铂类金属抗癌药物的研究进展.

铂类金属抗癌药物的研究进展

化学化工学院化学系

021131097 魏永懿

前言

自1967年美国密执安州立大学教授Rosenberg B．和Camp V．发现顺铂具有抗癌活性以来，铂类金属抗癌药物的合成应用和研究得到了迅速的发展。顺铂和卡铂已成为癌症化疗不可缺少的药物。1995年WHO对上百种治癌药物进行排名，顺铂的综合评价(疗效，市场等)位居榜前，列第2位。另据统计，在我国以顺铂为主或有顺铂参加配伍的化疗方案占所有化疗方案的70％—80％。顺铂和卡铂所获得的成就，极大地鼓舞了各国学者去研究更好、更有效的新药。在过去的25年里有几千个新的铂族化合物进入筛选，其中的28个化合物进入临床研究，有4个化合物已获得批准进入市场，还有2—3个化合物将获得生产批文。展现了铂族抗癌药物良好的应用前景。

铂类抗癌药物的市场销售额几十年来增长迅速。1996年顺铂和卡铂已进入全世界销售额领先的十大抗肿瘤药物之中，分别列第8应和第5位。1999年卡铂又进入全球最畅销的前150个非处方药行列中，列第66位。其市场潜力巨大，同时展现了铂族抗癌药物良好的应用前景。

铂类抗癌物质的发现过程

事情发生在1965年。一天，在美国密执根大学的实验室里，卢森堡博士和同事一起正在做一个关于电场对细菌影响的实验。他们选用大肠义氏杆菌(Eshefichia Co1i)作为研究对象。首先把它们放入一种“C”介质的培养液中(此培养液由NH4Cl2g／L，NaH2P046g／L，

KH2P043g／L，NaCl3g／L,MgCl20．01g／L，Na2SO40．026g／L组成，鼓入压缩空气，然后在培养室中放入两个半圆柱形的惰性金属铂电极，电极接上演串可以50周／秒-100000周／秒改变的交流电源。

实验开始了。当频率为1000周／秒的交流电加在电极两端，通2安培的电流两小时后，发生了怪事：在显微镜下观察到培养液中的大肠杆菌疯狂地伸长，茵体成丝状。它的长度竟然为正常细菌的300倍，然而细菌的个数却没有增加。用生物学的语言来描述，就是茵体并没有发生分裂，它们的繁殖被抑制了，但细菌的生长却没有被阻止。这意味着茵体产生了病态。

这个意外的发现，大大激起了研究者们的兴趣。是什么因素促使菌体变形生长呢？在以往的细菌培养研究中，也曾观察到一些物理因素，例如紫外辐射，培养液渗透压温度或者酸度的改变，都会影响菌体的生长。他们分别研究了这些影响因素，一个个实验都做了，但并未得到类似的结果。会不会是电场对细菌的生长施加了影响呢？然而，实验结果表明，如果不鼓入空气，仅仅通入氯气和氦气，电场也不能显示其威风，即需要氧化性气氛。这里，使人们意识到并非物理因素，而是化学因素，并且是由氧气参与的电化学过程，使菌体产生异常生长。显然，产生了氧化性的电解产物。用KI-淀粉试剂检验电解后的培养液，呈现淀粉-碘分子络合物的典型蓝色，这也证实了这种电解产物的存在，而通电前的培养液却不能使该试剂变色。

那么，这种抗菌性的氧化产物是什么呢？他们企图从电解液中捡定出诸如ClO-、H202，、S2042-等可能的氧化性分子或离子，但都末检出。反过来，他们向培养液中加入ClO-、H202和氮的氧化物等，试图激起大肠杆菌的异常生长，但是奇迹并没有发生。

事情就这样不了了之了吗?不!人们知道大自然的真面目总是深藏在一层层面纱后面的。

疑自山穷水尽的境地，往往绕过一重山后，又展现了辖然开朗的境界。事物的发展也正是如此。卢森堡及同事们干脆把“C”培养液中的各种化学组分单个或几个组合在一起分别进行电解，发现由含有C1-和NH4+离子组成的电解液可以产生活性物质，但仍检测不到ClO-与氮氧化物的存在。这时，有人想到会不会是所谓惰性的铂电极参加了电解氧化反应。在通常条件下，铂对于酸、减和氧化还原反应表现一定的惰性，但从络合物化学观点来看，电解氧化后的铂离子(Pt2+和Pt4+)却又是极强的络合物形成体。在上述电解条件下电解2小时，金属铂在氧气和适当的配位体参与下生成了氯铂酸或氮铂酸铵。实际上，在电解后的培养液中，测得氮铂酸的浓度为8ppm。同样，如果在培养液中加入10 Ppm氮铂酸铵，无需进行电解，既能促使大肠杆菌丝状生长。至此，真相终于大白，铂化学的“惰性”的假面具，掩盖了具有生物活性铂络合物的存在，现在它终于被揭去了。

以后又发现，培养液在电解后放置2—3天，则变得具有更大的生物活性。用光谱和离子电泳研究表明，这是由于发生了下述光化学反应的缘故：(NH4)2PtCl6-->cis-(NH4)2PtCl4及其光化学反应的最终产物-顺式二氯二氨合铂cis-(NH4)2PtCl4才是真正的主要生物活性物质。

顺铂络合物抑制细胞分裂的特性，很自然地使人们联想到它们能否抑制癌细胞的分裂，从而使无法控制的癌体停止发展呢？卢森堡旋即用cis-[Pt(NH3)2Cl2],cis-[Pt(En)Cl2)和cis-[Pt(En) Cl4](其中En代表乙二胺)三个铂络合物对植入老鼠体内的实体瘤Sarcoma180(S180)和白血瘤Leukamia L1210作动物实验，结果十分令人鼓舞，老鼠体内的肿瘤受到抑制，在六个月后，有的老鼠肿瘤已消失。随后一系列的动物和临床实验表明，它们对许多种肿瘤有抑制作用，呈现广谱的抗癌活性。就这样，当络合物抗癌药物这扇大门刚露出一丝缝阳光时，在人们坚持不懈的努力下，终于顶开了这扇大门，无机络合物开始进入抗配药物的行列，并且成为佼佼者。

抗癌机理

顺式构型铂配合物的抗癌机理顺式铂类金属药物是一类新型的抗癌药，其抗癌作用机制与传统的有机药不同。我国著名的生物无机化学家王夔院士曾提出金属-细胞相互作用的多靶模型，为后来更多的实验事实所支持。我校的郭子建研究了ZDO473这一代表性第三代顺式铂类抗癌药物的结构特征及其与DNA的特异性空间识别作用；发现了一系列抗癌以及对转移性癌细胞有抑制作用的金属配合物，并对其作用机理进行了大量的研究。目前已初步确定铂类抗癌药物的抗癌机制可分为四个步骤：跨膜运转，水合离解，靶向迁移，作用于DNA。每一个步骤均对其最终的抗癌起着重要的作用。这四个步骤可由下图来表示：

具体分述如下：

1 跨膜运转

铂类抗癌药物进人体内后，首先碰到细胞膜的障碍。细胞膜具有脂质双层结构，而药物的透过是采用浓差扩散的方式。扩散速度正比于浓度差，而扩散能力则由药物的化学特性决定。一般来说，脂溶性好，分子体积小的药物容易穿过细胞膜。铂族抗癌药物均含有氨或胺，