烯二炔類抗腫瘤抗生素的研究進展

錢璟

烯二炔類抗腫瘤抗生素的研究進展

錢璟

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

烯二炔類;抗生素;抗腫瘤

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

1 烯二炔類抗腫瘤抗生素的臨床應(yīng)用和作用機制

烯二炔類抗生素的抗腫瘤療效顯著，其中新制癌菌素對胃癌、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對復(fù)發(fā)性急性髓細胞性白血病治療效果極佳，已于2000年經(jīng)美國FDA獲準上市;力達霉素是我國自主研發(fā)的具有強烈活性的烯二炔類抗腫瘤抗生素，目前也已進入臨床試驗研究。烯二炔類抗腫瘤抗生素對腫瘤細胞的殺傷作用迅速，并且活性比一般的抗腫瘤藥物強得多。除了新制癌菌素外，烯二炔類抗生素對腫瘤細胞的殺傷作用濃度一般在pg/ml水平［1］。

烯二炔類抗生素的作用機制新穎，它自身并不直接導致DNA的斷裂，而是需要經(jīng)過激活后使其轉(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。烯二炔類抗生素與DNA的作用分三步進行:①藥物與DNA結(jié)合。②藥物激活為活性中間體。③誘導DNA鏈脫氫斷裂。烯二炔類抗生素特異性地與DNA的小溝結(jié)合，對結(jié)合位點有一定選擇性，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。

2 力達霉素

力達霉素(LDM)是中國醫(yī)學科學院醫(yī)藥生物技術(shù)研究所研發(fā)的，其抗腫瘤活性非常強，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10000倍以上。LDM對腫瘤細胞的殺傷作用起效很快，檢測放射性核素標記胸苷的摻入結(jié)果表明，使用LDM后3～5min便對腫瘤細胞出現(xiàn)抑制作用，而濃度高10000倍的ADR和MMC卻需要30～60min。進一步研究發(fā)現(xiàn)，LDM對多藥抗藥性(MDR)癌細胞也保持較強烈的抑制作用，表明MDR癌細胞對LDM并無抗藥性。體內(nèi)研究顯示，LDM對小鼠體內(nèi)的實體瘤和白血病均有顯著治療效果。目前，LDM在國內(nèi)已進入Ⅱ期臨床研究［2］。

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

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，腫瘤細胞凋亡現(xiàn)象更為明顯，提示LDM對順鉑的增效作用可能歸功于其促進腫瘤細胞凋亡的作用;將LDM與吉西他濱合用能顯著抑制胰腺癌細胞PANC-1的增殖［3］;將LDM與gefitinib合用也能顯著抑制肺癌細胞H460和表皮樣癌A431細胞的增殖［4］。

3 烯二炔類免疫偶聯(lián)物［5］

近年來，單抗藥物的研發(fā)取得重大進展，熱點在利用高效“彈頭”藥物制備單抗偶聯(lián)物。烯二炔類抗生素對腫瘤細胞強大的殺傷作用使其當之無愧成為高效“彈頭”藥物的首選。

Mylotarg就是一種由烯二炔類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，是第一個獲批準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4-(4-乙酰苯氧)丁酸(AcBut)與人源化抗CD22抗體G544共價連接后，得到了抗腫瘤抗生素 inotuzumab ozogamicin(CMC-544)［7］。經(jīng)裸鼠試驗研究表明，CMC-544對B細胞淋巴瘤(B-cell lymphoma，BCL)有明顯的抑制作用。其機制可能是CMC-544使細胞阻斷在G2/M期，引發(fā)細胞凋亡導致。現(xiàn)在CMC-544已進入治療BCL的Ⅰ期臨床試驗階段。進一步的體外研究發(fā)現(xiàn)［8］，CMC-544和利妥昔單抗分別單獨使用對小鼠移植性BCL的生長有一定的抑制作用，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)，利用大腸桿菌表達體系，制備了抗CD20單鏈抗體與力達霉素輔基蛋白LDP的基因工程融合蛋白scFv-LDP。將其與LDM的活性發(fā)色團AE進行分子組裝，得到強化融合蛋白scFv-LDP-AE。研究結(jié)果表明，和LDM一樣，scFv-LDP-AE在體外對腫瘤細胞有強烈的殺傷作用，體內(nèi)能夠顯著抑制腫瘤生長，抑瘤率顯著高于游離LDM。暗示強化融合蛋白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Α５珔s也存在著一定的問題，例如抗體對正常組織存在非特異性結(jié)合、人體對異源性抗體會發(fā)生排斥、腫瘤抗原異質(zhì)性表達、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)運分布過程中還會受到許多因素的影響，主要包括偶聯(lián)物的大小、其與腫瘤細胞結(jié)合的緊密度、腫瘤局部血流量以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)對偶聯(lián)物的攝取等［10］。針對解決以上問題的工作已成為研究單抗靶向藥物的主要趨勢［11］。

盡管烯二炔類抗生素可以算是迄今為止活性最強的抗腫瘤抗生素，但其依舊存在耐藥性的問題，并且到目前為止其耐藥機制還沒有完全闡明，這給抗耐藥性的研究工作增加了一定難度。有觀點稱，烯二炔類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胞采取犧牲自身蛋白的方式來抵消藥物的生物活性，使剩余病菌或腫瘤細胞能夠免受藥物的殺傷作用［12］。對烯二炔類抗腫瘤抗生素的研究還在不斷深入進行，有關(guān)其構(gòu)效關(guān)系、化學合成、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的陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，可預(yù)期此類抗腫瘤藥物會得到進一步的研制開發(fā)［13］。

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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所