過氧化物酶體增殖物激活受體激動劑類藥物的致癌性和致癌機制研究進展

邢立國，吳英良

（1．沈陽化工研究院安全評價中心國家沈陽新藥安全評價研究中心，遼寧沈陽 110021；2．沈陽藥科大學(xué)生命科學(xué)與生物制藥學(xué)院，遼寧沈陽 110016）

過氧化物酶體增殖物激活受體激動劑類藥物的致癌性和致癌機制研究進展

邢立國1，2，吳英良2

（1．沈陽化工研究院安全評價中心國家沈陽新藥安全評價研究中心，遼寧沈陽 110021；2．沈陽藥科大學(xué)生命科學(xué)與生物制藥學(xué)院，遼寧沈陽 110016）

過氧化物酶體增殖物激活受體（PPAR）是一類由配體激活的核轉(zhuǎn)錄因子，參與糖類和脂類代謝、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞生長和分化等過程，以其為靶點的降脂類及抗糖尿病藥物已經(jīng)被開發(fā)。PPAR激動劑對動物有致癌性，如一些貝特類PPARα激動劑、噻唑烷二酮類PPARγ激動劑、開發(fā)的PPARα／γ雙重激動劑和PPARδ激動劑均可使實驗動物發(fā)生腫瘤。PPARα激動劑的致癌機制同PPARα受體有關(guān)，激活受體調(diào)節(jié)代謝產(chǎn)生脂類異常，也引起過氧化物酶體氧化酶活性增加，產(chǎn)生活性氧導(dǎo)致DNA的損傷?？莘窦?xì)胞通過NADPH氧化酶產(chǎn)生活性氧促進肝細(xì)胞增殖，抑制凋亡。PPARγ激動劑的致癌性與結(jié)石形成有關(guān)。PPAR激動劑是否對人具有致癌性尚未證實，臨床應(yīng)用仍有致癌風(fēng)險。本文主要綜述PPAR激動劑致癌性和致癌機制研究進展，希望對該類藥物的開發(fā)有所幫助。

過氧化物酶體增殖物激活受體激動劑；毒性作用；致癌物

DO l：10．3867／j．issn．1000-3002．2014．03．025

過氧化物酶體增殖物激活受體（peroxisom e p ro liferators activated receptors，PPAR）屬于非甾體類核受體超家族，是一類由配體激活的核轉(zhuǎn)錄因子。根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同，可分為PPARα、PPARβ（或PPARδ）及PPARγ3種亞型。PPAR參與調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、脂肪生成、胰島素敏感性、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞生長和分化等重要生化反應(yīng)及生物調(diào)節(jié)過程。一系列代謝綜合征，如糖尿病、肥胖、高脂血癥、高血壓病、動脈粥樣硬化癥等均與PPAR有關(guān)，PPAR成為當(dāng)前人類代謝相關(guān)疾病藥物的重要靶標(biāo)。PPAR激動劑類藥物在近年得到廣泛的開發(fā)，但因最早發(fā)現(xiàn)的PPARα激動劑在實驗動物上的致癌性問題，使該類藥物的致癌性成為安全性評價的焦點。

1 PPAR激動劑類藥物的致癌性

PPARα激動劑能夠促進脂類代謝和增加高密度脂蛋白的合成，貝特類（fibrates）降脂藥氯貝特和苯扎貝特等是最先發(fā)現(xiàn)的PPARα人工合成配體，其他如吉非貝齊（gem fibrozil）、非諾貝特（fenofibrate）和氯貝丁酯（clofibrate）等已作為降脂藥用于臨床。動物實驗（主要是大鼠和小鼠長期致癌實驗）中，發(fā)現(xiàn)貝特類藥物都具有致肝癌作用，但因一直沒有臨床證據(jù)，所以部分藥品臨床還在使用。

噻唑烷二酮類（thiazolidinediones，TZD）PPARγ激動劑具有胰島素增敏作用，是典型的抗糖尿病藥物，其中曲格列酮（trog litazone）因嚴(yán)重肝毒性已于2000年退出市場，羅格列酮（rosiglitazone）和吡格列酮（pioglitazone）曾是使用最廣泛的藥物。吡格列酮在動物實驗中出現(xiàn)膀胱腫瘤［1］，流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)膀胱癌風(fēng)險［2－3］，盡管結(jié)論仍然存在爭議［4－5］，2011年美國食品藥物管理局（FDA）和歐洲醫(yī)藥管理局（EMA）發(fā)出警告，法國和德國則從市場撤銷該藥物［6］。羅格列酮雖沒有肝毒性，但因其心血管風(fēng)險［7］，2011年被EMA和美國FDA從市場上暫停和限用，致癌性不是考慮因素。高劑量羅格列酮在大鼠致癌實驗有發(fā)生脂肪瘤的可能，同時羅格列酮本身具有一定的PPARα激動性，因此，有致肝癌的可能性［8］。PPAR藥物在臨床應(yīng)用時間較長，是治療糖尿病的主要藥物，對致癌性還要謹(jǐn)慎評估［9］。

PPARγ激動劑作用于脂肪組織，促使葡萄糖向脂肪組織轉(zhuǎn)運，這可能增加患者體重，而PPARα激動劑可以促進脂類的氧化代謝，與PPARγ激動劑有協(xié)同作用，因此PPARα／γ雙重激動劑能較好地解決PPARγ激動劑的增加體重的副作用，成為近年該類藥物的開發(fā)主流［10］。目前PPARα／γ雙重激動劑開發(fā)面臨的一個重要安全問題就是致癌性的困擾。因為該類化合物同時具有PPARα的活性，其肝致癌潛力倍受關(guān)注。雖然很多PPARα／γ雙重激動劑的臨床前研究結(jié)果令人滿意，但臨床Ⅲ期試驗中卻因為不良反應(yīng)和安全性問題而不得不終止，其中致癌潛力是一個重要因素，如治療糖尿病候選藥JTT-501因致腺體瘤于2002年中止，MK-767因致血管肉瘤于2004終止［11］，拉格列扎（ragag litazar）因致泌尿道上皮癌于2003年Ⅲ期臨床后中止，莫格列扎（muraglitazar）2006年因致膀胱癌風(fēng)險被美國FDA暫停［8］。2004年，美國FDA根據(jù)處于開發(fā)階段的6個PPARα＋γ和5個PPARγ化合物的致癌實驗結(jié)果認(rèn)為，PPAR激動劑是多種屬、多品系、多性別及多位點的致癌物［12］。Oleksiew icz等［13］總結(jié)了PPARα激動藥或化學(xué)品、PPARγ激動劑和PPARα／γ激動劑的致癌性結(jié)果，發(fā)現(xiàn)不同的激動劑致癌性存在差異，PPARα激動劑動物主要產(chǎn)生肝腫瘤，PPARγ激動劑產(chǎn)生血管瘤和脂肪肉瘤等，PPARα／γ激動劑產(chǎn)生腫瘤同PPARγ相似，但發(fā)生率更高，兩者腫瘤發(fā)生率更廣泛。如表1所示。PPAR激動劑是非遺傳致癌物，多位點發(fā)生腫瘤，與PPAR的組織分布有一定的相關(guān)性。

一些研究證明，PPARγ激動劑對各種腫瘤細(xì)胞均具有抑制作用，有望開發(fā)為抗腫瘤藥物，但在臨床前評價卻發(fā)現(xiàn)該類化合物具有致癌性。雖然有證據(jù)顯示曲格列酮能夠抑制嚙齒類動物結(jié)直腸腫瘤的生成，但后來發(fā)現(xiàn)其不僅增強有結(jié)腸腫瘤生成趨勢的突變鼠的癌變，也誘發(fā)了沒有基因修飾的正常鼠的結(jié)腸腫瘤［14］。PPARγ激動劑的抑癌和促癌機制尚不清楚，其致癌性問題限制了藥物的開發(fā)。

PPARδ激動劑類藥物開發(fā)較晚，致癌性研究有限，且報道結(jié)果存在爭議［15－16］。PPARδ激動劑GW 501516在轉(zhuǎn)基因小鼠模型中產(chǎn)生小腸息肉［17］，在大鼠致癌實驗中多組織產(chǎn)生腫瘤，如肝細(xì)胞癌、膀胱癌、甲狀腺癌和雌鼠子宮內(nèi)膜癌等［18］。PPARδ激動劑產(chǎn)生廣泛的腫瘤，可能是實驗劑量過高脫靶效應(yīng)導(dǎo)致的，據(jù)報道，低劑量PPARδ激動劑可產(chǎn)生抑制腫瘤的效應(yīng)［19－20］。隨著PPARα／δ，PPARγ／δ和PPARα／δ／γ雙激動劑和泛激動劑的開發(fā)，對該類藥物的致癌性應(yīng)該給予充分重視。

2 PPAR激動劑致癌的可能機制

自1979年首次發(fā)現(xiàn)降血脂藥物氯貝丁酯的致癌性以來，過氧化物酶體增殖劑藥物的致癌性被廣泛研究。對該類藥物致癌性的研究直接導(dǎo)致了PPAR的發(fā)現(xiàn)，加深了腫瘤發(fā)生的認(rèn)識，建立的受體激活的非遺傳致癌途徑，這是對傳統(tǒng)遺傳致癌理論的一大進步。屬于過氧化物酶體增殖物（peroxisom e pro liferator，PP）的化合物種類很多，不僅包括開發(fā)的藥物、還包括工業(yè)用增塑劑，如鄰苯二甲酸（2-乙基己基）酯〔bis（2-ethylhexyl）orthophthalate，DEHP〕和環(huán)境污染物等。對PPAR激動劑致癌性的理解很大程度上來源于對工業(yè)增塑劑等的研究。PPARα激動劑致癌機制不斷被闡明，為PPARγ和PPARδ的研究提供了啟示。

2．1 受體依賴致癌

1990年Issemann等［21］首次鑒定了PPAR，通過小鼠基因敲除實驗證明PPARα是肝腫瘤發(fā)生的必要條件。一般認(rèn)為，大鼠肝過氧化物酶體增生同PPARα配體處理相關(guān)，是腫瘤發(fā)生的早期事件，但近年也有研究發(fā)現(xiàn)，過氧化物酶增生同腫瘤的發(fā)生沒有聯(lián)系，說明PPARα配體致癌的復(fù)雜性［22］。

表1 過氧化物酶體增殖物激活受體（PPAR）激動劑導(dǎo)致大鼠、小鼠和倉鼠發(fā)生的腫瘤［13］

PPAR的主要功能是調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。首先與配體結(jié)合而被激活，然后與9-順視黃酸類受體／維A酸受體X或糖皮質(zhì)激素受體形成異二聚體，再與靶基因的啟動子上游的PP反應(yīng)元件結(jié)合而使靶基因活化，從而調(diào)節(jié)靶基因的轉(zhuǎn)錄表達。PPAR調(diào)控的許多靶基因與脂質(zhì)代謝有關(guān)，但是否受體直接調(diào)控基因決定腫瘤的發(fā)生，還是有更復(fù)雜的機制仍不清楚，詳細(xì)過程還要進行深入研究。

2．2 脂類代謝異常和炎性反應(yīng)

PPARα激動劑影響脂肪酸的攝取、結(jié)合、氧化以及脂蛋白的裝配和轉(zhuǎn)運，提高脂質(zhì)分解代謝。DEHP活化的基因主要包括：?；o酶A合成酶、?；o酶A氧化酶（acyl-CoA oxidase，ACO）、中鏈酰基輔酶A脫氫酶、細(xì)胞色素P450 4A6以及肝脂肪酸結(jié)合蛋白、脂肪酸轉(zhuǎn)運蛋白、脂肪酸轉(zhuǎn)位酶以及載脂蛋白AⅠ，AⅡ和CⅢ等基因的轉(zhuǎn)錄和活化。因此，PPAR在脂質(zhì)代謝（線粒體和過氧化物酶體β氧化，微粒體羥化）中占有重要地位，影響體內(nèi)脂質(zhì)平衡。脂肪的許多代謝產(chǎn)物如膽固醇、膽汁酸、花生四烯酸衍生物等同腫瘤的發(fā)生相關(guān)。

PPARα激動劑誘導(dǎo)過氧化物酶體增生，而過氧化物酶體β氧化與膽汁酸合成途徑相關(guān)［23］。細(xì)胞色素P450 7A1催化膽固醇向膽汁酸轉(zhuǎn)變的第一步反應(yīng)，是膽汁酸合成的限速酶，其表達水平的高低反映膽汁酸合成的快慢。研究表明，應(yīng)用DEHP后細(xì)胞色素P450 7A1 mRNA表達升高，同時糞膽汁酸排出量也增加，表明DEHP激活PPARα促進了肝膽汁酸的合成。降脂藥物同時降低膽固醇，膽固醇向膽汁酸的轉(zhuǎn)化是一條重要途徑。膽汁酸淤積導(dǎo)致肝腫瘤，在腸道經(jīng)微生物修飾促進結(jié)腸癌的發(fā)生［24］。

PPARγ激動劑吡格列酮致大鼠膀胱癌，可能是由于尿道和膀胱中形成結(jié)石，誘導(dǎo)細(xì)胞毒性，導(dǎo)致淺層上皮炎性壞死，細(xì)胞持續(xù)增殖，最終發(fā)生腫瘤［25］。PPARα／γ雙重激動劑莫格列扎也可能通過尿路結(jié)石途徑導(dǎo)致細(xì)胞炎性壞死，進而演進發(fā)生膀胱腫瘤［26］。

2．3 氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激失衡可能是PP誘導(dǎo)腫瘤的一個重要途徑。過氧化物體是線粒體外物質(zhì)代謝的細(xì)胞器，也是活性氧（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生的重要細(xì)胞器。酶體物質(zhì)氧化產(chǎn)生H2O2，被過氧化氫酶分解為H2O和O2循環(huán)使用。在大鼠肝過氧化物酶體產(chǎn)生35%的H2O2，占總氧耗的20%。在金屬催化下H2O2易轉(zhuǎn)化為·OH，羥基自由基損傷細(xì)胞。過氧化物酶體中黃嘌呤氧化酶氧化反應(yīng)產(chǎn)生的超氧陰離子（O÷2）具有更強的氧化性，一氧化氮合酶催化精氨酸產(chǎn)生NO，NO能同O÷2反應(yīng)生成過氧亞硝基陰離子（ONOO－）。當(dāng)過氧化物酶體產(chǎn)生ROS超過抗氧化能力時，可能導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生［27］。PPARα激動劑處理可引起肝過氧化物酶體大量生成，過氧化物酶體中介導(dǎo)脂肪β氧化的ACO活性增加，但同時使H2O2破壞的過氧化氫酶并沒有增加，這種氧化酶／過氧化氫酶比例的不平衡可導(dǎo)致氧化物增多［28］。不能被降解的H2O2可能從過氧化物酶體中泄漏，在體內(nèi)可形成具有高度反應(yīng)性能的羥基，并對DNA產(chǎn)生氧化損傷。ROS能與核酸形成加合物，如8-羥基鳥苷（8-OHdG），在DNA復(fù)制期間產(chǎn)生突變。在給予各種PP的大鼠中，可見以8-OHdG為表現(xiàn)形式的DNA損傷。同時使用新型的堿基切除修復(fù)系統(tǒng)也觀察到在PP處理的大鼠、小鼠肝的核酸氧化損傷現(xiàn)象［29］。

但目前對PP通過DNA損傷途徑致癌的觀點存在爭議，如DNA加合物8-OHdG測量通常使用整個動物肝提取物，因此無法區(qū)分它的來源，線粒體也能產(chǎn)生該加合物。有研究證明，從肝細(xì)胞核提取的DNA，8-OHdG同對照組沒有差異；也有研究證明在PP處理的細(xì)胞核中8-OHdG含量增加，但達不到同腫瘤發(fā)生相關(guān)的程度［30］。此外，在氯貝丁酯處理的動物體內(nèi)并沒有H2O2的增加，也沒有DNA鏈的斷裂；在ACO基因敲除的小鼠實驗中也證明ACO不是腫瘤發(fā)生必須的［31］。

NADPH氧化酶最初發(fā)現(xiàn)存在于吞噬細(xì)胞的質(zhì)膜，能催化底物NADH／NADPH產(chǎn)生O÷2和過氧化氫（H2O2）等ROS?？莘窦?xì)胞是肝中的巨噬細(xì)胞，可能參與PPARα激動劑介導(dǎo)的腫瘤發(fā)生。枯否細(xì)胞PPAR激動后通過NADPH氧化酶氧化反應(yīng)產(chǎn)生ROS，ROS通過NF-κB途徑調(diào)控腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-a lpha，TNF-α）、白細(xì)胞介素1等細(xì)胞因子表達，細(xì)胞因子起到類似絲裂原的活性促進肝細(xì)胞的增殖，并抑制細(xì)胞的凋亡［32－33］。進一步的研究認(rèn)為，枯否細(xì)胞主要在急性階段起作用，對藥物的長期暴露影響不大［34］?？莘窦?xì)胞在腫瘤發(fā)生中的作用，特別是和其他細(xì)胞間的協(xié)同作用值得進一步研究。

線粒體是產(chǎn)生ROS的主要場所，細(xì)胞內(nèi)氧化還原電位改變增加ROS產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)，PPARα和PPARγ激動劑均能抑制線粒體呼吸鏈復(fù)合物Ⅰ，抑制電子從NADH傳遞給輔酶Q，從而使電子在呼吸鏈上傳遞受阻而外漏增加，進而與O2結(jié)合使細(xì)胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生增加［35］。然而DEHP處理后線粒體解偶聯(lián)蛋白過量表達，由于解偶聯(lián)蛋白具有很高的質(zhì)子轉(zhuǎn)運活性，能使質(zhì)子直接進入基質(zhì)而不參與ATP的合成，結(jié)果導(dǎo)致儲存在質(zhì)子電化學(xué)勢能中的自由能以熱能形式被消耗，降低了質(zhì)子電化學(xué)勢能梯度，從而也抑制ROS的生成，這同前述報道相矛盾。線粒體在PPARγ激動劑介導(dǎo)的ROS產(chǎn)生過程中的作用仍不清晰。

ROS不僅能夠誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，也是細(xì)胞增殖的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子。細(xì)胞增殖或凋亡的平衡主要同ROS的濃度有關(guān)，高濃度誘導(dǎo)凋亡，而低濃度促進增殖。

2．4 促進細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡

促進細(xì)胞增殖和抑制細(xì)胞凋亡是PP誘導(dǎo)肝腫瘤的主要機制之一。許多體外和體內(nèi)研究都表明，PP處理后肝細(xì)胞的DNA合成增加。肝細(xì)胞生長改變是肝癌發(fā)生的前提，PP致肝細(xì)胞增殖的作用包括急性、慢性和癌前病變。大鼠經(jīng)口給予PP后，肝重量急劇增加造成肝腫大，主要由于肝細(xì)胞增殖。在誘導(dǎo)肝腫大過程中，也發(fā)生肝細(xì)胞凋亡，肝重量增加是可逆的。雖然短期的肝腫大和細(xì)胞的增殖程度不能預(yù)測腫瘤的發(fā)生，但確是致癌性的PP暴露后都會發(fā)生的共同特征。急性期主要是炎性介質(zhì)增加，肝細(xì)胞有絲分裂原腫瘤壞死因子（TNF）-α發(fā)揮作用。大鼠長期暴露于PP肝細(xì)胞增殖也被觀察到，很可能是肝細(xì)胞增殖被細(xì)胞凋亡平衡，使肝質(zhì)量達到了平臺。慢性細(xì)胞增殖的持續(xù)增長是預(yù)測致癌性的很好指標(biāo)。細(xì)胞增殖作用誘發(fā)肝癌的表現(xiàn)是癌前病灶的肝細(xì)胞選擇性生長。肝細(xì)胞病灶有明顯核仁，核質(zhì)比增加，嗜堿性細(xì)胞質(zhì)，稱為嗜堿性灶。病灶和腺瘤細(xì)胞凋亡水平增加，但因為細(xì)胞復(fù)制比率高于細(xì)胞凋亡，細(xì)胞總數(shù)增加。誘發(fā)癌變需要PP的持續(xù)暴露，如果撤消暴露則細(xì)胞的增殖降低凋亡增加，最終病灶退化［36］。

雖然在病理組織學(xué)和DNA合成分析中發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞持續(xù)增生，但增殖發(fā)生的細(xì)胞生物學(xué)過程仍不清楚。細(xì)胞增殖增加基因突變的頻率，可能發(fā)生癌基因的激活和抑癌基因的突變，通過持續(xù)的增殖，突變克隆選擇保留，細(xì)胞最終發(fā)展成腫瘤。

抑制凋亡途徑是PPAR致癌的另一個機制。通過凋亡清除啟動細(xì)胞是阻止惡性轉(zhuǎn)化的一種防御機制。PP除了增加肝細(xì)胞的增殖，還可減少正常細(xì)胞和啟動細(xì)胞群的凋亡，有利于誘導(dǎo)肝癌的形成。凋亡抑制的分子機制并不清楚，活化的PPAR被證明是對細(xì)胞過氧化物酶體凋亡抑制必要的，PP給予PPAR基因敲除小鼠細(xì)胞凋亡不能被抑制［37］。作為PPARα的激活劑，大多數(shù)PP在實驗中均可抑制細(xì)胞凋亡，該結(jié)果與在高濃度TNF-α下培養(yǎng)嚙齒動物的肝細(xì)胞現(xiàn)象類似［38］。TNF-α在PPARα敲除的小鼠仍可抑制細(xì)胞凋亡，表明TNF-α可能是PP或PPARα抑制細(xì)胞凋亡的下游效應(yīng)分子［37］。PP誘導(dǎo)的肝細(xì)胞的凋亡抑制還與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)密切相關(guān)，Barger等［39］研究顯示，當(dāng)PP以p38 MAPK依賴的方式激活時，PPARα靶基因的轉(zhuǎn)錄活性明顯加強，而且PPARα中配體非依賴性的轉(zhuǎn)錄激活區(qū)域，即轉(zhuǎn)錄激活功能區(qū)1功能激活域中含有MAPK的位點，因而PPARα的激活取決于p38 MAPK誘導(dǎo)的磷酸化。另外，PP導(dǎo)致的氧化抑制在激活MAPK激酶途徑中也起一定的作用，已證明p38 MAPK與氧化應(yīng)激相聯(lián)系。老年大鼠對PPARα激活劑的抗凋亡作用非常敏感，此作用與高水平表達的BcL-2相對應(yīng)，PPARα激活劑WY-14643還可減弱凋亡因子，如Bax、胱天蛋白酶和Fas的水平［40］。

3 人類致癌的可能性

PP類物質(zhì)作用具有明顯的種屬差異。大量研究表明，PP能誘導(dǎo)大鼠、小鼠肝腫瘤，但對靈長類動物幾種PP類藥物的長期慢性染毒并未誘導(dǎo)出肝腫瘤。使用一些標(biāo)志性過氧化物酶的活性作為指標(biāo)進行短期實驗表明，大鼠和小鼠對PP類物質(zhì)的作用最為敏感，豚鼠與犬的反應(yīng)不明顯或反應(yīng)微弱，靈長類動物基本無反應(yīng)。使用大鼠、小鼠、豚鼠、靈長類動物肝細(xì)胞原代培養(yǎng)進行體外實驗，PP染毒得出的結(jié)果與體內(nèi)實驗一致。使用人原代培養(yǎng)肝細(xì)胞的PP類物質(zhì)染毒，并未出現(xiàn)過氧化物酶體增殖以及過氧化物酶功能增強。這種現(xiàn)象可能是由于PPARα在不同屬的表達存在差異，其在人類肝的表達水平只相當(dāng)于大鼠、小鼠肝的1%～10%［41］，動物和人的PPAR受體激動的活性也不相同。人和大鼠的ACO基因啟動子不同，人的ACO基因不含過氧化物酶體增殖物反應(yīng)元件，不能對PPARα的誘導(dǎo)產(chǎn)生應(yīng)答［42］。人類細(xì)胞對PP物質(zhì)的基因反應(yīng)不同，可能是影響致癌性的因素［43］。盡管流行病學(xué)調(diào)查表明，PP類降血脂藥物臨床使用了近30年沒有發(fā)現(xiàn)致癌傾向，但因為PP類物質(zhì)在臨床上存在和大鼠相似的藥效學(xué)反應(yīng)，人類長期應(yīng)用PP類藥物存在的致癌性風(fēng)險應(yīng)該重視。

藥物對人的安全性評估建立在致癌作用機制之上，前文所述的幾種假說當(dāng)前還有很多爭議，某些環(huán)節(jié)還缺乏證據(jù)，因此，在臨床使用上仍需謹(jǐn)慎。針對PPAR藥物的安全性評價非常嚴(yán)格，很多藥物因為致癌風(fēng)險在Ⅲ期臨床階段終止研究，上市的藥物也有安全風(fēng)險。

4 展望

對PPAR激動劑的致癌性研究了近30年，大致了解其致癌機制。受體依賴的致癌性是主要途徑，激動劑通過受體激活調(diào)控下游基因的轉(zhuǎn)錄，間接刺激細(xì)胞增殖和抑制細(xì)胞凋亡，長期作用最終促進腫瘤的發(fā)生。但詳細(xì)的發(fā)生過程仍不清楚，致癌關(guān)鍵事件還存在很多爭議。如促進細(xì)胞增殖過程，大量研究認(rèn)為TNF-α發(fā)揮作用，但轉(zhuǎn)基因動物證明TNF-α不是PP致癌必須的。致癌過程還有許多問題沒有解決，未來的研究應(yīng)該弄清腫瘤細(xì)胞的發(fā)生來源，發(fā)生的細(xì)胞學(xué)過程，如腫瘤干細(xì)胞是否發(fā)揮作用；研究凋亡抑制的機制，PPAR調(diào)控的線粒體能量代謝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激在凋亡抑制和腫瘤發(fā)生中可能起重要作用［44］；深入研究腫瘤發(fā)生關(guān)鍵過程，如信號途徑、表觀學(xué)改變、m icroRNA變化等，如已有文獻證明m icroRNA let-7c在PPARα激動劑的致癌中發(fā)揮作用［45］；不同PPAR亞型激動劑致癌機制的差異等。

PPAR受體參與重要的生理過程，針對其開發(fā)的激動劑類藥物存在高度的致癌性風(fēng)險，藥物開發(fā)需要對其功能進行深入了解和把握。PPAR激動劑類藥物致癌機制的研究有助于PPAR激動劑藥物研發(fā)，設(shè)計時盡可能避免致癌因素，以降低研發(fā)失敗的風(fēng)險，最終提高臨床應(yīng)用的安全性。

［1］ Cohen SM．Effects of PPARgamma and combined agonists on the urinary tract of rats and other species［J］．Toxico l Sci，2005，87（2）：322-327．

［2］ Azoulay L，Yin H，F(xiàn)ilion KB，Assayag J，Majdan A，Pollak MN，et al．The use of pioglitazone and the risk o fb ladder cancer in peop le w ith type 2 diabe tes：nested case-control study［J］．BMJ，2012，344：e3645．

［3］ Hillaire-Buys D，F(xiàn)aillie JL，Montastruc JL．Pioglitazone and bladder cance r［J］．Lancet，2011，378（9802）：1543-1544．

［4］ Tseng CH．Pioglitazone and bladder cancer：a population-based study of Taiwanese［J］．Diabetes Care，2012，35（2）：278-280．

［5］ Song SO，Kim KJ，Lee BW，Kang ES，Cha BS，Lee HC．The risk of bladde r cancer in Korean diabetic subjects trea ted w ith pioglitazone［J］．Diabetes Metab J，2012，36（5）：371-378．

［6］ Ba rbalat Y，Dombrovskiy VY，Weiss RE．Association between pioglitazone and urothelial bladder cancer［J］．Urology，2012，80（1）：1-4．

［7］ Shukla R，Kalra S．Pioglitazone：Indian perspective［J］．Indian J Endocrino lMe tab，2011，15（4）：294-297．

［8］ Rubenstrunk A，Hanf R，Hum DW，F(xiàn)ruchart JC，Staels B．Sa fety issues and prospects for future generations of PPAR modulators［J］．Biochim Biophys Acta，2007，1771（8）：1065-1081．

［9］ Cariou B，Charbonnel B，Staels B．Thiazolidinediones and PPARγagonists：time for a reassessmen t［J］．Trends Endocrinol Metab，2012，23（5）：205-215．

［10］ Luo WY，Liu YX．Problem s and prospects o f PPAR dual／pan agonists［J］．Chin J New Drugs（中國新藥雜志），2008，17（4）：279-282，288．

［11］ Balakumar P，Rose M，Ganti SS，Krishan P，Singh M．PPAR dual agonists：are they opening Pandora′s Box？［J］．Pharmacol Res，2007，56（2）：91-98．

［12］ El-Hage J．Preclinical and clinical safety assesmen ts for PPAR agonists［B／OL］．（2004）［2014-5-22］．h ttp：／／www．fda．gov／downloads／AboutFDA／CentersOffices／OfficeofMedicalProductsand-Tobacco／CDER／UCM119070．ppt

［13］ O leksiewicz MB，Southgate J，Iversen L，Egerod FL．Rat urinary bladder carcinogenesis by dua lac ting PPARalpha＋gamma agonists［J］．PPAR Res，2008，2008：103167．

［14］ Yang K，F(xiàn)an KH，Lam precht SA，Edelmann W，Kopelovich L，Kucherlapati R，et al．Peroxisome proliferator-activated receptor gamma agonist troglitazone induces colon tumors in normal C57BL／6J m ice and enhances colonic carcinogenesis in Apc1638N／＋M lh1＋／－double m utantm ice［J］．Int J Cancer，2005，116（4）：495-499．

［15］ Mackenzie LS，Lione L．Harnessing the benefits o f PPARβ／δagonists［J］．Life Sci，2013，93（25-26）：963-967．

［16］ Peters JM，Shah YM，Gonzalez FJ．The role o f pe roxisome p rolife rator-activated receptors in carcinogenesis and chemoprevention［J］．Nat RevCancer，2012，12（3）：181-195．

［17］ Gupta RA，Wang D，Katkuri S，Wang H，Dey SK，DuBois RN．Activation of nuc lear hormone receptor peroxisome proliferator-activated receptordelta accelerates intestinal adenoma grow th［J］．Nat Med，2004，10（3）：245-247．

［18］ Geiger LE，WSD，Lew is DJ，Brennan C，Liu KC，Newsholme SJ．Rat carcinogenicity study w ith GW501516，a PPAR de lta agonist［J／OL］．Toxico logist，2009，108：895．http：／／www．toxicology．org／AI／Pub／Tox／2009 Tox．pdf

［19］ Marin HE，Peraza MA，Billin AN，W illson TM，Ward JM，Kennett MJ，et al．Ligand activation of peroxisome proliferator-activated recep tor be ta inhibits co lon carcinogenesis［J］．Cancer Res，2006，66（8）：4394-4401．

［20］ Hollingshead HE，Borland MG，Billin AN，Willson TM，Gonzalez FJ，Peters JM．Ligand activation of peroxisome proliferator-activated receptor-beta／delta（PPARbeta／delta）and inhibition of cyclooxygenase 2（COX2）attenuate colon carcinogenesis through independent signa ling mechanism s［J］．Carcinogenesis，2008，29（1）：169-176．

［21］ Issemann I，Green S．Activation of a member of the steroid hormone receptor superfam ily by peroxisome p roliferators［J］．Nature，1990，347（6294）：645-650．

［22］ Youssef JA，Badr MZ．Aging and enhanced hepatocarcinogenicity by pe roxisome proliferator-activated receptor alpha agonists［J］．Ageing Res Rev，2005，4（1）：103-118．

［23］ Ferdinandusse S，Houten SM．Peroxisomes and bile acid biosynthesis［J］．Biochim Biophys Acta，2006，1763（12）：1427-1440．

［24］ Debruyne PR，Bruyneel EA，Li X，Zimber A，Gespach C，Mareel MM．The role of bile acids in carcinogenesis［J］．Mutat Res，2001，480-481：359-369．

［25］ SuzukiS，Arnold LL，Pennington KL，Kakiuchi-Kiyota S，Wei M，Wanibuchi H，et al．Effects of pioglitazone，a peroxisome proliferator-activated receptor gamma agonist，on the urine and urothelium of the rat［J］．Toxicol Sci，2010，113（2）：349-357．

［26］ Tannehill-G regg SH，Sanderson TP，Minnema D，Voelker R，Ulland B，Cohen SM，et al．Rodent carcinogenicity profile of the antidiabetic dualPPAR alpha and gamma agonistmurag litazar［J］．Toxico l Sci，2007，98（1）：258-270．

［27］ Schrader M，F(xiàn)ahim i HD．Peroxisomes and oxidative stress［J］．Biochim Biophys Acta，2006，1763（12）：1755-1766．

［28］ Nilakantan V，Spear BT，G lauert HP．Effectof the peroxisome p roliferator ciprofibrate on lipid peroxidation and 8-hydroxydeoxyguanosine formation in transgenic m ice w ith elevated hepatic catalase activity［J］．Free Radic Biol Med，1998，24（9）：1430-1436．

［29］ Rusyn I，Denissenko MF，Wong VA，Butterworth BE，Cunningham ML，Upton PB，et al．Expression of base excision repair enzymes in rat and mouse liver is induced by peroxisome proliferators and is dependent upon carcinogenic potency［J］．Ca rcinogenesis，2000，21（12）：2141-2145．

［30］ Bosgra S，Mennes W，Seinen W．Proceedings in uncovering the mechanism behind peroxisome proliferator-induced hepatocarcinogenesis［J］．Toxicology，2005，206（3）：309-323．

［31］ Fan CY，Pan J，Usuda N，YeldandiAV，Rao MS，Reddy JK．Steatohepatitis，spontaneous peroxisom e pro lifera tion and liver tumors in m ice lacking pe roxisomal fatty acyl-CoA oxidase．Im p lications fo r peroxisome proliferato r-ac tivated receptor alpha na tural ligand m etabolism［J］．J Biol Chem，1998，273（25）：15639-15645．

［32］ Rose ML，Rusyn I，Bojes HK，Belyea J，Cattley RC，Thurman RG．Ro le of Kupffer cells and oxidants in signaling peroxisome proliferator-induced hepatocyte proliferation［J］．Mu tatRes，2000，448（2）：179-192．

［33］ G lauert HP，Calfee-Mason K，Li Y，Nilakantan V，Tw aroskiML，Tharappel J，et al．The role of NF-kappaB in PPARalpha-mediated hepatocarcinogenesis［J］．PPAR Res，2008，2008：286249．

［34］ Woods CG，Burns AM，Bradford BU，Ross PK，Kosyk O，Swenberg JA，et al．WY-14 643 induced ce ll proliferation and oxidative stress in mouse liver are independen t of NADPH oxidase［J］．Toxicol Sci，2007，98（2）：366-374．

［35］ Scatena R，BottoniP，Giardina B．Mitochondria，PPARs，and cancer：Is receptor-independent action of PPAR agonists a key？［J］．PPAR Res，2008，2008：256251．

［36］ Corton JC，Lapinskas PJ，Gonzalez FJ．Central role of PPARa lpha in the m echanism of ac tion of hepa tocarcinogenic peroxisome proliferators［J］．Mutat Res，2000，448（2）：139-151．

［37］ Hasma ll SC，James NH，Macdonald N，Gonza lez FJ，Peters JM，Roberts RA．Suppression o f m ouse hepatocyte apoptosis by peroxisome proliferato rs：role of PPARalpha and TNFalpha［J］．Mutat Res，2000，448（2）：193-200．

［38］ Rolfe M，James NH，Roberts RA．Tumour necrosis fac tor alpha（TNF alpha）suppresses apoptosis and induces DNA synthesis in rodent hepatocytes：a mediator o f the hepatocarcinogenicity of peroxisome proliferators？［J］．Carcinogenesis，1997，18（11）：2277-2280．

［39］ Barger PM，Browning AC，Garner AN，Kelly DP．p38 m itogen-activated protein kinase activates peroxisome proliferato r-ac tivated receptor alpha：a potential role in the cardiac metabolic stress response［J］．J BiolChem，2001，276（48）：44495-44501．

［40］ Youssef J，Badr M．Enhanced hepatocarcinogenicity due to agonists of peroxisom e proliferator-activated receptors in senescent rats：role of peroxisome proliferation，cellp roliferation，and apoptosis［J］．SciWorld J，2002，2：1491-1500．

［41］ Doull J，Cattley R，Elcombe C，Lake BG，Swenberg J，W ilkinson C，et al．A cancer risk assessment of di（2-ethylhexyl）phthalate：application of the new U．S． EPA Risk Assessment Guidelines［J］．Regul Toxicol Pharmacol，1999，29（3）：327-357．

［42］ Roberts RA，James NH，Hasmall SC，Holden PR，Lambe K，Macdona ld N，et al．Apoptosis and proliferation in nongenotoxic carcinogenesis：species differences and ro le of PPARalpha［J］．Toxicol Lett，2000，112-113：49-57．

［43］ Kim S，Kiyosaw a N，Burgoon LD，Chang CC，Zacharewski TR．PPARα-mediated responses in human adult liver stem ce lls：In vivo／in vitro and cross-species com parisons［J］．J Steroid Biochem Mol Biol，2013，138：236-247．

［44］ Misra P，Reddy JK．Peroxisome proliferator-activated receptor-αactivation and excess energy bu rning in hepatocarcinogenesis［J］．Biochim ie，2014，98：63-74．

［45］ Gonza lez FJ，Shah YM．PPARalpha：mechanism of species differences and hepatoca rcinogenesis o f pe roxisome proliferators［J］．Toxicology，2008，246（1）：2-8．

Progress o f carcinogenesis and possib le mechanisms of peroxisome p ro liferato r-ac tivated recep to r agonists

XING Li-guo1，2，WU Ying-liang2
（1．Safety Evaluation Center of Shenyang Research Institute o f Chem ical Industry Ltd．，National Shenyang Center for Drug Sa fety Evaluation and Research，Shenyang 110021，China；2．Co llege of Life Science and Biopharm aceutica l，Shenyang Pharmaceutica l University，Shenyang 110016，China）

Peroxisome proliferator-activated receptors（PPARs）are ligand-activated nuclear transcription factors，playing an important role in the regulation of glucose and lipids metabolism，inflammation response，pro liferation and differentiation．Som e d rugs targeted on PPARs，such as lipid-lowering and antidiabetic d rugs have been deve loped．Som e PPAR agonists were found carcinogenic in anim a l experim ents，including PPARαagonist fibrates，PPARγagonist thiazo lidinediones，PPARα／γdual agonist com pounds，and PPARδagonist compounds for c linical deve lopment．PPARαagonist carcinogenicity is associated w ith PPAR recep tor activation that regulates lipid m etabolism，and leads to lipids abnorm alities and increase by peroxisome oxidase in reactive oxygen species（ROS），causing DNA damage．Kup ffer cells can generate ROS by NADPH oxidase that promotes hepatocyte proliferation and inhibition of apoptosis．PPARγagonist carcinogenicity is generally caused by bladder stone．The carcinogenicity of PPAR agonists to humans has notbeen confirmed，but the carcinogenic potentialof these drugs cannot be ignored．

peroxisom e p ro liferators activated receptors agonists；toxic actions；carcinogens

WU Ying-liang，Tel：（024）23986278，E-mail：yingliang-1016＠163．com

R977．15，R99

A

1000-3002（2014）03-0455-07

Foundation item：The project supported by Na tional Science and Technology Major Projects（2013ZX09302304）

2013-10-12 接受日期：2014-04-20）

（本文編輯：齊春會）

國家科技重大專項（2013ZX09302304）

邢立國（1974－），男，博士，主要從事藥物致癌性評價，Te l：（024）62353435，E-mail：liguo-xing＠163．com；吳英良（1957－），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事神經(jīng)精神藥物藥理學(xué)研究。

吳英良，Tel：（024）23986278，E-mail：yingliang-1016＠163．com