抗肿瘤抗生素研究进展

抗肿瘤抗生素研究进展

抗肿瘤抗生素研究进展 抗肿瘤抗生素是由微生物代谢产生的具有抗肿瘤活性的化学物质，其种类繁多，已应用于临床的有1O余种。丝裂霉素、阿霉素、博莱霉素、柔红霉素等天然来源的抗肿瘤抗生素以及经化学修饰的同类物，已成为肿瘤治疗的较常用药物。近年来，随着对肿瘤发生、发展机制认识的深入，一些结构新颖、作用机制独特的抗肿瘤抗生素不断涌现，这些抗生素抗肿瘤活性强、选择性高、毒性较低，显示出了很好的应用前景。 1烯二炔类抗肿瘤抗生 烯二炔(enedinye)类抗肿瘤抗生素，由放线菌产生，对多种肿瘤细胞均有强烈的杀伤作用，且作用迅速，是迄今发现的活性最强的抗肿瘤类抗生素卜。 1．1烯二炔类抗肿瘤抗生素分子结构与抗肿瘤活性的关系 就目前已确定的几个结构而言，烯二炔类抗肿瘤抗生素可进一步分成九元环烯二炔(NCS，kedarcidin和CLO27)和十元环烯二炔(Calicheamicins，Esperamicins和Dynemicins)2种类型，其结构均由蛋白质和发色基团2部分组成。烯二炔是这类抗生素共有的结构部分，是裂解DNA的活性中心，当其芳构化后，药物活性会大幅下降。而其他结构部分不尽相同，各自发挥着其功能。九元环烯二炔类抗生素由蛋白质和发色基团以非共价键结合而成，呈水溶性，蛋白质和发色基团分别在分子稳定性和抗肿瘤活性中各司其职。蛋白质部分约由110个高度保守的氨基酸组成，有2个分子内二硫键，通过折叠形成的三维构象有一个深深的凹槽，发色团结合于凹槽中；该凹槽虽不参与DNA的裂解，也无抗癌活性，但对发色团有稳定和保护作用，使发色团免遭外来化学物质的破坏及物理因素的影响，并携带发色团到达肿瘤部位，有的蛋白质还具有氨肽酶功能。发色团由烯二炔活性中心、萘甲酸(或氮氧萘甲酸)和氨基糖3部分组成，烯二炔活性中心为1，5一diyne一3一ene组成的9元环结构。分子药理学研究证实，CLO27发色团主要引起双链DNA序列的选择性断裂，其断裂位点主要在GTTAT／ATAAC。甄永苏等研究表明，CLO27分子单独的发色基团对癌细胞有很强的杀伤作用，效力与天然完整的CLO27相近；而CLO27单独分子中蛋白质部分活性很低。(半数有效抑制浓度)与天然完整的CLO27相差1O个数量级；若将发色基团与蛋白质部分混合，两者可重新结合而产生重建的CLO27，其活性与天然C1027相当。发色团与蛋白质部分的结合具有特异性和稳定性，所以BSA(牛血清蛋白)不能置换C1027的蛋白质部分而夺取其发色团。邵荣光等研究表明，CLO27被链霉蛋白降解成3～5ku的较小肽段后仍具有活性，说明分子质量为3ku的C1027肽段就能起到保护发色团的作用，同时也说明蛋白质部分不是不可改变的，而是可以裁剪的，但小于3ku的肽段对发色团的保护作用会大大减弱。对NCS作用机制的研究结果显示，萘甲酸部分能插入到DNA碱基对中，氨基糖辅助激活发色团，而烯二炔部分可引起DNA裂解。十元环烯二炔类抗生素无蛋白质部分，其稳定性较九元环烯二炔类好，呈脂溶性。其是多组分物质，有Calicheamicins等7种组分；其结构包括1个烯二炔(活性中心，起“弹头”作用，裂解DNA)、1个低聚糖片段(携带“弹头”到达肿瘤细胞)和1个烯丙基三(四)硫化合物(激活装置，激活活性中心)等。Esperamcins家族在化学结构、生物活性和作用方式等方面与Calicheamicins相似；Dynemieins家族的独特之处在于，其是由蒽环类抗生素的蒽醌发色团与1个烯二炔部分结合构成的。

1．2烯二炔类抗肿瘤抗生素的抗肿瘤活性 除NCS外，烯二炔类抗肿瘤抗生素对肿瘤细胞的杀伤作用浓度均在pg／mI水平左右，其抗肿瘤活性较阿霉素强1000倍以上。体外试验结果显示，C1027对胃癌BGC一823细胞的IC为1．5×10mol／L，同样条件下，阿霉素、氨甲酰喋呤和顺铂的IC分别为

2．0×10，

1．5×10和

2．0×10-8mol／L，表明C1027对癌细胞有很强的杀伤作用，按IC比较，其活性较其他3种药物强8～9个数量级。掺入[H]胸苷后的测定结果表明，C1027(O．001Fmol／1)在10min内就显示出对肝癌BEL一7402细胞的DNA合成有强烈的抑制作用，而阿霉素(10／xmol／1)与丝裂霉素(10Fmol／L)在30min后才表现出抑制作用。甄红英等利用鸡胚尿囊膜模型研究发现，C1027有很强的抑制血管生成的作用，低剂量的C1027(0．01,ug／鸡胚)即可抑制鸡胚尿囊膜血管的生成，且可以抑制bFGF(碱性成纤维细胞生长因子)与鼠肺细胞膜bFGF受体的结合，其IC为2．3×10／g／mol；毒性剂量比较发现，C1027(0.1mg／kg)和丝裂霉素

(1．25mg／kg)对小鼠Lewis肺癌转移抑制率分别为98%和78%（9／6），对皮下肿瘤抑制率分别为86%（9／6）和5O%（9／5）。说明C1027是一种很强的血管生成抑制剂，可能以bFGF受体为作用靶点，抑制血管生成，并阻断小鼠Lewis肺癌的自发性转移。C1027低剂量时能抑制肝癌BEI一7402细胞的N—ras基因表达，并能引起N—ras基因的损伤。用Southern杂交法研究C1027(10mol／L)时发现，N—ras基因的外显子较内含子对C1027更敏感；对一些小鼠移植性肿瘤如白血病P388、黑色素瘤B16等，0．5～1．5g／kg的Calicheamicins，0．1Fg／kg的Esperamicins，30～60g／kg的Dyne—micins或

2．0～

3．3g／kg的Kedarcidin均有较好的抑制作用。 1．3烯二炔类抗肿瘤抗生素在导向药物研制中的作用 目前，以单克隆抗体为载体的抗肿瘤导向药物研究已取得了重要进展，并且越来越受到医药研究者的高度重视。烯二炔类抗肿瘤抗生素对肿瘤细胞具有极强的杀伤作用，可用作高效“弹头”药物，其中。C1027因其强烈的细胞毒性，已成为抗肿瘤导向药物的首选“弹头”之一。2000年，美国FDA批准的Mylotarg是由CD33分子的单抗与Calicheamicin连接的偶联物，已获准用于治疗急性复发性髓性白血病口，该偶联物对移植于裸鼠的人乳腺癌、骨髓瘤和卵巢癌均有显著疗效，尤其是对卵巢癌，其可使肿瘤完全消退。甄永苏等通过新的交联方法(SPDP)制备的C1027与抗胃癌小鼠单抗3H或抗肿瘤大鼠单抗3AFab片段(分子量之比均为1：1)的强化偶联物，可使C1027的抗肿瘤活性大大提高。裸鼠体内试验表明，游离时以0．05和0．1mg／kg剂量给药C1027对胃癌生长的抑制率分别为49%(P