL和PZQL脂质体作为新剂型应用于临床提供了理论依据。希望LPZQL和PZQL脂质体能成为抗日本血吸虫病的新剂型。
参考文献
1 Andrews P, Thomas H, Pohlke R, et al. Praziquantel. Med Res Rev, 1983,3(2)∶147
2 余瑜,严和.抗血吸虫药物吡喹酮的研究进展.重庆医科大学学报,1990,15(1)∶82
3 Liu YH, Qian MX, Wang XG, et al. Comparative efficacy of praziquantel and its optic isomers in experimental therapy of schistosomiasis japonica in rabbits. Chinese Med J, 1986,99(12)∶935
4 钱明心,刘约翰,王小根等.左旋吡喹酮在体内的药物动力学.中国药理学通讯,1988,5∶62
5 Szoka F, Olson F, Heath T, et al. Preparation of unilameller liposomes size (0.1~0.2m) by a combination of reverse phase evaporation and extrusion through polycarbonate membranes. Biochim Biophy Acta,1980,601∶559
6 李富荣,蒋次鹏,曹和洵等.吡喹酮脂质体对泡球蚴病的治疗效果探讨.中国寄生虫学与寄生虫病杂志,1993,11(4)∶251
7 钱明心,刘约翰,王小根等.测定左旋吡喹酮血药浓度的反相高效液相色谱法.重庆医科大学学报,1988,13(1)∶67