分子靶向治疗药物

分子靶向治疗及其药物

1971年Suden Follman发现在鼠的角膜上种植1个肿瘤10 d后周围有血管长入，继而肿瘤迅速长大．如将这些血管无论用机械或化学方法阻断，使肿瘤得不到血液供应，肿瘤生长停顿，肿瘤即萎缩。这一现象给人们所提供了2个信息：一是肿瘤生长发展必须依赖有良好的血液供应；二是肿瘤在原本没有血管的角膜上周围出现大量新生血管，表明肿瘤必然会产生一种促使血管形成的物质，称为血管生成因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)。因而提出了“饥饿疗法”，即让肿瘤得不到血供营养而死亡，并寻找能够抑制对抗阻碍血管生长的物质，至1994年得到第1个具抑制血管生成的物质称为“Angiostatin”。

在2004年美国FDA官员Mc Clellan提出分子靶向治疗(Targeted cancer therapy)已成为结直肠癌除外科手术、放射和化疗的第四种治疗方法。分子靶向治疗的药物靶点主要包括蛋白酪氨酸激酶、芳香胺酶、拓扑异构酶、细胞周期和凋亡调节因子、法尼基转移酶(FTase)等。有许多分子靶向药物在研究，其中贝伐单抗、西妥昔单抗和帕尼单抗是得到批准应用于治疗进展性和／或转移性结直肠癌的三个药物。

一、蛋白酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase，TKI)

（一）蛋白酪氨酸激酶(Protein tyrosinase)

蛋白激酶是目前已知的最大的蛋白超家族，主要包括丝氨酸／苏氨酸激酶和酪氨酸激酶，其中的酪氨酸激酶主要与信号通路的转导有关，能催化三磷酸腺苷上的磷酸基转移到许多重要蛋白质的酪氨酸残基上，使其发生磷酸化。蛋白酪氨酸激酶在细胞内的信号转导通路中占据十分重要的地位，是细胞信号转导机制的中心，调节着细胞体内生长、分化、死亡等一系列生理、生化过程。蛋白酪氨酸激酶由于突变或重排，可引起信号转导过程障碍或出现异常，导致细胞生长、分化、代谢和生物学行为异常，引发肿瘤。

研究表明，近80％的致癌基因都含有酪氨酸激酶编码。抑制酪氨酸激酶受体可以有效控制下游信号的磷酸化，从而抑制肿瘤细胞的生长。酪氨酸激酶受体分为表皮生长因子受体(Epidermal growth factor receptor，EGFR)、血管内皮生长因子受体(Vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)、血小板源生长因子受体(Platelet derived growth factor receptor，PDGFR)等。TKI的抗肿瘤作用机制可通过以下途径实现：抑制肿瘤细胞的损伤修复、使细胞分裂阻滞在G0期、诱导和维持细胞凋亡、抗新生血管形成等。此外，TKI还可通过下调肿瘤细胞的血管内皮生长因子，抑制EGFR对肿瘤血管内皮细胞的信号传导以及EGFR和VEGFR两种信号传导通路的“交叉对话”，为临床同时抑制这两种传导通路提供合理的依据。

针对各种受体的酪氨酸激酶抑制剂目前已开发上市的主要为表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂( EGFR-TK )、血管内皮细胞生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂( VEGFR -TK )和血小板源生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(PDGFR-TK)等。基于多靶点的酪氨酸激酶抑制剂目前已成为研究重点，包括舒尼替尼和索拉芬尼在内的几个上市新药均获得了良好的临床评价结果。

多数酪氨酸激酶抑制剂通过肝酶CYP3A4代谢，与CYP3A4抑制剂(酮康唑、伊曲康唑)同用，可使伊马替尼、埃罗替尼、吉非替尼的药-时曲线下面积增加，与CYP3A4诱导剂(利福平)同用可使上述药物的药-时曲线下面积降低。

（二）以蛋白酪氨酸激酶为靶点的靶向药物

1．表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂( EGFR-TK )

1．1表皮生长因子受体(EGFR)

EGFR是一种跨膜生长因子受体，跨膜糖蛋白，由原癌基因C-erb B1编码。人EGF受体(human epidermal growth factor receptor，HER)家族由4个结构相近的受体酪氨酸激酶蛋白

成员组成，分别称ErbB-1(EGFR或Her-1)、ErbB-2(Her-2)、ErbB-3(Her-3)、ErbB-4(Her-4)，是具有配体依赖性的跨膜糖蛋白家族，均属于I型酪氨酸激酶受体基因家族。除造血干细胞外，存在于大多数细胞中，在多种肿瘤中都有过表达，如CRC（结直肠癌）、乳腺癌、胰腺癌、前列腺癌和非小细胞肺癌等，其中CRC的表达率为25％～77％。其蛋白质结构可以分为3个区域，即细胞表面的配体结合区、跨膜区和细胞内的酪氨酸激酶区。

EGFR在缺乏特异性配体时以单体形式存在，但与配体结合后发生聚合。表皮生长因子(epidermel growthfactor，EGF)和转化生长因子α(transforming growth factor α，TGFα)是EGFR 最重要的内源性配体。当这些配体与EGFR细胞外区结合后，在胞外区域形成受体同源二聚体或异源二聚体，通过跨膜区促进胞内区域二聚化，激活胞内区域酪氨酸激酶活性，通过JAK-STAT和PI3K-Akt等转导途径将信号传递到核内，从而促进细胞增殖，血管生成、转移和抑制细胞凋亡。在配体诱导下激活后，EGFR能连接很多参与信号转导瀑布反应的细胞内蛋白质，通过不同的受体类型和磷酸化结合的位点，使不同的信号蛋白被激活(图1)。这个过程使不同的细胞外信号被传导到细胞核中。EGFR的酪氨酸激酶活性代表了它的有效结构，并且是信号传导的基础，细胞能通过生长因子自体分泌方式发生自身恶变，而为了获得恶性转变，需要活性配体的存在和EGFR的高水平表达。除了促进增殖外，活化的EGFR 对肿瘤发展起重要作用的生物学反应还包括对细胞运动、细胞黏附、浸润、细胞生存和血管生成等的影响。

EGFR与恶性细胞的生长有关，激活EGFR可以促进肿瘤的生长和进展。因此，肿瘤患者预后差可能与肿瘤细胞中EGFR表达水平高于正常组织有关。大量研究报道表明：在很多肿瘤中都存在着EGFR表达或过度表达和戚基因的扩增，这些疾病包括：结直肠癌(CRC)、头颈部鳞癌、乳腺癌、卵巢癌、宫颈癌、食道癌、胰腺癌、膀胱癌、前列腺癌、非小细胞肺癌。在各种实体肿瘤中EGFR表达率最高的是头颈部肿瘤，达95％~100％。结直肠癌则为第2位，表达率高达72％~89％。如果肿瘤表达EGFR，或者合并有EGFR配体表达或其他生长因子受体的表达，则肿瘤恶性度高，侵袭性更强，而且EGFR表达水平的高低与预后相关。

从1984年起，EGFR就作为肿瘤治疗重要的靶分子被重点研究。目前用于CRC的EGFR 靶向药物主要有两类：一类是单克隆抗体(mortoclonal antibodyies，Mabs)，如西妥昔单抗（Cetuximab）、帕尼单抗（Panitumumab）等，主要作用在EGFR的胞外区，通过竞争性抑制配体与EGFR的结合，使受体失去活性；另一类则是小分子的化合物，如吉非替尼（Gefitinib）、埃罗替尼（Erlotinib）等，能进入细胞内，直接作用于EGFR的胞内区，干扰ATP结合，抑制酪氨酸激酶的活性(图2)。虽然两类药物的作用部位不同，但通过阻止配体介导的受体及下游信号通路的激活，最终产生相似的效果，即阻滞细胞在G0期、促进凋亡、抑制新生血管形成、抑制侵袭和转移，从而起到治疗作用。

小分子抑制剂与单克隆抗体相比，其优势在于分子量小，可口服给药，并且易于化学合成，生产成本比较低廉，缺点在于其半衰期只有几小时，需每天服用：而单抗药物也有其自身优势，例如对肿瘤的靶向性强、半衰期长等，单抗药物的半衰期一般达数天至数周，一般每1～4周给药1次。

1．2 EGFR靶向抑制剂

1．2．1 抗EGFR单克隆抗体

1．2．1．1西妥昔单抗(Cetuximab，C225，Erbitux，爱比妥)

西妥昔单抗是一种经过基因工程修饰过的具有人和鼠双重组件的鼠源抗体，是一种以人EGFR作为靶点的IgG1型单抗，西妥昔单抗与人EGFR胞外区特异性结合，其亲和力高于内源性配体，从而竞争性地与EGFR结合，发挥抑制EGFR的作用，抑制与受体相关的激酶的磷酸化和活化，从而抑制细胞周期进程、诱导凋亡、减少基质金属蛋白酶和血管内皮生