烯二炔類(lèi)抗腫瘤抗生素的研究進(jìn)展

錢(qián)璟

烯二炔類(lèi)抗腫瘤抗生素的研究進(jìn)展

錢(qián)璟

烯二炔類(lèi)抗生素是一種有著全新結(jié)構(gòu)的高效抗腫瘤抗生素，本文對(duì)其抗腫瘤活性、作用機(jī)制、代表性藥物力達(dá)霉素以及免疫偶聯(lián)物的研發(fā)等方面的研究近況進(jìn)行了闡述。

烯二炔類(lèi);抗生素;抗腫瘤

烯二炔類(lèi)抗腫瘤抗生素分子結(jié)構(gòu)特殊，作用機(jī)制新穎，被認(rèn)為是迄今為止抗腫瘤活性最強(qiáng)的一類(lèi)抗生素。目前已發(fā)現(xiàn)的烯二炔類(lèi)抗生素有Calicheamicins、新制癌菌素(Neocarzinostatin)、Dynemicins、Esperamicins、Kedarcin 和力達(dá)霉素等。

1 烯二炔類(lèi)抗腫瘤抗生素的臨床應(yīng)用和作用機(jī)制

烯二炔類(lèi)抗生素的抗腫瘤療效顯著，其中新制癌菌素對(duì)胃癌、白血病和胰腺癌有較好的治療效果，已經(jīng)在臨床使用;Calicheamicin的單克隆抗體偶聯(lián)物Mylotarg對(duì)復(fù)發(fā)性急性髓細(xì)胞性白血病治療效果極佳，已于2000年經(jīng)美國(guó)FDA獲準(zhǔn)上市;力達(dá)霉素是我國(guó)自主研發(fā)的具有強(qiáng)烈活性的烯二炔類(lèi)抗腫瘤抗生素，目前也已進(jìn)入臨床試驗(yàn)研究。烯二炔類(lèi)抗腫瘤抗生素對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用迅速，并且活性比一般的抗腫瘤藥物強(qiáng)得多。除了新制癌菌素外，烯二炔類(lèi)抗生素對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用濃度一般在pg/ml水平［1］。

烯二炔類(lèi)抗生素的作用機(jī)制新穎，它自身并不直接導(dǎo)致DNA的斷裂，而是需要經(jīng)過(guò)激活后使其轉(zhuǎn)變成活性游離基中間體，再使DNA脫氧核糖脫氫從而引起DNA鏈的斷裂。烯二炔類(lèi)抗生素與DNA的作用分三步進(jìn)行:①藥物與DNA結(jié)合。②藥物激活為活性中間體。③誘導(dǎo)DNA鏈脫氫斷裂。烯二炔類(lèi)抗生素特異性地與DNA的小溝結(jié)合，對(duì)結(jié)合位點(diǎn)有一定選擇性，如新制癌菌素主要與富含T和A堿基的雙鏈DNA相結(jié)合，而Calicheamicin則主要結(jié)合于TCCT位點(diǎn)。

2 力達(dá)霉素

力達(dá)霉素(LDM)是中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)藥生物技術(shù)研究所研發(fā)的，其抗腫瘤活性非常強(qiáng)，經(jīng)IC50(半數(shù)抑制濃度)比較發(fā)現(xiàn)，LDM比阿霉素(ADR)和絲裂霉素(MMC)等常用抗腫瘤抗生素活性強(qiáng)10000倍以上。LDM對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用起效很快，檢測(cè)放射性核素標(biāo)記胸苷的摻入結(jié)果表明，使用LDM后3～5min便對(duì)腫瘤細(xì)胞出現(xiàn)抑制作用，而濃度高10000倍的ADR和MMC卻需要30～60min。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，LDM對(duì)多藥抗藥性(MDR)癌細(xì)胞也保持較強(qiáng)烈的抑制作用，表明MDR癌細(xì)胞對(duì)LDM并無(wú)抗藥性。體內(nèi)研究顯示，LDM對(duì)小鼠體內(nèi)的實(shí)體瘤和白血病均有顯著治療效果。目前，LDM在國(guó)內(nèi)已進(jìn)入Ⅱ期臨床研究［2］。

研究顯示，LDM具有DNA損傷作用和細(xì)胞周期阻滯作用，能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡和裂亡，并且出現(xiàn)衰老樣表型，與其它烯二炔類(lèi)抗腫瘤抗生素相比，LDM還能夠抑制腫瘤血管形成，能夠通過(guò)影響 K-ras、Akt、NF-κB 以及 MAPKs等信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞凋亡。

最近研究發(fā)現(xiàn)，LDM與許多藥物合用有顯著協(xié)同作用。在體外將順鉑與低濃度LDM合用后，腫瘤細(xì)胞凋亡現(xiàn)象更為明顯，提示LDM對(duì)順鉑的增效作用可能歸功于其促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用;將LDM與吉西他濱合用能顯著抑制胰腺癌細(xì)胞PANC-1的增殖［3］;將LDM與gefitinib合用也能顯著抑制肺癌細(xì)胞H460和表皮樣癌A431細(xì)胞的增殖［4］。

3 烯二炔類(lèi)免疫偶聯(lián)物［5］

近年來(lái)，單抗藥物的研發(fā)取得重大進(jìn)展，熱點(diǎn)在利用高效“彈頭”藥物制備單抗偶聯(lián)物。烯二炔類(lèi)抗生素對(duì)腫瘤細(xì)胞強(qiáng)大的殺傷作用使其當(dāng)之無(wú)愧成為高效“彈頭”藥物的首選。

Mylotarg就是一種由烯二炔類(lèi)抗生素制備的免疫偶聯(lián)物，它是將calicheamicin與抗CD33分子的單抗連接制成，是第一個(gè)獲批準(zhǔn)上市的抗腫瘤藥物的單抗偶聯(lián)物［6］。

將 N-乙 酰-calicheamicin-二 甲 基 酰 肼 (N-acetyl-γ-calicheamicin dimethyl hydrazide，CalichDMH)通過(guò)4-(4-乙酰苯氧)丁酸(AcBut)與人源化抗CD22抗體G544共價(jià)連接后，得到了抗腫瘤抗生素 inotuzumab ozogamicin(CMC-544)［7］。經(jīng)裸鼠試驗(yàn)研究表明，CMC-544對(duì)B細(xì)胞淋巴瘤(B-cell lymphoma，BCL)有明顯的抑制作用。其機(jī)制可能是CMC-544使細(xì)胞阻斷在G2/M期，引發(fā)細(xì)胞凋亡導(dǎo)致?，F(xiàn)在CMC-544已進(jìn)入治療BCL的Ⅰ期臨床試驗(yàn)階段。進(jìn)一步的體外研究發(fā)現(xiàn)［8］，CMC-544和利妥昔單抗分別單獨(dú)使用對(duì)小鼠移植性BCL的生長(zhǎng)有一定的抑制作用，即CMC-544給藥組和利妥西單抗給藥組小鼠在第125d時(shí)的存活率分別為60%和20%，而二者聯(lián)用給藥組小鼠的存活率為90%，說(shuō)明二者聯(lián)用則使腫瘤抑制作用相加。

房虹等人［9］采用DNA重組技術(shù)，利用大腸桿菌表達(dá)體系，制備了抗CD20單鏈抗體與力達(dá)霉素輔基蛋白LDP的基因工程融合蛋白scFv-LDP。將其與LDM的活性發(fā)色團(tuán)AE進(jìn)行分子組裝，得到強(qiáng)化融合蛋白scFv-LDP-AE。研究結(jié)果表明，和LDM一樣，scFv-LDP-AE在體外對(duì)腫瘤細(xì)胞有強(qiáng)烈的殺傷作用，體內(nèi)能夠顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)，抑瘤率顯著高于游離LDM。暗示強(qiáng)化融合蛋白scFv-LDP-AE有發(fā)展成抗腫瘤抗體靶向藥物的潛能。

各種體內(nèi)外研究表明，免疫偶聯(lián)物應(yīng)用于腫瘤治療具有很好的發(fā)展?jié)摿?。但卻也存在著一定的問(wèn)題，例如抗體對(duì)正常組織存在非特異性結(jié)合、人體對(duì)異源性抗體會(huì)發(fā)生排斥、腫瘤抗原異質(zhì)性表達(dá)、抗體在腫瘤內(nèi)部的穿透性比較差等。除此以外，偶聯(lián)物在轉(zhuǎn)運(yùn)分布過(guò)程中還會(huì)受到許多因素的影響，主要包括偶聯(lián)物的大小、其與腫瘤細(xì)胞結(jié)合的緊密度、腫瘤局部血流量以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)對(duì)偶聯(lián)物的攝取等［10］。針對(duì)解決以上問(wèn)題的工作已成為研究單抗靶向藥物的主要趨勢(shì)［11］。

盡管烯二炔類(lèi)抗生素可以算是迄今為止活性最強(qiáng)的抗腫瘤抗生素，但其依舊存在耐藥性的問(wèn)題，并且到目前為止其耐藥機(jī)制還沒(méi)有完全闡明，這給抗耐藥性的研究工作增加了一定難度。有觀點(diǎn)稱(chēng)，烯二炔類(lèi)抗腫瘤抗生素的耐藥性可能是經(jīng)由某種自我犧牲的模式產(chǎn)生:一部分致病菌或腫瘤細(xì)胞采取犧牲自身蛋白的方式來(lái)抵消藥物的生物活性，使剩余病菌或腫瘤細(xì)胞能夠免受藥物的殺傷作用［12］。對(duì)烯二炔類(lèi)抗腫瘤抗生素的研究還在不斷深入進(jìn)行，有關(guān)其構(gòu)效關(guān)系、化學(xué)合成、前藥研究、單克隆抗體制備、基因克隆等方面的了解也在不斷積累，而且隨著其作用新靶點(diǎn)的陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，可預(yù)期此類(lèi)抗腫瘤藥物會(huì)得到進(jìn)一步的研制開(kāi)發(fā)［13］。

［1］顧覺(jué)奮，袁瑞瑛.烯二炔類(lèi)抗生素的研究新進(jìn)展.藥學(xué)進(jìn)展，2005，29(10):433-439.

［2］陳淑珍，甄永蘇，邵榮光.力達(dá)霉素抗腫瘤作用及其分子機(jī)制研究新進(jìn)展.中國(guó)抗生素雜志，2010，35(6):401-407.

［3］Chen J，Ouyang ZG，Zhang SH，et al.Down-regulation of the nuclear factor-kappaB by lidamycin in association with inducing apoptosis in human pancreatic cancer cells and inhibiting xenograft growth.Oncol Rep，2007，17(6):1445-1451.

［4］Liu H，Li L，Li X Q，et al.Enediyne lidamycin enhances the effect of epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor，gefitinib，in epidermoid carcinoma A431cells and lung carcinoma H460cells.Anticancer Drugs，2009，20(1):41-49.

［5］陸彬.藥物新劑型與新技術(shù).第2版，北京:人民衛(wèi)生出版社，2005:158.

［6］張迎春，艾木拉古麗·阿布拉，楊秀萍.烯二炔類(lèi)高效抗腫瘤抗生素Calicheamicin的研究進(jìn)展.World Notes on Antibiotics，2008，29(1):20-23.

［7］Di J F，Goad M E，Dougher M M，et al.Potent and specific antitumor efficacy of CMC-544，a CD22-target edimmu-noconjugate of calicheamicin，against systemically diss minated B cell lymphoma.Clin Cancer Res，2004，10(24):8620.

［8］DiJoseph J F，Dougher M M，Kalyandrug L B，et al.Antitumor efficacy of a combination of CMC-544(inotuzumab ozogamicin)，a CD22-targeted cytotoxic immunoconjugate of calicheamicin，andrituximab against non-Hodgkin B-cell lymphoma.Clin Cancer Res，2006，12(1):242.

［9］房虹，苗慶芳，張勝華，等.抗CD20單鏈抗體與力達(dá)霉素強(qiáng)化融合蛋白的制備及其抗腫瘤活性.中國(guó)科學(xué)，2011，41(1):22-29.

［10］劉霆，陳玉祥.抗腫瘤單克隆抗體靶向藥物的研究進(jìn)展.國(guó)外醫(yī)學(xué)生理、病理科學(xué)與臨床分冊(cè)，2003，23(3):254-257.

［11］龔前飛，任靜，張亦斌，等.抗生素新劑型新技術(shù)研究進(jìn)展.中國(guó)抗生素雜志，2011，36(5):339-345.

［12］Biggins J B，Onwueme K C.Resistance to enediyne antitumor antibiotics by CalC self-sacrifice.Science，2003，301(5639):1537-1541.

［13］楊鳴琦，張福良，路宏朝.抗腫瘤抗生素研究進(jìn)展.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，33(12):27-33.

Research advances of Enediyne antitumor antibiotics

QIAN Jing.Zhejiang Institute for Food and Drug Control，Hangzhou 310004，China

Enediyne antibiotics are efficient antitumor drugs with new structures.This article introduces the current advances of Enediyne antibiotics in antitumor activity，mechanism of action，LDM，as well as the development of the immunoconjugate.

enediyne;antibiotics;antitumor

310004浙江省食品藥品檢驗(yàn)所