極光激酶B抑制劑與膠質瘤治療的研究進展

肖 華 綜述，何永生 審校

(1.遵義醫學院，貴州 遵義 563003；2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院神經外科，四川 成都 610072)

△通訊作者

極光激酶B抑制劑與膠質瘤治療的研究進展

肖 華1，2綜述，何永生2△審校

(1.遵義醫學院，貴州 遵義 563003；2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院神經外科，四川 成都 610072)

膠質瘤多呈侵襲性生長，手術難以全切，放化療后很容易周邊復發，遠期療效差[1～5]。可穿透血腦屏障的脂溶性小分子治療藥物(替莫唑胺Temozolomide，TMZ)是得到廣泛認可的重要輔助治療手段[6]。然而，其顯著的造血系統、肺、腎毒性與耐藥性[7，8]明顯限制其治療效用。小分子靶向治療可以針對細胞周期控制某一途徑/生物活性位點靶向抑制腫瘤細胞生長、并促使其凋亡，因此，近年來已成為腫瘤治療研究重要熱點。分子靶向治療在治療非小細胞肺癌、腸癌、淋巴瘤、乳腺癌等療效顯著，對膠質瘤的治療具有重大的指導意義。貝伐單抗(Bevacizumab，BEV)在過去幾年的膠質瘤靶向治療中也取得了明顯的進步，但隨訪總結表明：貝伐單抗對總體生存率(OS)并無明顯有利影響。隨著對膠質瘤分子生物、分子病理學和新的信號轉導通路的不斷認識，更多的治療靶點和相關藥物研究都迫切需要[9]。極光激酶B(Aurora-B)正是一種細胞周期調節蛋白，參與有絲分裂的絲氨酸/蘇氨酸激酶，Aurora-B抑制劑是頗具前景的研究方向。

1 Aurora-B及其抑制劑

Aurora激酶家族是1995年在真核生物中發現的絲氨酸/蘇氨酸激酶家族，哺乳動物細胞表達3類Aurora激酶，即Aurora-A、Aurora-B與Aurora-C。極光激酶在細胞內的表達時間和空間上都受到嚴格的控制，極光激酶的異常表達往往會導致細胞在有絲分裂的過程中出現異常現象，形成非整倍體[10]。有研究發現Aurora-B扮演著原癌基因的角色[11]。Aurora-B激酶由344個氨基酸殘基組成，該蛋白由AKU RB(STK12)基因編碼，其染色體定位在17p13.1，是一個易位、缺失或擴增活躍的染色體區段。在細胞有絲分裂過程中Aurora-B是呈動態分布的，前期和中期先是在染色體的著絲粒上聚集，進入有絲分裂后期逐漸遷移到紡錘體，最后聚集到連接兩個子細胞的中間體上。Aurora-B與其他3個染色體過客蛋白—Survivin、內著絲粒蛋白(inner centromereprotein，INCENP)和Borealin結合成以Aurora-B為核心的四聚體，即染色體過客蛋白復合體(CPC)[12]。該四聚體是著絲粒和微管的正確定位所必需的。近年來，Aurora-B在膠質瘤組織中異常表達的報道逐漸增多，Aurora-B已成為目前分子靶向抑制研究的一個熱點。

目前，針對Aurora激酶家族抑制劑的開發與研究越來越受到人們的重視。現今已報道了多種結構類型的化合物對Aurora激酶有較好的抑制作用，包括：喹唑啉類、嘧啶氨基喹啉類、單嘧啶環類、咪唑并吡啶類等[13]。目前處于臨床前或臨床試驗階段的Aurora-B抑制劑如表1所示。

表1 處于臨床前或臨床試驗階段的Aurora-B抑制劑

1.1 Aurora-B抑制劑 Hesperadin是Bohringer Ingelheim公司于2001年通過高通量篩選的方式得到的一個小分子吲哚酮。在2003年發現其對Aurora-B有特殊的活性，也是第一個被證實的Aurora-B抑制劑。Hesperadin能減弱H3組蛋白的磷酸化，并通過誘導異常微管及微絲的相互作用，阻斷微管裝配，進而阻滯異常有絲分裂中的細胞周期進程。但因其能誘導HeLa細胞產生多倍體細胞，因此不確定其是否能成為有用的藥物。 BI 811283也是一種該公司研發的可逆的、有效的Aurora-B 選擇性抑制劑，IC50值為9 nmol/L。在對25種癌細胞的抑制實驗中發現，其對腫瘤細胞的半抑制濃度均<14 nmol/L。它可以擾亂細胞有絲分裂、誘導多倍體細胞的產生，并引起細胞的衰老和凋亡。該抑制劑已進入臨床Ⅱ期試驗階段。

1.2 多激酶抑制劑 AT9283是由Astex 公司研發的苯并咪唑類衍生物，是多靶點的激酶抑制劑。在體內與體外試驗中，能夠通過抑制Aurora-A、Aurora-B激酶，對大多數實體腫瘤的生長產生抑制作用。此外，對其他酶如Jak2、Flt-3、Abl和Bcr等亦顯示出較好的活性。當AT9283與多西泰索聯合應用時，明顯比單一用藥的抗腫瘤作用強。Arkenau等[5]對40例晚期惡性實體腫瘤(食管癌、非小細胞肺癌與大腸癌等)患者進行研究發現，AT9283具有較好的抗腫瘤效應，其中約30%患者病情處于穩定狀態，表明該抑制劑在人體內發揮了有效的抗腫瘤作用。

1.3 全激酶抑制劑 MK0457(VX-680)是4，6-二氨基嘧啶類化合物，它靶向ATP結合位點，對所有 Aurora 激酶均起作用。在2005年用于I期臨床試驗。體外試驗表明MK0457能夠抑制癌細胞的核內復制。在鼠類移植模型中，MK0457能抑制人類骨髓性粒細胞性白血病HL60和結腸癌HCT116細胞，也能有效抑制新隔離的AML細胞的生成。最新的臨床研究表明，MK0457 在具有T315I-BCR/ABL突變且伊馬替尼耐藥的慢性髓細胞性白血病或急性淋巴細胞白血病患者中有活性。但是由于可能引起QTc延長等風險問題，在2007年Vertex公司就停止了MK0457的Ⅱ期臨床試驗。

PHA-739358是一個吡咯-吡唑類化合物，是對Aurora A、B、C均有抑制作用的抑制劑(其IC50值分別為13、79、61 nmol/L)。PHA-739358 在生化檢測方面與ABL表現出重要的交叉反應性，可作為 Aurora/ABL 雙重抑制劑。研究顯示，該化合物對結腸癌、乳腺癌、肺癌等細胞均有很好的生長抑制作用。在轉基因鼠和多種移植瘤模型中，也表現出良好的抑瘤活性。PHA-739358對伊馬替尼和達沙替尼治療失敗的慢性粒細胞白血病和難治性轉移性前列腺癌的臨床實驗正在進行中。臨床前研究已發現 Aurora A和B的抑制作用可以使癌細胞過敏并導致由微管蛋白解聚劑介導的細胞凋亡。目前該藥物已經進入Ⅱ期臨床試驗。

2 Aurora-B在腦膠質瘤中的表達

早在2004年Araki等就報道，Aurora-B在高級別膠質瘤中過表達，它的表達與組織學惡性程度和臨床病理學特征有關。Loh等[14]在高級別膠質瘤中頻繁地檢測到中心體相關的mRNA和蛋白表達的改變，Jung等的研究表明Aurora-B激酶在各種膠質母細胞系和腫瘤過度表達[15]。所以對Aurora-B表達水平的調節可以作為膠質瘤治療的新靶點[16]。在國內膠質瘤的研究中，膠質瘤組織中Aurora-B激酶的表達水平明顯上調，在膠質瘤組織中Aurora-B激酶蛋白的陽性表達明顯高于正常腦組織，差異有統計學意義[17，18]；而在mRNA 水平的檢測也表明在膠質瘤組織中的表達明顯高于正常腦組織，與蛋白水平一致，差異有統計學意義。Buczkowicz等[19]在小兒彌漫性腦橋膠質瘤也發現Aurora-B的高表達。這些研究結果表明Aurora-B激酶的高表達與膠質瘤密切相關，可能參與了膠質瘤的發生、發展和惡性演變[20]。目前的研究提示Aurora-B基因有可能是惡性膠質瘤的一個新的標志物及分子治療的靶點。但是關于Aurora-B 在惡性膠質瘤的發生發展中具體作用機制還有待進一步研究。

3 腦膠質瘤相關的Aurora-B特異性抑制劑

3.1 ZM447439 在眾多Aurora-B抑制劑中，最先運用于膠質瘤抑制試驗研究的藥物是ZM447439。在Borges等[21]的實驗中證明ZM447439能夠有效地抑制膠質母細胞瘤細胞株的增殖，促進腫瘤細胞的凋亡，也能抑制原代培養標本的生長。并證明ZM447439與TMZ具有協同抑制作用，也增加了膠質瘤的放療敏感性[22，23]。ZM447439能殺死增殖細胞，而非增殖細胞卻不受影響，現仍廣泛用于極光激酶藥物靶點驗證初始階段相關信息的研究，目前處于Ⅰ期臨床試驗階段[24]。

3.2 AZD1152 AZD1152是現今最具研究價值的Aurora-B特異性抑制劑，為阿斯利康公司研發的喹唑啉類前藥，由ZM447439改造修飾而來，在許多實體腫瘤中抑制效果比ZM334739高100多倍。它能在人類血漿中快速轉化成有活性的AZD1152-HQPA，其作用于Aurora-B比作用于Aurora-A選擇性高3700倍左右，IC50值可達0.37 nmol/L。非臨床研究表明，AZD1152 能減弱H3組蛋白的磷酸化和異常有絲分裂中的細胞周期進展。AZD1152-HQPA能阻斷四個不同的p53基因突變的膠質瘤細胞系(U251、T98 g、U373及U118)的細胞分裂。與增殖正常的人類星形膠質細胞比較，在體外培養的惡性膠質瘤U251細胞中Aurora-B的表達更高。U251細胞活性降低(p53r273 h)源于內復制后胞質分裂阻滯及誘導凋亡的影響。Diaz RJ等報道AZD1152-HQPA抑制U251腫瘤裸鼠移植瘤的生長，并導致在體外和體內腫瘤細胞凋亡的增加。AZD1152-HQPA皮下給藥(25 mg/kg·d×4天；2次間隔7天)導致顱內接種后U251細胞小鼠的中位生存期延長(P= 0.025)。這是在體內使用極光激酶抑制劑抑制惡性膠質瘤生長的首例報道[20]。阿斯利康公司于2012年公布了該化合物在晚期實體瘤患者的Ⅰ期臨床試驗結果：在48小時連續輸液中最大耐受劑量為150 mg，在兩次2小時(110 mg/d，于1、2和15、16天分別輸注一次，28天為一治療周期)輸液中最大耐受劑量為220 mg[25]。最新研究表明AZD1152-HQPA還可以降低髓母細胞瘤的生長速率[26]。AZD1152的Ⅱ期臨床試驗結果表明在老年AML患者中的緩解率和平均中位生存期：AZD1152組明顯高于LDAC(低劑量阿糖胞苷)組，差異有統計學意義(P< 0.05)；而其安全性及耐受性在兩組之間差異無明顯統計學意義。此外，長期使用AZD1152所表現出來的并發癥(如口腔炎、發熱性中性粒細胞減少等)也均通過了細胞遺傳學的風險驗證[27，28]。該化合物現已處于進一步驗證治療作用和安全性的Ⅲ期臨床試驗階段。目前還沒有關于膠質瘤對AZD1152產生抵抗的相關報道。

4 腦膠質瘤的分子靶向治療聯合放、化療

目前，膠質瘤的分子靶向治療已成為重要的研究方向，但一些前期的臨床試驗結果表明單一的分子靶向藥物治療在提高患者生存效益上作用有限，客觀有效率仍不甚理想。在著手研究優化改善膠質瘤分子靶向治療的同時，多種聯合放化療也在近年得到了進一步的發展。美國克利夫蘭醫學中心的研究得出貝伐單抗(Bevacizumab)聯合伊立替康(Irinotecan)比貝伐單抗單用治療惡性膠質瘤具有更確切的療效[29，30]。Narayana等[31]使用Bevacizumab聯合TMZ在同步放療后輔助治療使得放療的有效率得到了明顯的提升。Chaponis 等[32]的研究得出洛那法尼(Lonafarnib)聯合TMZ的同步放療可以提高高級別膠質瘤的放化療療效。此外，關于腦膠質瘤分子靶向藥物彼此之間的聯合治療還處于Ⅰ期臨床試驗階段[33]，仍具有較大的研究空間。

5 問題與展望

在神經膠質瘤治療這一國際難題面前，現在亟需解決的是找到一條合理有效的治療途徑以及一些確切有效的藥物。目前，Aurora-B抑制劑在體外腫瘤細胞抑制試驗中取到了顯著的效果，在人體試驗中也檢測到了腫瘤抑制效應，但因為體外和體內環境的不同，藥物作用受到的干擾因素較多，以及腫瘤增殖、生長、侵襲機制的復雜性，因此在許多實體腫瘤中還達不到理想的臨床試驗效果[34]。在膠質瘤組織中檢測到與正常腦組織有顯著差異表達的Aurora-B，隨著分子靶向治療研究的日漸成熟，希望能找到一種效果確切、毒副作用小、內環境因素影響較小Aurora-B分子靶向抑制藥物，針對性地作用于術后殘留膠質瘤及亞臨床膠質瘤細胞，切實可靠地改善患者的生存質量與遠期預后。腦膠質瘤的發生、增殖、轉移等會涉及諸多生物因子與系統的綜合作用，因此，結合患者腫瘤細胞的分子生物特征，在傳統治療基礎上進行多種生物靶向治療的優化選擇，以及與放化療聯合應用也是重要的努力方向。

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Research progress between Aurora kinase B inhibitors and treatment of glioma

XIAO Hua，HE Yong-sheng

2015-12-10；

2016-02-21)