Bcl-2蛋白及其相關(guān)藥物的研究進(jìn)展

寇玉輝，張英俊，謝洪明，林興龍，許娟

抗感染新藥研發(fā)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（廣東東陽光藥業(yè)有限公司），廣東東莞 523871

細(xì)胞凋亡(Apoptosis)[1]是細(xì)胞主動(dòng)死亡，是細(xì)胞由基因控制的有序死亡，也稱程序性細(xì)胞死亡。細(xì)胞死亡分為兩種方式，分別為細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死。

細(xì)胞凋亡時(shí)，機(jī)體并無炎癥，主要表現(xiàn)出早期細(xì)胞收縮，溶酶體等細(xì)胞器保持完整等特征。它在形態(tài)特征上有別于細(xì)胞壞死，并且其生物學(xué)意義也不相同。細(xì)胞凋亡不但對(duì)維持機(jī)體的自身穩(wěn)定重要，而且對(duì)控制細(xì)胞增殖、腫瘤的發(fā)生乃至消亡也很重要[2]。細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)機(jī)制的紊亂比細(xì)胞分裂對(duì)腫瘤的發(fā)展更為重要。許多癌基因、抑癌基因和病毒基因等都參與細(xì)胞凋亡的調(diào)節(jié)。對(duì)細(xì)胞調(diào)亡的研究為人類認(rèn)識(shí)并徹底攻克癌癥提供了新線索，目前已引起科學(xué)家們的廣泛興趣。

1 Bcl-2蛋白

1.1 Bcl-2蛋白與腫瘤細(xì)胞凋亡調(diào)控

Bcl-2(B-cell lymphoma2)相關(guān)蛋白是最早發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞凋亡調(diào)節(jié)BCL-2蛋白[3]家族成員之一，同時(shí)也是研究較得比較早的與細(xì)胞凋亡有關(guān)的藥物靶點(diǎn)。它在細(xì)胞凋亡的調(diào)控中起重要作用，可以用來調(diào)控細(xì)胞凋亡而非破壞增殖。

科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)多種原癌基因與細(xì)胞凋亡過程有關(guān)，其中一種就是Bcl-2。它最初被認(rèn)作一種原癌基因，但后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，雖然Bcl-2本身并無增殖和促進(jìn)細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化作用，但它可以增加細(xì)胞染色體的畸變機(jī)會(huì)，在無生長因子存在下延長細(xì)胞存活時(shí)間，進(jìn)而使細(xì)胞發(fā)生惡變而導(dǎo)致腫瘤形成。目前認(rèn)為Bcl-2蛋白可以抑制細(xì)胞凋亡，在腫瘤的發(fā)生及發(fā)展中起重要作用。

Bcl-2蛋白與許多癌癥、精神疾病和自身免疫性疾病相關(guān)。在癌癥中，它充當(dāng)了一種抑制因子，可以幫助癌細(xì)胞抵抗癌癥治療藥物。Bcl-2蛋白在細(xì)胞中主要作用于凋亡途徑的下游通道，可以抑制多種信號(hào)(化療、氧自由基、放射線等)所誘導(dǎo)的凋亡。Bcl-2蛋白家族中的Bcl-2，Bcl-XL和Bax都可以在細(xì)胞內(nèi)膜上形成膜通道，膜通道的形成是Bcl-2蛋白發(fā)揮其生理機(jī)能的基礎(chǔ)，Bcl-2蛋白通過線粒體功能調(diào)節(jié)來發(fā)揮抑制凋亡作用，因而其線粒體功能的改變是細(xì)胞凋亡過程的重要環(huán)節(jié)。

Bcl-2蛋白在體外能抑制多種因素而誘導(dǎo)的凋亡。但在體內(nèi)，Bcl-2蛋白活性則由家族成員蛋白Bax調(diào)節(jié)[4]，Bax不僅能形成(Bax-Bax)同源二聚體來誘導(dǎo)凋亡，而且還能與Bcl-2形成(Bcl-2-Bax)異源二聚體來抑制凋亡。高水平Bcl-2蛋白表達(dá)伴隨著Bax-Bax與Bcl-2-Bax比率的改變以及Bax-Bax同源二聚體與Bcl-2-Bax異源二聚體的競爭來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)Bax蛋白過表達(dá)時(shí)，Bax-Bax同源二聚體增多，從而對(duì)誘導(dǎo)凋亡的刺激更敏感。Bax作為P53的下游應(yīng)答蛋白與Bcl-2、P53共同參細(xì)胞凋亡途徑的調(diào)節(jié)。細(xì)胞凋亡如果發(fā)生障礙，就會(huì)引起細(xì)胞生長異常進(jìn)而形成腫瘤，Bcl-2蛋白就是通過抑制細(xì)胞凋亡而參與了腫瘤發(fā)病過程。Bcl-2蛋白在唾液腺導(dǎo)管上皮細(xì)胞中檢測到，可以抑制氧化劑誘導(dǎo)的凋亡，這說明它可能通過抗氧化作用來抑制細(xì)胞凋亡，Bcl-2抗甲萘醌對(duì)細(xì)胞凋亡有誘導(dǎo)作用。因此，Bcl-2相關(guān)蛋白間是否平衡對(duì)細(xì)胞凋亡起很重要的調(diào)控作用。

1.2 Bcl-2和慢性淋巴細(xì)胞白血病

惡性血液病的發(fā)展與Bcl-2蛋白過表達(dá)有很密切的關(guān)系，尤其是惡性淋巴瘤，淋巴瘤發(fā)生的病因是Bcl-2蛋白發(fā)生基因重排。慢性淋巴細(xì)胞白血病(CLL)是惡性淋巴增殖性疾病[5]，主要與疾病分期、分子遺傳學(xué)改變和骨髓浸潤組織特點(diǎn)等因素有關(guān)。CLL的治療[6]和預(yù)后與其細(xì)胞過度增殖和凋亡受抑相關(guān)。Ki-67抗原僅在增殖細(xì)胞核表達(dá)，為細(xì)胞核抗原，其單克隆抗體可以用來檢測細(xì)胞增殖活性。Bcl-2蛋白作為凋亡拮抗基因，淋巴造血系統(tǒng)腫瘤的臨床特性與其蛋白產(chǎn)物密切相關(guān)。

將抗凋亡蛋白Bcl-2和增殖相關(guān)抗原Ki-67同時(shí)檢測，來研究CLL中細(xì)胞凋亡相伴情況和疾病分期的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者與患者性別、骨髓淋巴細(xì)胞數(shù)和外周血淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)無相關(guān)性。在以往研究中發(fā)現(xiàn)，非霍奇金淋巴瘤的惡性程度和預(yù)后與Ki-67和Bcl-2表達(dá)密切相關(guān)，其惡性程度的高低于Ki-67LI的高低表現(xiàn)一致。將CLL病例分為無癥狀組、治療有反應(yīng)組和耐藥組等3組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Ki-67陽性率在耐藥組中最高。證實(shí)含有12號(hào)染色體三體的CLL，其Ki-67陽性率明顯較核型正常的CLL要高。CLL疾病進(jìn)展期患者的體內(nèi)Ki-67表達(dá)明顯高于非進(jìn)展期患者，但疾病進(jìn)展與Bcl-2蛋白表達(dá)并無關(guān)聯(lián)。研究人員認(rèn)為病例有限并且入組病例觀察時(shí)間短，所以Bcl-2蛋白表達(dá)差異是否有助于預(yù)后的評(píng)估尚無定論，這需要大量病例[7]研究來進(jìn)一步確認(rèn)。

2 以Bcl-2為靶點(diǎn)的藥物

2.1 Venetoclax(ABT-199)

Bcl-2蛋白[8]位于線粒體膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和核膜上，在介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的途徑中起很關(guān)鍵的作用，具有離子通道和停靠蛋白雙重功能。癌細(xì)胞通常用Bcl-2蛋白來抑制傳統(tǒng)化療的治療效應(yīng)，病人因而需要更大的化療藥物劑量，因而導(dǎo)致惡心和脫發(fā)等副作用。Venetoclax[9]是一種BCL-2抑制劑，由艾伯維開發(fā)，它是能夠消除和減少癌細(xì)胞中Bcl-2水平的藥物。它不會(huì)影響B(tài)cl-XL-血小板形成必需的蛋白，使化療能夠?qū)@些癌細(xì)胞作用，從而降低了藥物的不良反應(yīng)，見圖1。

圖1 Venetoclax

2016年4月，Venetoclax在美國由FDA批準(zhǔn)上市，用于治療非霍奇金淋巴瘤、彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤、小淋巴細(xì)胞淋巴瘤、多發(fā)性骨髓瘤和帶有17p基因缺失突變且接受過至少一種治療的慢性淋巴細(xì)胞白血病(CLL)[10]。Venetoclax只針對(duì)特定的患者（有獨(dú)特染色體異常（17P缺失）的小部分慢性B淋巴細(xì)胞白血病患者），17p缺失的癌細(xì)胞丟掉了17號(hào)染色體的一部分，包括一個(gè)叫p53基因。p53的存在能極大提高細(xì)胞對(duì)藥物的敏感度，所以17p缺失的癌細(xì)胞會(huì)變得對(duì)化療不敏感，容易產(chǎn)生抗藥性或者復(fù)發(fā)。所以傳統(tǒng)的放化療對(duì)于這類患者的治療意義不明顯，而Venetoclax的有效就在于它能特異地靶向BCL-2蛋白，在體內(nèi)能抑制Bcl-2依賴的腫瘤生長，且不消耗人體血小板，在不到1年內(nèi)連續(xù)獲得3次突破療法認(rèn)定。Venetoclax為片劑，有10、50 mg和100 mg 3種規(guī)格。初始劑量為第一周每天1次，每次20 mg，然后經(jīng)過一個(gè)每周劑量遞增的方案(50、100、200、400 mg/d)，經(jīng)5周達(dá)到每天400 mg的劑量。市場研究機(jī)構(gòu)預(yù)測Venetoclax的銷售額在2020年將達(dá)到14億美元。

2.2 (-)-gossypol(AT-101)

AT101[11]是由密歇根大學(xué)，江蘇亞盛醫(yī)藥開發(fā)有限公司和3S生物公司共同合作開發(fā)的一種新型Bcl-2抑制劑，用于腫瘤疾病的治療。目前，在美國開展了慢性淋巴細(xì)胞白血病、非霍奇金淋巴瘤、激素抵抗性前列腺癌、非小細(xì)胞肺癌、食管腫瘤、小細(xì)胞肺癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤的二期臨床實(shí)驗(yàn)，在中國開展了非小細(xì)胞肺癌二期臨床實(shí)驗(yàn)，見圖2。

圖2 AT-101(Confidence level:1)

2.3 BCl-201(S-55746)

BCl-201(S-55746)是由瑞士諾華制藥公司獨(dú)立開發(fā)的Bcl-2抑制劑，目前在美國和歐洲開展了濾泡中心淋巴瘤和套細(xì)胞淋巴瘤的一期臨床實(shí)驗(yàn)，見圖3。

圖3 BCL-201(Confidence level:5)

3 結(jié)語

在過去的20多年中，以細(xì)胞凋亡為靶點(diǎn)的藥物一直是研究的熱門，其中Bcl-2蛋白家族是非常重要的一類，關(guān)于Bcl-2靶點(diǎn)的相關(guān)藥物研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。

Venetoclax在治療慢性淋巴細(xì)胞白血病方面顯示出了很好的療效。它的成功上市掀起了BCl-2靶點(diǎn)研究的熱潮。作為BCl-2靶點(diǎn)目前僅有的上市藥物，其相關(guān)適應(yīng)癥的開發(fā)正在穩(wěn)步推進(jìn)。可以推斷，在不久的將來，該藥物也會(huì)在其它腫瘤領(lǐng)域獲得突破。同時(shí)Venetoclax也可以和別的抗癌藥聯(lián)合使用。由于BCl-2對(duì)癌細(xì)胞生存很重要，即使單獨(dú)使用Venetoclax不能直接殺死癌細(xì)胞，也會(huì)讓癌細(xì)胞對(duì)其它藥更加敏感。在一些多樣性骨髓瘤模型里，Venetoclax單獨(dú)使用的效果較差，但是與蛋白酶體抑制劑 “萬珂”Velcade聯(lián)用后，效果得到很大提高。這必將促使研究人員對(duì)BCL-2靶點(diǎn)進(jìn)行更為深入的研究[12]。

Bcl-2蛋白抑制劑是近10年來的熱點(diǎn)，隨著BCl-2靶點(diǎn)研究的不斷推進(jìn)，將會(huì)有更多臨床適應(yīng)癥被開發(fā)出來。隨著越來越多的候選藥物不斷進(jìn)入臨床，必將為全人類的健康做出更大的貢獻(xiàn)。