小分子類靶向抗腫瘤藥物的研究進展

張立峰綜述　周黎明審閱

(四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)五年制，四川 成都　610041)

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小分子類靶向抗腫瘤藥物的研究進展

張立峰綜述周黎明△審閱

(四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)五年制，四川 成都610041)

小分子類靶向抗腫瘤藥物是當(dāng)前抗腫瘤藥物的研發(fā)熱點，在目前的臨床抗腫瘤藥物中占有著越來越重要的地位，并且展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。本文介紹了目前比較典型的小分子類靶向抗腫瘤藥物。

激酶抑制劑；靶向治療；小分子

1　前言

隨著人類壽命的不斷增長，惡性腫瘤對人類的健康威脅也越來越大。根據(jù)2015年全國城市和農(nóng)村居民主要疾病死亡率及死因構(gòu)成統(tǒng)計顯示，惡性腫瘤已成為我國城鄉(xiāng)居民的首要死因。目前治療惡性腫瘤的主要方法有手術(shù)切除、藥物化療、放射治療等，而由于大多數(shù)惡性腫瘤的患者在發(fā)現(xiàn)腫瘤時已有轉(zhuǎn)移，故藥物化療是必不可少的方式之一。而傳統(tǒng)化療藥物主要通過抑制分裂活躍的細胞的DNA合成來達到殺傷癌細胞的目的，但由于該種方法沒有特異性，易對正常細胞產(chǎn)生不同程度的影響，故傳統(tǒng)化療藥物有較強的細胞毒性和副作用，且癌細胞易產(chǎn)生耐藥性。近年來，隨著對腫瘤的發(fā)生機制的研究越發(fā)深入，人類已經(jīng)逐漸認識到腫瘤的本質(zhì)是基因病，是由于正常細胞的信號傳導(dǎo)失調(diào)導(dǎo)致的細胞無限增殖。

隨著對腫瘤研究的不斷進展，靶向治療腫瘤逐漸成為抗腫瘤藥物的研發(fā)熱點。與傳統(tǒng)細胞毒性藥物不同，小分子靶向藥物大多針對膜受體、細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的成分、細胞周期調(diào)節(jié)蛋白以及參與血管生成的重要蛋白質(zhì)或因子等靶點，具有相對特異性，對正常細胞的毒性相對較輕，且具有不易產(chǎn)生耐藥性、選擇性高、用藥劑量相對較小等特點。自第一種該類藥物甲磺酸伊馬替尼于2001年經(jīng)美國食品與藥品管理局(U.S.Food And DrugAdministration，F(xiàn)DA)批準上市以來，小分子靶向抗腫瘤藥物已成為抗腫瘤藥物的研發(fā)主流，目前有上百種產(chǎn)品正處于臨床研發(fā)階段，近些年來也不斷有新產(chǎn)品上市，據(jù)統(tǒng)計，2010-2014年共有19種該類藥物經(jīng)美國食品與藥品管理局(FDA)批準上市。隨著生命科學(xué)和藥學(xué)的發(fā)展，今后必將發(fā)現(xiàn)更多、更有效的靶點和藥效更好、毒性更小的化合物，為腫瘤治療提供新途徑。

2　單一靶點類

單一靶點類類藥物是小分子化合物類抗腫瘤藥物中臨床應(yīng)用最早、最成功的藥物。

2.1伊馬替尼(Imatinib，Gleevec，格列衛(wèi)，分子量：493.60)

該藥為蛋白酪氨酸激酶Bcr-Abl抑制劑，是首個針對特定腫瘤發(fā)病過程的相關(guān)分子靶標，通過合理化藥物設(shè)計而獲得的分子靶向臨床化療藥物。在幾乎所有的慢性髓系白血病(Chronic myelocytic leukemia，CML)中都存在22號染色體的長臂易位到9號染色體的長臂，即t(9；22)(q34；q11)染色體易位，從而形成費城染色體(Philadelphia chromosome，Ph)，這種易位使9號染色體長臂上的ABL原癌基因與22號染色體上的BCR基因序列發(fā)生拼接，形成BCR-ABL融合基因。該基因編碼具有酪氨酸激酶活性的蛋白，激活細胞有絲分裂信號途徑，引起細胞異常增殖、凋亡減少，與慢性髓系白血病(CML)的發(fā)病密切相關(guān)。伊馬替尼與abl酪氨酸激酶ATP位點結(jié)合，抑制激酶活性，阻止BCR-ABL陽性的細胞增殖并誘導(dǎo)細胞凋亡。另外，對血小板源性生長因子(Platelet derived growth factor，PDGFR)和c-Kit受體酪氨酸激酶也有一定抑制作用。伊馬替尼于2001年經(jīng)FDA批準用于治療慢性髓系白血病(CML)和晚期轉(zhuǎn)移性胃腸間質(zhì)瘤的治療。不良反應(yīng)多為輕中度，如消化道癥狀、液體潴留、肌肉骨骼疼痛及頭痛乏力等；較為嚴重的不良反應(yīng)主要為血液系統(tǒng)毒性和肝臟損傷。

2.2吉非替尼(Gefitinib，Iressa，易瑞沙，分子量：446.90)

該藥為表皮生長因子受體(Epithelial growth factor receptor，EGFR)酪氨酸激酶抑制劑，該酶通常表達與上皮來源的實體瘤。EGFR在正常組織中不表達或表達很低，多數(shù)上皮源性惡性腫瘤卻存在EGFR的過度表達，且其表達水平和腫瘤的浸潤程度、預(yù)后及患者生存水平有密切關(guān)系。EFGR一旦與表皮生長因子(Epithelial growth factor，EGF)結(jié)合，即可啟動細胞核內(nèi)的有關(guān)基因，促進細胞分裂增殖。EGFR是ErbB受體家族的一員，其包含一個胞外配體結(jié)合區(qū)和一個胞內(nèi)序列。該藥可與EGFR胞內(nèi)序列結(jié)合，競爭性結(jié)合EGFR酪氨酸激酶催化區(qū)域上的Mg-ATP結(jié)合位點，阻斷EGFR膜表面受體上酪氨酸激酶的自身磷酸化及其下游信號通路，阻止跨膜細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，進一步阻止細胞分化與增殖，促進細胞凋亡，從而發(fā)揮抗腫瘤作用。另外，還可抑制有絲分裂原活化蛋白激酶的活化和腫瘤血管生成。吉非替尼于2003年經(jīng)FDA批準上市，目前主要用于表皮生長因子受體(EGFR)基因具有敏感突變的局部晚期或轉(zhuǎn)移性非小細胞肺癌(Non-small cell lung cancer，NSCLC)患者的一線，治療以及既往接受過化學(xué)治療的局部晚期或轉(zhuǎn)移性非小細胞癌?？捎行б种颇[瘤細胞的轉(zhuǎn)移、生長和血管生成，并增加腫瘤細胞凋亡。不良反應(yīng)有消化道癥狀，如腹瀉、惡心、嘔吐，以及皮膚癥狀，如丘疹、瘙癢等，另外，經(jīng)吉非替尼治療的患者偶爾會發(fā)生急性間質(zhì)性肺病。

2.3硼替佐米(Bortezomib，Velcade，萬珂，分子量：384.24)

該藥是根據(jù)2004年諾貝爾化學(xué)獎成果泛素-蛋白酶體途徑調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解機制研制的一種雙肽基硼酸鹽類似物，也第一個進入臨床應(yīng)用的蛋白酶體抑制劑。泛素-蛋白酶體途徑是真核生物蛋白的主要降解途徑，泛素的主要功能是標記需要分解的蛋白質(zhì)，并通過一系列的級聯(lián)反應(yīng)過程與靶蛋白形成一條多聚泛素鏈。完成泛素化的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)被26S蛋白酶體識別，在20S核心蛋白酶亞基催化降解，泛素分子則被泛素解離酶從底物中水解下來循環(huán)利用。硼替佐米可以特異性抑制26S蛋白酶體活性，從而明顯減少核因子κB(Nuclear factor-kappa-B，NFκB)的抑制因子(Inhibitory κB，IκB)的降解，IκB與NFκB結(jié)合后能有效抑制NFκB的活性，抑制與細胞增殖相關(guān)的基因的表達，減少IL-6等骨髓瘤細胞生長因子的分泌和粘附因子的表達。另外，研究還發(fā)現(xiàn)硼替佐米可以上調(diào)p53表達，從而抑制細胞周期，誘導(dǎo)細胞凋亡，同時阻止細胞因子循環(huán)和細胞黏附影響骨髓微環(huán)境，抑制多發(fā)性骨髓瘤(Multiple myeloma，MM)患者骨髓的內(nèi)皮細胞生長并抑制新生血管形成。硼替佐米于2003年經(jīng)FDA批準上市，目前主要用于多發(fā)性骨髓瘤和套細胞淋巴瘤的治療。常見的不良反應(yīng)較輕且可控制，包括虛弱、胃腸道不良反應(yīng)、血小板減少、周圍神經(jīng)病等。

2.4克唑替尼(Crizotinib，Xalkori，賽可瑞，分子量：450.34)

該藥是間變性淋巴瘤激酶ALK的抑制劑。EML4基因與ALK基因分別位于人類2號染色體的p21帶和p23帶，ALK基因可與EML4基因段發(fā)生倒位融合inv2(p21p23)，融合形成EML4-ALK融合基因，也稱為ALK基因陽性，最常見于非小細胞肺癌(NSCLC)中。EML4-ALK融合蛋白可不依賴配體即持續(xù)激活酪氨酸激酶的結(jié)構(gòu)域，從而活化下游的信號傳導(dǎo)通路Ras-Raf-MEK-ERK、JAK-STAT和PI3K-Akt等，導(dǎo)致細胞增殖及活化功能失去控制，從而促進肺癌的發(fā)生發(fā)展。克唑替尼是第一個ALK基因的重排抑制劑，作用于ALK激酶催化區(qū)的ATP結(jié)合位點，從而抑制ALK基因的表達，使細胞停留在G1-S期，并誘導(dǎo)細胞凋亡。此外，也有研究發(fā)現(xiàn)克唑替尼可以抑制ROS1的重排。2011年經(jīng)FDA批準上市，目前用于治療經(jīng)確定的ALK陽性的局部晚期或轉(zhuǎn)移性非小細胞肺癌(NSCLC)患者的治療。該藥最常見的不良反應(yīng)為視力障礙(畏光、復(fù)視和視覺模糊等)，其他不良反應(yīng)包括消化道癥狀、轉(zhuǎn)氨酶升高、心動過緩以及肺炎等，一般癥狀減輕，停藥后可恢復(fù)。

2.5 Idelalisib(Zydelig，分子量：394.39)

該藥是首個上市的磷脂酰肌醇-3激酶delta(Phosphoinositide3-kinase δ，PI3K-δ)的口服抑制劑。PI3K/Akt/mTOR 通路廣泛存在于細胞中,參與細胞生長、增殖、分化調(diào)節(jié)等,并在惡性腫瘤細胞中處于高度激活狀態(tài)，發(fā)揮抑制細胞凋亡、促進細胞周期運行、促進腫瘤血管生成、促進腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移的作用。PI3K-δ信號通路在多種B細胞性白血病和淋巴瘤中處于活化狀態(tài)，且參與改變B淋巴細胞的免疫環(huán)境。Idelalisib可選擇性阻斷PI3K-δ信號通路，從而阻斷某些驅(qū)動B細胞存活的信號通路，促進腫瘤細胞凋亡，發(fā)揮抗腫瘤作用。Idelalisib于2014年經(jīng)FDA批準上市，用于治療三種無痛性B淋巴細胞瘤：復(fù)發(fā)或難治的慢性淋巴細胞白血病(Chronic lymphocytic leukemia，CLL，聯(lián)合利妥昔單抗)、復(fù)發(fā)性濾泡性巴瘤(Follicular lymphoma，F(xiàn)L)、復(fù)發(fā)性小淋巴細胞淋巴瘤(Small lymphocytic lymphoma，SLL)。Idelalisib常常伴有嚴重的腹瀉或腸炎、肝臟毒性，以及腸穿孔和肺炎等不良反應(yīng)。此外，常見的不良反應(yīng)還有惡心、發(fā)熱、腹瀉、寒戰(zhàn)、乏力、咳嗽、腹痛、肺炎、皮疹、高血糖、高甘油三酯血癥、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)升高、中性粒細胞減少等。

2.6奧拉帕尼(Olaparib， Lynparza，分子量：434.46)

該藥是首批開發(fā)的靶向DNA修復(fù)酶——聚腺苷二磷酸核糖聚合酶[Poly(ADP-ribose)polymer，PARP]抑制劑。聚腺苷二磷酸核糖聚合酶參與DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，對保持染色體結(jié)構(gòu)完整及維持基因組穩(wěn)定有重要作用。奧拉帕尼能夠使DNA單鏈損傷修復(fù)失敗，但這種單鏈DNA損傷可在DNA復(fù)制過程中轉(zhuǎn)變成雙鏈DNA損傷，而這種雙鏈DNA損傷仍可以通過同源重組(Homologous recombination，HR)的方式完成修復(fù)。然而BRCA1/2突變細胞HR修復(fù)功能缺陷，故無法完成DNA損傷修復(fù)，而無BRCA1/2基因突變的細胞仍可通過形成雙鏈DNA損傷進行HR修復(fù)。因此，奧拉帕尼能特異性殺死BRCA-1/2缺陷的腫瘤細胞，且因其對DNA損傷修復(fù)缺陷的腫瘤細胞具有選擇特異性，從而對正常組織損傷較小。奧拉帕尼于2014年經(jīng)FDA批準上市，主要用于治療BRCA基因缺陷的晚期卵巢癌。常見的不良反應(yīng)有貧血、胃腸功能紊亂、食欲降低、惡心、嘔吐、腹瀉、乏力、咳嗽、便秘、水腫、背部疼痛、頭暈、頭痛、尿路感染、呼吸困難以及皮疹。

2.7Palbociclib(PD-0332991，Ibrance，分子量：447.53)

該藥是一款正處于試驗階段的細胞周期蛋白依賴性激酶(Cyclin-dependent protein kinases，CDK)4/6的特異性抑制劑，對其它CDK幾乎沒有抑制作用。CDK是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，CDK4/6是細胞周期的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，可以與細胞周期蛋白(Cyclin)結(jié)合形成異二聚體，其中CDK為催化亞基，Cyclin為調(diào)節(jié)亞基，不同的Cyclin-CDK復(fù)合物可通過CDK活性來調(diào)節(jié)不同底物磷酸化，實現(xiàn)對細胞周期不同時相的推進和轉(zhuǎn)化作用，觸發(fā)細胞周期從生長期(G1期)向DNA復(fù)制期(S1期)轉(zhuǎn)變。Cyclin和CDK的異常表達以及CDK抑制蛋白的缺失都會導(dǎo)致細胞周期紊亂，細胞增殖失控，發(fā)生癌變。在雌激素受體(Estrogen receptor，ER)陽性的乳腺癌中，CDK4/6的過度活躍非常頻繁，而CDK4/6是ER信號的關(guān)鍵下游靶標。Palbociclib作為CDK4和CDK6的抑制劑，能阻止CDK6的上調(diào)以及CDK4的磷酸化，通過阻止細胞從G1期進入S期來抑制ER+乳腺癌細胞的DNA復(fù)制和增殖。Palbociclib與來曲唑的組合在一項2期臨床試驗PALOMA1/TRIO 18的研究結(jié)果導(dǎo)致FDA很快批準了此藥在晚期ER+/HER2-乳腺癌患者中的使用，另外，該藥與其它藥物聯(lián)合使用的療效評價正處于臨床試驗階段。Palbociclib治療過程中最常見的不良事件為中性粒細胞減少、疲勞、貧血、上呼吸道感染 、惡心、口腔炎等，大都易耐受。

3　多靶點類

多靶點類藥物因作用于腫瘤細胞的多個靶點、多個環(huán)節(jié)，故相比于單一靶點類藥物治療范圍更寬，且不易產(chǎn)生耐藥性。

3.1索拉非尼(Sorafenib，Nexavar，多吉美，分子量：464.82)

該藥具有雙重抗腫瘤效應(yīng)，既是血管內(nèi)皮生長因子受體(Vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)-1、2、3的阻斷劑，又可抑制血小板源性生長因子受體(Platelet derived growth factor receptor，PDGFR)、Raf基因、類Fms酪氨酸激酶-3(Fms-like tyrosine kinase receptor-3，F(xiàn)lt3)和干細胞因子受體(c-Kit)介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。故索拉非尼即可阻斷由RAF-MEK-ERK介導(dǎo)的細胞信號傳導(dǎo)通路而直接抑制腫瘤細胞增殖, 又可通過抑制VEGFR和PDGFR而阻斷腫瘤新生血管的形成，間接抑制腫瘤細胞的生長。另外，研究發(fā)現(xiàn)索拉非尼還可通過抑制起始因子-4E(Eukaryotic initiation factor-4E，eIF4E)的磷酸化過程，下調(diào)體內(nèi)抗凋亡蛋白Mcl-1的水平，發(fā)揮促細胞凋亡作用。2005年經(jīng)FDA批準上市，目前主要用于治療無法手術(shù)和遠處轉(zhuǎn)移的肝細胞癌和晚期腎細胞癌。索拉非尼引起的最常見的不良反應(yīng)是疲勞，另外還可引起包括皮疹、惡心、腹瀉、血壓升高，以及手足綜合征(麻木、麻刺感、紅腫及手足不適)。

3.2舒尼替尼(Sunitinib，Sutent，索坦，分子量：514.55)

該藥作用機理與索拉非尼相似，也具有雙重抗腫瘤效應(yīng)。舒尼替尼為VEGFR-2細胞內(nèi)酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域的ATP結(jié)合部位競爭性阻斷劑，亦可抑制Flt3、PDGFR、膠質(zhì)細胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子受體(Glial cell-line derived neurotrophic factor receptor，GDNF)、集落刺激因子受體(Colony-stimulating factor receptor，CSFR)和c-Kit等其它酪氨酸激酶的活性。一方面通過阻斷RAF-MEK-ERK信號傳導(dǎo)通路，另一方面，又可抑制腫瘤新生血管生成，間接抑制腫瘤生長。胃腸間質(zhì)瘤患者常因長期接受伊馬替尼治療而突變產(chǎn)生有酪氨酸激酶活性的c-Kit和PDGFR，從而獲得對伊馬替尼的耐藥性，舒尼替尼則是抑制c—Kit活性的酪氨酸激酶抑制劑的有力候選者。2006年舒尼替尼經(jīng)FDA批準上市，用于治療胃腸間質(zhì)瘤和晚期、轉(zhuǎn)移性腎細胞癌。藥物引起的不良反應(yīng)通常較輕，常見的為疲倦，另外，還可引起出血、高血壓、腎上腺功能亢進、靜脈血栓等。

3.3拉帕替尼(Lapatinib，Tykerb，泰克泊，分子量:581.06)

該藥是葛蘭素史克公司研發(fā)的一種新型的小分子靶向雙重酪氨酸激酶抑制劑。其作用的機理為可逆性抑制細胞內(nèi)的EGFR和HER2的A11P位點，阻斷ErbB1/EGFR和ErbB2/HER2的酪氨酸激酶活性，阻止腫瘤細胞磷酸化和激活。于2007年被FDA批準上市，與抗癌藥物卡培他濱聯(lián)合用于治療晚期HER2陽性或轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者。與已批準上市的人源化單克隆抗體藥物曲妥珠單抗的作用機制不同，該藥用于曲妥珠單抗療效不明顯的部分HER2陽性乳腺癌患者。拉帕替尼對轉(zhuǎn)化生長因子(Transforming growth factor，TGF)激活的結(jié)腸癌細胞顯示出比ErbB1或ErbB2的單一抑制劑更強的抑制作用。這些數(shù)據(jù)表明ErbB1與ErbB2的雙重抑制劑可能較單一抑制劑具有更好的治療效果。不良反應(yīng)主要為胃腸道反應(yīng)，包括惡心、腹瀉、口腔炎和消化不良等，與卡培他濱合用，不良反應(yīng)有惡心、腹瀉及嘔吐，手足綜合征等。

3.4阿法替尼(Afatinib，Gilotrif，分子量：485.94)

該藥能夠特異性與EGFR及HER2功能溝區(qū)的半胱氨酸殘基共價結(jié)合，抑制其與ATP結(jié)合，從而抑制酪氨酸激酶活性，因此是酪氨酸激酶不可逆抑制劑。靶點為ErbB1、ErbB2和ErbB4，也能夠抑制ErbB3的轉(zhuǎn)磷酸化，因此對ErbB家族都有抑制作用，進而阻斷EGFR-HER2介導(dǎo)的腫瘤細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，抑制腫瘤細胞的增殖與轉(zhuǎn)移，促進腫瘤細胞的凋亡。且該藥對厄洛替尼和吉非替尼耐藥的腫瘤細胞仍然有效。該藥于2013年經(jīng)FDA批準上市，目前主要適用于晚期非小細胞肺癌(Non-small-cell carcinoma，NSCLC)的一線治療及HER2陽性的晚期乳腺癌患者。最常見的毒副作用是腹瀉、皮疹、惡心、高血壓、厭食無癥狀的QT間期延長和蛋白尿等。

4　結(jié)語

從20世紀90年代開始研究的靶向抗腫瘤藥物是人類抗腫瘤藥物發(fā)展史上的第二次革命。與傳統(tǒng)的細胞毒性抗腫瘤藥物相比，靶向藥物具有特異性強、毒副作用小、高效等特點。小分子類靶向抗腫瘤藥物在靶向藥物中處于十分重要的地位，在臨床上有十分廣泛的應(yīng)用，為腫瘤的治療提供了多種選擇，并展現(xiàn)出良好的療效。但是，在臨床應(yīng)用中，仍有一些問題需要解決，例如經(jīng)克唑替尼治療的患者往往會在治療后1-2年內(nèi)出現(xiàn)耐藥，常見表現(xiàn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的腫瘤復(fù)發(fā)或進展。另外，靶向藥物所帶來的不良反應(yīng)也不容忽視。隨著新靶點的揭示、腫瘤發(fā)病和耐藥機制的研究不斷進展，在將來很長一段時間內(nèi)，小分子類靶向抗腫瘤藥物仍將會是抗腫瘤藥物的研究重點，使腫瘤患者長期“帶瘤生存”成為可能。

Research progress of small-molecule targeted anti-tumor drugs

Zhang Li-feng, Zhou Li-ming△

(Basic Medicine 2012 Undergraduate Students, West China School of Principle and Forensic Medicine, Sichuan University, Sichuan Chengdu 610041)

略)

張立峰，男，四川大學(xué)2012級基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)本科生，Email：469103502@qq.com。

周黎明，女，教授，主要從事藥理學(xué)教學(xué)與科研工作，Email：zhou108@163.com。

2016-9-1)