综述:吸入:一种智能策略及日益增长的药物递送潜力

时间:2026年2月17日
来源:Drug Design, Development and Therapy

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本篇综述系统阐述了吸入式药物递送的独特优势与广阔前景。相较于传统给药途径,吸入式给药能实现药物快速起效、局部高浓度、减少全身副作用并提升患者依从性。文章不仅回顾了其在哮喘、COPD等呼吸系统疾病中的核心作用,更重点介绍了其在全身性疾病治疗、疫苗及生物制剂递送等新兴领域的应用。综述还详细探讨了各类吸入装置(如pMDIs、DPIs、SMIs)的特点,并展望了智能吸入器、吸入性生物制剂、纳米粒与脂质体、RNA疗法及个性化吸入治疗等前沿趋势,同时也指出了在制剂稳定性、装置兼容性及环境影响等方面面临的挑战。

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引言:变革中的给药途径
药物递送是疾病治疗与预防的关键环节,直接影响药物的安全性与有效性。在多种给药系统中,吸入式给药凭借其独特优势,正从传统的呼吸疾病治疗领域,拓展成为系统性治疗与精准医疗的重要平台。
吸入式给药为何重要?
吸入式给药通过口腔或鼻腔将药物直接递送至呼吸系统,其核心优势在于:
  • 直达肺部,快速起效:得益于肺部巨大的肺泡表面积、极薄的上皮组织以及丰富的毛细血管网络,药物能迅速扩散进入血液循环或直接作用于气道,这在哮喘急性发作等紧急情况下至关重要。
  • 针对呼吸系统疾病高效:对于哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、囊性纤维化及肺部感染(包括COVID-19)等疾病,吸入给药能将药物直接输送至病灶,是首选的一线给药方式。例如,对于COPD患者,使用智能吸入器和简化治疗方案能有效提高依从性并改善长期预后。
  • 所需剂量更低:由于靶向递送,药物在局部能达到更高浓度,因此相较于口服或注射等全身给药途径,通常所需剂量更低,从而减少了药物浪费。例如,纳米抗体(如ALX-0171)在治疗呼吸道合胞病毒(RSV)感染时,仅需极低剂量即可在临床开发中显示疗效。
  • 全身副作用更少:药物主要作用于靶器官,减少了身体其他部位的药物暴露,从而降低了全身性副作用。例如,吸入式化疗作为区域性疗法,可用于治疗原发性肺癌和肺转移瘤,避免了全身治疗的副作用。
  • 无创且便捷:通过吸入器和雾化器等装置进行口服、肺部或鼻腔给药,便于患者在家中使用,适用于需要长期治疗的慢性病患者,避免了注射带来的不适,提高了患者的依从性和便利性。
  • 具备全身递送的潜力:基于肺部巨大的表面积和血液供应,一些吸入式药物被设计用于产生全身效应,如吸入式胰岛素(如Afrezza®)、止痛药、疫苗、肺癌治疗药物和基因治疗药物等。
吸入给药的类型与装置
吸入给药系统主要依据使用的装置和药物形态(气体、雾剂、粉末等)进行分类,其中鼻腔吸入和口腔/肺部吸入是主要的给药途径。目前广泛使用的吸入装置主要包括四大类:雾化器、干粉吸入器(DPI)、加压定量吸入器(pMDI)和软雾吸入器(SMI)。
  • 雾化器:适用于无法使用其他吸入器的患者,但给药时间较长且难以确保剂量精确。最常见的类型是喷射雾化器和振动筛雾化器。
  • 干粉吸入器(DPI):药物微粉附着在较大的乳糖载体颗粒上。患者需要产生足够的吸气流速来提取药物并使药物从载体上解聚,但无需协调装置启动与吸气的动作。
  • 加压定量吸入器(pMDI):自20世纪50年代以来一直是肺部疾病的一线治疗选择。因其小巧、廉价、快速且安静而广受欢迎。通过储雾罐等技术可以改善其性能。
  • 软雾吸入器(SMI):药物溶解在水性溶液中,不含抛射剂,通过弹簧能量产生缓慢的气溶胶云。其气溶胶释放更慢、时间更长,口咽部损失更少,患者无需高度协调手部按压与吸气动作。
新兴趋势与前沿探索
吸入式药物递送领域正在经历快速革新,涌现出多项前沿趋势:
  • 智能吸入器技术:这类吸入器通过蓝牙与手机应用程序连接,内置传感器可记录每次使用的时间和地点。例如,美国FDA批准的首个智能吸入器Teva的ProAir Digihaler。它能帮助医患追踪病情、监测疗效、优化治疗方案,并设置用药提醒。
  • 吸入性生物制剂:包括肽类、蛋白质、酶和基因等,正在被重新配方用于肺部递送,以避免胃肠道降解并实现靶向递送。例如,吸入性血管紧张素转换酶2(ACE2)受体治疗在动物模型中降低了COVID-19的严重程度;雾化给药的免疫球蛋白G(IgG)和西妥昔单抗限制了小鼠肿瘤的生长,为肺癌的吸入式免疫治疗提供了可能。
  • 纳米粒与脂质体制剂:装载抗生素的可吸入脂质体纳米粒是治疗下呼吸道感染(如囊性纤维化、COPD、支气管扩张)的有效方法。例如,新型吸入式脂质体阿米卡星制剂Arikace™能深入穿透气道分泌物和铜绿假单胞菌生物膜;阿米卡星脂质体吸入混悬液(ALIS)在治疗难治性鸟分枝杆菌复合体(MAC)肺病方面显示出疗效和安全性,并于2019年获美国FDA批准。
  • RNA与靶向疗法:针对肺部疾病的RNA疗法研究日益增多,吸入给药能将RNA治疗剂直接递送至肺部靶点,从而最大限度地减少全身暴露。例如,吸入性脂质纳米粒(LNP)能在小鼠肺部实现局部蛋白表达;基于LNP的mRNA疫苗喷雾干燥制成干粉制剂后,通过气管内给药可产生蛋白表达,为蛋白替代疗法、基因编辑和疫苗接种等提供了新思路。
  • 吸入式疫苗:大多数疫苗通过注射给药以诱导强烈的全身免疫,但难以有效触发呼吸道疾病的黏膜免疫。吸入式疫苗能同时诱导黏膜和全身免疫反应,从而提供快速有效的保护,并可能通过阻止病原体进入全身来减少疾病传播。目前已上市的产品包括流感减毒活疫苗FluMist®,以及针对SARS-CoV-2的两种病毒载体疫苗iNCOVACC®(鼻喷)和Convidecia Air®(口服吸入)。
  • 个性化吸入治疗:吸入疗法的有效性取决于药物递送的准确性,因此个性化治疗需求迫切。在囊性纤维化治疗中,根据患者特定情况调整吸入抗生素(如妥布霉素、氨曲南、粘菌素甲磺酸)的处方已显示出良好疗效。此外,针对多重耐药或泛耐药的铜绿假单胞菌感染,个性化的噬菌体雾化治疗也是一种前景广阔的新策略。
展望与挑战
吸入式药物递送正在从一种专门的肺部给药途径,转变为主流的系统和精准治疗平台。其未来展望包括向非呼吸系统适应症(如中枢神经系统疾病、糖尿病、肺癌)扩展、开发新一代吸入用辅料和稳定剂、与可穿戴设备和远程医疗整合以实现慢性病管理,以及采用绿色抛射剂和可回收设备组件以满足可持续性目标。
尽管前景广阔,吸入式药物仍面临诸多挑战与限制:制剂稳定性(特别是对生物制剂)、装置兼容性与患者间使用差异、肺部解剖与生理屏障(如黏液层和肺泡巨噬细胞)、环境影响(部分装置使用的抛射剂)、监管与成本问题,以及需要更长期的临床数据来验证新兴疗法(如基因疗法)的安全性与有效性。
结论
吸入式药物递送已超越传统的哮喘和COPD治疗,成为一个前景广阔的系统性治疗和精准医疗平台。其优势包括起效迅速、靶向局部递送、减少全身副作用以及避免首过效应。智能吸入器、吸入性生物制剂、纳米制剂、RNA/基因疗法和吸入式疫苗等新兴趋势正在重塑这一领域。随着设备工程、数字健康和生物制药研究的融合,吸入疗法已成为精准和以患者为中心医学的重要组成部分,为局部和全身性疾病的治疗与预防开辟了新途径。未来的发展将聚焦于拓展非呼吸适应症、整合人工智能实现个性化治疗、开发绿色技术,并结合可穿戴设备进行远程疾病管理。

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