egf受体-gf抗肿瘤药物研究进展

egf受体-gf抗肿瘤药物研究进展

肿瘤的治疗一直是一个全球问题。随着对肿瘤细胞信号传导的研究的深入，肿瘤药物的设计越来越受到重视。近年来,细胞生长因子、蛋白激酶、细胞周期调节因子、法尼基转移酶(FTase)、组蛋白去乙酰化酶(HDAC)以及端粒酶等都已成为肿瘤治疗的靶点,依据这些靶点,研究者设计出了很多高效低毒的抗肿瘤药物。本文就上述新型抗肿瘤作用靶点和相关药物作一综述。1酪氨酸激酶系统蛋白激酶是目前已知的最大的蛋白超家族,是一种磷酸转移酶,催化ATP或GTP的磷酸化。研究表明,蛋白激酶的过度表达是诱发多种肿瘤的原因。蛋白激酶主要包括丝氨酸苏氨酸激酶和酪氨酸激酶。其中,酪氨酸激酶主要与信号通路的传导有关,是细胞信号转导机制的中心,信号转导过程是由一系列信息分子参与完成的有序的级联反应。蛋白激酶由于突变或重排,可使信号转导过程出现障碍或发生异常,从而导致细胞生长、分化、代谢和生物学行为的异常,引发多种疾病,如肿瘤。研究表明,近80%的致癌基因中都含有编码酪氨酸激酶。抑制酪氨酸激酶可以有效控制下游信号的磷酸化,从而抑制肿瘤细胞的生长。酪氨酸激酶受体又分为表皮生长因子(EGF)受体、血管内皮细胞生长因子(VEGF)受体、血小板源生长因子(PDGF)受体等。1.1egf受体酪氨酸激酶抑制剂EGF受体广泛分布于哺乳动物的上皮细胞,EGF受体酪氨酸激酶主要有四个:HER-1(c-ErbB1EGFR),HER-2(c-ErbB2neu),HER-3(c-ErbB3)和HER-4(c-ErbB4)。EGF与EGF受体(EGFR)结合后,形成二聚体,并结合一个ATP分子,激活EGFR自身酪氨酸激酶活性,使胞内激酶区的数个酪氨酸位点发生自身磷酸化。EGFR二聚体化和磷酸化后,激活下游的Ras-Raf-MAPK级联系统和磷酸肌醇激酶系统,有效调节细胞对外界刺激的反应、增生、存活、粘附、迁移、分化及生长状况。许多类型的实体瘤有高水平的EGFR表达,因此,抑制EGF受体酪氨酸激酶的活性可以有效地抑制肿瘤的生长。小分子EGF受体酪氨酸激酶抑制剂是近年来的研究热点之一,包括吉非替尼在内的许多化合物都表现出良好的抗肿瘤活性,已有药物上市或进入临床研究阶段。吉非替尼(gefitinib,ZD1839)是阿斯利康(AstraZeneca)公司研制的一种口服使用的选择性EGF受体酪氨酸激酶抑制剂。2002年首次在日本上市,2003年5月在美国及澳大利亚获准作为三线单一治疗药物用于进展期非小细胞肺癌(NSCLC);2005年2月在我国正式上市,用于治疗接受过其他化学药物治疗的局部进展期或转移性NSCLC,临床试验显示该药耐受性好,毒性和副作用小。埃罗替尼(erlotinib,OSI-774)是罗氏(Roche)和基因技术(Genentech)公司联合研制的口服用强效EGF受体酪氨酸激酶可逆抑制剂。2002年9月,FDA批准其作为已采用标准治疗方案无效的进展期NSCLC的二线或三线治疗用药。该药在临床前研究中表现出很强的抗肿瘤活性,有很高的EGF受体酪氨酸激酶特异性,其抑制EGF受体酪氨酸激酶的IC50值为2nmolL。一项Ⅱ期临床试验结果显示:埃罗替尼治疗细支气管肺泡癌的有效率为26%。其主要用于头颈部癌、NSCLC、前列腺癌和子宫颈癌的治疗,临床试验表明,该药抗肿瘤活性好,毒性和副作用小。此外,埃罗替尼的多项联合化疗药物的Ⅲ期临床试验也正在进行之中,主要的联用药物有紫杉醇D、吉西他滨加顺铂、卡铂加紫杉醇。1.2vegf受体酪氨酸激酶抑制剂VEGF是一种可扩散的血管内皮特异性有丝分裂素和血管生长因子,在生理性和病理性血管形成过程中起关键作用,能抑制内皮细胞凋亡。VEGF受体按其功能和结构分为:fms-样酪氨酸激酶1(VEGFR-1Flt-1)、激酶插入区受体(VEGFR-2Flk-1KDR)、fms-样酪氨酸激酶4(VEGFR-3Flt-4)及一些低分子质量VEGFR(neuropilin-1)。VEGF与VEGFR-2(KDRFlk-1)结合后,促进内皮细胞的迁移、增殖,并增加血管通透性,此外还通过PI3KAkt途径调节内皮细胞的迁移。抑制VEGFR可选择性地以肿瘤血管为靶点抑制肿瘤的生成。目前已有多个疗效较好的VEGF受体酪氨酸激酶的小分子抑制剂进入了临床研究。Zactima(vandetanib,ZD6474)是阿斯利康公司开发的口服选择性VEGFR小分子抑制剂,也具有抑制RET(rearrangedduringtransfection)酪氨酸激酶活性的作用,同时对移植瘤的生长有剂量依赖性抑制作用。ZD6474于2006年2月获FDA快速审批资格,用于甲状腺癌的治疗。Ⅰ期临床试验显示其临床耐受性良好。目前本品正在进行用于髓质性甲状腺癌的Ⅱ期临床研究和用于进展期NSCLC的Ⅲ期临床研究。PTK787(vatalanib)是由诺华(Novartis)和先灵(ScheringAG)两家制药公司合作开发的口服VEGF受体酪氨酸激酶抑制剂,Ⅰ期临床试验显示其具有良好的耐受性,主要副作用有疲劳、恶心、头昏和呕吐。目前该药处于治疗直肠癌的Ⅲ期临床研究阶段,对该药与一线和二线化疗药物联用治疗转移性大肠癌的有效性和安全性进行评估。1.3期临床试验药物PDGF主要在成纤维细胞、平滑肌细胞以及肾、睾丸、脑中表达,与肿瘤的发生有密切的关系。在大多数胶质母细胞瘤中,存在着PDGF及其受体形成的自分泌环路,包括PDGF在肿瘤中的自分泌刺激、PDGF受体的过度表达或过度活化或者通过刺激肿瘤内血管生成,这些过程都会促进肿瘤生长。研究表明,PDGF受体之一的Flt-3在急性粒细胞白血病(AML)中过度表达,可引发白血病。目前,大量的PDGF受体激酶抑制剂被用于多种实体瘤的治疗,无论是单独用药或者联合用药都显示了较好的疗效。CP-547632是辉瑞(Pfizer)公司开发的新型PDGF受体酪氨酸激酶抑制剂,其能抑制内皮细胞的增殖,导致小鼠肺癌转移瘤的缩小。Ⅰ期临床试验显示CP-547632具有良好的耐受性。其常见的不良反应为腹泻、疲劳、恶心、呕吐、脱发、呼吸困难、关节痛。目前该药正处于治疗卵巢癌的Ⅱ期临床研究阶段。SU11248(sunitinibmalate)是由辉瑞公司研发的另一个靶向PDGF受体酪氨酸激酶抑制剂,在多种肿瘤(包括肺癌和乳腺癌)的移植瘤模型上显示了抗肿瘤活性,Ⅰ期临床试验显示该药的剂量相关型不良反应有疲劳、高血压和心力衰竭。目前该药治疗对伊马替尼(imatinib)耐药的胃肠间质瘤(GIST)的Ⅲ期临床研究正在进行中。除此以外,血小板源内皮细胞生长因子(PD-ECGF)也是研究热点之一。PD-ECGF是内皮细胞的分裂素,不是典型的血管生长因子,具有促进内皮细胞趋化移动,刺激血管生成的作用,与肿瘤进展有关。卡培他滨(capecitabine)是这类药物中具有显著疗效的代表药物之一,是罗氏公司研发的一种对肿瘤细胞有选择性靶向作用的口服细胞毒类制剂,本身无细胞毒性,其能通过肿瘤相关性生长因子PD-ECGF在肿瘤所在部位转化为具有细胞毒性的5-氟尿嘧啶。该药于2001年3月在我国正式上市,用于紫杉类、蒽环类药物失败或治疗无效的乳腺癌及转移性的结肠和直肠癌患者。1.4进展期nsclc的临床试验基于多靶点的酪氨酸激酶抑制剂目前已成为研究重点,具有广阔的发展前景。其中包括舒尼替尼(sunitinib)和索拉芬尼(sorafenib)在内的几个新药均获得了良好的临床评价。舒尼替尼是辉瑞公司开发的一种口服多靶点酪氨酸激酶抑制剂,作用于肿瘤细胞、肿瘤新生血管以及血管外膜细胞的VEGFR、PDGFR、c-kit、Flt-3和RET。2006年2月FDA批准舒尼替尼用于进展期肾细胞癌(RCC)和胃肠间质瘤。一项多中心Ⅱ期临床试验显示,舒尼替尼能使化疗无效的进展期NSCLC患者的肿瘤体积缩小或阻止其肿瘤生长。索拉芬尼是拜耳制药公司和奥尼克斯(OnyxPharmaceuticals)制药公司联合开发的多靶点酪氨酸激酶抑制剂,具有双重抗肿瘤作用:一方面通过抑制RAFMEKERK信号传导通路直接抑制肿瘤生长,另一方面通过抑制VEGF和PDGF受体而阻断肿瘤新生血管的形成,间接地抑制肿瘤细胞的生长。索拉芬尼用于进展期RCC的治疗于2005年12月获得FDA快速审批资格,Ⅲ期临床试验结果表明,患者能够获得明显而持续的治疗作用。一项关于单独使用索拉芬尼治疗进展期NSCLC的Ⅱ期临床试验显示其有较好的耐受性和疗效。索拉芬尼治疗进展期肝细胞癌、黑色素瘤的Ⅲ期临床试验也正在进行之中。米哚妥林(midostaurin,PKC412)是诺华公司研发的多靶点的酪氨酸激酶抑制剂,能有效抑制VEGFR、PDGFR和c-kit的自磷酸化。Ⅰ期临床试验显示,该药的主要不良反应是恶心和呕吐。Ⅱ期临床试验表明,该药对AML有良好的疗效。目前该药正进行Ⅱ期临床研究,以证实该药口服制剂的有效性。2cdk抑制剂细胞周期蛋白(cyclin)和细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependentkinase,CDK)均属于细胞周期调节正控蛋白。其中,细胞周期蛋白依赖性激酶(CDKs)是一类重要的丝氨酸苏氨酸蛋白激酶,通过与cyclin结合的复合形式出现,激活CDK,活化底物磷酸化,驱动细胞周期各相进程,引起细胞的生长和增殖。到目前为止已经发现了9个CDKs(CDK1-9)和至少15种细胞周期素。其中,CDK2、CDK4和CDK6与肿瘤的发生有密切关系,在肿瘤细胞中常有高表达和扩增。研究表明,CDKs在90%以上的肿瘤,尤其是胶质瘤和软组织肉瘤中都有过度表达。基于CDKs在调控肿瘤细胞的增殖与死亡中所起的关键作用,通过抑制CDKs治疗肿瘤成为近年来抗肿瘤药物开发的策略之一。一些小分子CDK抑制剂,如flavopiridol和UCN-01,已经在Ⅰ、Ⅱ期临床试验中显示出良好的抗肿瘤活性。Flavopiridol(L86-8275,HMR1275)是一种半合成的黄酮类衍生物,最初来源于印度的一种生物碱。该化合物是CDK2和CDK4的双重抑制剂,阻止细胞的G2M过渡以及细胞从G1期进入S期。Ⅰ、Ⅱ期临床数据显示,flavopiridol对RCC的疗效较好,肿瘤体积的减小程度高于50%。UCN-01(17-hydroxystaurosporine)是化合物staurosporine的衍生物,是从链霉菌族中分离出来的一种非选择性激酶抑制剂,能阻碍各种细胞从G1期进入G2期的过程。UCN-01的作用机制比较复杂,研究发现其可通过抑制CDK1、CDK2和CDK4使细胞停滞于G1期,同时,也可通过抑制其他激酶起作用,如对蛋白激酶C的IC50值为30nmolL。在多种人体肿瘤细胞中,UCN-01都表现出良好的抑制细胞增殖和抗肿瘤活性。目前该药对T细胞淋巴瘤的Ⅱ期临床试验正在进行中。3以bcl-2为靶点的肿瘤治疗细胞凋亡是一种主动、固有的程序化现象,又称程序性细胞死亡(programmedcelldeath,PCD)。许多生理或非生理性的因素都可引起细胞凋亡。研究表明,细胞凋亡平衡的改变会导致许多疾病,包括肿瘤的发生。与细胞凋亡有关的基因包括:Bcl-2基因、p53、mdm2、survivin等。Bcl-2基因是一种抗凋亡基因,参与细胞凋亡的调节,在许多肿瘤细胞中有高表达。其能阻抑细胞色素C从线粒体释放到细胞质中,防止因各种因素引起的肿瘤细胞凋亡,从而提高了肿瘤细胞对放、化疗的耐受性,因此Bcl-2及其相关蛋白是一类很好的抗肿瘤治疗靶点。p53为一肿瘤抑制基因,调节许多基因的转录,当DNA受到损伤时,能诱导细胞停留在G1期,50%的人体瘤p53基因异常。p53转录诱导mdm2基因的表达,表达的mdm2又通过与p53蛋白的结合反馈抑制p53的功能,许多肿瘤的发生均与mdm2的过量表达相关,mdm2作为一个抗肿瘤靶已得到了证实。另外,抗凋亡基因survivin在许多肿瘤组织中也高度表达,抑制肿瘤细胞的凋亡,survivin是迄今为止发现的最强的凋亡抑制因子之一。研究证明,在100多种肿瘤特异性表达基因中,survivin的表达特异性名列第三。因此,下调survivin的表达能促进肿瘤细胞的凋亡,抑制转化细胞的生长,其不失为一个很有前景的抗肿瘤药物设计靶点。目前以survivin为靶点的治疗主要分为药物治疗和基因治疗两个方面。其中,药物治疗包括两种方式:其一是抑制survivin磷酸化。如flavorpiridol和havopiridol两种药物就是通过抑制survivin的磷酸化,从而抑制肿瘤生长和诱导凋亡;其二是干扰survivin与微管蛋白的作用,可使survivin抗凋亡功能丧失。如长春新碱和vincfistine就是通过阻止survivin蛋白结构中特定区域与微管结合,间接抑制survivin,从而起到有效抑制肿瘤的作用。4法尼基转移酶抑制剂Ras癌变基因的表达产物Ras蛋白存在于多数肿瘤之中,一般有3种原癌基因,即H-ras、N-ras、K-ras。Ras蛋白是一种三磷酸鸟苷(GTP)的结合蛋白,分子质量为21000,定位于细胞膜内侧,具有GTP酶活性,调控细胞的有丝分裂,在细胞的增殖和转移方面起重要作用。Ras蛋白需要经过一系列的加工修饰,才可定位于细胞膜内侧,这一过程关键通过法尼基转移酶(FTase)起作用:FTase首先识别RasC末端的CAAX序列后,转移二磷酸法尼基(FDP)上的法尼基到Ras蛋白的半胱氨酸上使其活化。抑制FTase将阻止Ras蛋白转化成活化状态,因此FTase被认为是一个潜在的抗肿瘤药物设计靶点。SCH44342是一个三环非肽类的FTase抑制剂,与CAAX底物竞争FTase,在体外试验中,其对FTase的IC50值为250nmolL。SCH66336是SCH44342的类似物,是从化合物库随机筛选后进一步优化得到的法尼基转移酶抑制剂,其FTase抑制作用更强,IC50值为1.9nmolL,目前该药处于与temomlomide合用治疗神经胶质肉瘤的Ⅱ期临床试验中。Tipifarnib(R115777)是第一个具有抗肿瘤活性的口服非肽类FTase抑制剂。临床试验结果表明该药对10%~45%的顽固恶性肿瘤患者的病情有稳定或缓解作用,其中在Ⅰ期临床试验中用于治疗难治和复发的AML,25例中有8例对治疗有所反应(32%),2例完全治愈;单独使用本品的Ⅱ期临床及与吉西他滨联合应用的Ⅲ期临床研究初步显示该药的毒性和副作用较少,其安全性及有效性的结果正在进一步分析中。5抑制组蛋白乙酰化的化合物基因有序的转录调控是机体细胞维持正常功能的前提,如果基因转录调控功能紊乱,细胞就可能发生癌变。染色质组蛋白乙酰化和去乙酰化是调节基因表达的关键环节之一,与肿瘤的产生、增殖以及致癌基因和肿瘤抑制基因的表达水平有密切的关系。组蛋白的乙酰化程度由一对功能相互拮抗的蛋白酶———组蛋白乙酰化酶(HAT)和组蛋白去乙酰化酶(HDAC)协调控制。HAT乙酰化组蛋白氨基末端、舒展核小体结构、激活基因转录;而HDAC则抑制基因转录。当HDAC过度表达并被转录因子募集,就会导致特定基因的不正常抑制,从而导致肿瘤和其他疾病的发生。因此,如果能抑制HDACs的活性便可增加组蛋白的乙酰化、诱导对乙酰化敏感的启动子激活抑癌基因的转录。目前许多结构不同的化合物都能与HDAC结合,抑制HDAC活性,从而促进组蛋白乙酰化,其中一些在体外能诱导细胞周期休止、分化或凋亡,具有潜在的抗肿瘤活性,比较突出的是HDAC的可逆抑制剂SAHA和depsipetide(FK228)。SAHA(suberoylanilidehydroxamicacid)的Ⅰ期临床研究表明其具有较好的抗肿瘤效果且无严重的毒性和副作用。在针对头颈部转移瘤的Ⅱ期临床试验中,大部分受试者对每天400mg剂量的SAHA表现出良好的耐受性,肿瘤的生长也受到一定程度的抑制;难治性皮肤T细胞淋巴瘤(CTCL)患者口服SAHA后,大部分病人的瘙痒症状减轻。FK228目前处于治疗CTCL、RCC以及其他实体瘤和血液系统疾病的Ⅱ期临床研究中,数据显示CTCL患者对该药的总体反应率达50%。6端粒酶的组成端粒是染色体末端具有TTAGGG重复序列的特殊结构,在保护染色体的完整性和维持细胞的复制能力方面起着重要作用。端粒酶是由端粒酶RNA和蛋白质组成的一种特殊核糖核蛋白逆转录酶,其主要功能是合成端粒DNA,使端粒出现多个重复序列而不断延长。端粒酶由两个主要部分及相关蛋白组成:一个是端