馬滿玲，康傳哲，楊麗杰

（1．哈爾濱工業(yè)大學 基礎交叉學科研究院，黑龍江 哈爾濱 150006；2．哈爾濱醫(yī)科大學 附屬第一醫(yī)院 藥學部，黑龍江 哈爾濱150001）

海洋抗腫瘤藥物Ecteinascidin-7 4 3的研究新進展

馬滿玲1,2，康傳哲2，楊麗杰2

（1．哈爾濱工業(yè)大學 基礎交叉學科研究院，黑龍江 哈爾濱 150006；2．哈爾濱醫(yī)科大學 附屬第一醫(yī)院 藥學部，黑龍江 哈爾濱150001）

目前對海洋抗腫瘤藥物的研究已經(jīng)成為全世界普遍關注的熱點，海洋天然產(chǎn)物現(xiàn)已成為臨床抗癌藥物的重要來源。Ecteinascidin-743是從加勒比海海鞘Ecteinascidia turbinata中分離提取得到的海洋生物堿，抗腫瘤活性明顯高于目前臨床上廣泛使用的抗腫瘤藥物，對多種腫瘤細胞如白血病、卵巢癌、軟組織肉瘤、黑素瘤、宮頸癌、乳腺癌、結直腸癌、腎癌、前列腺癌、肺癌及非小細胞肺癌等有明顯抑制活性，是首個成功應用到臨床的海洋抗腫瘤藥物。本文檢索近年相關文獻，對該藥的合成、藥理及臨床研究進展作一綜述。

海洋抗腫瘤藥物；Ecteinascidin-743；抗腫瘤活性

據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）最近公布的數(shù)據(jù)顯示，全球每年癌癥死亡人數(shù)約為700萬，占死亡人數(shù)的13%，且發(fā)病率呈逐年上升趨勢。然而，目前臨床上仍沒有安全有效的治療方法和抗腫瘤藥物，開發(fā)和探尋新型抗腫瘤藥物具有重要意義。目前對海洋抗腫瘤藥物的研究已經(jīng)成為全世界普遍關注的熱點，海洋天然產(chǎn)物現(xiàn)已成為臨床抗癌藥物的重要來源。

目前，對海洋抗腫瘤藥物的研究已經(jīng)成為開發(fā)新型抗腫瘤藥物研究的熱點。Ecteinascidin-743（Et-743）是從加勒比海海鞘Ecteinascidia turbinata中分離提取得到的四氫異喹啉類海洋生物堿。研究發(fā)現(xiàn)Et-743的抗腫瘤活性明顯強于目前臨床上使用的抗腫瘤藥物如紫杉烷類、喜樹堿類、順鉑、阿霉素及甲氨蝶呤等；明顯抑制多種腫瘤細胞活性如白血病、卵巢癌、軟組織肉瘤等腫瘤細胞[1-5]。2007年歐洲藥品管理局（EMEA）正式批準Et-743作為治療晚期軟組織肉瘤藥物上市，商品名Yondelis（Trabectedin）。本文對Et-743的合成、藥理、臨床等方面的研究進展進行綜述。

1 Ecteinascidin-743（Et-743）

1969年sigel等[2]首次發(fā)現(xiàn)加勒比海海鞘的乙醇粗提物具有較強的抗腫瘤活性，于是該提取物在隨后的十幾年里成為眾多專家研究的熱點，致力于對該提取物中的分離鑒定。由于分離活性物質和鑒定結構的技術要求，當時的科學技術水平無法滿足，最終均未獲得進展。直到1986年伊利諾伊斯大學的Rinehart教授帶領的科研團隊從海鞘中首次分離鑒定出一系列具有強抗腫瘤活性的Ecteinascidins生物堿類化合物，Et-743在該類生物堿化合物中含量最多，藥理活性最強[6]。1990年，由于現(xiàn)代生物技術的發(fā)展，尤其是二維核磁共振技術的發(fā)展。Rinehart和Wright兩個小組同時確定了Et-743的分子結構[6-7]（見圖1）。

圖1 ET-743的分子結構示意圖Figure 1 Schematic molecular structure of ET-743

Et-743的化學分子結構非常復雜，其骨架結構是哌嗪并雙四氫異喹啉環(huán)，含3個四氫異喹啉結構單元，七個手性中心。另外，Et-743在環(huán)外還有獨特的硫橋結構。Et-743抗腫瘤作用的藥效團主要是2個四氫異喹啉環(huán)，通過與DNA的小溝結合，導致DNA的一個鳥嘌呤殘基烷基化，從而破壞DNA雙螺旋結構，使DNA構象改變，使得腫瘤細胞難以分裂增長。

2 Et-743的化學合成研究

由于Et-743具有顯著的抗腫瘤活性，以及其獨特新穎的化學結構，引起了化學家及藥理學家的廣泛關注，成為近年天然抗腫瘤產(chǎn)物研究的熱點之一。在海鞘中Et-743的含量極低，為了滿足藥效及臨床實驗對藥物的需求，合成化學家對Et-743的合成研究進行了大量的探索。Et-743結構復雜，到目前為止，僅有四個研究小組完成了對Et-743的化學全合成。E.J.Corey研究小組于1996年首次完成了Et-743的全合成研究，他們以Sesamol為原料，通過運用經(jīng)典的分子內Mannich反應和Strecker反應構建五環(huán)骨架結構，經(jīng)過四十多步反應，得到目標化合物的總收率為0.53%[8]。但因為兩個前體化合物的合成非常繁瑣、合成步驟較昂貴、產(chǎn)率低限制了該方法的應用。2002年，F(xiàn)ukuyama課題組完成了Et-743的立體專一性全不對稱合成研究，他們通過四組分Ugi縮合反應、分子內Heck反應及隨后酚-醛環(huán)化構建五環(huán)結構，整個路線經(jīng)歷了40多步反應，以總收率為0.78%得到目標化合物[9]。2006年，Zhu等[10]報道了Et-743的全合成，他們以3-甲基兒茶酚為原料，以D-C-B順序構環(huán)，整個路線共經(jīng)歷31步，總收率為1.7%。與前兩條合成路線相比，此合成路線不需要苛刻的反應條件，利于大量制備，而且總產(chǎn)率也相對提高。隨后，Danishefsky 等[11]也于2006年完成了Et-743的全合成，以B-C-D順序構環(huán)，通過分子內Pictet-Spengler反應構建C、D環(huán)，但是該步產(chǎn)率僅為42%～58%。總體而言化學合成反應步驟繁瑣，反應條件苛刻，產(chǎn)率低，不適應于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，因而化學全合成方法在現(xiàn)階段很難解決藥源問題。

此外，還有一些未完成的全合成研究，這些研究雖然最終未能得到目標產(chǎn)物Et-743，但是其在五環(huán)骨架的構建及其他功能基團的修飾方面都取得了創(chuàng)造性的研究成果[12-14]。2000年，Cuevas等[15]以天然產(chǎn)物Cyanosafracin B為原料，利用該分子與Et-743具有相似的五環(huán)骨架和五個正確的手性中心，通過修飾分子中相應部位的取代基，進行半合成研究，共經(jīng)過21步反應，得到Et-743的總收率1.0%。由于熒光假單胞菌通過發(fā)酵的方法可以大量獲得Cyanosafracin B，從而解決了藥源供應問題。由于具有了充足的藥物來源，Et-743相關的一系列藥效學研究、藥代學研究及藥物安全性評價等研究得以順利進行。目前，上市的Yondelis（Trabectedin）就是通過類似物Cyanosafracin B半合成獲得的。

3 Et-743的生物合成研究

在對Et-743進行化學合成研究的同時，很多科學家也對Et-743生物合成進行了深入的研究。2000年R.G.Kerr等[16]首次完成了Et-743的生物合成研究，以酪氨酸和L-DOPA為起始原料，利用從海鞘Ecteinascidiaturbinata中提取出來的酶催化通過化學合成方法合成出的環(huán)肽，成功合成出了Et-743。從而證明了Et-743的生源合成途徑，即由天然的苯丙氨酸類化合物經(jīng)生物轉化而來（見圖2）。

圖2 ET-743的生物合成路線Figure 2 Biosynthesis route of ET-743

4 Et-743的藥理學研究

4.1 Et-743的作用機制[17-18]至今為止，雖然還未完全闡明Et-743抗腫瘤活性的作用機制，但是相關研究發(fā)現(xiàn)，Et-743有獨特的多重作用機制：（1）Et-743為烷化劑，主要作用于脫氧核糖核酸，但烷基化的機理與傳統(tǒng)的烷化劑不同，主要通過使DNA雙螺旋小溝處的鳥嘌呤的N-2發(fā)生烷基化，從而阻斷DNA的復制和合成，抑制腫瘤細胞分裂生長；（2）使耐藥關鍵基因（包括致癌基因）和細胞生長關鍵基因的表達被選擇性地抑制；（3）抑制遺傳修復途徑：Et-7434可以誘導轉錄基因致使DNA絲狀體斷裂，使腫瘤細胞死亡；（4）干擾細胞周期而致使p 53依賴性細胞程序化死亡；（5）擾亂腫瘤細胞微管網(wǎng)絡；（6）Et-743可以和DNA結合蛋白及轉錄因子相互作用；（7）Et-743的可以作用于拓撲異構酶，高濃度Et-743可以在DNA和拓撲異構酶之間引起交聯(lián)等。

4.2 Et-743的體外抗腫瘤活性 Et-743體外抗腫瘤活性測試表明：對白血病、宮頸癌、肺癌、乳腺癌、卵巢癌、軟組織肉瘤等都有顯著的抗腫瘤活性。其抗腫瘤活性顯著比目前臨床上的一線抗腫瘤藥物高。Et-743與多柔比星等抗腫瘤藥物顯示協(xié)同作用[19]。Et-743對L 1210小鼠白血病腫瘤細胞株的IC 50值為0.5 ng/mL[20]。

4.3 Et-743的體內抗腫瘤活性 體內抗腫瘤活性研究發(fā)現(xiàn)通過腹腔及靜脈給藥時，Et-743可使卵巢癌、白血病、黑色素瘤、乳腺癌、非小細胞肺癌等多種腫瘤裸鼠的存活率顯著提高，療效與劑量呈良好的相關性，未出現(xiàn)藥物致死現(xiàn)象；分別連續(xù)給藥治療效果遠不如間歇給藥治療，對順鉑耐藥的卵巢癌細胞的裸鼠Et-743同樣有效[21]。腹腔或靜脈給予Et-743[27μg/（kg·d）]治療P 338白血病小鼠，使其生命延長率達148%，有效血藥濃度為15 μg/kg[22]。Et-743治療MX-1晚期乳腺癌，采用最佳劑量給藥，23天后完全緩解率達90%[23]，表明Et-743對白血病和乳腺癌具有顯著抗腫瘤活性。

5 Et-743的臨床研究

Et-743的I期臨床研究：Et-743的I期臨床研究表明Et-743對軟組織肉瘤呈現(xiàn)良好的抗腫瘤活性。I期實驗中，25例軟組織肉瘤患者接受Et-743治療后，56%的患者病情得到了很好的控制[24]。試驗中發(fā)現(xiàn)，Et-743的劑量限制性毒性(DLT)主要表現(xiàn)為血液毒性和肝毒性，包括血小板減少、中性粒細胞減少、轉氨酶異常，但都在可控、耐受范圍內。

Et-743的II期臨床研究：II期臨床試驗中Et-743用于多種腫瘤的治療如卵巢癌、直腸癌、乳腺癌、黑素瘤和軟組織肉瘤等，但對卵巢癌和軟組織肉瘤治療效果最為顯著。Et-743對于異環(huán)磷酰胺和多柔比星等化療藥物無效的病人同樣有效。患者對Et-743耐受性良好，劑量限制毒性（DLT）不累積、可逆和可控，沒有心臟和神經(jīng)毒性；Et-743治療軟組織肉瘤能顯著提高病人的存活率[25-28]。

Et-743的III期臨床研究：在III期臨床實驗中，Et-743用于軟組織肉瘤和卵巢癌的治療。189例晚期軟組織肉瘤患者，通過連續(xù)靜脈注射Et-743治療，結果表明：13.5%的患者腫塊減少，17%的患者延長了疾病的穩(wěn)定性，6個月后存活率為25%-30%，10個月后的存活率為50%，一年后的存活率為45%[29-30]。2005-2009年歐洲多中心擴展臨床試驗共有1404例軟組織肉瘤采用連續(xù)靜脈注射Et-743治療，504名有效評價病例中，8%的患者得到了完全或部分緩解，33%的患者疾病的穩(wěn)定性得到了有效控制，一年后的存活率為45%[31]。

2001年5月Et-743作為治療軟組織肉瘤的孤藥被歐盟人用醫(yī)藥產(chǎn)品委員會批準進入臨床研究；2003年10月又被批準作為治療卵巢癌的孤藥；2007年歐洲藥品管理局(EMEA)正式批準Et-743作為治療晚期軟組織肉瘤藥物在27個歐盟國家上市，2009歐洲藥品管理局(EMEA)批準Et-743作為治療卵巢癌藥上市，后又被批準在歐洲和加拿大等地區(qū)治療復發(fā)卵巢癌。而FDA認為該藥缺乏充足的不良反應資料，而至今未批準其在美國上市。

6 小結與展望

Et-743是第一個成功上市的海洋抗腫瘤藥物，從發(fā)現(xiàn)到上市歷經(jīng)近40年，從Et-743的研發(fā)過程我們可以發(fā)現(xiàn)：（1）Et-743具有獨特新穎的化學結構和多重作用機制，顯著的體內外抗腫瘤活性，是一種新型的海洋抗腫瘤藥物；（2）Et-743藥源不足，是其深入開展體內活性、臨床試驗研究的瓶頸；（3）Et-743分子結構復雜，化學合成往往需要特殊的反應條件和試劑，合成路線繁瑣復雜、產(chǎn)率低，很難實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

Et-743的研究給我們帶來了以下一些啟示：（1）從海洋生態(tài)系統(tǒng)篩選和提取天然活性物質成為抗腫瘤藥物研究的重要途徑。（2）海洋天然抗腫瘤藥物研究需要多領域、多學科合作，化學研究者與腫瘤藥理研究者合作，能加快海洋天然抗腫瘤藥物研究；（3）現(xiàn)代生命科學技術以及藥物篩選、化學合成和制備技術的發(fā)展，將有利于海洋天然抗腫瘤藥物進一步研究和開發(fā)。Et-743海洋抗腫瘤藥物的上市使我們相信，未來會有越來越多的海洋天然抗腫瘤藥物進入市場，為人類的抗癌事業(yè)提供更多新的選擇。

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Progress in the studies on marine antitumor drugs ecteinascidin-743

MA Man-ling1,2, KANG Chuan-zhe2, YANG Li-jie2
(1. Academy of Fundamental and Interdisciplinary Sciences, Harbin Institute of Technology, Harbin 150006, China; 2. The First Affiliated Hospital of Harbin Medical University, Harbin 150001, China )

At present the study of Marine antineoplastic drugs has already become the focus of concern around the world, Marine natural products has become an important source of clinical anti-cancer drugs. Ecteinascidin-743 from the Caribbean sea squirts Ecteinascidia turbinata extraction have been the ocean alkaloid, antitumor activity is signi fi cantly higher than the current widely used clinical antitumor drugs, inhibit a wide variety of tumor cell activity such as leukemia, ovarian cancer, soft tissue sarcoma, melanoma, cervical cancer, breast cancer, colorectal cancer, kidney cancer, prostate cancer, lung cancer and non-small cell lung cancer and other tumor cells, is the fi rst successful application to the oceans, clinical antitumor drugs. In this paper, the drug synthesis, pharmacological and clinical research progress were reviewed.

marine antineoplastic drugs; ecteinascidin-743; antitumor activity

R 9

A

1005-1678(2014)01-0147-03

馬滿玲，女，博士，碩士生導師，主任藥師，研究方向：醫(yī)院藥學和臨床藥學，Email：mamanling@126.com。