《肿瘤药物治疗》PPT课件.ppt

肿瘤的药物治疗进展,陈飞虎 教授 博导 安徽医科大学药学院,恶性肿瘤是严重威胁人类健康的常见病、多发病，已经成为人类死亡的第一或第二位原因，每年全世界约有700万人死于癌症，约占总死亡人数的四分之一。恶性肿瘤的治疗，是临床医学急迫要求解决的问题，也是生命科学领域内主要研究的课题之一。,恶性肿瘤发病机制涉及到多种因素多个步骤的病理过程，与一般的感染性疾病不同，肿瘤的恶性表型是多种因素相互作用导致正常细胞恶变的结果。 与肿瘤发病相关的因素依其来源、性质与作用方式的差异，可分为内源性与外源性两大类。 外源性因素来自外界环境，与自然环境和生活条件密切相关，包括化学因素、物理因素、致瘤性病毒、霉菌因素等； 内源性因素则包括机体的免疫状态、遗传素质、激素水平以及DNA损伤修复能力等。,目前恶性肿瘤尚无满意的防治措施，其治疗仍为手术切除、放射治疗和药物治疗等方法相结合的综合治疗。手术切除和放射治疗都是属于局部治疗措施，目的在于清除或摧毁恶性肿瘤病灶。药物治疗是主要全身的系统治疗方法。,自从1943年Gilman等首先将氮芥应用于淋巴瘤的治疗，从而揭开现代肿瘤化疗学的序幕以来，抗肿瘤药（antineoplastic drugs）的基础和临床研究取得长足进步，化疗已从姑息性目的向根治性目的迈进，约5%恶性肿瘤有可能通过化疗得到治愈。然而，占恶性肿瘤90%以上的实体瘤的治疗却未能达到满意的效果。,要提高肿瘤治疗的疗效，必须从肿瘤发生发展的机制着手，才能取得新的突破性进展。近年来，分子肿瘤学、分子药理学的发展使肿瘤本质正在逐步阐明；大规模快速筛选、组合化学、基因工程等先进技术的发明和应用加速了药物开发进程；抗肿瘤药物的研究与开发已进入一个崭新的时代。,肿瘤药物治疗,抗肿瘤药物研究与治疗的历程 1940s 氮芥治疗淋巴瘤 1950s 环磷酰胺、氟尿嘧啶 1970s 顺铂、阿霉素 1990s 紫杉醇、喜树碱衍生物、 维甲酸 2000s 分子靶向药物,近代肿瘤药物治疗有一个不光彩的开端。第二次世界大战后期运送化学武器氮芥的船在地中海被德国人击沉。毒物的暴露使船员中毒部分死亡，其特点是严重骨髓抑制。于是开始有人用于治疗白细胞增多的疾病如白血病，但未见成效。后来Gilman和Philips用来治疗淋巴瘤，并取得惊人的疗效。此文于1946年发表以后受到学术界的关注，被认为是近代肿瘤化疗的开端。,直到1957年根据一定设想，Arnold合成了环磷酰胺，Duschinsky合成了5氟尿嘧啶，并在临床上取得相当成功，对有些实体瘤也有一定疗效。 肿瘤化疗受到更广泛的重视。虽然这些药物的作用机制通过后来的研究并不完全符合最初的设想，但无论如何这是根据一定理论而合成的有效抗肿瘤药物，因之被认为是肿瘤内科治疗前进中的第二个里程碑。,七十年代初进入临床的顺铂和阿霉素由于适应症更广，疗效也有进一步提高，被认为是前进中的第三个里程碑。 这时，由于经验的积累，肿瘤内科治疗在睾丸肿瘤、滋养叶细胞肿瘤和儿童白血病已能取得根治性疗效。所以，人们不再把内科治疗只当是姑息性治疗手段，而是追求根治。 虽然内科治疗迄今还未能治愈多数晚期肿瘤患者，但根治的概念已被普遍接受，而且是指导临床取得成功的原则之一。,而更重要的是，人们对影响疗效的内在因素-肿瘤细胞免疫和抑癌基因等的认识也愈来愈深入；辅助治疗如造血因子的输注和解决化疗引起的严重呕吐的成功；对化疗的剂量强度的掌握，化疗后病人骨髓功能和内在抗病能力的恢复等方面也都积累了一定经验，使得治疗更为合理。 进入新世纪以来，根据肿瘤的基因、受体和酶而发展的靶向治疗使得治疗效果较大幅度提高而且更为个体化。这无疑是新世纪内科肿瘤学发展的重要方向。,当今抗肿瘤药物的发展战略有以下几点： 1.以占恶性肿瘤90%以上的实体瘤为主攻对象 2.从天然产物中寻找活性成分； 3.针对肿瘤发生发展的机制，寻找新的分子作用(酶、受体、基因)靶点； 4.大规模快速筛选(High-through put screening); 5.新技术的导入和应用：组合化学、结构生物学、计算机辅助设计、基因工程、DNA芯片、药物基因组学(功能基因组学与药理学结合)等。,抗肿瘤药物的分类,根据药物靶点分类 细胞毒类药物 细胞分化诱导剂 新生血管生成抑制剂 影响细胞信号转导的抗癌药物 激素类 生物反应调节剂 其他,一、细胞毒类药物,细胞毒类药物的分类,目前临床常用的抗恶性肿瘤药物近100种，绝大部分属于针对肿瘤细胞直接杀伤的细胞毒类药物。通常所称抗癌药（anticancer drugs）或肿瘤化疗药物即指细胞毒类抗恶性肿瘤药。 对细胞毒类药物进行合理分类，有助于药物的系统了解和临床化疗方案的制定。迄今细胞毒类抗恶性肿瘤药的分类尚不统一，既有根据药物化学结构或来源的传统分类，又有根据药物抗肿瘤作用的细胞生物学或生化机制分类。,根据药物化学结构或来源分类如下： 1.烷化剂（氮芥类，乙烯亚胺类，亚硝脲类，甲烷磺酸酯类）； 2.抗代谢物（叶酸、嘧啶、嘌呤类似物等）； 3.抗肿瘤抗生素（蒽环类抗生素、丝裂霉素、博莱霉素类、放线菌素类等）； 4.抗肿瘤植物药（长春碱类、喜树碱类、紫杉醇类、三尖杉生物碱类、鬼臼毒素衍生物等）； 5.杂类（铂类配合物和酶等）。,细胞毒类药物作用机制,（一）抗肿瘤作用的细胞生物学机制,几乎所有的肿瘤细胞都具有一个共同的特点，即与细胞增殖有关的基因被开启或激活，而与细胞分化有关的基因被关闭或抑制，从而使肿瘤细胞表现为不受机体约束的无限增殖状态。 从细胞生物学角度，诱导肿瘤细胞分化，抑制肿瘤细胞增殖或者导致肿瘤细胞死亡的药物均可发挥抗肿瘤作用。而绝大部分的细胞毒类抗恶性肿瘤要主要通过直接抑制肿瘤细胞的增殖分裂，甚至导致死亡。,肿瘤细胞群包括增殖细胞群和静止细胞群（G0期）。前者可不断按指数分裂增殖，这部分细胞在肿瘤全部细胞群的比例称为生长比率（growth fraction, GF）。增长迅速的肿瘤（如急性白血病等 ）GF值较大，接近1，对药物最敏感，药物疗效也好；增长慢的肿瘤（如多数实体瘤），GF值较小，约0.50.01, 对药物敏感性低，疗效较差。同一种肿瘤早期的GF值较大，药物的疗效也较好。 目前认为肿瘤细胞并不比正常细胞增殖得快，只是在任何时间都有较高比例的肿瘤细胞处于增殖期。 G0期细胞虽处于静止状态，但具有增殖潜能，在适当的刺激时，可进入周期进行分裂增殖，此期的细胞群对化疗药物敏感性低，是肿瘤复发的根源。,肿瘤细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束的时间称为细胞周期，历经4个时相：DNA合成前期（G1期）、DNA合成期（S期）、DNA合成后期（G2期）和有丝分裂期（M期）。,肿瘤细胞的增殖与细胞周期密切相关，当DNA受到损伤，细胞会阻滞在G1期、S期或G2期，它由三种关卡（checkpoint,chk）调控： 1).G1期chk，阻断或延缓从G1期进入S期； 2).S期chk，减慢S期DNA复制子的启动； 3).G2期chk，延缓G2期细胞进入有丝分裂。 细胞周期的运行与否，能否按序完成细胞周期生化事件，受控于精密的细胞周期调控机制。,目前认为细胞周期依赖性蛋白激酶（cyclin-dependent-kinase,CDK）的时相性激活是细胞周期调控机制的核心，主要依赖于细胞周期素（cyclin）的细胞周期特异性或时相性表达、累积与分解。 抗恶性肿瘤药不但影响细胞周期的生化事件，亦可影响细胞周期调控机制。 大多数抗肿瘤药物是通过断裂DNA而引起肿瘤细胞死亡，因此细胞周期chk成为药物作用重要耙点。,依据药物作用的周期或时相特异性，大致将药物分为两大类： 1.细胞周期非特异性药物（cell cycle monspecific agents,CCNSA） 直接破坏DNA结构以及影响其复制转录功能的药物，如烷化剂、抗肿瘤抗生素及铂类化合物，能杀灭处于增殖周期各时相的细胞，甚至包括G0期细胞。 此类药物对恶性肿瘤细胞的作用往往较强能迅速杀死肿瘤细胞；剂量反应曲线接近直线，在机体能耐受的毒性限度内，其杀伤能力随剂量的增加而成倍增加。,2.细胞周期（时相）特异性药物（cell cycle specific agents,CCSA） 仅对增殖周期的某些时相敏感，对G0期细胞不敏感的药物，如作用于S期的抗代谢药物，作用于M期细胞的长春碱类药物。 此类药物对肿瘤细胞的作用往往较弱，需要一定时间才能发挥其杀伤作用。剂量反应曲线是一条渐进线，即在小剂量时类似于直线，达到一定剂量时则效应不再增加。,（二）抗肿瘤作用的分子生物学机制,从分子生物学的意义上说，基因（gene）是核酸分子中贮存遗传信息的遗传单位，是指贮存有功能的蛋白质多肽链或RNA序列信息及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列。 核酸和蛋白质的结构与功能是分子水平生命活动的基础。分子水平上的生命活动主要是通过核酸和蛋白质两类生物大分子的活动来实现的。 DNA还通过复制，将基因信息代代相传。,基因的复制、转录、表达、调控及生物学效应,中心法则 (The Central Dogma),转 录,翻 译,逆转录,DNA,RNA,蛋白质,复 制,根据对生物大分子的作用将细胞毒类分为以下四类： 1.影响核酸（DNA，RNA）生物合成的药物: 核酸是一切生物的重要生命物质，它控制着蛋白质的合成。核酸的基本结构单位是核苷酸，而核苷酸的合成需要嘧啶类前体和嘌呤前体及其合成物 2.直接破坏DNA结构和功能的药物 3.干扰转录过程，阻止RNA合成的药物 4.影响蛋白质合成的药物,细胞毒类药物作用的分子生物学机制 1.干扰核酸生物合成 药物分别在不同环节阻止DNA的生物合成，属于抗代谢物。根据药物主要干扰的生化步骤或所抑制的靶酶的不同，可进一步分为： 1）.二氢叶酸还原酶抑制剂如甲氨蝶呤等； 2）.胸苷酸合成酶抑制剂如氟尿嘧啶等； 3）.嘌呤核苷酸互变抑制剂如巯嘌呤等； 4）.核苷酸还原酶抑制剂如羟基脲等； 5）.DNA多聚酶抑制剂如阿糖胞苷等。,几种药物阻断DNA合成作用环节 MTX：甲氨蝶呤；6-MP：6-巯嘌呤；5-FU：5-氟尿嘧啶；HU：羟基脲；6-TG：6-硫鸟嘌呤；Ara-C：阿糖胞苷,2.直接影响DNA结构与功能 药物分别破坏DNA结构或抑制拓扑异构酶活性，影响DNA复制和修复功能。 1）.DNA交联剂如氮芥、环磷酰胺和塞替派等烷化剂； 2）.破坏DNA的铂类配合物如顺伯； 3）.破坏DNA的抗生素如丝裂霉素和博莱霉素； 4）.拓扑异构酶抑制剂如喜树碱类和鬼臼毒素衍生物。,3干扰转录过程和阻止RNA合成 药物可嵌入DNA碱基对之间，干扰转录过程，阻止mRNA的形成，属于DNA嵌入剂。如多柔比星等蒽环类抗生素和放线菌素D。,4干扰蛋白质合成与功能 药物可干扰微管蛋白聚合功能、干扰核蛋白体的功能或影响氨基酸供应。 1）.微管蛋白活性抑制剂如长春碱类和紫杉醇类等； 2）.干扰核蛋白体功能的药物如三尖杉生物碱类； 3）.影响氨基酸供应的药物如L-门冬酰胺酶。,常用的抗肿瘤药物,一)、干扰核酸生物合成,影响核酸生物合成的药物又称抗代谢药,它们的化学结构和核酸代谢的必须物质如叶酸,嘌呤,嘧啶等相似,可以通过特异性干扰核酸的代谢,阻止细胞的分裂和繁殖。此类药物主要作用于S期细胞,属细胞周期特异性药物。,（一）. 二氢叶酸还原酶抑制剂 甲氢蝶呤（methotrexate,MTX） 甲氢蝶呤的化学结构与叶酸相似，对二氢叶酸还原酶具有强大而持久的抑制作用，它与该酶的结合力比叶酸大106倍，呈竞争性抑制作用。药物与酶结合后，使二氢叶酸（FH2）不能变成四氢叶酸（FH4），从而使5，10甲酰四氢叶酸产生不足，使脱氧胸苷酸（dTMP）合成受阻，DNA合成障碍。MTX也可阻止嘌呤核苷酸的合成，故能干扰蛋白质的合成。,临床上用于治疗儿童急性白血病和绒毛膜上皮癌；鞘内注射可用于中枢神经系统白血病的预防和缓解症状。 不良反应包括如口腔炎、胃炎、腹泻、便血；骨髓抑制最为突出，可致白细胞、血小板减少，严重可有全血下降；长期大量用药可致肝、肾损害；妊早期应用可致畸胎、死胎。 为了减轻MTX的骨髓毒性，可先用大剂量MTX，经过一定时间后，再肌注甲酰四氢叶酸钙作为救援剂，以保护骨髓正常细胞。,（二） 胸苷酸合成酶抑制剂 氟尿嘧啶（fluorouracil,5-FU） 氟尿嘧啶是尿嘧啶5位上的氢被氟取代的衍生物。5-FU在细胞内转变为5-氟尿嘧啶脱氧核苷酸（5F-d UMP）,而抑制脱氧胸苷酸合成酶，阻止脱氧尿苷酸（dUMP）甲基化转变为脱氧胸苷酸（dTMP），从而影响DNA的合成。此外，5-FU在体内可转化为5-氟尿嘧啶核苷，以伪代谢产物形式掺入RNA中干扰蛋白质的合成，故对其他各期细胞也有作用。,5-FU口服吸收不规则，需采用静脉给药。吸收后分布于全身体液，肝和肿瘤组织中浓度较高，主要在肝代谢灭活，变为CO2和尿素，分别由呼气和尿排出，t1/2为1020分钟。 对消化系统癌（食管癌、胃癌、肠癌、胰腺癌、肝癌）和乳腺癌疗效好，对宫颈癌、卵巢癌、绒毛上皮癌、膀胱癌、头颈部肿瘤也有效。 对骨髓和消化道毒性较大，出现血性腹泻应立即停药，可引起脱发、皮肤色素沉着，偶见肝、肾损害。,（三） 嘌呤核苷酸互变抑制剂 巯嘌呤（mercaptopurine,6-MP） 巯嘌呤是腺嘌呤6位上的-NH2被-SH取代的衍生物。在体内先经过酶的催化变成硫代肌苷酸（TIMP）后，阻止肌苷酸转变为腺核苷酸及鸟核苷酸，干扰嘌呤代谢，阻碍核酸合成，对S期细胞作用最为显著，对G1期有延缓作用。 肿瘤细胞对6-MP可产生耐药性，因耐药细胞中6-MP不易转变成硫代肌苷酸或产生后迅速降解。 6-MP起效慢，主要用于急性淋巴细胞白血病的维持治疗，大剂量对绒毛膜上皮癌亦有较好疗效。 常见骨髓抑制和消化道黏膜损害，少数病人可出现黄疸和肝功能损害。,（四） 核苷酸还原酶抑制剂 羟基脲（hydroxycarbamide,HU） 羟基脲能抑制核苷酸还原酶，阻止胞苷酸转变为脱氧胞苷酸，从而抑制DNA的合成。对S期细胞有选择性杀伤作用。 对治疗慢性粒细胞白血病有显著疗效，对黑色素瘤有暂时缓解作用。可使肿瘤细胞集中于G1期，故可用作同步化药物，增加化疗或放疗的敏感性。 主要毒性为骨髓抑制，并有轻度消化道反应。肾功能不良者慎用。可致畸胎，故孕妇忌用。,（五） DNA多聚酶抑制剂 阿糖胞苷（cytarabine,Ara-C） 阿糖胞苷在体内经脱氧胞苷激酶催化成二或三磷酸胞苷，进而抑制DNA多聚酶的活性而影响DNA合成，也可掺入DNA中干扰其复制，使细胞死亡。与常用抗恶性肿瘤药无交叉耐药性。 临床上用于治疗成人急性粒细胞性白血病或单核细胞白血病。 有严重的骨髓抑制和胃肠道反应，静脉注射可致静脉炎；对肝功能有一定影响。,二)、影响DNA结构与功能的药物,（一）烷化剂 烷化剂（alkylating agents）是一类高度活泼的化合物。它们具有一个或两个烷基，分别称为单功能或双功能烷化剂，所含烷基能与细胞的DNA、RNA或蛋白质中亲核基团起烷化作用，常可形成交叉联结或引起脱嘌呤，使DNA链断裂，在一次复制时，又可使碱基配对错码，造成DNA结构和功能的损害，严重时可致细胞死亡。属于细胞周期非特异性药物。 目前常用的烷化剂有以下几种：氮芥类如氮芥、环磷酰胺等，乙烯亚胺类如噻替派，亚硝脲类如卡莫司汀，甲烷磺酸酯类如白消安。,氮芥（chlormethine,nitrogen mustard,HN2） 氮芥是最早用于恶性肿瘤治疗的药物，为双氯乙胺烷化剂的代表，属双功能基团烷化剂。 目前主要用于霍奇金病、非霍奇金淋巴溜等。由于HN2具有高效、速效的特点，尤其适用于纵膈压迫症状明显的恶性淋巴瘤病人。 常见的不良反应为恶心、呕吐、骨髓抑制、脱发、耳鸣、听力丧失、眩晕、黄疸、月经失调及男性不育等。,环磷酰胺（cyclophosphamide,CTX） 环磷酰胺为氮芥与环磷胺基结合而成的化合物。CTX体外无活性，进入体内后经肝微粒体细胞色素P450氧化，裂环生成中间产物醛磷酰胺，在肿瘤细胞内分解出磷酰胺氮芥而发挥作用。 CTX抗瘤谱广，为目前广泛应用的烷化剂。对恶性淋巴瘤疗效显著，对多发性骨髓瘤、急性淋巴细胞白血病、肺癌、乳腺癌、卵巢癌、神经母细胞瘤和睾丸肿瘤有一定疗效。 常见的不良反应有骨髓抑制、恶心、呕吐、脱发等，特有的毒性反应是出血性膀胱炎。,噻替派（tiotepa,riethylene,Thiophosphoramide,TSPA） 噻替派是乙酰亚胺类烷化剂的代表，抗恶性肿瘤机制类似氮芥，抗瘤谱较广，主要用于治疗乳腺癌、卵巢癌、肝癌、恶性黑色素瘤和膀胱癌等。主要不良反应为骨髓抑制，可引起白细胞和血小板减少。局部刺激小，可作静脉注射、肌内注射和腔内给药。,白消安（busulfan） 白消安属甲烷磺酸酯类，在体内解离后起烷化作用。小剂量即可明显抑制粒细胞生成，可能与药物对粒细胞膜通透性较强有关。对慢性粒细胞性白血病疗效显著，对慢性粒细胞白血病急性病变无效。 口服吸收良好，组织分布迅速，（t1/2）约为23小时，绝大部分代谢成甲烷磺酸有尿排出。 主要不良反应为消化道反应，骨髓抑制。久用可致闭经或睾丸萎缩。,卡莫司汀（carmustine,BCNU） 卡莫司汀又称氯乙亚硝脲、卡氮芥，为亚硝脲类烷化剂。除了烷化DNA外，对蛋白质和RNA也有烷化作用。BCNU具有高度脂溶性，并能透过血脑屏障。 主要用于原发或颅内转移脑瘤，对恶性淋巴瘤、骨髓瘤等有一定疗效。 主要不良反应有骨髓抑制、胃肠道反应及肺部毒性等。,（二）破坏DNA的铂类配合物 顺铂（cisplatin,DDP） 顺铂又称顺氯胺铂，为二价铂同一个氯原子和二个氨基结合成的金属配合物。进入体内后，先将所含氯解离，然后与DNA链上的碱基形成交叉联结，从而破坏DNA的结构和功能。属细胞周期非特异性药物，具有抗瘤谱广。 对非精原细胞性睾丸瘤最有效，对头颈部鳞状细胞癌、卵巢癌、膀胱癌、前列腺癌、淋巴肉瘤及肺癌有较好疗效。 主要不良反应有消化道反应、骨髓抑制、周围神经炎、耳毒性，大剂量或连续用药可致严重而持久的肾毒性。,卡铂（carboplatin,CBP） 卡铂又称碳铂为第二代铂类化合物，作用机制类似顺铂，但抗恶性肿瘤活性较强，毒性较低。主要用于治疗小细胞肺癌、头颈部鳞癌、卵巢癌及睾丸肿瘤等。主要不良反应为骨髓抑制。,第三代铂类抗癌药物奥沙利铂(oxaliplatin)和萘达铂(nedaplatin)在临床试验中取得了良好的反响。 一项国际多中心临床III期试验表明奥沙利铂与5-FU联合应用，对大肠癌的总缓解率超过50%。目前，奥沙利铂已被认为是治疗晚期大肠癌的一线药，与TOPOI和TS抑制剂的联合化疗试验正在美国、欧洲、中国等地进行中。萘达铂的肾脏毒性较小，临床II期试验表明其对肺癌、头颈部恶性肿瘤、睾丸和女性生殖系统肿瘤有明显的疗效。,（三）破坏DNA的抗生素 丝裂霉素（mitomycinC,MMC） 丝裂霉素又称自力霉素，其化学结构中有乙撑亚胺及氨甲酰酯基团，具有烷化作用。能与DNA的双链交叉联结，可抑制DNA 复制，也能使部分DNA链断裂。属细胞周期非特异性药物。 抗瘤谱广，用于胃癌、肺癌、乳腺癌、慢性粒细胞性白血病、恶性淋巴瘤等。 不良反应主要为明显而持久的骨髓抑制，其次为消化道反应，偶有心、肝、肾毒性及间质性肺炎发生。注射局部刺激性大。,（四）拓扑异构酶抑制剂 真核细胞DNA的拓扑结构有两类关键酶，DNA拓扑异构酶和DNA拓扑异构酶（TOPO-）调节，这两类酶在DNA复制、转录及修复中，以及在形成正确的染色体结构、染色体分离浓缩中发挥重要作用。喜书碱类能特异性抑制活性，从而干扰DNA结构和功能。,喜树碱类 喜树碱类（camptothecin,CPT）是从我国特有的植物喜树中提取的一种生物碱。TOPO I 抑制剂主要为喜树碱类化合物，近年发现拓扑特肯（topotecan,TPT）和依林特肯（irinotecan,CPT-11）为正在进行临床试验的新型喜树碱的人工合成衍生物。,拓扑特肯和依林特肯临床上主要对卵巢癌、小细胞和非小细胞性肺癌、宫颈癌、结直肠癌、前列腺癌等疗效较好。其他TOPO I抑制剂还有9A-Camptothecin,Campotosar,DX-8951等。由于TOPO I 与DNA片断的共价结合及非共价复合物的三维晶体结构已于最近阐明，新TOPO I抑制剂的寻找又成为热点，发展喜树碱类药物的口服制剂以提高治疗指数也显得越来越重要。,TOPO抑制剂种类较多，近年来临床上疗效较好的有DNA嵌入型的阿霉素衍生物去甲柔红霉素(idarubicin)、吡喃阿霉素(pirarubicin)和非DNA嵌入型的鬼臼毒素类药物鬼臼噻吩甙(teniposid,VM-26)等。原有抑制剂的改造又发现了一批新的TOPO抑制剂，如蒽环类抗生素MX2，AD32，AD198，AD312，吡啶并咔唑衍生物S16020-2都进入了临床研究阶段。中国科学院上海药物研究所最近从药用植物红根草中提取到有效成分，经修饰后得到一个全新的抗肿瘤化合物沙尔威辛(salvicine) ，也是TOPO抑制剂，体内外实验显示其对肺癌、胃癌等疗效明显，现已完成临床前研究工作。,三)、干扰转录过程和阻止RNA合成的药物,放线菌素D（dactinomycin,DACT） 放线菌素又称更生霉素，为多肽类抗恶性肿瘤抗生素。能嵌入到DNA双螺旋中相邻的鸟嘌呤和胞嘧啶（G-C）碱基之间，与DNA结合成复合体，阻碍RNA多聚酶的功能，阻止RNA特别是mRNA的合成。属细胞周期非特异性药物，但对G1期作用较强，且可阻止G1期向S期的转变。 抗瘤谱较窄，对恶性葡萄胎、绒毛膜上皮癌、霍奇金病和恶性淋巴瘤、肾母细胞瘤、骨髓肌肉瘤及神经母细胞溜疗效较好。与放疗联合应用，可提高肿瘤对放射线的敏感性。 常见有消化道反应如恶心、呕吐、口腔炎等，骨髓抑制先呈血小板减少、后出现全血细胞减少，少数病人可出现脱发、皮炎和畸胎等。,多柔比星（doxorubicin,adriamycin,ADM） 多柔比星又称阿霉素，为蒽环类抗生素，能嵌入DNA碱基对之间，并紧密结合到DNA上，阻止RNA转录过程，抑制RNA合成，也能阻止DNA复制。属细胞周期非特异性药物，S期药物对它更为敏感。 ADM抗瘤谱广，疗效高，主要用于对常用抗恶性肿瘤药耐药的急性淋巴细胞白血病或粒细胞白血病、恶性淋巴肉瘤、乳腺癌、卵巢癌、小细胞癌、胃癌、肝癌及膀胱癌等。 最严重的毒性反应为心毒性和骨髓抑制，此外，还有消化道反应、皮肤色素沉着及脱发等不良反应。,柔红霉素（daunorubcin,DRN） 柔红霉素为蒽环类抗生素，抗恶性肿瘤作用与多柔比星相同，主要用于对常用抗恶性肿瘤药耐药饿急性淋巴细胞白血病或粒细胞白血病，但缓解期短。主要毒性反应为骨髓抑制、消化道反应和心毒性等。,四)、抑制蛋白质合成与功能的药物,（一）微管蛋白活性抑制剂 长春碱类 长春碱（vinblastin,VLB,长春花碱）及长春新碱（vincristin,VCR）为夹竹桃科长春花（vincarosea L.）植物所含的生物碱。长春地辛（vindesine）和长春瑞宾（vinorelbine,NVB）均为长春碱的半合成衍生物。,长春碱类作用机制为与微管蛋白结合，抑制微管聚合，从而使纺锤丝不能形成，细胞有丝分裂停止于中期。对有丝分裂的抑制作用，长春碱的作用较长春新碱强。属细胞周期非特异性药物，主要作用于M期细胞。此外此类药还可干扰蛋白质合成和RNA多聚酶，对G1期细胞也有作用。 长春碱主要用于治疗急性白血病、恶性淋巴瘤及绒毛膜上皮癌。长春新碱对儿童急性淋巴细胞白血病疗效好、起效快，常与泼尼松合用作诱导缓解药。 长春碱类毒性反应主要包括骨髓抑制、神经毒性、消化道反应、脱发以及注射局部刺激等。长春新碱对外周神经系统毒性较大。,紫杉醇类 紫杉醇（paclitaxel,taxol）是由短叶紫杉或我国红豆杉的树皮中提取的有效成分。紫杉特尔（taxotere,docetaxel）是Taxus baccata由植物针叶中提取巴卡丁（baccatin）并经半合成改造而成，其基本结构与紫杉醇相似，但来源较易，水溶性较高。,由于紫杉醇类独特的作用机制和对耐药细胞也有效，是近年来受到广泛重视的抗恶性肿瘤新药。紫杉醇能促进微管聚合，同时抑制微管的解聚，从而使纺锤体失去正常功能，细胞有丝分裂停止。 对卵巢癌和乳腺癌有独特的疗效，对肺癌、食管癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴癌、脑癌也都有一定疗效。 紫杉醇的不良反应主要包括骨髓抑制、过敏反应、神经毒性和心毒性。紫杉特尔不良反应相对较少。,（二）干扰核蛋白体功能的药物 三尖杉生物碱类 三尖杉酯碱（harringtonine）和三高尖杉酯碱(homoharringtonine)属植物的枝、叶和树皮中提取的生物碱。可抑制蛋白合成的起始阶段，并使核蛋白体分解，释出新生肽链，但对mRNA或tRNA与核蛋白体的结合无抑制作用。属细胞周期非特异性药物，对S期细胞作用明显。 对急性粒细胞白血病疗效较好，也可用于急性单核细胞白血病及慢性粒细胞白血病、恶性淋巴瘤等的治疗。 不良反应包括骨髓抑制、消化道反应、脱发等，偶有心毒性等。,（三）影响氨基酸供应的药物 L-门冬酰胺酶（L-asparaginase） L-门冬酰胺是重要的氨基酸，某些肿瘤细胞不能自己合成，需从细胞外摄取。L-门冬酰胺酶可将血清门冬酰胺水解而使肿瘤细胞缺乏门冬酰胺供应，生长受到抑制。而正常细胞能合成门冬酰胺，受影响较少。主要用于急性淋巴细胞白血病。常见的不良反应有消化道反应等，偶见过敏反应，应作皮试 。,细胞毒类抗肿瘤药物的合理应用,在决定恶性肿瘤化学治疗方案的一般方法中有三个原则： 联合用药可以提高疗效，延缓耐药性的产生，而且毒性增加不多。联合用药有先后使用的序贯疗法，也有同时应用的联合疗法。 大剂量更有效，要求采用最大耐受剂量、最小时间间隔给药。 药物和局部治疗联合应用，如手术和放疗。,另外根据抗肿瘤药物的作用机制和细胞增殖动力学，抗恶性肿瘤药物应用的一般原则如下： 根据细胞增殖动力学规律，增长缓慢的实体瘤，其G0期细胞较多，一般先用周期非特异性药物，杀灭增殖期及部分G0期细胞，使瘤体缩小而驱动G0期细胞进入增殖周期。继而用周期特异性药物杀死之。 相反，对生长比率高的肿瘤如急性白血病，则先用杀灭S期或M期的周期特异性药物，以后再用周期非特异性药物杀灭其他各期细胞。待G0期细胞进入增殖周期时，可重复上述疗程。 此外，瘤细胞群中的细胞往往处于不同时期，若将作用于不同时期的药物联合应用，还可收到各药分别打击各期细胞的效果。,从抗肿瘤药物的作用机制考虑，不同作用机制的抗肿瘤药物合用可能增加疗效，如甲氨蝶呤和巯嘌呤的合用。 从药物的毒性考虑，多数抗肿瘤药均可抑制骨髓，而泼尼松、长春新碱、博来霉素的骨髓抑制作用较少，可合用以降低毒性并提高疗效。 从抗肿瘤谱考虑，胃肠道腺癌宜用氟尿嘧啶、塞替派、环磷酰胺、丝裂霉素等。鳞癌可用博来霉素、甲氨蝶呤等。肉瘤可用环磷酰胺、顺铂、多柔比星等。,肿瘤化疗主要存在两大障碍： 其一，抗恶性肿瘤药物的毒性反应。现今临床使用的传统细胞毒类抗恶性肿瘤药物对肿瘤细胞的选择性不强，在杀伤肿瘤细胞的同时，对正常的组织细胞也有不同程度的损伤。毒性反应成为化疗时药物用量受限的关键因素。 其二，肿瘤细胞产生耐药性。化疗过程中，肿瘤细胞对抗恶性肿瘤药物产生不敏感现象即耐药性，是肿瘤化疗失败的重要原因，亦是肿瘤化疗急需解决的难题。,目前，化疗药物的应用使恶性肿瘤患者的生活质量得到了明显提高，延缓或减少了死亡，但仍存在着对肿瘤选择性差、免疫抑制及不良反应多而严重、可产生耐药性等缺点。近年来，在分子生物学、细胞动力学、免疫学的理论指导下以及采用联合用药的方法，恶性肿瘤化学治疗的疗效取得了显著的提高，并明显减少了不良反应及耐药性的发生。,在相当一段时期内，传统细胞毒性药物仍将是肿瘤药物治疗的主体。细胞毒性药物的主要缺陷是对实体瘤疗效差，不良反应大，易产生耐药性。因此，细胞毒性药物的发展战略是： 1.针对实体瘤，改进筛选方法，提高筛选效率； 2.重视从天然产物(植物、海洋生物等)中寻找新的化学结构； 3.针对关键靶点如拓扑异构酶(TOPO)、微管系统(microtubule system)、胸腺嘧啶脱氧核苷酸合成酶(TS)、DNA聚合酶(DNA polymerase)、DNA引物酶(DNA primase)等，提高选择性； 4.克服耐药性。,二、诱导肿瘤细胞分化药物,肿瘤细胞最显著的生物学特性是无限制增殖和不良分化。肿瘤细胞面临三种主要的归宿：分裂、分化和死亡。传统的化疗药物着眼于抑制细胞的分裂并杀死肿瘤细胞。 诱导分化是指恶性肿瘤在体内外分化诱导剂存在下，重新分化向正常方向逆转的现象。其基本特点在于可不杀伤肿瘤细胞，而是诱导肿瘤细胞分化为正常或接近于正常的细胞。,1960 年Pierce等最早发现小鼠睾丸畸胎瘤细胞可自发地分化成良性或正常细胞。 Collins 等（1978）及Huberman 等（1979）相继发现，人早幼粒白血病细胞可被二甲基亚砜及促癌剂（佛波酯,TPA）诱导分化。 之后，有研究者将小鼠睾丸畸胎瘤细胞注入小鼠胚囊培养后再植入假孕的雌鼠子宫内，结果生出完全正常的小鼠。,随着对干细胞研究的不断深入，在肿瘤研究领域，亦加深了对肿瘤起源与发病机理的认识，人们发现干细胞与肿瘤细胞之间存在着很多相似之处，它们都具有自我更新能力和不定分化潜能；相似的细胞表面标志；以及一些相同的细胞信号调节通路。于是人们提出肿瘤起源于干细胞的假说，认为肿瘤细胞有可能是在干细胞的基础上转化而成。 干细胞(Stem Cell)是人体内最原始的细胞，具有多种分化潜能，自我更新和高度增殖的能力。,由于肿瘤细胞与干细胞之间存在着许多相似性，近年提出了肿瘤干细胞学说。该学说认为肿瘤组织中存在极少量肿瘤细胞，在肿瘤中充当干细胞角色，具有无限的自我更新能力，能够产生与上一代完全相同的子代细胞；并有多种分化潜能和高度增殖能力，产生不同表型的肿瘤细胞，使肿瘤在体内不断扩大，或形成新的肿瘤。,肿瘤干细胞的发现及其存在的证据 上世纪六七十年代就已发现来自小鼠腹水的不同种骨髓瘤细胞，在体外克隆形成实验中能够形成克隆的癌细胞只是很少一部分，仅占1/10000- 1/100，而且与在体内利用脾脏培养的克隆形成率一致。在白血病细胞移植实验中，也仅有1-4%的细胞能在脾脏内形成克隆。Hamburger等发现在人肺癌、卵巢癌、神经母细胞瘤的体外培养实验中，也只有1/1000-1/5000的肿瘤细胞能在软琼脂上形成克隆。这些肿瘤细胞克隆的差异反映了正常干细胞克隆形成的差异，而这些已克隆的肿瘤细胞就被认为是肿瘤干细胞或肿瘤起始细胞（tumor-initiating cell,T-IC）。,肿瘤干细胞在临床治疗中的意义,现有治疗肿瘤的方法主要是依靠尽可能的杀死所有的肿瘤细胞，来减少肿瘤细胞的体积和数量。由于多数细胞及癌肿的增殖潜能是有限的，而药物缩小肿瘤的能力主要反映了杀灭这些增殖细胞的能力，而实际上大部分肿瘤经过一段时间后又会复发。根据现在的肿瘤干细胞理论，这种治疗方法并没有将肿瘤干细胞完全杀死，即使只有很少的一部分肿瘤干细胞存活下来，也仍具有无限增殖能力，能继续促进肿瘤的生长。,WRONG TARGET. Traditional cancer therapies (top) kill rapidly dividing tumor cells (red) but may spare stem cells (blue) that can give rise to a new tumor. In theory, killing cancer stem cells (bottom) should halt a tumors growth and perhaps even lead to its disappearance. E. Roell,而且肿瘤的复发、侵袭转移、耐药、抗辐射等恶性表型特征都与肿瘤干细胞都有关系，因此肿瘤治疗的关键应是针对肿瘤干细胞的治疗，以肿瘤干细胞为治疗靶点，这对传统的治疗方式提出了巨大的挑战。研究肿瘤细胞的细胞学、分子生物学改变以及异常信号转导通路的组成（信号分子的表达以及组成异常）是肿瘤干细胞靶向治疗的基础，也是治疗的靶向特异性所在。,现阶段分化诱导剂主要有维A酸类、细胞因子、抗肿瘤化疗药物，以及其他一些分化诱导剂如甲基甲酰胺（HMBA）、丁酸钠、苯丁酸、银毛酸、乳香酸等。其中研究最深入、临床疗效最确定的分化诱导剂为维A酸类，包括全反式视黄酸(all-transretinoic acid,ATRA)、13-顺式维A酸（13-cis retinoic acid,13-CRA）和9-顺十维A酸（9-CRA）.该类化合物能够激活相应的维A酸核受体（RAR）蛋白，核受体蛋白被激活后构象发生改变，具有与基因调控区域上的特定DNA序列-维A酸应答原件（retinoic acid response elements,RARE）特异结合的能力，从而调控特定基因的转录活性，产生调节细胞增殖、分化和细胞凋亡的生物学效应。,各类诱导分化剂及其诱导分化作用,1、维甲酸 维甲酸又称视黄酸（ retinoic acid，RA），是维生素A（视黄醇）的衍生物。维生素在体内代谢转变产生全反式维甲酸（ All-trans-retinoic acid,atRA ）、13-顺维甲酸（ 13cRA和9顺维甲酸（9cRA）等几种异构体，它们可与细胞内维甲酸受体（RAR）和维甲酸类X 受体（RXR）结合，这些受体被激活后与靶基因6RP 中的维甲酸应答元件（ RARE)结合，以时间、剂量依赖的方式调节靶基因的表达，从而调节细胞的正常分化。,维甲酸最早作为诱导剂用于血液系统肿瘤的治疗，目前用维甲酸治疗急性早幼粒细胞白血病已成为诱导分化疗法的典范。,2、砷剂 砷剂用于肿瘤的治疗早在本草纲目中即有记载，但因其长期被列为剧毒剂而影响其使用。近年来，对砷剂的研究又有了新的发展。目前认为砷剂（AS3O2和AS3O4等）有促进细胞凋亡、诱导细胞分化和抑制细胞增殖的作用。临床上使用砷剂治疗早幼粒细胞白血病已取得了巨大成功。,3、环腺苷酸衍生物 许多学者公认CAMP能抑制细胞的恶性增殖，在形态或生化上重新出现分化特征。因此CAMP 及其衍生物和CAMP的降解阻滞剂成为一类重要的分化诱导剂。位点选择性CAMP类似物8氯环腺苷酸（8-CL-CAMP）在微摩尔（umol/L）浓度就能有效地抑制多种癌细胞的生长，并有促分化和逆转恶性表型作用。CAMP主要通过活化CAMP依赖性蛋白激酶而发挥其生物学效应，型蛋白激酶的减少和/或型蛋白激酶表达升高可抑制细胞增殖和促进细胞分化。8-CL-CAMP 能选择性地与型蛋白激酶特异性结合，从而提高型蛋白激酶的表达，减少型蛋白激酶的表达，以抑制细胞增生和促进细胞分化。,三、抗肿瘤血管生成药物,肿瘤血管生成是包括血管内皮细胞增生、迁移及胞外基质降解等多步骤的复杂过程。 血管生成是指在已形成血管的基础上形成新的血管的过程，是肿瘤维持生长和发生转移的必要前提。在肿瘤生长的早期，肿瘤细胞可以通过扩散作用从细胞间隙或的氧气和营养；当肿瘤增大到1-2cm3时，扩散作用已经不能提供足够的氧气和营养来满足其继续增长和分裂的需要，肿瘤内部形成的缺氧状态，作为一种信号启动了肿瘤细胞内血管内皮生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子（bFGF)等血管生成正调控因子的表达。抑制肿瘤血管生成，就可切断肿瘤生长所需营养和氧气，切断肿瘤转移的重要通路，是肿瘤细胞处于静止期，在联合其他手段彻底治愈肿瘤。,血管发生中内皮细胞的激活、分裂及迁移,内皮细胞,血管腔,外膜细胞,基底膜,迁移中的 内皮细胞,分裂中的 内皮细胞,恶性肿瘤的侵袭、转移过程,原发肿瘤增殖肿瘤血管新生消化基底膜肿瘤细胞穿入血管或淋巴管，形成瘤栓并转移到远端器官穿出血管并形成微小转移灶肿瘤血管新生转移灶增殖,肿瘤新生血管生成抑制剂大致可以分为五类： 1.抑制基底膜降解，如金属蛋白酶抑制剂batimastatBB-94； 2.直接抑制内皮细胞增殖，如Endostatin 、TNF-470； 3.抑制血管生长因子活化，如VEGF单抗； 4.抑制内皮细胞特异性整合素/生存信号，如整合素3单抗（vitaxin）以上四类是特异性地抑制肿瘤血管内皮细胞； 5.非特异性抑制剂，即对内皮细胞和肿瘤细胞都有抑制作用，如碳氧氨咪唑（carboxyaminoimidazole,CAI）IL-12和IFN-2等。,肿瘤血管生成抑制剂与Endostatin 哈佛大学Folkman教授在二十世纪90年代初期建立了几种癌症转移的动物模型，发现癌症原发灶的存在和转移灶的发展有密切的关系，当原发灶被切除后，转移灶反而迅速生长，动物寿命较短；但如果原发灶保留，尽管转移灶存在，转移灶的生长却较缓慢，动物寿命较长。其实这种现象在人体的癌症中也偶然会出现。少数病人在接受手术治疗切除原发灶后，不久就出现远处转移灶的迅速生长，以往人们认为是手术过程促进了癌细胞转移。,但Folkman教授则认为这可能是由于原发灶分泌某种物质抑制了转移灶的生长。经过几年的研究，1997年OReilly和Folkman等在培养鼠内皮细胞瘤（EOMA）细胞过程中，发现一种新蛋白质对体外内皮细胞具有明显的抑制增殖活性，即内抑素（Endostatin）。其分子量为20Kda，序列分析显示其为胶原蛋白18C末端片段，一级结构有184个氨基酸，其中酸性氨基酸16个，碱性氨基酸29个，疏水性氨基酸占42%。重组人Endostatin与鼠Endostatin具有83.33%的同源性，分子量为18Kda。,Endostatin的生物学作用如下： （1）抑制内皮细胞增殖 实验发现较小剂量的Endostatin即可特异性抑制内皮细胞的增殖活性。这可能是内皮细胞中存在特异性的Endostatin受体或Endostatin与血管生成因子之间竞争受体所致。 （2）抑制在体血管生成 Endostatin对在体血管的作用表现为抑制其生成，而对静止的血管组织的正常功能无作用。 （3）抑制动物移植瘤 Endostatin对多种动物移植肿瘤有抑制作用，其机制在于其特异性抑制内皮细胞增殖，抑制新生血管生成，实体瘤无法获得充足的营养而进入特殊的休眼状态。,动物实验证实,给予重组内抑素可显著抑制多种类型肿瘤的生长及其转移。OReilly等对荷瘤小鼠皮下注射重组鼠内抑素,原发性lewis肺癌的生长明显受到抑制,而且随着内抑素剂量递增,其抑瘤效果愈强5。内抑素剂量为每天2.5mg/kg时,肿瘤生长抑制率为53%;剂量为每天10mg/kg时,抑制率为97%;当每天剂量为2omg/kg,抑制率已超过99%。,抗血管生成治疗研究,MMP系统抑制剂 VEGF抑制剂 （如：Avastin) 抗3 integrin抗体 endostatin ，angiostatin等 TNP470 其他,表1 部分进入临床试验的抗肿瘤血管生成药物 类别及药名 发展商 临床试验期 作用机制 一、抑制基质降解 Marimastat British Biotech III 合成的MMP抑制剂 AG3340 Agouron II 同上 COL-3 Collagenex I/II 同上 Bay 12-9566 Bayer III 同上 BMS-275291 Bristol-Myers Squibb II/III 同上 Neovastat Aeterna III 天然的MMP抑制剂 二、直接作用于内皮细胞 TNP-470 TAP II/III，III 抑制内皮细胞增殖 Squalamine Magainin I，II 角鲨肝提取物，抑制 Pharmaceuticals Na+-H+交换 AE-941 NCI III 鲨鱼软骨提取物 Angiostatin NCI I 抑制内皮细胞增殖和迁移 Endostatin EntreMed I 同上,类别及药名 发展商 临床试验期 作用机制 - 三、抑 制 促 血 管 生 成 因 子 活 性 SU5416 Sugen I ，I/II，II，III VEGF受体酪氨酸激酶抑制剂 SU6668 Sugen I 同上 干扰素- 商品 II/III 抑制bFGF和VEGF产生 反应停 商品 I/II，II，III 同上 Angiozyme Ribozyme Phar II 抑制VEGF受体表达 抗VEGF抗体 NCI; Genentech I，II 抑制VEGF与受体结合 四、抑 制 整 合 蛋 白 识 别 Vitaxin Ixsys II/III 整合蛋白抗体 EMD121974 Merck KCgaA I，I/II 抑制内皮细胞与胞外基质结合识别 五、其 他 非 特 异 性 抑 制 剂 CAI NCI I，II，III 抑制钙信号 白介素-12 Genetics Institute I/II 上调干扰素- 和IP-10 Suramin Park-Davis II/III, III 非特异性，多靶点 IM862 Cytran I，II，III 未知,四、影响细胞信号转导的抗癌药物,细胞的活性受外部信号控制，外部信号转导到细胞内部引起细胞内的一系列反应，这一过程称为信号转导。信号转导包括多种细胞内途径，最经典的为丝裂原活化的蛋白激酶(MAPK)信号转导通路，在肿瘤生长、转移过程中起重要作用的一些生长因子及其受体都是通过MAPK信号转导通路起作用的。细胞信号转导异常，导致恶性肿瘤快速增殖、无限生长。,肿瘤细胞形成及增殖过程中涉及到信号转导系统的异常，