新型抗肿瘤药物研究进展文献综述

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33:376—382.27.WarrenRS,eta1.JClinInvest1995;95(4):1789—1797.28.AsanoM,eta1.CancerRes1995;55:5296—5301.29.YuanF,eta1.ProcNatlAcadSciUSA1996;93(25):1476514770.
新型抗肿瘤药物研究进展
(文献综述)
(福建省立医院外科,福州350001肖雪明综述华中科技大学同济医学
院附属同济医院普外科,武汉430030邹声泉审校)
提要可作为抗癌药物研制对象的分子包括:生长因子受体酪氨酸激酶(RTKs)和丝氨酸/苏氨酸激酶信号传导系统、细胞周期因子、凋亡相关因子、细胞外基质、肿瘤血管生成和转移因子、细胞寿命因子等。关键词抗肿瘤药物生长因子受体抑制剂细胞周期抑制剂凋亡抑制剂
中图分类号:R73文献标识码:A文章编号:1000~6877(2001)02一0070—03
s5n传统的肿瘤化疗药物缺乏对肿瘤细胞的特异性,现代抗肿瘤药物研制的方向是专门杀伤肿瘤细胞而对正常细胞无毒性的新型药物。随着肿瘤分子生物学的进展,人们发现不少肿瘤恶变、进展、转移过程中的许多相关分子(基因及蛋白)。让这些基因表达或蛋白合成,运用高容量筛选试验筛选天然的和合成的分子文库,就可得到大量的相关产物,以供x线晶体衍射分析。该方法不仅可以提供这些分子的三维结构,而且还可以提供这些分子同其配体或抑制物相互作用的结构信息。人们以这些分子为研究对象,利用x线晶体衍射结构分析结果,进行计算机辅助药物设计,就能获得特异性地杀死肿瘤细胞的药物n’,新型抗肿瘤药物的研究。
1.生长因子受体酪氨酸激酶(RTKs)和丝氨酸/苏氨酸激酶信号传导系统及其抑制剂
在肿瘤细胞增殖过程的信号传导中,RTKs起着重要作用。与生长因子RTKs相关的丝裂信号传导途径如下:内源性配体(生长因子)结合其RTKs后使受体二聚化,导致RTKs胞浆部分的酪氨酸磷酸化。受体磷酸化后允许生长因子受体结合蛋白2(Grb2)接头蛋白通过其SH2结构域同RTKs的胞内部分结合。结合的Grb2被激活,并通过其SH3结构域同鸟嘌呤核苷酸交换因子Sos的富含脯氨酸区结合,这样导致Sos迁移到胞膜,并同Ras—GTP结合蛋白相结合。Sos与Ras结合后激活Ras,后者依次激活丝裂原激活的蛋白激酶(MAPK)“瀑布”。激活的细胞外信号调节激酶(ERK)迁移至胞核,通过磷酸化并激活相应的转录因子传导丝裂信号,从而启动细胞分裂所必需的基因的表达。Ras还存在其他的上游调节因子和下游效应物。
表皮生长因子受体(EGFR)、HER一2/neu受体、血小板衍生的生长因子受体(PDGFR)、血管内皮细胞生长因子受体(VEGFR)、成纤维细胞生长因子受体(FGFR)是研究最广的用于抗癌的RTKs。I临床上已试用它们的中和抗体多种实体癌。最近美国已批准抗HER一2/neu的抗体Herceptin用于转移性乳腺癌娌’。抗EGFR和HER一2/neu的两种抗体联合运用卵巢癌细胞株的实验研究也取得进展。’。抗RTKs的小分子抑制剂大多是抑制其受体激酶的活性。它们可能模仿酪氨酸和/或ATP底物。如2一氨基吡啶/-2,3一d]嘧啶酮对卵巢癌和结肠癌有效“’。它们可选择性抑制多种酪氨酸激酶,包括EGFR、PDGFR和Src。人们正在研究抗VEGFR特别是VEGFR一2(Flk一1/KDR)和bFGFR的RTK抑制剂。如近期所发现的SU一5416行’,可抑制大鼠肿瘤移植物的血管生成和肿瘤的生长。
变异的Ras有致癌性,在30%的人类肿瘤中发现有Ras变异,Ras变异最常见源于胰腺、结肠、肺脏的肿瘤和白血病。变异的Ras被永久性激活并持续刺激下游效应因子,使其毋须上游丝裂原信号即可引起细胞分裂。目前正在研究能抑制Ras翻译后修饰的药物。
新翻译的Ras需法呢基转移酶(RTase)将法呢基焦磷酸的法呢基部分从胞浆转移至其CAAX结构域
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C端的半胱氨酸残基上。这种修饰过程对于将Ras锚合至胞膜从而传递细胞信号是必需的。RTase抑制剂能有效抑制Ras功能,在动物实验中显示强大的抗肿瘤作用哺’。
RTase抑制剂均有抗癌作用。H—Ras变异型肿瘤对RTase抑制剂的反应最明显。它们可能通过某种Ras依赖性或Ras不依赖性机制发挥抗增殖作用订’。抑制Ras法呢基转移可提高具有变异型Ras的肿瘤细胞株对放疗的敏感性‘8’,H—ras变异型比K~ras变异型更敏感。
在Ras—MAPK信号传导“瀑布”中,Raf一1和MEK是癌基因成员。’。目前对Ras下游效应物的研究远落后于对Ras的研究。MEK抑制剂PD98059可抑制细胞生长,逆转Ras变型“”。针对Raf一1的反义寡核苷酸也正在研究当中‘1”。
至于其他的胞浆信号传导蛋白激酶,蛋白激酶C(PKC)家族已引起注意。PKC过度表达见于雌激素受体阴性的乳癌、甲状腺癌、神经胶质瘤和黑素瘤,PKC还与肿瘤血管形成和多重耐药有关n肋。PKC是Ras的上游调节物,是ERKMAPK“瀑布”的激活剂,抑制PKC可引起凋亡,增强化疗效果n”。
2.细胞周期及其抑制剂
ddc在经PTK或非RTK启动的丝裂信号激活后,MAPKs移至胞核并激活转录因子(NFs),后者可引起靶基因表达从而启动细胞分裂周期。在细胞增殖、分化过程有关的致癌性转录因子已被认识,如Myc,Ets,Fos,Jun,Rel/NF—KB和Myb。“”。但这些还不是开发抗癌药物的主要对象。研究表明,细胞周期素依赖性激酶(CDKs)是细胞周期的主要的调节因子,它与不同的细胞周期素(cyclins)结合成二聚体后驱动细胞进入不同的时相(G1、S和G2/M)。不同的CDKs结合不同的细胞周期素或其亚单位:CDKl(cdc2)结合cyclinA和B1一B3;CDK2结合cyclinA,D1一D3,E;CDK4,CDK5,CDK6都结合cyclinD1一D3,CDK7结合cyclinHn”。
CDKs由内源性的CDK抑制剂(CDKIs)调节。运用X线晶体衍射技术可以洞察CDK同CDKIs的相互作用。cyclins及CDKs的异常表达和/或变异与某些肿瘤的发生有关。如在一些软组织肉瘤中发现CDKs的过度表达。CDKIs的发现为抗肿瘤药物的研究开拓了广阔的空间。最常见的CDKIs有flavopiridol、olu—moucine、rosxoovitine、staurosporine衍生物UCN一01和butyrolactone“”。其中flovopiridol是研究最透彻的药物之一。它是一种黄酮衍生物,可抑制CDK2和CDK4。它导致细胞分裂停止于G1期(而不管有无正
常的p53或Rb)。它还可改变CDKl的磷酸化状态,和/或抑制cyclinsB—CDKl
的激酶活性,导致细胞分裂停止于G2期。人们运用重组化学新技术开发特异的和强效的CDKs嘌磷类抑制剂。这些药物中抑制作用最强的是purvalanolB,其Ic50仅为6nmol/L,比olo—moucine(针对CDK2一cyclinsA复合物)强1000倍。3.凋亡及其抑制剂
p53抑癌基因产物是当存在DNA损伤时,使细胞周期停滞或凋亡的核转录因子n”。p53诱导凋亡的机制之一是诱导Bax基因的转录。Bax基因产物竞争抗凋亡基因Bcl一2产物n”,从而干扰其抗凋亡作用。50%以上的人类肿瘤有p53变异,因而失去其抑癌作用。另外,野生型p53的作用也可被Mdm2基因产物抵消,后者由p53通过负反馈方式诱导转录。Mdm2本身就是一种癌基因,其作用不依赖于p53‘1”。
Bcl一2癌蛋白及其家族成员,如Bcl—xL、Bcl—W和Mcl一1,通过同多种凋亡相关蛋白作用而发挥其抗凋亡功能。这些凋亡相关蛋白有些也是Bcl一2家族成员,如Bax、Bak、Bcl.Xs、Bad和Bidn”。Bcl一2还协助Myc诱导癌变,其抑制凋亡作用与肿瘤耐药性有关n”。Bcl一2最初发现于B细胞淋巴瘤,80%以上B细胞淋巴瘤中有Bcl一2的过度表达。后来,在结直肠腺瘤(90%)、前列腺癌(30%~60%)、乳癌(70%)、未分化耳鼻癌(80%)、慢性淋巴细胞性白血病(70%)、肺癌、神经母细胞瘤、肾癌以及黑素瘤中均发现其表达n9’2”。上述Bcl一2的特性可用于肿瘤的。
p53信号途径中另一个目标是MDM2基因。MDM2不仅拮抗p53的活性,而且它还灭活抑癌基因Rb的产物、刺激E2F1/DP—l转录因子从而促使细胞由G1向S期转变。最近研究表明,抑癌基因Ink4a的产物p19州可拮抗MDM2对p53的抑制作用姑”,提示MDM2可以作为抗癌的研究对象。最近有人设计反义寡核苷酸干扰MDM2的翻译来达到目的‘2”。
最近发现的一种强效抗凋亡分子是survivin娌”。下调survivin可促进凋亡并抑制转化细胞的生长。这种蛋白质在很多人类肿瘤中表达,但不存在于正常成熟组织。对survivin的研究仍处于初期,研究这些抗凋亡蛋白将为发掘抗癌药物提供新的领域。
4.促血管生成、转移因素及其抑制剂
血管生成对肿瘤的发展和转移是至关重要的。最近研究表明angiostatin和endostatin拮抗促血管生成因子angiogenin,发挥高效抗癌作用心”。内皮细胞增殖所必需的生长因子及其受体,主要是VEGF与其受体
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VEGFR2(ilk一1),及bFGF与其受体成为研究的焦点。Angiogenin可促进
或抑制血管生成,但它对内皮细胞没有丝裂原作用。现已发现许多小分子的促血管生成因子抑制剂娌”,包括suramin及其同系物,它们非特异性地阻断生长因子结合其相应受体;选择性抑制剂如thalidomide、fumagilins及单克隆抗体影响VEGFR一2(flk一1)、bFGFR、PDGFl3等受体的激酶活性o”;还有其他一些小分子物质。这些抗血管生成因子有的已处于临床试验之中。
细胞外基质蛋白特别是基质金属蛋白(MMPs)、尿激酶(uPA)和细胞粘附分子由于其在肿瘤侵润和血管生成过程中的作用娌”,也成为研究抗癌药物的对象。uPA协同MMP,特别是MMP一9,促使肿瘤细胞侵润旺”。已发现许多强效MMP抑制剂,其IC。。为nmol/L~pmol/L数量级。其中最引人注目是batimastat及其水溶性更大的同系物marimastat,这两种药物已用于多种人类肿瘤的I临床试验””,结果令人鼓舞,但存在骨骼和肌肉疼痛及僵硬的副作用。
最近研究发现uPA受体拮抗剂可能适用于恶性黑素瘤、结肠癌,非小细胞肺癌、胃癌、乳癌、卵巢癌。”。异黄酮类物质genistein可抑制酪氨酸激酶,通过下调MMP一9和上调TIMPs,抑制雌激素受体阴性的乳腺癌固有的和由EGF刺激后产生的侵润力o”。
细胞外基质中另外一类与肿瘤进展有关的是细胞粘附分子——粘合素。这是一类跨膜异二聚体蛋白,
由a和B两个亚单位组成,其实是纤维连接素、玻璃体结合蛋白、层粘素、胶原等基质蛋白的受体。研究表明拮抗粘附分子相互作用的合成肽类(特别是那些嵌合有RGD结构域的)对预防肿瘤转移有一定效果o”。RGD肽类还可以单独通过激活caspase一3诱导细胞凋亡。caspase一3是半胱氨酸天冬氨酰蛋白酶家族中的重要一员,与凋亡后阶段的发生有关。”。
5.细胞寿命及其抑制剂
研究表明端粒长度随着细胞的每次分裂逐渐缩短,直到端粒长度缩短到一个极限点后,细胞就停止分裂。这就限制了正常细胞的分裂次数。在85%以上肿瘤细胞中发现有端粒酶活性的升高。文献已报告卟林类和其他一系列蒽醌类端粒酶抑制剂,后者抗增殖作用的IC。。低至16nmol/L∞”。最近还发现异噻唑酮类及苯异噻唑酮类物质也具有抑制端粒酶的作用。”。但由于一些正常可再生组织如肝脏和淋巴也具端粒酶,故这些药物会存在某些毒副作用。
免费理论电线6.结语
不同类型的肿瘤,其发生机制的主要环节不尽相
同。故需选用不同类型的抗癌药物。在某些情况下,为了取得更好疗效,还需进行“鸡尾酒”式疗法,即将多种抗癌药物联合运用。由于这些新型抗癌药物的作用机制主要不是细胞毒性,而是细胞生长抑
制性,故所需疗程较长。另外,对于某些进展期肿瘤,为降低瘤荷,还必需首先运用常规细胞毒物进行。
参考文献
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K—ras基因在胰腺癌诊断中的应用
(文献综述)
(第二军医大学附属长海医院普外科,上海200433王文耀综述曹贵松仲剑平审校)
提要K~ras基因近年来已成功地应用于胰腺癌的细针穿刺标本、纯胰液、十二指肠液、ERCP刷检物、粪便、外周血等标本的检测,在不同程度上补充了常规脱落细胞病理学和肿瘤标志物的不足,本文综述了近年来的研究结果。
关键词K—ras胰腺癌诊断
中图分类号:Q753文献标识码:A文章编号:1000一6877(2001)02一0073一03
国内外胰腺癌的发病率呈逐渐上升趋势。西方国家恶性肿瘤死亡人数中,胰腺癌占第四位,每年胰腺癌死亡率为9~lO/lOOOOO,仅次于肺癌、结直肠癌和乳腺癌‘1’。但与前三位肿瘤比,胰腺癌预后最差,中位生存时间只有4.1个月,5年生存率只有3%o’。K—ras基因在胰腺癌中突变率高达70%~100%,是胰腺癌肿瘤形成过程中的早期现象,对胰腺癌的早期诊断有帮助,现已广泛应用于胰腺癌患者多种标本的检测,本文仅就近年来K—ras基因在胰腺癌诊断中的应用作一概述。
1.ras基因的结构、功能和意义
ras基因家族包括Harvey(H)、Kirsten(K)和N—ras三种基因,其中K—
ras基因与胰腺癌关系密切。K—ras基因编码蛋白由188~189个氨基酸组成,分子量为21kd。其本质为一单聚体G蛋白,位于细胞膜内侧,具有三磷酸鸟苷(guanosinetriphosphate,GTP)酶活性,可转导几种生长信号。其激活状态为GTP结合状态,失活状态为二磷酸鸟苷(guanosinediaphos—phate,GDP)结合状态。突变的K—ras蛋白p21仅具有微弱的GTP酶活性,不能迅速分解GTP,因此ras信号传导蛋白“锁定”在GTP结合的激活状态,使细胞得到持续生长信号的刺激。
K—ras基因突变位点多集中在第12、13、18、61密码子,胰腺癌最常见的突变点为12密码子。据统计45%的胰腺癌K—ras基因突变为GAT,35%为GTT,13%为CGT,4%为TGT,3%为AGTo’,6%胰腺癌具有两种突变形式,支持多中心起源学说“’。一般认为胆管癌和壶腹周围癌的K—ras基因突变率比较低““’。
化学诱发叙利亚金黄仓鼠实验表明,11%增生胰管上皮和56%的非典型增生上皮中存在K—ras基因突变订’,Yanagisawa等伯’发现慢性胰腺炎的胰管粘膜不典型增生上皮中K—ras基因突变率可达63%,说明K—ras基因突变是胰腺癌发生过程中的早期现象。未见K—ras基因与胰腺癌的预后和肿瘤易感性有关。
由于K—ras基因在胰腺癌中的突变发生早,突变率高,突变位点较固定。检测方便,因此广泛应用于基因诊断。
2.K—r舔基因突变的临床应用
2.1经皮细针穿刺活检组织检测K—ras基因Tada等o’在B超引导下穿刺胰腺肿块,用PCR法检测,12例胰腺癌均有K—ras基因突变,而6例慢性胰腺炎均阴性,其敏感性高于细胞学检查。但以后研究表明,假阴性率仍可达10%~40%“”。
中华人民共和国户口登记条例
2.2收集纯胰液检测K—ras基因胰腺导管癌脱落细胞首先进入胰液,故胰液内可查到胰腺癌相关基因,1993年Tada等n”注射胰泌素后通过ERCP收集纯胰液,发现6例胰腺癌全部有K—ras基因突变,而1例胆石症和2例慢性胰腺炎均阴性。
胰液K—ras基因突变检测,可补充常规细胞学检查,有助于提高早期胰腺癌诊断的敏感性。Kondoh等n2’用PCR—SSCP法检测15例胰腺癌胰液,K—ras基因突变率为67%,其中2例早期胰腺癌(Ⅱ期)行
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思凡mv新型抗肿瘤药物研究进展(文献综述)
作者:肖雪明, 邹声泉
作者单位:肖雪明(福建省立医院外科,福州,350001), 邹声泉(华中科技大学同济医学院附属同济医院普外科,武汉,430030)
刊名:
国外医学(外科学分册)
英文刊名:FOREIGN MEDICAL SCIENCES(SURGERY)
年,卷(期):2001,28(2)
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