新的细胞毒类抗肿瘤药

提要白附子（Rhizoma Typhonii，Giant Typhoniumh Rhizome），为天南星科植物独角莲（Typhonium giganteum Engl.）的块茎。

我们对其抗肿瘤作用和机理进行了研究。

通过选择不同极性的溶液提取白附子不同组分，采用细胞生物学实验完成对提取所得各组分抑制肿瘤细胞增殖活性的筛选，确定具有抑制肿瘤作用的有效组分，再进一步分离纯化，最后筛选出具有抑制肿瘤细胞生长作用的E2Ⅰ组分。

对Ｅ２组分进行动物实验，也发现Ｅ２组分在接种Ｓ－１８０肿瘤小鼠体内具有抑制肿瘤生长的作用。

然后通过ＳＯＤ活力，过氧化氢酶活力，核糖核酸酶活力的体外实验和小鼠体内各项生化指标的变化初步阐述白附子抗肿瘤的机理。

所得　各组分通过纸层析和薄层层析初步确定所含物质的种类。

对其中一个有效纯组分通过红外、紫外、核磁等光谱初步确定样品Ｘ为丁二酸。

　前 言　一、　肿瘤药物的研究新进展　近几年来，肿瘤治疗取得了相当的进步，肿瘤患者生存时间明显延长，分子肿瘤学、分子药理学的发展使肿瘤本质正在逐步阐明；高通量药物筛选、组合化学、基因工程等先进技术的发明和应用加速了药物开发进程；抗肿瘤药物的研究与开发已进入一个崭新的时代。

当今抗肿瘤药物的发展战略有以下几点：（１）以占恶性肿瘤９０％以上的实体瘤为主攻对象；（２）从天然产物中寻找活性成分；（３）针对肿瘤发生发展的机制，寻找新的分子作用（酶、受体、基因）靶点；（４）高通量药物筛选（High-through put screening）；（５）新技术的导入和应用：组合化学、结构生物学、计算机辅助设计、基因工程、ＤＮＡ芯片、药物基因组学（功能基因组学与药理学结合）等。

　 抗肿瘤药物正从传统的细胞毒性药物，向针对机制的多环节作用的新型抗肿瘤药物发展，目前国内外关注的抗肿瘤作用的新靶点和相应的新型抗肿瘤剂或手段有：（１）以细胞信号转导分子为靶点：包括蛋白酪氨酸抑制剂、法尼基转移酶抑制剂、ＭＡＰＫ信号转导通路抑制剂、细胞周期调控剂；（２）以新生血管为靶点：新生血管生成抑制剂；（３）减少癌细胞脱落、黏附和基底膜降解：抗转移药；（４）以端粒酶为靶点：端粒酶抑制剂；（５）针对肿瘤细胞耐药性：耐药逆转剂；（６）促进恶性细胞向成熟分化：分化诱导剂；（７）特异性杀伤癌细胞：（抗体或毒素）导向治疗；（８）增强放疗和化疗的疗效：肿瘤治疗增敏剂；（９）提高或调节机体免疫功能：生物反应调节剂；（１０）针对癌基因和抑制癌基因：基因治疗—导入野生型抑癌基因、自杀基因、抗耐药基因及反义寡核苷酸、肿瘤基因工程瘤菌等。

　１．　新的细胞毒类抗肿瘤药　 目前或在相当一段时期内，传统细胞毒性药物仍将是肿瘤药物治疗的主体。

细胞毒性药物的主要缺陷是对实体瘤疗效差，不良反应大，易产生耐药性。

因此，细胞毒性药物的发展战略是：（１）针对实体瘤，改进筛选方法，提高筛选效率；（２）重视从天然产物（植物、海洋生物等）中寻找新的化学结构；（３）针对关键靶点如拓扑异构酶（TOPO）、微管系统（ｍｉｃｒｏｔｕｂｕｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ）、胸腺嘧啶脱氧核苷酸合成酶（ＴＳ）、ＤＮＡ聚合酶（ＤＮＡ　ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ）、ＤＮＡ引物酶（ＤＮＡ　ｐｒｉｍａｓｅ）等，提高选择性；（４）克服耐药性。

近１０年来，细胞毒性抗肿瘤药物的研究和开发有了明显的进展［１］，美国国家癌症研究所（ＮＣＩ）与制药公司和科研机构合作，现有一批前景良好的新化合物正在临床Ⅰ期研究阶段。

　 一些已投入临床使用或临床Ⅱ、Ⅲ期试验取得较理想效果的抗肿瘤新药有［２］。

　１．１拓扑异构酶抑制剂 真核细胞ＤＮＡ的拓扑结构由两类关键酶ＴＯＰＯⅠ和ＴＯＰＯⅡ调节，这两类酶在ＤＮＡ复制、转录、重组，以及在形成正确的染色体结构，染色体分离、浓缩中发挥重要作用。

ＴＯＰＯⅠ抑制剂主要为喜树碱类化合物，近年发展了２个新的喜树碱类药物，即拓扑特肯（ｔｏｐｏｔｅｃａｎ）［３］和依莲洛特肯（ｉｒｉｎｏｔｅｃａｎ）［４，５］，　临床上主要对卵巢癌、小细胞和非小细胞性肺癌、宫颈癌、结直肠癌、前列腺癌等疗效较好，其他ＴＯＰＯＩ抑制剂还有　９Ａ　Ｃａｍｐｔｏｔｈｅｃｉｎ，　Ｃａｍｐｏｔｏｓａｒ，　ＤＸ８９５１等。

由于ＴＯＰＯＩ与ＤＮＡ片断共价结合及非共价复合物的三维晶体结构已于最近阐明［６，７］，新ＴＯＰＯＩ抑制剂的寻找又成为热点，发展喜树碱类药物的口服制剂以提高治疗指数也显得越来越重要。

ＴＯＰＯⅡ抑制剂种类较多，　近年来临床上疗效较好的有ＤＮＡ嵌入型的阿霉素衍生物去甲柔红霉素　（ｉｄａｒｕｂｉｃｉｎ）、吡喃阿霉素　（ｐｉｒａｒｕｂｉｃｉｎ）和非ＤＮＡ嵌入型的鬼臼毒素类药物鬼臼噻吩甙　（ｔｅｎｉｐｏｓｉｄ，ＶＭ２６）等。

原有抑制剂的改造又发现了一批新的ＴＯＰＯⅡ抑制剂，如蒽环类抗生素ＭＸ２，　ＡＤ３２，　ＡＤ１９８，　ＡＤ３１２　，　吡啶并咔唑衍生物Ｓ１６０２０２［８～１０］都进入了临床研究阶段。

中国科学院上海药物研究所最近从药用植物红根草中提取到有效成分，　经修饰后得到一个全新的抗肿瘤化合物沙尔威辛（ｓａｌｖｉｃｉｎｅ）　［１１，１２］，　也是ＴＯＰＯⅡ抑制剂　，体外实验显示其对肺癌、胃癌等疗效明显，现已完成临床前研究工作。

　１．２微管蛋白活性抑制剂 研究表明，　有大量天然和合成化合物能干扰微管蛋白的功能。

它们主要是与微管作用，　抑制微管聚合，使纺锤体无法形成，　从而使细胞分裂停止在有丝分裂中期；或是促进微管聚合、抑制微管解聚而抑制细胞分裂。

微管蛋白活性抑制剂是最有效的抗肿瘤药物之一，紫杉醇类药物是近年来发现的新作用机制的细胞毒类抗肿瘤药物，　紫杉醇及其衍生物紫杉特尔　（ｄｏｃｅｔａｘｅｌ）能促使微管蛋白迅速聚集成微管，　并结合到微管上抑制微管的解聚，　从而使细胞有丝分裂中止。

临床上对卵巢癌、乳腺癌、非小细胞性肺癌、头颈部恶性肿瘤等有显著的疗效［１３～１８］。

由于紫杉醇溶解度很差，　不良反应大和耐药性的产生，　许多研究机构正在探寻新的紫杉醇衍生物［１９］，并开发缓释等新剂型。

　１．３其他 胸腺嘧啶脱氧核苷酸合成酶　（ＴＳ）把单磷酸脱氧尿嘧啶　（ｄＵＭＰ）转换成单磷酸胸腺嘧啶（ＴＭＰ），　是ＤＮＡ合成过程中的关键酶之一。

近年来发展了一系列新的ＴＳ特异性抑制剂［２０，２１］，　其中最著名的是ｄａｌｔｉｔｒｅｓｅｄ　（Ｔｏｍｕｄｅｘ）。

Ｒａｌｔｉｔｒｅｘｅｄ是水溶性的ＴＳ特异性抑制剂，　不影响ＲＮＡ合成等其他细胞内生命活动，　因而不良反应较小［２２，２３］。

临床试验中单药或与其他抗癌药　（如　５ＦＵ，ＣＰＴ１１，ｏｘａｌｉｐｌａｔｉｎ）及放射线治疗联用，对头颈部恶性肿瘤、前列腺癌、肺癌、结直肠癌、胃癌、软组织肉瘤、白血病等有较理想的疗效［２３］。

第三代铂类抗癌药物奥沙利铂　（ｏｘａｌｉｐｌａｔｉｎ）和萘达铂　（ｎｅｄａｐｌａｔｉｎ）在临床试验中取得了良好的反响。

一项国际多中心临床ＩＩＩ期试验表明奥沙利铂与　５ＦＵ联合应用，　对大肠癌的总缓解率超过５０　％［２４］。

目前，　奥沙利铂已被认为是治疗晚期大肠癌的一线药，　与ＴＯＰＯＩ和ＴＳ抑制剂的联合化疗试验正在美国、欧洲、中国等地进行中。

萘达铂的肾脏毒性较小，　临床ＩＩ期试验表明其对肺癌、头颈部恶性肿瘤、睾丸和女性生殖系统肿瘤有明显的疗效［２５］。

　２．　以细胞信号转导分子为靶点的抗肿瘤药物 细胞的活性受外部信号控制，　外部信号转导到细胞内部引起细胞内的一系列反应，　这一过程称为信号转导。

信号转导包括多种细胞内途径，　最经典的为丝裂原活化的蛋白激酶　（ＭＡＰＫ）信号转导通路，　在肿瘤生长、转移过程中起重要作用的一些生长因子及其受体都是通过ＭＡＰＫ信号转导通路起作用的。

细胞信号转导异常，　导致恶性肿瘤快速增殖、无限生长。

针对ＭＡＰＫ信号转导通路的各个环节研究ＭＡＰＫ通路特异性抑制剂，　从理论上讲可以从根本上防治恶性肿瘤，　现介绍两类研究最活跃［２６］、进展较快的细胞信号转导过程中关键酶的抑制剂。

　２　．１蛋白酪氨酸激酶　（ＰＴＫ）抑制剂 ＰＴＫ是一组酶系，　能催化ＡＴＰ上的磷酸基转移到许多重要的蛋白质的酪氨酸残基上，　使其残基磷酸化，　从而激活各种底物酶，　通过一系列反应影响细胞的生长、增殖和分化。

真核细胞的生长因子如ＥＧＦ、ＰＤＧＦ、胰岛素受体和许多癌基因的表达产物都具有ＰＴＫ活性。

多数肿瘤细胞ＰＴＫ活性异常升高，　因此ＰＴＫ是一个非常重要和有价值的抗肿瘤靶点［２７］。

目前ＰＴＫ抑制剂主要有黄酮类、肉桂酰胺类、苯乙烯类、苯和苯胺类、二底物型抑制剂、吡哆嘧啶类、吡哆并喹唑啉和联硒双吲哚类等。

来源于天然产物的有三羟异黄酮，　ｅｒｂｓｔａｔｉｎ，ｌａｖｅｎｄｕｓｔｉｎ　Ａ，　ｈｅｒｂｉｍｙｃｉｎ　Ａ等；其中，　ｅｒｂｓｔａｔｉｎ是ＰＴＫ的双底物竞争性抑制剂，　ｈｅｒｂｉｍｙｃｉｎＡ则是一种不可逆的共价抑制剂；　这种奇特的作用方式将为发展新型ＰＴＫ抑制剂提供思路。

合成的ＰＴＫ抑制剂有ｔｙｒｐｈｏｓｔｉｎ，　它是基于ｅｒｂｓｔａｔｉｎ和酪氨酸的结构设计的，　随后又发展了多种结构各异的抑制剂。

迄今为止，　已证明许多ＰＴＫ抑制剂有抗癌活性，　ＰＴＫ抑制剂与其他抗癌药物合用治疗癌症也取得了一些可喜的成果。

小分子肽类受体酪氨酸激酶　（ＲＴＫ）抑制剂的研究已取得显著的进展［２８］，　如具有ＲＴＫ活性表皮生长因子（ＥＧＦ）受体小分子肽类抑制剂ＰＤ１５８７８０，　ＰＤ１６９５４０，　ＣＬ３８７７３５，　ＺＤ１８３９，　ＣＰ３５８７４４，　ＣＧＰ５９３２６，　ＣＧＰ５９３２６Ａ等在体内外试验中显示出很强的抗肿瘤活性，已准备进入临床试验；具有ＲＴＫ活性的血小板源性生长因子　（ＰＤＧＦ）受体小分子肽类抑制剂ＰＤ１６６２８５可明显延长荷瘤裸鼠的生存时间；ＳＵ１０１已进入ＩＩＩ期临床试验，且因其能增加细胞毒类抗肿瘤药物ＢＣＮＵ的作用，正在准备将两药合用进行ＩＩ期临床试验。

　２　．２法尼基转移酶　（ＦＴａｓｅ）抑制剂 Ｒａｓ癌变基因的表达产物Ｒａｓ蛋白存在于多数肿瘤之中，　Ｒａｓ蛋白是一种三磷酸鸟苷　（ＧＴＰ）的结合蛋白，　调控细胞有丝分裂。

Ｒａｓ蛋白在细胞增殖和恶性转化方面起重要作用，　其最终须与胞浆膜结合才能发挥生物学效应，　从胞浆到胞膜需要Ｒａｓ蛋白的翻译后修饰，　即从半胱氨酸残基法尼基化开始，　法尼基化后，　３个Ｃ末端的氨基酸残基被蛋白酶水解；法尼基基团的结合使分子容易插入到胞膜中，　这是Ｒａｓ成熟必须的第一步。

ＦＴａｓｅ是近年来发现的与Ｒａｓ蛋白异戊二烯化修饰密切相关的一种必需酶，　抑制ＦＴａｓｅ活性，　阻止Ｒａｓ蛋白法尼基化，　可以有效地抑制肿瘤细胞的增殖［２９］。

正在进行临床前和临床研究的ＦＴａｓｅ抑制剂（ＦＴ１ｓ）可分为：①法尼基二磷酸（ＦＰＰ）竞争性ＦＴａｓｅ抑制剂（ＦＰＰｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅ　ＦＴＴＩｓ）：　ＦＰＰ是ＦＴａｓｅ作用底物之一，　被ＦＴａｓｅ的α亚基所识别，　法尼基转移到受体肽上需与Ｍｇ２＋配位；这一机制为设计ＦＴＩｓ提供了思路。