劉連棟 劉淑蓮
摘 要:腫瘤是一種基因病,并非是遺傳的;惡性腫瘤生長(zhǎng)迅速,無(wú)限增殖分化,威脅生命。抗腫瘤抑制劑藥物的研究成為近幾年來(lái)抗腫瘤藥物研究的熱點(diǎn),本文整合國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展,現(xiàn)就抗腫瘤抑制劑的分類和作用機(jī)理進(jìn)行分析和總結(jié),并系統(tǒng)闡述腫瘤抑制劑的研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:抗腫瘤;作用機(jī)制;抑制劑
1 前言
當(dāng)前隨著多種因素的影響,腫瘤的發(fā)病率逐年攀升,已是威脅人類生命健康的常見病、多發(fā)病?,F(xiàn)如今的抗腫瘤藥物在提高患者生存時(shí)間和改善生活質(zhì)量方面取得了重大的突破性進(jìn)展,但是這些抗腫瘤藥物因選擇性差而導(dǎo)致嚴(yán)重的毒副作用,同時(shí)耐藥性的產(chǎn)生等缺點(diǎn)極大地影響了抗腫瘤藥物的臨床療效。因此,只有對(duì)腫瘤的作用機(jī)制更加了解,生成相應(yīng)的抗腫瘤抑制劑已經(jīng)成為全世界科學(xué)工作者正在積極探索研究的重大課題。下面對(duì)目前已發(fā)現(xiàn)的幾類抗腫瘤抑制劑及作用機(jī)制作一綜述。
2 抗腫瘤抑制劑的分類
2.1 小分子激酶抑制劑
激酶在腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和凋亡過(guò)程中起著重要作用,因此,研發(fā)相關(guān)的激酶抑制劑調(diào)控相應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路已是現(xiàn)今抗腫瘤藥物開發(fā)的趨勢(shì)。以細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中關(guān)鍵激酶為靶點(diǎn)的新型靶向藥物,具有高效、低毒、特異性強(qiáng)的特點(diǎn),成為當(dāng)今抗腫瘤藥物研發(fā)的重點(diǎn)。它們中絕大多數(shù)為酪氨酸激酶抑制劑,除此之外,還有絲氨酸/蘇氨酸激酶抑制劑和蛋白激酶抑制劑。
2.1.1 酪氨酸蛋白激酶抑制劑(tyrosine kinase inhibitors,TKI)
酪氨酸激酶屬于蛋白激酶(PTK)家族,按其結(jié)構(gòu)可以分為兩大類:受體酪氨酸蛋白激酶(receptor proteintyrosine kinase, RPTK)和非受體酪氨酸蛋白激酶(non-receptor protein tyrosine kinase, NRPTK)。
2.1.1.1 受體蛋白酪氨酸激酶抑制劑機(jī)制
受體酪氨酸蛋白激酶 c-Met在細(xì)胞的增殖、代謝以及腫瘤的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移、血管生成中扮演著重要角色,c-Met成為抗腫瘤治療的重要靶點(diǎn)。研究表明c-Met 不僅在多種惡性腫瘤中有異常表達(dá),調(diào)節(jié)著腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、侵襲、轉(zhuǎn)移和凋亡過(guò)程,而且與多種膜受體間存在相互作用(cross-talk)。研究表明,c-Met與膜受體間的相互作用影響信號(hào)分子的作用,進(jìn)一步影響腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移和新生血管的生成過(guò)程,從而導(dǎo)致腫瘤耐藥性的出現(xiàn)。大量研究證實(shí)c-Met信號(hào)通路與腫瘤耐藥性相關(guān),這為多靶點(diǎn)激酶抑制劑的開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)。
目前針對(duì)c-Met通路的抗腫瘤治療藥物有兩種:一種是抗HGF或c-Met的單克隆抗體;一種是針對(duì)c-Met的小分子抑制劑。
2.1.1.2 非受體蛋白酪氨酸激酶抑制劑機(jī)制
非受體型PTK是細(xì)胞漿中的具有酪氨酸激酶活性的蛋白質(zhì)。非受體型酪氨酸激酶蛋白(PTK)介導(dǎo)的信號(hào)傳遞在T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞和粒細(xì)胞激活的過(guò)程中發(fā)揮著重要作用,其基因結(jié)構(gòu)或基因表達(dá)的異常是某些免疫缺陷性疾病和免疫增殖性疾病的發(fā)生原因。非受體型PTK在免疫淋巴細(xì)胞信號(hào)傳遞中的作用有兩種:一是非受體型PTK在T淋巴細(xì)胞信號(hào)傳遞中阻止細(xì)胞磷酸化的作用;二是非受體型PTK在B細(xì)胞信號(hào)傳遞中阻止細(xì)胞磷酸化的作用。
2.1.1.3 蛋白酪氨酸激酶抑制劑的代表藥物
美國(guó)FDA自2001年至今,已經(jīng)相繼批準(zhǔn)了伊馬替尼(imatinib,STI-571)、達(dá)沙替尼(dasatinib,Sprycel)、吉非替尼(gefitinib,Iressa)、厄洛替尼(erlotinib,Tarceva)、索拉非尼(sorafenib,Nexavar)、舒尼替尼(sunitinib,Sutent、拉帕替尼(laptinib,Tykerb)、尼洛替尼(nilotinib,Tasigna)和帕唑帕尼(pazopanib,GW-786034)9個(gè)小分子蛋白酪氨酸激酶抑制劑(tyrosine kinase inhibitor,TKI)上市。
2.1.2 絲氨酸/蘇氨酸激酶抑制劑
絲氨酸/蘇氨酸酶蛋白激酶Raf-1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是近年來(lái)研究得最為活躍的信號(hào)傳導(dǎo)通路之一,該通路廣泛參與了細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、凋亡和耐藥等過(guò)程, 絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶Raf-1抑制劑分子結(jié)構(gòu)是一種雙芳香基的脲類,與傳統(tǒng)的化療藥物不同,它選擇性阻斷絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶Raf-1,具有廣泛抗人類腫瘤活性,還具有良好的口服生物利用度和低毒性。
2.1.2.1 絲氨酸/蘇氨酸激酶抑制劑作用機(jī)制
細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶-5(cyclin-dependent kinase-5,Cdk5)是一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,參與神經(jīng)細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育和信號(hào)傳導(dǎo)調(diào)控。細(xì)胞周期調(diào)控、轉(zhuǎn)錄起始和某些特定代謝級(jí)聯(lián)反應(yīng)控制等過(guò)程都需要Cdks參與調(diào)控。Cdk5k可以調(diào)控腫瘤的遷移、發(fā)生、分化、凋亡、和轉(zhuǎn)錄過(guò)程。其中Cdk5除了可以調(diào)控細(xì)胞遷移,還可以調(diào)控細(xì)胞偽足的生成,抑制癌細(xì)胞浸潤(rùn)。實(shí)驗(yàn)證明,抑制Cdk5的活性可以顯著降低胰腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。
2.1.2.2 絲氨酸/蘇氨酸激酶抑制劑代表藥物
2013年FDA批準(zhǔn)的達(dá)拉非尼(Dabrafenib,Tafinlar?,GlaxoSmithKline)屬于嘧啶胺類化合物,用于治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤和不適合手術(shù)治療的黑色素瘤患者。
2.2 組蛋白去乙?;敢种苿?/p>
組蛋白去乙酰化酶抑制劑(Histone deacetylase inhibitor, HDACi)作為一種高效低毒的靶向抗腫瘤藥物正日益引起人們的廣泛關(guān)注。
2.2.1 組蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制劑作用機(jī)制
目前已知組蛋白去乙?;敢种苿┩ㄟ^(guò)抑制組蛋白去乙酰化酶(Histone deacetylase, HDACs)調(diào)節(jié)組蛋白和非組蛋白的乙?;?,從而達(dá)到調(diào)控基因表達(dá)的目的,以逆轉(zhuǎn)變異細(xì)胞表型、抑制細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞分化和/或凋亡。一方面,HDACi可通過(guò)對(duì)核心組蛋白的乙酰化,調(diào)整染色質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)全基因表達(dá)的影響,即:染色質(zhì)重塑;另一方面,HDACi通過(guò)對(duì)參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄的非組蛋白的乙?;瘉?lái)影響基因的表達(dá),進(jìn)行其特有的“腫瘤轉(zhuǎn)錄治療”。組蛋白去乙?;敢种苿┛梢砸龑?dǎo)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)停滯、分化和凋亡,是很有前途的癌癥治療藥物。HDACi選擇性作用于變異細(xì)胞,除了誘導(dǎo)靶細(xì)胞周期阻滯、促分化、誘導(dǎo)凋亡外,還誘導(dǎo)機(jī)體的抗腫瘤免疫反應(yīng)。與傳統(tǒng)的化療藥物相比,用HDAC抑制劑對(duì)血液和實(shí)體腫瘤進(jìn)行治療,顯示了良好的療效,副作用很少,具有較大的優(yōu)勢(shì)。然而,HDAC抑制劑作為一種新型的靶向抗癌藥,其機(jī)制尚待進(jìn)一步闡明。
2.2.2 組蛋白去乙?;敢种苿┐硭幬?/p>
HDAC抑制劑具有很好的抗腫瘤活性,能抑制多種腫瘤生長(zhǎng),根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征,大致可分為四大類:①異羥肟酸類:vorinostat,TSA,belinostat 等;②苯甲酰胺類:MS-275和mocetinostat等;③環(huán)肽類:depsipeptide(FK228)和Trapoxin等;④短鏈脂肪酸:丙戊酸(VPA)等。
2.3 血管生成抑制劑
血管生成抑制劑與傳統(tǒng)的化療藥物抑制腫瘤細(xì)胞相比,能夠直接抑制血管生成,這將在抗腫瘤轉(zhuǎn)移方面有廣闊的前景。
血管生成抑制劑的作用機(jī)制:
腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移是腫瘤治療失敗的主要原因。根據(jù)腫瘤血管生成理論,當(dāng)實(shí)體腫瘤直徑>2 mm 時(shí)需誘導(dǎo)新的血管生成以獲取血供,否則腫瘤將會(huì)因缺血、缺氧而壞死,因此血管生成抑制劑有很好的療效。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)是作用最強(qiáng)、特異性最高的促血管生成因子,并且目前成熟的抗腫瘤血管生成靶點(diǎn)只有血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體-2(VEGFR-2)號(hào)傳導(dǎo)通路。根據(jù)血管生成抑制劑作用靶點(diǎn)不同,將其分為以下8種:
①直接作用于受體酪氨酸激酶(protein-tyrosine kinases,PTK)抑制劑;②直接作用于核酸(RNA)的抑制劑;③直接作用于 VEGF的抑制劑;④作用于基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑;⑤直接作用于新生血管內(nèi)皮細(xì)胞的抑制劑;⑥作用于整合素蛋白的拮抗劑;⑦非特異性血管生成抑制劑;⑧天然藥物及其成分中具有潛在抑制血管生成的物質(zhì)。在所有的抗血管生成抑制劑中,PTK 抑制劑和中藥占主要的優(yōu)勢(shì),由于多數(shù)PTK抑制劑對(duì)多種PTK靶點(diǎn)有抑制作用,因此抗腫瘤活性較高,同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一些不可預(yù)知的不良反應(yīng)。
2.4 腫瘤壞死因子α抑制劑
腫瘤壞死因子(TNF)α是一種在多種生物效應(yīng)中起作用的細(xì)胞因子,主要由單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和胸腺依賴淋巴細(xì)胞產(chǎn)生,分為溶解型和膜結(jié)合型。
TNFα抑制劑作用機(jī)制:
TNFα通過(guò)與其受體(TNFR)特異性結(jié)合引起一系列細(xì)胞因子改變,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)促細(xì)胞生長(zhǎng)和程序性細(xì)胞死亡并促進(jìn)牙周炎、種植體周圍炎以及局限性腸炎和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等疾病發(fā)展的作用。TNFα抑制劑分為大分子抑制劑和活性小分子抑制劑,而大分子抑制劑主要由單克隆抗體類和其他蛋白質(zhì)類組成。活性小分子抑制劑主要包括TACE抑制劑和P38促絲裂原激活蛋白激酶(mitogen- activated protein kinase,MAPK)抑制劑。但其作用機(jī)制依然在研究過(guò)程中,有許多問題尚待解決。
2.5 聚腺苷酸二磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(poly(ADP-ribose)polymerase,PARP)抑制劑
PARP是當(dāng)今癌癥治療的一個(gè)新靶點(diǎn),其能夠催化ADP-核糖單元從煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD +)轉(zhuǎn)移至各種受體蛋白。
PARP抑制劑作用機(jī)制:
PARP參與DNA修復(fù)和轉(zhuǎn)錄調(diào)控,不但在調(diào)節(jié)細(xì)胞存活和死亡過(guò)程中具有關(guān)鍵作用,同時(shí)也是腫瘤發(fā)展和炎癥發(fā)生過(guò)程中的主要轉(zhuǎn)錄因子。PARP在堿基切除修復(fù)的DNA單鏈缺口(SSBs)修復(fù)中具有關(guān)鍵作用,抑制其活性能夠增強(qiáng)放療和DNA損傷類化療藥物的效果。大量的臨床試驗(yàn)證明:該類藥物毒副作用小、效果明確且短期耐受性良好,對(duì)于癌癥治療前景廣闊。PARP在DNA損傷的識(shí)別和信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程中具有非常重要的作用,PARP 抑制劑能選擇性殺傷DNA同源重組修復(fù)缺陷型腫瘤細(xì)胞。
3 前景展望
癌癥的靶向治療已經(jīng)是該研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn),其應(yīng)用前景非常廣泛,靶向藥物有酪氨酸激酶抑制劑、血管生成抑制劑、mTOR 信號(hào)通路阻斷劑以及表觀遺傳途徑干預(yù)等,靶向藥物對(duì)正常細(xì)胞的影響相對(duì)較小,因此具有很好的應(yīng)用價(jià)值。只有對(duì)腫瘤的作用機(jī)制了解的更多更徹底,才能設(shè)計(jì)出療效好,生物利用度高,毒性小的抗腫瘤抑制劑藥物。經(jīng)調(diào)查研究,近年來(lái)進(jìn)行多個(gè)藥物的聯(lián)合應(yīng)用和針對(duì)某通路多靶點(diǎn)的藥物的開發(fā)研究已成為趨勢(shì)。