抗肿瘤药物靶向治疗研究和应用进展

抗肿瘤药物靶向治疗研究和应用进展

 

 

临床常用抗肿瘤药物有60多种, 由于疗效不够突出, 毒副反应较大，人们一直希望有新一代更好的药品问世, 提高抗癌药物的靶向性, 高度选择地打击肿瘤细胞, 而不伤害正常组织. 它是当今迫切需要介决的科学命题. 近年来此方面出现了突破性的进展, 令人鼓舞。江汉大学附属第三医院肿瘤科曾辉

从抗肿瘤药物靶向治疗的角度看, 所谓靶向有不同层次的理解, 把药物定向地输入肿瘤发生的部位, 临床上已采用的介入治疗, 就是将抗癌药物直接注入肿瘤发生的靶器官, 以消除癌块, 这是器官水平的靶向治疗, 亦称为被动靶向治疗。第二个层次是利用肿瘤细胞摄取或代谢等生物学上的特点, 将药物定位到要杀伤的肿瘤细胞上,即细胞靶 向,它带有主动定向的性质。如利用瘤细胞抗原性质的差异, 制备单克隆抗体(单抗)与毒素, 核素或抗癌物的偶联物, 定向地积聚在肿瘤细胞上, 进行杀伤。第三个层次是分子靶向, 是利用瘤细胞与正常细胞之间分子生物学上的差异, 包括基因, 酶, 信号转导, 细胞周期, 细胞融合, 吞饮及代谢上的不同特性, 将抗癌药定位到靶细胞的生物大分子或小分子上, 抑制肿瘤细胞的生长增殖, 最后使其死亡。上述三个层次的靶向治疗, 近年均有长足的进步。 本文拟着重对主动靶向,包括细胞和分子层面上药物治疗研究和应用的进展进行介绍。

1.    微管抑制剂

临床上常用的微管抑制剂, 有长春碱类药, 秋水仙类药. 近年常用的紫杉醇(Taxol)和紫

杉特尔(Taxotere)亦作用于癌细胞丝状分裂时的微管上, 它们的作用位点与前述二类药不同, 主要作用于β- 微管蛋白的N-末端31位氨基酸和217 ? 231氨基酸残基上, 使具有可逆变化的微管不能解聚, 阻止丝状分裂, 最后导致癌细胞死亡。 临床上用Taxol和Taxotere 治疗乳腺癌和卵巢癌, 取得了良好的效果, 由于它们的作用靶点有所不同, 在疗效和毒性表现上亦有区别。

2.    拓扑酶Ⅰ(Topo I )抑制剂

二十世纪八十年代发现喜树碱类药能选择地作用于Topo I, 此酶对DNA空间构型, 复制, 重组, 转录及有丝分裂等过程具有十分重要的功能。 喜树碱(CPT), 羟基喜树碱(HCPT), 喜树碱?11 (CPT-11, Irinotecan), 拓扑特康(Topotecan, TPT), 鲁比特康(Rubitecan), 高喜树碱(Homocamptothecin)等均能与Topo I及DNA形成三重复合物, 使DNA单链断裂及双链断裂, 诱导癌细胞凋亡。 它们与DNA结合的位点牵涉到几个关健性的氨基酸即Tyr⁷²³,  Arg⁴⁸⁸_,  Arg⁵⁹⁰ ,  Lys⁵³² ,  His⁶⁵²  , 它们是Topo I的活性位点, 也即是药物的作用靶点。

喜树碱类药的抗癌谱较广, 对人肠癌、 胃癌 、卵巢癌、 肺癌等均有明显疗效。 新近发现的鲁比特康对晚期胰腺癌亦有作用, 以每天口服1.5 mg/m² 剂量连用5天的方案治疗,已证明有效, 引起人们重视。

3.    单抗药物

1997 ～ 1998年美国FDA批准Rituxan(Mabthera)和Herceptin二种单抗药物进入临床试用, 引起很大轰动。 Rituxan是针对B淋巴细胞CD₂₀抗原的单克隆抗体, 能诱导淋巴瘤细胞凋亡, 对非霍奇金淋巴瘤的功效显著, 对化疗无效和复发的病例能取得40%以上的有效率。Herceptin是针对HER-2 / neu基因过度表达的癌细胞的单抗药, 对乳腺癌的治疗效果较好, 与化疗药合用能增强疗效, 使患者生存期延长。

4.    反义药物

此类药是利用基因工程技术制备反义寡核苷酸, 其长度一般为13 ? 25个核苷酸, 有特

异的顺序, 与过度表达的癌基因或突变基因结合,抑制其表达,以影响肿瘤的生长增殖达到治疗的目的。现在研究的反义药物是与mRNA杂交, 影响核糖体的装配, 抑制mRNA的功能, 进而影响蛋白的转译过程。 RNase H酶能识别mRNA---寡核苷酸复合体, 使复合体解离, 再与其他RNA结合, 继而影响蛋白转译及拼接等功能, 反义药物对RNase  H酶亦产生影响。

美国FDA于1998年批准的第一个反义药物Formivirsen, 对巨细胞病毒感染的视网膜炎有效, 能抑制病毒的复制。新药G3139能与Bcl2 蛋白的mRNA结合, Bcl2  在黑色素瘤和非B细胞恶性淋巴瘤中高表达。G3139静脉或皮下注射(0.6 ? 6.5 mg/Kg)合用dacarbazine治疗黑色素瘤患者14例, 使平均存活期延长到12个月以上, 比对照组病人6 ? 9个月有明显增加, 使瘤中Bcl2 蛋白表达下降。将G3139与多西紫杉醇(docetaxel)合用治疗乳腺癌, 与米托蒽醌合用治疗前列腺癌的研究仍在继续进行。应用反义寡核苷酸ISIS 3521治疗低分化淋巴瘤, 每日静脉注射0.5 ? 3 mg/Kg, 连续3周停药1周, 显示出一定苗头, 其作用点是针对蛋白激酶PKCα。将此药与卡铂或紫杉醇合用, 治疗24例非小细胞肺癌, 能使患者中位生存期显著延长, 副反应较轻, 出现轻度的中性粒细胞和血小板减少。

在临床上试用的新药还有ISIS 5132, MG 98, GEM 231等。 反义寡核苷酸的作用靶点有多种, 目前较重视针对过度表达的Survivin (能抗凋亡)和热震荡蛋白HSP 70, HSP 27 (在肿瘤中过度表达)。其他方面的进展仍很多, 应加以重视。

5.    抑制血管生成的药物

肿瘤生长必须有足够的血液供应, 新的血管生成必不可少。 在癌发展和转移的过程中

新的血管生长是必要的条件. 新的血管生成涉及到多种环节, 例如在血管内皮基底膜降解时金属蛋白酶活性增加. 血管内皮细胞增殖, 重建新生血管及形成新的基底膜时有许多生长调节因子参与, 包括纤维生成因子(FGF), 血管内皮细胞生长因子(VEGF), 血小板源性生长因子(PDGF), 血管生成素(Angiogenin), 转化生长因子(TGF)。 它们能促进新生血管的生成, 使DNA合成增加。另有一些调节因子能抑制血管内皮的生长, 如血管抑素, 内皮抑素, 干扰素α, 干扰素γ等。针对上述不同的环节及有关靶点, 已研发出多种血管生成抑制剂, 例如对金属蛋白酶有抑制作用的Marimastat, 抑制血管内皮生长的内皮抑素Endostatin, 抑制整合蛋白识别的Vitaxin抗体及非特异性抑制剂反应停等。此类新药进入临床试用的已有数十种, 对多种肿瘤及肿瘤转移显示出治疗效果, 它们与常用抗癌药合用时能提高疗效。但其确切疗效仍需临床验证的最后报告。       

    由于抗血管生成药物属于细胞抑制型药物，与细胞毒药物不同，设计抗血管生成药物的临床试验时应注意区别于细胞毒类药物。大部分抗血管生成药物不具备剂量依赖性，其疗效显现较慢，所以使用接近MTD的剂量并无必要，应该使用小剂量。

    不宜简单地用肿瘤大小变化作为决定能否进入Ⅲ期临床的标准，而用存活时间和病情稳定时间作为评价其疗效的指标可能更合理。很多学者建议应该尽快建立专门针对血管生成抑制剂的疗效评价标准，也就是以其各自相应的作用机制相关的生物学效应作为疗效指标的重要组成部分。例如，对于MMP抑制剂，可以检测病人体液中MMP活性。也可以取病人的血液样本到体外相应的血管生成模型上检测有关指标，应用MRI等技术监测治疗过程中病人肿瘤内血管结构、血流的变化等等。 Ⅱ期临床还涉及到病例选择的问题。对于细胞毒药物往往选择肿瘤块较大的病人，以有利于疗效评价，但对于抗血管生成药物，选择的病例的瘤体积不应太大，或者先经其他疗法使瘤体积减小后再进行这类药物的临床试验。另外，有不少学者认为在有些情况下抗血管生成药物可以由Ⅰ期临床试验直接进入Ⅲ期。

    6. 抗信号药

    抗信号药物是干扰癌变的分子演变过程, 包括影响信号蛋白的突变及与配基受体结合异常及有关酶功能的变化。它们较作用于癌变后继发事件的药物, 更具选择性和更有效。近年来,研究蛋白酪氨酸激酶(PTK), 蛋白激酶(PKC)及法尼基转移酶(ftase)的抑制剂, 取得了突破性的进展。 发现 格列维 (Gleevec,ST1571) 对慢粒白血病有非常显著的疗效,缓解率在90% 以上。它能抑制细胞膜表面上皮生长因子受体(EGFR)酪氨酸激酶的活性，能作用于PDGF-R, Abl- 有关的酪氨酸激酶, 抑制ATP催化作用, 影响信号转导,使癌细胞凋亡。在慢粒白血病的费城(ph)染色体中存在Bcr-Abl基因异常, Gleevec对此有选择性作用, 认为是其主要的分子靶点. 它对胃肠道基质肉瘤也有效（20－54％）。

   由于EGFR在许多肿瘤中呈高表达, EGFR(erB-1)受体在膜外有配体结合区, 膜内有酪氨酸激酶区, 受体与配体结合后, 激发信号转递, 会产生影响肿瘤细胞增殖, 周期运行及诱导凋亡等的作用. 已证明一些小分子EGFR-TK抑制剂如Iressa(ZD-1839) 对前列腺癌及晚期乳癌有效，为ZENICA CO研发，亦抑制Her-2 neu的高表达，与Herceptin合用能提高疗效。 OSI-774亦是小分子,为口服的EGFR-TK抑制剂, 对肾癌及结肠癌有效,对头颈部肿瘤和非小细胞肺癌亦有苗头. Cetuximab是大分子的EGFR－TK抑制剂，临床上与CPT－11合用可提高对消化道肿瘤的疗效。已证明非小细胞肺癌、头颈部肿瘤、前列腺癌、乳癌、卵巢癌等均有EGFR过度表达(30～90％),这类药物的进一步研究和应用是人们十分关注的问题。

   7. 诱导分化及促凋亡药

   自发现全反式维甲酸（ATRA）能治疗人早幼粒白血病以后，人们对此类药物的研究和 开发十分重视。现在一方面寻找比ATRA更好的类似物和衍生物，另方面应用一些抗癌药的小剂量，也能诱导癌细胞分化, 但是诱导恶性实体肿瘤细胞分化,目前仍是一个难题。

   用不同方法启动或激活肿瘤细胞凋亡的机制，影响细胞不同基因表达，使癌细胞走向凋亡, 或将自杀基因导入肿瘤细胞中，促使瘤细胞凋亡而不影响正常细胞。例如采用前药( pro-drug)与自杀基因结合的方法治疗脑瘤、肠癌及肝癌等，临床上已取得了一定成效。据报道三氧化二砷（砒霜）能促进癌细胞凋亡，并具有一定选择性的作用位点, 扩大此方面的研究成果很有必要。

     8. 其它新药

   优化临床上常用抗癌药的化学结构，研究开发新一代选择性更高的抗肿瘤药物, 近年也有不进展,例如在抗代谢类药中出现了数种氟尿嘧啶新衍生物如卡莫氟（HCFU），卡比西他宾( Capesitabine ), 增加了5FU的选择性， 提高口服后的生物利用度， 增强了疗效。Gemcitabine ( GCB, 双氟脱氧阿糖胞苷 ) 能抑制核苷酸还原酶，对非小细胞肺癌和胰腺癌有一定疗效。 胸苷酸抑制剂 Thymitaq可影响DNA的修复过程并能提高抗癌活性。 Tomudex抑制胸苷酸合成酶, 对胃肠道癌的疗效较好。铂类药中出现了草酸铂、乐铂，抗癌谱增宽，对肾毒性减少。蒽环类抗生素中出现了吡柔比星( Pirarubicin,THP )，丝裂蒽醌( Mitoxantrone, MXT )等，与阿霉素相比其疗效和毒性方面有所改进。

   从上述资料可以看出, 抗癌药从细胞和分子靶点出发已研究和开发出不少新的药品, 在临床应用上获得推广, 使肿瘤病人的治疗效果明显提高。不少抗肿瘤药的作用机制, 也从分子靶点的水平上获得更深刻的了解。恰当地利用不同作用机理和作用于不同靶点的药物, 在临床上研究组合新的化疗方案, 将更有效地治疗不同类型的肿瘤. 相信在不同学科和不同专业人员的共同努力下, 此方面的研究将会取得新的更大的成就。