分子靶点和分子靶向抗肿瘤药研究进展

・专家笔谈・
分子靶点和分子靶向抗肿瘤药研究进展
方家椿△
(北京大学临床肿瘤学院,北京肿瘤医院,北京市肿瘤防治研究所Ⅰ期临床研究室,北京　100036)
[关键词]抗肿瘤药;肿瘤治疗方案;系统生物学
[中图分类号]R730.53 [文献标识码]A [文章编号]16712167X (2006)0620575204
抗肿瘤药物研究是肿瘤防治研究最活跃的领域之一。

自上个世纪40年代以来,临床使用过的抗肿瘤药已近六百种,其中西药三百多种,中药二百多种。

目前临床常用的抗肿瘤药有七十种左右,已进入临床试验的抗肿瘤新药有四百多种。

抗肿瘤药物的数量虽多,但理想的药物数量却很少。

为了寻找疗效好、毒副作用小的抗肿瘤药,研究人员一直在不懈地努力。

1　分子靶点治疗(molecular target 2based therapy )和分子靶向治疗(molecular target 2directed therapy )成为抗肿瘤药物研发的主要方向
长期以来,为了克服细胞毒类抗肿瘤药选择性差,毒性大的弊端,研究人员一直在努力寻找能特异识别并杀伤肿瘤细胞的药物。

随着肿瘤细胞分子生物学的迅速发展,针对肿瘤发生、发展机制的分子靶点治疗药和将细胞毒性物质或非毒性前体药靶向导入肿瘤组织的分子靶向治疗药成为研究的热点,近十多年来,先后有一大批此类抗肿瘤新药上市。

1.1　以微管为靶点的抗肿瘤药
长春瑞滨(Navelbine,NVB ,诺维本),1989年首先在法国上市,其抑制微管蛋白聚集,是目前单药治疗非小细胞肺癌(NSCLC )最有效的药物之一。

紫杉醇(Taxol ),1992年上市,抑制微管解聚,其半合成衍生物多西紫杉醇(Docetaxel,泰索帝),1995年上市,用于治疗卵巢癌、乳腺癌、非小细胞性肺癌、头颈部恶性肿瘤等。

1.2　以DNA 合成为靶点的抗肿瘤药
拓扑异构酶抑制剂:依立替康(Irinotecan,CPT 211),1994年上市;拓扑替康(T opotecan,TPT ),1996年上市。

DNA 聚合酶抑制剂:吉西他滨(双氟去氧胞苷,健择),1995年上市,对多种实体瘤有良好治疗作用。

1.3　以细胞蛋白质降解通路为靶点的抗肿瘤药
蛋白酶体抑制剂Bortez om ib (Velcade ,PS 2341),2003年上市,用于治疗复发性和难治性多发性骨髓瘤。

1.4　以细胞信号转导分子为靶点的抗肿瘤药
1.4.1　BCR 2ABL 酪氨酸激酶抑制剂　Gleevec (甲磺酸伊马替尼,STI 2571,中文商品名:格列卫),2001年上市,苯胺嘧啶衍生物,这是一个具有“里程碑”意义的分子靶点抗肿瘤药,能特异性地与费城染色体(Ph chr o 2mos o me )bcr 2abl 融合基因产物的三磷酸腺苷(ATP )位点结合,对慢性粒细胞性白血病(C ML,Ph +)近期疗效很好,可使98%的C ML 患者获得血液学缓解,但因其不能清除C ML 肿瘤干细胞,因此停止治疗后肿瘤常常复发;另外,本药对急性淋巴细胞性白血病(ALL,Ph +)和胃肠道恶性基质细胞瘤(GI ST )也有较好的疗效。

1.4.2　表皮生长因子受体酪氨酸激酶(EGFR 2TK )抑制剂　Iressa (吉非替尼,Gefitinib,Z D1839),2003年上市,苯胺唑啉化合物,作为二、三线药物治疗局部晚期或转移性NSCLC,对延长患者生存期作用不显著,且
△Corres ponding author ’s e 2mail,fjiachun@vi p.sina .com
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副作用大;此药还对乳腺癌、前列腺癌及头颈部肿瘤等有效。

Tarceva (埃罗替尼,Erl otinib ),2004年上市,小分子EGFR 2TK 抑制剂,单药治疗NSCLC 可使患者平均生存期延长2个月左右;此外,可用于治疗胰腺癌、原发性胶质瘤和脑部肿瘤。

Cetuxi m ab (Erbitux,西妥昔单抗),2004年上市,EGFR 单克隆抗体(单抗),单药治疗结肠癌有效率10%,对延长患者生存期无效;与依立替康联合应用治疗转移性结肠癌或直肠癌可提高疗效;另可联合多西紫杉醇治疗NSCLC 。

1.4.3　生长因子受体2(HER2)抑制剂　赫赛汀(Hercep tin,trastuzu mab ),1998年上市,针对HER 22/neu 原癌基因产物的人源化单克隆抗体,治疗HER 22/neu 高表达的转移性乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌、肺癌等。

1.4.4　针对分化簇CD 20和CD 52的单克隆抗体　美罗华(利妥昔单抗,rituxi m ab ),1997年上市,针对CD 20的人鼠嵌合单抗,治疗低度恶性CD 20阳性B 细胞非霍奇金淋巴瘤;Ca mpath (ale m tuzumab ),CD 52单抗,治疗烷化剂和氟达拉宾无效的B 淋巴细胞白血病。

1.4.5　同位素标记的分子靶向治疗药　90Y 2ibritu momab tiuxetan (Zevalin ),2002年上市,治疗美罗华耐药
的CD 20阳性非霍奇金淋巴瘤。

131碘2t ositumomab (bexar ),2003年上市,抗CD 20的鼠单抗,治疗复发或难治的
滤泡性(或低度恶性)非霍奇金淋巴瘤。

131碘2美妥昔单抗(第四军医大学研制),2005年上市,治疗原发性肝
癌,中晚期肝癌患者两年生存率为42%。

1.5　以肿瘤新生血管为靶点的抗肿瘤药
参一胶囊,2003年上市,吉林亚泰制药股份有限公司研制的人参皂甙单体Rg3,作用于碱性成纤维细胞生长因子(bFGF ),抑制血管形成。

Avastin (Bevacizumab,贝伐单抗),2004年上市,人源化血管内皮生长因子(VEGF )单克隆抗体,治疗转移性结肠癌或直肠癌,与伊立替康、52氟尿嘧啶(52Fu )和亚叶酸联合应用可延长中位生存期。

rh 2Endostatin (YH 216,商品名:恩度),2006年7月上市,山东烟台麦得津公司研制,可抑制内皮细胞增殖和迁移。

1.6　基因治疗药
r Ad 2p53(商品名:今又生),2004年上市,深圳市赛百诺基因技术有限公司研制,是将野生型p53基因插入缺陷型腺病毒构建而成,此药与放、化疗有协同作用,用于治疗头颈部肿瘤等。

rh 25型腺病毒(商品名:安柯瑞),2005年上市,上海三维生物技术有限公司研制,利用肿瘤细胞内p53基因及其通路的变异,识别肿瘤细胞并将其杀伤;与化疗药联合应用治疗晚期鼻咽癌。

2　正在研究中的分子靶点和分子靶向抗肿瘤药
2.1　肿瘤新生血管生成(tu mor angi ogenesis,T A )抑制剂
至今,已报道了三百多个内源性的、天然的或合成的血管生成抑制剂,其中有三十余种T A 抑制剂正在进入Ⅰ～Ⅲ期临床试验。

2.1.1　直接抑制血管内皮细胞的药物　CA4P (Comp retastatin ),诱导增殖的内皮细胞凋亡,临床Ⅲ期;T NP470(AG M 21470),抑制内皮细胞增殖,临床Ⅰ/Ⅱ期;Squala m ine (角鲨胺),抑制H /Na 交换,临床Ⅱ期;Angi ostatin,抑制内皮细胞增殖和迁移,临床Ⅱ期。

2.1.2　抑制血管生长因子活性的药物　Zacti m a (Z D6474),血管内皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂,2006年2月获美国食品药品管理局(F DA )“罕用药”资格,治疗甲状腺癌;S U 25416,阻滞VEGF 受体信号,临床Ⅱ/Ⅲ期;S U 26668,阻滞VEGF,FGF 和EGF 受体信号,临床Ⅰ期;PTK787/ZK22584,阻滞VEGF 受体信号,临
床Ⅰ/Ⅱ期;干扰素α(I F N 2α),抑制bFGF 和VEGF 产生,临床Ⅱ/Ⅲ期;Angi ozy me,能与高亲和力的血管内
皮生长因子受体结合,抑制血管生长,临床Ⅱ期。

2.1.3　抑制内皮细胞特异性整合素/生存信号的药物　Thalidom ide,抑制整合素表达,临床Ⅱ期;V itaxin /抗
整合素αV β3人源化单抗,临床Ⅱ期;E MD121974,αV β3小分子拮抗剂,临床Ⅲ期。

2.1.4　其他　羧基氨咪唑(CA I ),抑制钙内流,临床Ⅲ期;血小板因子4(PF4),抑制内皮细胞增殖,临床Ⅱ
期;I M 862,临床Ⅱ/Ⅲ期;白细胞介素12(I L 212),上调I F N 2γ,I P10,临床Ⅰ/Ⅱ期;DS 24152,临床II 期;Z D 2
0101,C M 2101,临床Ⅱ期;AE 2941,临床Ⅱ期。

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2.2　抗肿瘤侵袭和转移的药物(间质金属蛋白酶抑制剂)
Neovastat (AE 2941,鲨癌灵),临床Ⅲ期;Mari m astat,临床Ⅱ/Ⅲ期;AG3340,临床Ⅲ期;CGS27023A ,临床Ⅰ/Ⅱ期;COL 23,临床Ⅰ期;BMS 2275291,临床Ⅰ期。

2.3　以细胞信号转导分子为靶点的抗肿瘤药,多数在临床前研究阶段
2.3.1　蛋白酪氨酸激酶(p r otein tyr osine kinase,PTK )抑制剂　吡咯并嘧啶类、吡啶并嘧啶类、苯胺类、苯乙烯类、黄酮类、肉桂酰胺类等。

2.3.2　小分子肽类受体酪氨酸激酶(RTK )抑制剂　(1)EGFR 酪氨酸激酶抑制剂:吡咯并嘧啶类化合物PKI 266(CGP59326,临床Ⅰ期)、吡啶并嘧啶类化合物(P D158780和P D165557)、EGFR 不可逆性抑制剂(C I 21033即P D2183805和EK B 2569,临床Ⅰ期);Lapatinib (已提交上市申请);(2)VEGFR 酪氨酸激酶抑制剂:S U 25416和S U 26668(临床Ⅱ/Ⅲ期);(3)P DGFR 酪氨酸激酶抑制剂:S U 2101(临床Ⅲ期)。

2.3.3　法尼基转移酶(farnesyltransferase,FTase )抑制剂(FTIs )　抑制Ras 蛋白移位,包括:法尼基二磷酸竞争性FTIs 和CAAX 四肽FTIs 共十多个化合物,其中R115777(Zarnestra )进入临床Ⅱ期,Sch 266336进入临床Ⅰ期,其余仍在临床前研究阶段。

2.4　以细胞周期分子为靶点的抗肿瘤药
现已发现十几种小分子细胞周期依赖性激酶(CDK )抑制剂,进入临床研究的有Flavop iridol (临床Ⅱ期)和UCN 201星型孢菌素的72羟基类似物(临床Ⅰ期)。

2.5　端粒酶抑制剂
端粒酶抑制剂的分子生物学基础研究工作较多,对其抗肿瘤应用前景也普遍看好,但至今还没有成功的药物。

端粒酶抑制剂的应用存在以下问题:(1)人造血干细胞、生殖细胞和一些淋巴细胞中有端粒酶活性,以端粒酶为靶点的治疗可能会对这些正常细胞造成损害,甚至有引起继发肿瘤的可能性;(2)有部分癌细胞中不表达端粒酶活性,其端粒长度的维持通过非端粒酶依赖机制来实现;(3)端粒酶抑制剂的应用可能激活非端粒酶依赖的端粒延长途径,从而使端粒酶抑制剂不起作用。

2.6　肿瘤耐药逆转剂(resistance reversal agent,RRA )
2.6.1　作用于p 2糖蛋白(per meability glycop r otein,P 2g p )的逆转剂　(1)钙通道阻滞剂:主要有Verapam il 及其衍生物;(2)钙调蛋白拮抗剂:Chl or p r omazine 等吩噻嗪类衍生物;(3)环孢菌素类:环孢菌素A 及其衍生物vals odar (PSC833)和S DZ2802466等;(4)喹啉类:Quinidine 等;(5)抗雌激素类化合物:Ta moxifen 等。

2.6.2　其他耐药逆转剂　反义核酸与核酶、细胞因子肿瘤坏死因子α(T NF 2α)、谷胱甘肽抑制剂(丁硫氨酸
亚砜胺,BS O )、蛋白药物交联剂等。

目前还没有有效的耐药逆转剂。

试用于临床的耐药逆转剂主要有:潘生丁、三苯氧氨或法乐通。

2.7　反义寡核苷酸(antisense oligodeoxyribonucleotide,AS 2ODN )
AS 2ODN 可特异性抑制基因表达,其作用的靶点有:癌基因、蛋白激酶、细胞因子及其受体、细胞凋亡相关基因等。

迄今为止已有十几种AS 2ODN 试用于临床。

2.8　靶向酶2前药治疗系统
靶向酶–前药治疗系统能将无毒性的前体药靶向导入肿瘤组织,在肿瘤细胞内转化成细胞毒药物。

其导向治疗系统有:(1)病毒导向酶2前药治疗系统(virus 2directed enzy me 2p r odrug therapy,VDEPT ):单纯疱疹病毒的胸苷激酶/丙氧鸟苷(HS V 2tk /GCV )系统、水痘带状疱疹病毒的胸苷激酶/62甲氧嘌呤阿糖核苷(VZ V 2TK/ara M )系统、胞嘧啶脱氨酶/52氟胞嘧啶(CD /52FC )系统等;(2)抗体导向酶–前药治疗系统(anti 2body 2directed enzy me 2p r odrug therapy,ADEPT ):酰氨酶类系统、糖苷酶类系统、胞嘧啶脱氧酶系统、硝基还原酶系统等;(3)基因激活前药治疗系统(genetic p r odrug activati on therapy,GP AT ):其原理是将肿瘤特异性转录调控子(如:Muc 21基因启动子)置于酶基因上游,启动药物代谢酶选择性表达,将进入肿瘤细胞的前药活化为细胞毒性药物,此法目前已用于乳腺癌和直肠癌的治疗,迄今约有20个GP AT 临床试验正在进行中。

2.9　基因治疗药
基因治疗的主要方法:(1)基因置换或补充;(2)反义寡核苷酸下调癌基因表达;(3)RNA 干扰(RNA i,・
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转录后水平的基因沉默);(4)细胞因子基因导入效应细胞;(5)树突状细胞(DC )转导肿瘤特异性抗原基因和/或细胞因子基因;(6)基因2病毒治疗(肿瘤增殖病毒携带抗癌基因);(7)药物敏感基因疗法和多药耐药基因疗法;(8)肿瘤基因工程疫苗[细胞因子基因,主要组织相容性复合体(MHC )基因或共刺激分子基因导入肿瘤细胞]。

为了克服单基因治疗局部浓度不高,作用时间不长的缺点,采用联合基因治疗肿瘤,方法有:(1)自杀基因的联合治疗(CD /52FC +(HS V 2tk )/GCV );(2)免疫因子基因治疗的联合应用[I L 22+粒细胞2
巨噬细胞集落刺激因子(G M 2CSF ),I L 22+I F N 2γ联合转染M Φ,I L 22+I L 212,I L 212+T NF,B721+I L 212+G M 2
CSF 等];(3)肿瘤生长抑制基因联合(p53+p16等);(4)自杀基因和细胞因子基因联合(CD +G M 2CSF,CD /
52F U +I L 212,HS V 2tk +I L 22,I F N 2γ,T NF 2β,G M 2CSF 等);(5)肿瘤抑制基因和免疫因子基因联合(p21+
MHC 21等)。

迄今全球在基因治疗领域已有近百家专业化公司,治疗肿瘤的方案有720个。

已进入临床试验的还有:HS V 2tks/病毒包装细胞(VPC )+手术,治疗恶性脑胶质瘤;I L 22基因疫苗,治疗胃癌;基因修饰的腺病毒ON 2YX 2015治疗头颈部肿瘤等。

基因治疗目前尚存在一些问题,如基因转导的靶向问题、转入基因的持续表达问题及载体的抗原性和安全问题均还没有很好解决。

除了以上已进入临床试验的抗肿瘤药,还有大量的分子靶点化合物处在临床前研究阶段,包括各种肿瘤细胞凋亡促进剂、分化诱导剂、细胞周期调控剂、放化疗增敏剂、生物反应调节剂等。

3　抗肿瘤药物研究存在的问题及对策
抗肿瘤药物研究主要存在以下问题:(1)根据分子生物学的理论和抗肿瘤药临床前的实验结果对疗效的预测与临床实际疗效的差距较大,主要因为我们对恶性肿瘤的认识远远不够,因此与抗肿瘤药物治疗相关的理论还很不完善,此外,临床前评价抗肿瘤药效的方法学还需要改进;(2)单因素和单靶点的药物研发策略难以满足防治恶性肿瘤的需求;(3)肿瘤的异质性以及患者个体药物代谢酶、受体、转运蛋白及其他药物作用靶点的基因多态性引起药物效应与毒性出现个体差异。

针对以上问题,目前多靶点抗肿瘤药的研发正在成为一个新的热点。

2006年美国F DA 批准了几个多
靶点抗肿瘤新药:Sorafenib (Nexavar ),针对RAF 、MEK 、ERK 、VEGFR 22/P DGFR 2
β,获准用于治疗晚期肾癌、肝癌;Vandetanib (Z D6474,Zacti m a ),针对VEGFR 22和EGFR 酪氨酸激酶,获准用于治疗甲状腺髓样癌、NSCLC 等;Sunitinib (Sutent,S U11248),针对EGFR 酪氨酸激酶、VEGFR 和P DGFR,获准用于治疗胃肠间质瘤(GI ST )和晚期肾癌;A li m ta (Pe metrexed ),针对胸苷酸合成酶、二氢叶酸还原酶、甘氨酰胺核苷酸甲酰基转移酶,获准与顺铂联用治疗恶性胸膜间皮瘤和NSCLC 。

这些“多靶点”抗肿瘤新药由于增加的靶点十分有限,因此疗效的提高并不理想。

由此看来,“分子靶点抗肿瘤药”并不一定比细胞毒类抗肿瘤药更加有效。

笔者认为,“系统生物学”的研究方法将是未来抗肿瘤药物研发取得成功的必由之路。

系统生物学是在细胞、组织、器官和生物体整体水平研究结构和功能各异的各种分子及其相互作用,并通过计算生物学来定量描述和预测生物功能表型和行为。

系统生物学的主要技术平台为基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、相互作用组学和表型组学等。

表型组学的细胞芯片和代谢组学的生物指纹将广泛用于新药的发现和开发,使新药的发现过程由高通量逐步发展为高内涵。

系统生物学的方法可预测药物的作用机制以及患者对药物的反应,包括毒副作用和疗效,使个体化医疗成为可能。

目前国外已有六大制药企业组成了以系统生物学技术为基础的新药研发系统的联合体,可以预测,随着系统生物学研究的不断深入,抗肿瘤药的研究有望出现突破性进展。

(2006209226收稿)
(本文编辑:赵　波)
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