肿瘤及靶向制剂

丰都县人民医院药学教研室：魏华波,肿瘤及靶向制剂,概念（tumor）,肿瘤： 是机体在各种致瘤因素作用下，局部组织细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控，导致克隆性异常增生而形成的新生物，常表现为局部肿块。,恶性肿瘤可按其组织学起源不同分为癌和肉瘤。,部分肿瘤起源复杂，医学上常用人名或习惯性命名表示。如：尤文氏肉瘤、白血病、间皮瘤、葡萄胎等。其中有良性的，也有恶性的。,癌：起源于上皮组织。多发生于老年人，以淋巴转移为主，晚期才出现血道转移,肉瘤：起源于间叶组织。生长速度快，多发生于青少年且早期即有血道转移。,肿瘤及其靶向制剂,微管蛋白血管新生 基质金属蛋白酶 转氨酶 血管内皮生长因子 酪氨酸蛋白激酶端粒和端粒酶抗原抗体热休克蛋白表观遗传调节剂,传统的化学治疗主要针对细胞的DNA结构、干扰核酸生物合成、阻止DNA复制及RNA合成等，通过这些方式对癌细胞起到杀伤作用，但是这种作用没有方向性，对于其他正常细胞也会有不同程度的影响，对用药剂量要求较高，副作用比较大 。,随着分子生物学的发展，有关正常细胞与恶性肿瘤在分子层面的差异逐步被发现，针对肿瘤细胞和正常细胞之间的差异，定向的作用于肿瘤细胞某些靶点，有效杀伤肿瘤细胞的同时最大程度地减少对正常细胞的影响，从而明显降低了其药物毒性，增加了患者耐受性及依从性 。,经过广大科研人员的努力，如今已发现了众多有发展潜力的抗肿瘤靶点，已有大量靶向抗肿瘤药物投入临床，现将主要的热点抗肿瘤靶点及药物介绍如下。,8,1.微管与靶向制剂,靶向制剂,许多天然与合成化合物都能干扰微管蛋白的功能，主要功能是与微管作用以抑制其聚合，阻止纺锤体的形成，使细胞分裂停止于有丝分裂的中期，或者促进微管聚合，抑制微管解聚，进而影响细胞分裂。代表药物： 多西他赛（多西紫杉醇）、紫杉醇、长春瑞滨（异长春花碱，诺维本）,多西他赛属于微管解聚抑制剂，是由欧洲浆果紫杉的针叶中提取的无活性化合物，该产品由法国罗纳普朗克乐安公司开发的一个半合成紫杉醇衍生物，该品以注射剂为主，辅以粉针和胶囊剂，是用于乳腺癌、非小细胞肺癌的化疗药物。,多西他赛,紫杉醇：是从太平洋短叶紫杉的树皮中提取分离得到的一种具有紫杉烯环的二萜类化合物，可干扰癌细胞微管蛋白合成而发挥抗肿瘤作用，但对正常细胞基本无影响。它对大多数实体瘤有强力抑制作用，尤其对晚期卵巢癌、乳腺癌、非小细胞肺癌和卡波济氏肉瘤的疗效确切、副作用较小。,紫杉醇,紫杉醇,LLC公司的注射用紫杉醇（白蛋白结合型，商品名Abraxane），是全球唯一应用白蛋白纳米微粒技术生产的靶向化疗药物，适用于治疗联合化疗失败的转移性乳腺癌或辅助化疗后 6个月内复发的乳腺癌，该品种把白蛋白结合型紫杉醇优先供应给肿瘤细胞，让紫杉醇更好与之接触，导致肿瘤细胞死亡，所以，起效更为快捷 。,2.肿瘤血管新生与靶向制剂,基底膜分层、碎裂、消失,胶原酶 (collagenases)基质金属蛋白酶 (MMP)尿激酶型纤溶酶原激活物 (uPA)整合素v3,Text in here,Text in here,1. 基底膜破坏,2. 内皮游走,3.内皮细胞增殖,4.管腔形成,5. 基底膜再形成周细胞游走形成完整的微血管结构,MMPs是一类富含钙、锌离子的内肽酶类，对细胞质基质的降解和重建起作用。在正常细胞中MMPs和MMPs组织抑制剂处于平衡状态，当MMPs受到一些刺激物刺激、破坏平衡，导致MMPs活性增高，使细胞质基质过分降解，为各类疾病的发生与发展创造了条件。MMPs几乎能降解细胞外基质中的各种蛋白成分,破坏肿瘤细胞侵袭的组织学屏障，在肿瘤侵袭转移中起关键性作用，从而在肿瘤浸润转移中的作用日益受到重视，被认为是该过程中主要的蛋白水解酶 。,2.1基质金属蛋白酶（MMPs)与靶向制剂,氨肽酶是一类富含锌离子的膜结合型外肽酶，广泛表达于哺乳动物的肾脏、小肠以及中枢神经系统等其他组织中。肿瘤细胞表面发现有大量的APN表达，对肿瘤周围血管生成、周围组织的侵润起重要作用。氨肽酶使细胞质基质的一些成分降解，促进了肿瘤细胞的快速生长与转移；此外，氨肽酶还会在抗原递呈细胞表面表达，对免疫活性物质起降解作用，降低生物机体免疫力，削弱了巨噬细胞和NK细胞对肿瘤细胞的鉴别与破坏力。,2.2氨肽酶N(APN)与靶向制剂,2.3血管内皮生长因子(VEGF)与靶向制剂,肿瘤血管生成受正负两方面调控因子控制。血管内皮因子及其酪氨酸激酶受体在肿瘤的新生血管生成以及肿瘤中既存血管的维持方面具有极其重要的作用。代表药物: 贝伐单抗（Avastin），是一种抗血管内皮生长因子的人源化单克隆抗体。 最近研究发现，血管生成抑素（Angiostatin)和内皮抑素（Endostatin)也可以通过拮抗血管生成因子而发挥高效的抗肿瘤作用。,VEGF是血管生成或新血管生成的激活剂，通过结合特定的内皮细胞受体，可以刺激血管生成过程并促进新血管的产生，这对于癌细胞的生长和转移是必要的。肿瘤细胞生长十分迅速，对血液的需求也较高，这会刺激VEGF的活化表达，导致新生血管发生，为肿瘤组织供送营养。典型代表药物： 依维莫司(Everolimus)、舒尼替尼（索坦）、甲苯磺酸索拉非尼片（多吉美）、帕唑帕尼(Paxopanib)和Bevicizumab,3.蛋白酪氨酸激酶(PTK)与靶向制剂,PTK是一组酶系，能催化ATP上的磷酸基转移到许多重要的蛋白质的酪氨酸残基上，使其残基磷酸化，从而激活各种底物酶，通过一系列反应影响细胞的生长、增殖和分化。肿瘤组织中的基因突变可能会导致PTK在缺乏刺激源的情况下自活化或出现一个异常的增长率。 PTK的活化可能会增加血管发生、侵染和癌细胞转移，这在部分情况下可能与细胞毒素药物的抗性有关。故抑制PTK的活性可以靶向抑制肿瘤。代表药物： 依马替尼（格列卫）、索拉非尼、舒尼替尼、帕唑帕尼和凡地他尼。,EGF是一种多功能的生长因子，在体内外都对多种组织细胞有强烈的促分裂作用；EGFR在多种正常的上皮组织中表达，但是在多种人类的癌症中，如头部和颈部癌症、结直肠癌中进行过表达。EGFR的活化导致PTK磷酸化，继而作用于可以影响细胞生长、活动和生存的基因转录。所以通过抑制EGFR活化可有效的抑制细胞生长，并能导致细胞凋亡。,EGFR抑制剂往往是通过干扰滤泡和滤泡间上皮生长信号通路来起作用的。代表药物 曲妥珠单抗(Trastuzumab)、西妥昔单抗（Cetuximab)、吉非替尼（易瑞沙）和埃罗替尼（Erlotinib)。,吉非替尼,本品为一种选择性表皮生长因子受体(EGFR)酪氨酸激酶抑制剂，该酶通常表达于上皮来源的实体瘤。适用于治疗既往接受过化学治疗或不适于化疗的局部晚期或转移性非小细胞肺癌(NSCLC)。,4.端粒与靶向制剂,近年来，端粒及端粒酶的研究已成为生物学热点，也是人类抗肿瘤药物研究的新靶点。根据目前已经检出的肿瘤组织标本的统计学分析，恶性肿瘤组织端粒酶活性的阳性率达85%95%，而良性肿瘤和正常组织的端粒酶活性检出率仅为4%左右。因此，端粒酶抑制剂的开发成为了抗肿瘤药物研究的又一热点。,1978年首次发现四膜虫端粒的分子组成：,端粒 染色体DNA 端粒,人端粒的分子组成：,端粒 染色体DNA 端粒,端粒 染色体DNA 端粒,端粒 染色体DNA 端粒,细胞将停止分裂而趋于老化,Telomerase,/images/telomere.gif,正常组织中的端粒及端粒酶,端粒酶集天使与魔鬼于一身端粒酶的作用是催化端粒延伸,保证染色体复制完整,端粒酶是一种逆转录酶，由RNA和蛋白质组成。端粒好像一架细胞的“生命时钟”，让细胞准时凋亡；而端粒酶像一群勤劳的修复工，只要它们出现在细胞中，就会及时将磨损的端粒修好，让它恢复到原来的长度，这样端粒就能永不磨损，而细胞也可以“长生不老”听起来，这真是件美妙的事儿可当细胞不会死亡，危险就出现了这群细胞就成了恶性肿瘤若给端粒酶贴个标签，可以写成“一半是魔鬼，一半是天使”。,染色体DNA,端粒,端粒,抗肿瘤靶点,端粒酶抑制剂,核苷类逆转录酶抑制剂非核苷类小分子抑制剂 寡核苷酸类端粒酶抑制剂G-四联体稳定剂,G-四联体是一种由富含鸟嘌呤的核酸序列，通过氢键使四个鸟嘌呤环的相互作用可折叠成四链螺旋结构。研究发现，端粒末端DNA形成G四螺旋结构能有效抑制端粒酶的活性。肿瘤基因的启动子附近也可诱发并形成G四螺旋结构从而达到控制癌基因的目的。所以G四螺旋结构的形成可有效抑制端粒的延长，诱导癌细胞衰老，抑制癌基因的表达，为新型抗癌药物提供了新靶点。,5.抗原抗体与靶向制剂,正常的人体细胞表面都存在MHC抗原性蛋白，可以使个体细胞有别于外来物质。当细胞发生癌变之后，其细胞表面的正常抗原也会发生异变，从而使癌变细胞变得与正常细胞有所不同。针对肿瘤细胞特点治疗研究的深入，人类表皮生长因子受体(HER2)和CD20有望成为靶向治疗,CD20是纵贯细胞膜的膜结合抗原，常位于前B和成熟B淋巴细胞，但在造血干细胞、后B细胞、正常血浆细胞或其他正常组织中不存在该抗原表达于95%以上的B淋巴细胞型的非霍奇金淋巴瘤。代表药物 利妥昔单抗(Rituximab)、奥法木单抗(Ofatumumab)。,CD20,利妥昔单抗,利妥昔单抗(美罗华)为一种单克隆抗体，该抗体能与CD20抗原特异性结合，而该抗原在95%以上的B淋巴细胞型的非何杰氏淋巴瘤中表达 。适用于复发或化疗抵抗性B淋巴细胞型的非何杰金氏淋巴瘤的病人,恶性肿瘤是一种细胞分化紊乱，而引起这种细胞分化紊乱的特异基因在一定条件下可逆的。诱导分化药通过影响某些决定细胞分化的基因，使其进一步分化，可以逆转其增殖、浸润、转移等恶性表达，使之成为正常或接近正常的细胞，从而达到控制肿瘤的目的。代表药物： 维A酸类化合物(包括全反式维甲酸、13-顺维甲酸和9-顺维甲酸）、肿瘤坏死因子，霍乱毒素等,6.肿瘤的分化诱导,热休克蛋白(Heat Shock Protein，Hsp)是 1962年由遗传学家Ritossa发现的。这是一类在生物进化过程中高度保守并广泛存在于原核及真核生物中的蛋白质。定义：热休克蛋白是生物受到环境中物理、化学、生物、精神等刺激时发生应激反应而合成的蛋白质。,7.热休克蛋白90(HSP90)与靶向制剂,热休克蛋白的分类,Hsp100家族(分子量约为100kDa)Hsp90家族(分子量约为83-90kDa)Hsp70家族(分子量约为66-78kDa)Hsp60家族(分子量约为60kDa)小分子量Hsp家族(分子量约为12-43kDa),维持信号传导蛋白功能：在细胞发生应激反应时，可以和那些由于环境刺激而使自身构象发生改变的蛋白相互作用，保证蛋白进行适当的折叠并防止蛋白非特异性聚集。调节作用：Hsp90在细胞突变过程中是一个重要的缓冲因子，推测它可能同样可以纠正突变蛋白所发生的错误折叠。,Hsp90的生物学特性,目前所知它调控着40种左右蛋白的空间结构和突变。 这些蛋白主要可以分为三类：甾体激素类受体；丝氨酸苏氨酸或酪氨酸激酶；其它蛋白，比如突变型p53，端粒酶hTERT亚基等。,所有这些蛋白都是细胞生理、生化变化过程中的重要调控蛋白,Hsp90的生物学特性,Hsp90是一类非常重要的热休克蛋白影响细胞凋亡、免疫作用及肿瘤发生在肿瘤细胞中，Hsp90 呈现持续的高诱导表达，其表达比正常细胞高 2 1 0倍。所以以HSP90为靶点来研发高效低毒的抗肿瘤药物成为了肿瘤治疗的新方法。,Hsp90与癌症,表观遗传学是研究基因的核苷酸序列在不发生改变的情况下，基因表达可遗传变化的一门遗传学分支学科。表观遗传因子可以改变基因的表达，常见的表观修饰基因表达方法有两种：DNA甲基化和组蛋白修饰。,8.表观遗传调节剂,DNA甲基化： 是指以甲基形式存在的化学标签结合到DNA分子上的过程。 DNA甲基化可以关闭某些的表达，而去甲基化可以诱导基因的重新活化和表达。组蛋白修饰： 包括组蛋白的乙酰化、泛素化和磷酸化，可以抑制或激活基因活性，对表观遗传现象进行调节。,8.1DNA甲基化抑制剂,可以有效阻止甲基转移酶的作用，阻断DNA甲基化，并且具有低剂量激活甲基化沉默基因、高剂量致细胞毒性的双重效应。,代表药物： 阿扎