抗恶性肿瘤药.ppt

,第四十六章抗恶性肿瘤药物AntineoplasticDrugs,第一节概述,恶性肿瘤的概念机体自身细胞变得不受控制的增殖和扩散的疾病,二、作用机制1.细胞生物学角度肿瘤细胞的共同特点：增殖基因被开启或激活，分化基因被关闭或抑制无限增殖状态机制：抑制增殖；诱导分化；诱导死（凋）亡(从细胞分化的概念出发，可以说肿瘤不仅是一种细胞增殖异常的疾病，还是一种分化异常疾病。),肿瘤细胞的生物学和药物治疗的关系,肿瘤细胞的生物学过程：,1细胞周期细胞从一次分裂结束起到第二次分裂完成时止，称为一个细胞增殖周期，所有细胞在增殖过程中都有相似的周期过程，即都可分成以下四期：,G1、S、G2、M期,2细胞凋亡(Apoptosis)：多细胞有机体为调控机体发育、维持内环境稳定，由基因控制的细胞主动性死亡过程。,程序性细胞死亡(programmedcelldeath),细胞坏死(cellnecrosis)：细胞受到急性强力伤害时，立即出现的早期反应。,1.细胞膜直接破坏，大量水分进入细胞内。2.线粒体外膜肿胀且密度增加。3.染色质呈絮状。4.蛋白质合成减少。最终，细胞膜和细胞器破裂溶解，细胞内容物释出，引起周围炎症反应。,一、细胞凋亡的生物学特征,1.染色质浓缩成半月形,附着于核膜周边(marginates边缘化)，核仁裂解。,2.生物膜皱褶起泡(blebing)，细胞体积缩小，细胞器致密化。,3.DNA降解,内源性核酸内切酶；在核小体连接区切断DNA。14655ladder,4.凋亡小体胞核和胞质经常出芽和碎裂成一些有膜包被，内涵物不外溢的小块，即凋亡小体（apoptoticbodies)。,二、细胞凋亡的基因调控,凋亡相关基因,抑制凋亡基因：Bcl-2,促进凋亡基因：P53,双向调控基因：c-myc，Bcl-x,双向调控基因,C-myc是一种癌基因，是调控细胞周期的主要基因。编码的蛋白是DNA结合蛋白，调控基因转录，主要激活介导细胞增殖的基因；反之也激活凋亡基因。,C-myc,Bcl-x,是1933年发现的一类与Bcl-2相关基因。Bcl-xl抑制细胞凋亡。Bcl-xs促进细胞凋亡。,P53基因,P53修复受损的DNA，如修复失败则诱导细胞凋亡如果突变,则使DNA异常复制不能停止,促癌发生.,促进凋亡基因,抑制凋亡基因,Bcl-2,分布：造血细胞，上皮细胞，淋巴细胞等多种瘤细胞,抗凋亡机制：,直接抗氧化,抑制线粒体释放促凋亡蛋白质,抑制凋亡调节蛋白对细胞的毒作用,抑制凋亡蛋白酶的激活,B细胞淋巴瘤/白血病-2，Bcelllymphoma/leukemia-2,1.bcl-2基因Tsujimoto于1984年从伴有4(14,18)染色体易位的滤泡状B细胞淋巴瘤(Bcelllymphoma)中发现。,bcl-2大约长23kb，含3个外显子和2个内含子，编码1个26kd的膜蛋白。,Bcl-2蛋白存在于线粒体内膜、核膜和内质网膜。抗氧化剂，抑制过氧化物诱导的凋亡。延长细胞的生存期，对细胞的增值率无影响。,Bcl-2家族包括Bcl-2、Bcl-XL、Bax、Bcl-xs、Bad、Ced-9等。,2.c-myc基因,c-myc的表达产物Myc是一种DNA结合蛋白。其促凋亡活性区、促转化区和自身调节区为同一区域。,c-myc的表达是一个启动细胞增生和细胞凋亡的共同信号。c-myc（生长因子存在）细胞增值c-myc（生长因子不存在）细胞凋亡c-myc（生长因子不存在）生长抑制,3.Caspase,Caspase(cysteine-containngaspartate-specificprotease)：一组活性中心富含半胱氨酸，对底物的天冬氨酸有特异水解作用的蛋白酶。目前已发现该蛋白酶家族至少有13个成员，水解细胞的蛋白质结构，导致细胞解体，形成凋亡小体。,按照结构同源性的大小，可以将caspase蛋白酶分为三个组，分别以caspase-1、caspase-2和caspase-3为代表。其中最重要的是caspase-1、caspase-3和caspase-8。,ICE即IL-1b转化酶(IL-1bconvertingenzyme)，是单核细胞合成的一种蛋白酶，可以将34kD的IL-1b前体(pro-IL-1b)剪切为17kD的成熟IL-1b，这种剪切对于IL-1b活性的发挥是必须的。,Caspase-1(ICE),ICE基因定位于11q13-23，编码的ICE前体(pro-ICE)全长404aa，约45kD，蛋白酶活性中心是位于283287位置的Gln-Ala-Cys-Arg-Gly(QACRG)五肽序列，其中Cys285是发挥酶切活性的关键残基。,Caspase-3,pro-caspase-3含有277个氨基酸残基，分子量约32kD，与ICE有30%同源性，与CED-3有35%同源，是caspase家族中与CED-3同源性最高的，不论从结构同源性还是从底物特异性来看都与CED-3很相似，所以有人认为它是CED-3在哺乳动物中的同源蛋白。,caspase-3最主要的底物是多聚(ADP-核糖)聚合酶PARP(poly(ADP-ribose)polymerase)，该酶与DNA修复、基因完整性监护有关。,Caspase-8前体共有479aa，分子量为55kD。Caspase-8可以在凋亡过程中间接与细胞膜受体发生联系，从而将细胞膜事件转化为细胞浆事件。,Caspase-8,三、细胞凋亡的测定方法,形态学观察,电镜,细胞活力测定,MTTMTS(细胞分选),AnnexinV-FITC/PI,凋亡因子的测定,1蛋白2基因,蛋白,Western-blotting流式细胞仪测定,Bax,Bcl-2,-tublin,55KD,26KD,23KD,基因,PCRReal-timeRT-PCR,Bcl-2,-actin,250bp,500bp,ExtractedtotalRNA,Reversetranscriptase-polymerasechainreaction(RT-PCR)assaywascarriedouttoanalyzethemRNAlevelofBcl-2.TotalRNAwasextractedusingtheRNAeasykitaccordingtothemanufacturersinstructions(BioeconBiotecCo.Ltd.China).ThepurityofRNAwascheckedbyOD260/280ofRNAsamples(1.8).cDNAwassynthesizedthroughreversetranscriptionusingM-MLVReverseTranscriptaseandOligo(dT)primer.,Gene-specificprimer,荧光显微镜,Hoechst33258染色法Hoechst33342染色法DAPIPI/Hoechst33258染色法PI/AnnexinV-FITC染色法,荧光染色,DAPI,DANladder,流式,PI/Hoechst33258染色法PI/AnnexinV-FITC染色法,恶性肿瘤的传统治疗方法手术放疗化疗（药物治疗）中医治疗,化疗适应证1造血系统恶性肿瘤：白血病、多发性骨髓瘤、恶性淋巴瘤2某些化疗效果好的实体瘤：皮肤癌、绒癌、恶性葡萄胎、睾丸癌、小细胞肺癌3实体瘤术后或放疗后的巩固治疗，或有复发和播散者4实体瘤已有广泛转移，不适于手术或放疗者,化疗的两大障碍毒性反应耐药性,恶性肿瘤治疗的新方向生物治疗：免疫治疗、细胞因子治疗基因治疗：将目的基因、抑癌基因导入靶细胞,恶性肿瘤治疗的新药物生物反应调节药（如干扰素、Gleevec）肿瘤细胞诱导分化药（如维A酸）肿瘤细胞凋亡诱导药抗肿瘤侵袭及转移药新生血管生成抑制药（Avastin，04-02-26）肿瘤耐药性逆转药纳米药物（抗体包衣、高分子包裹、磁性）,二、抗肿瘤药物的分类及有关特性,（一）抗恶性肿瘤药物分类,1烷化剂2抗代谢药3抗肿瘤抗生素4铂类配合物5植物来源的抗肿瘤药物6影响激素功能的抗癌药物7其他抗肿瘤药物图46-3抗肿瘤药物的主要作用机制,2.生物化学角度,干扰核酸生物合成直接影响DNA结构与功能干扰转录过程和阻止RNA合成干扰蛋白质合成与功能调节激素平衡,作用环节,（二）耐药性（resistanceresistance）,多药耐药性（多药耐药性（multidrugresistance,MDR）：恶性肿瘤细胞在接触一种抗癌药后，产生了对多种结构不同、作用机制各异的其他抗癌药的耐药性。P-gp,（三）、不良反应,骨髓抑制、消化道反应（恶心、呕吐）脱发、心脏毒性、呼吸系统毒性、肝脏毒性、肾和膀胱毒性、神经毒性、过敏反应,第二节常用抗恶性肿瘤药物,二、影响DNA结构与功能的药物,1.烷化剂特点：化学性质高度活泼，具有一或两个烷基。作用机制：与DNA或蛋白质分子中亲核基团（氨基、羧基、羟基、磷酸基）起烷化反应交叉联结或脱嘌呤DNA链断裂或复制时碱基配对错码DNA结构和功能损害/细胞死亡,(一)、烷化剂,对肿瘤细胞和正常细胞的选择性低，故而毒性大。是细胞周期非特异性药物，能杀伤休息中和分裂中的细胞，但大多数药物对增殖细胞的活力更强。,氮芥,作用与应用选择性低，对静止期细胞亦有杀灭作用，为周期非特异性药物。主要用于淋巴病和霍奇金病，疗效显著。不良反应最常见的急性反应为消化道反应，严重的不良反应为骨髓抑制。局部刺激性大，只能静注或腔内注射。,环磷酰胺（环磷氮芥）,作用与作用机制需在体内经代谢成有活性的磷酰胺氮芥后发挥烷化作用。对S期作用明显。本品抗瘤谱较氮芥广，抑瘤作用明显而毒性较低，化疗指数比其他烷化剂高，因此临床应用广泛。,不良反应骨髓抑制、膀胱炎。致癌、致畸和致突变作用。临床应用广泛。用于淋巴瘤、多发性骨髓瘤、蕈样真菌病较好，亦用于妊娠绒毛膜上皮癌、脑、乳腺、颈、子宫内膜、肺、前列腺和卵巢等部位的恶性肿瘤以及儿童的一些恶性肿瘤。,其他分类及代表药,甲烷磺酸酯类白消安(busulfan;马利兰,myleran)：慢粒、原发性血小板增多症、真性红细胞增多症；久用可致肺纤维化（马利兰肺）、闭经、睾丸萎缩。亚硝脲类卡莫司汀(carmustine)、洛莫司汀(lomustine)、司莫司汀(semustine)：脂溶性高，易透过BBB；脑瘤、黑色素瘤、胃肠道肿瘤。,二、抗代谢药(antimetabolites),（一）二氢叶酸还原酶抑制剂甲氨蝶呤methotrexate（二）嘧啶核苷酸合成抑制剂氟尿嘧啶fluorouracil替加氟tegafur,(三）嘌呤核苷酸合成抑制剂巯嘌呤mercaptopurine硫鸟嘌呤thioguanine磺巯嘌呤sulfomercaprinesodiumsodium喷司他丁pentostatin,（四）核苷酸还原酶抑制剂羟基脲hydroxyurea（五）DNA多聚酶抑制剂阿糖胞苷cytarabine,Ara-C安西他滨ancitabine,（一）叶酸拮抗药甲氨蝶呤Methotrexate,阻断二氢叶酸（dihydrofolate,FH2）还原成四氢叶酸（tetetrahydrofolate,FH4）从而使N5，N10-甲烯四氢叶酸（N5，N10-Methylene-FH4）减少。,【临床应用】,急性淋巴细胞白血病、淋巴瘤、绒毛膜上皮癌、乳腺癌、头颈部和膀胱癌，小剂量应用可治疗一些非癌性疾病如银屑病、类风湿性关节炎等；同种骨髓移植和器官移植。,（二）嘧啶拮抗药氟尿嘧啶Fluorouracil,【药理作用与机制】,在体内转化为一磷酸脱氧核糖氟尿嘧啶核苷（FdUMP），FdUMP与胸苷酸合成酶（thymidylatesynthase）及N5，N10-甲烯四氢叶酸结合，形成三重复合物，,【药理作用与机制】,游离的胸苷酸合成酶减少，使脱氧尿苷酸（dUMP）不能生成脱氧胸苷酸（dTMP）,因而DNA合成减少。,【药理作用与机制】,FdUMP可以伪代谢物掺入RNA分子中影响RNA及蛋白质的合成及功能,最终使细胞死亡,【临床应用】,主要用于治疗实体瘤，如结肠直肠癌、乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌、胃癌及头颈部癌等；局部应用治疗皮肤过度角化症和表皮基底细胞癌,（三）嘌呤拮抗药,巯嘌呤Mercaptopurine【药理作用与机制】在次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT）的作用下生成的巯嘌呤核苷酸（MPRP），即硫代次黄嘌呤核苷酸,【药理作用与机制】,硫代次黄嘌呤核苷酸可竞争性抑制次黄嘌核苷酸（IMP）转变为腺苷酸（AMP）和鸟苷酸（GMP），并和腺苷酸一样可以负反馈抑制嘌呤的从头合成。,【临床应用】,主要用于急性淋巴细胞白血病缓解期的维持治疗。,(四)核糖核苷酸还原酶抑制药,羟基脲Hydroxyurea【药理作用与机制】抑制核糖核苷酸还原酶（ribonucleotidereductase），使二磷酸核苷（NDP）不能转化为二磷酸脱氧核苷（dNDP），从而抑制DNA合成。,（五）DNA多聚酶抑制剂,阿糖胞苷Cytarabine【药理作用与机制】1阿糖胞苷在细胞内脱氧胞苷激酶（deoxycytidinekinase）作用下转化为）三磷酸胞苷（ara-CTP）。2Ara-CTP可以抑制DNA多聚酶DNApolymerase，也可直接以伪代谢物形式掺入DNA分子，终止核苷酸链的延长。3抑制胞嘧啶核苷酸还原成脱氧胞嘧啶核苷酸,【临床应用】,主要与硫鸟嘌呤（tioguanine，6-TG）及DNR联合用于治疗急性非淋巴细胞白血病，对成人的急性非淋巴细胞性白血病特别有效。,3、抗生素类,博来霉素(bleomycin)：含多种糖肽的复合抗生素；G2和M期；在A-T配对处与DNA结合DNA链断裂复制受阻；鳞状上皮癌、淋巴瘤、睾丸癌；肺间质纤维化。丝裂霉素(mitomycin)：含有乙撑亚胺和氨甲酰酯基团，具有烷化作用（与DNA双链交叉联结，抑制其复制；使DNA断裂）；广谱；消化系统癌症、肺癌、子宫颈癌、乳腺癌。,共性：抗癌抗生素；嵌入DNA碱基对，干扰转录过程，阻止RNA合成；周期非特异性。放线菌素D(dactinomycin)：G1期；G1S；肾母细胞瘤、横纹肌肉瘤、神经母细胞瘤、霍奇金病。柔红霉素(daunorubicin)和多柔比星(doxorubicin):S和M期；急淋、急粒、恶性淋巴瘤、实体瘤；心脏毒性。普卡霉素(plicamycin)：降低血钙；睾丸胚胎瘤。,四破坏DNA的铂类配合物,顺铂(cisplatin,DDP)：Pt2+与碱基（G、A、C）交叉联结；睾丸肿瘤、卵巢癌、膀胱癌、乳腺癌、肺癌、头颈部癌；肾和耳毒性。卡铂(carboplatin),五植物来源的抗肿瘤药物,喜树碱(camptothecine)和羟喜树碱：I；S期，G2M；胃肠癌、绒癌、急慢粒、肝癌、头颈部癌。鬼臼毒乙叉苷(etoposide)和鬼臼毒噻吩苷(teniposide)：II；S和G1期；睾丸癌、肺癌、儿童白血病(婴儿单核白）。,1.微管蛋白活性抑制药影响微管装配和纺锤丝形成有丝分裂停止(M期)长春碱(vinblatine)和长春新碱(vincristine)：急性白血病、恶性淋巴瘤、绒癌；外周神经炎。紫杉醇(paclitaxel)：紫杉烷二萜；转移性卵巢癌、乳腺癌；周围神经病变、过敏反