46 抗恶性肿瘤药

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。146＋55→ladder4.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-mycBcl-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-21.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.CaspaseCaspase(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283~287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-3pro-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MTTMTS(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BaxBcl-2β-tublin55KD26KD23KD基因PCRReal-timeRT-PCRBcl-2β-actin250bp500bpExtractedtotalRNAReversetranscriptase-polymerasechainreaction(RT-PCR)assaywascarriedouttoanalyzethemRNAlevelofBcl-2.TotalRNAwasextractedusingtheRNAeasykitaccordingtothemanufacturer’sinstructions(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DAPIPI/Hoechst33258染色法PI/AnnexinV-FITC染色法荧光染色DAPIDANladder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