烯二炔类抗肿瘤抗生素靶向给药系统研究概述_开题报告

抗肿瘤抗生素属于周期非特异性药物，通过抑制DNA，RNA和蛋白质的合成，干扰细胞分裂增殖而发挥其抗癌作用。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。

1 烯二炔类抗肿瘤抗生素

烯二炔类抗肿瘤抗生素，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物质。 　　3　

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／ml 水平左右，其抗肿瘤活性较阿霉素强1 000倍以上 。毒性剂量比较发现，C1027(0.1mg／kg)和丝裂霉素(1．25 mg／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。

2 烯二炔类抗生素的靶向给药研究

靶向给药系统由具有靶向性的药物载体和治疗药物组成，理想的靶向给药系统须具备以下条件。1）较强的组织穿透力。只有具有一定的组织穿透力，给药系统才有可能进入病变部位，接近靶标。有些在体外研究中显示活性良好的抗肿瘤药物在体内实验中效果并不佳，原因就是其在体内很难进入实体瘤较深的部位；2）较高的靶向性。药物对病变细胞的选择性显著高于对正常细胞，才能有效减免毒副作用；3）合适的载药量。许多药物具有剂量依赖性，须达到一定浓度才能发挥作用，且药效与浓度呈正比。由于载体上可供连接的位点有限，其载药量也是有限的，且同一载体上偶联药物太多时可能会影响活性基团的构象而降低药效，因此寻找高活性的治疗药物一直是研制靶向给药系统的重要方向之一。烯二炔类抗生素具有强效的抗肿瘤活性，低剂量的药物在体外培养的细胞和动物体内模型中均表现出显著的作用，因此是一种理想的靶向给药系统候选药物。

2.1 改造烯二炔类抗生素的辅基蛋白

许多烯二炔类抗生素均含有辅基蛋白，起初，研究者普遍认为辅基蛋白的作用仅仅是稳定烯二炔结构的空间构象。但后来的一些研究表明，辅基蛋白还具有其他功能，例如水解酶作用——当发色团 - 辅基蛋白复合物识别出组蛋白后，先由辅基蛋白将组蛋白水解，使原先与组蛋白结合的靶标 DNA 得以充分暴露，继而发色团与靶标 DNA 相结合；此外研究者还发现烯二炔类抗生素与特定的肿瘤细胞存在特异的结合能力。

Cai 等[1]通过组织微阵列（tissue microarray）技术发现，力达霉素辅基蛋白 LDP 可与体外培养的多种肿瘤细胞结合，推断 LDP 应具有以下 4 种功能：稳定烯二炔构象、与特异性组织结合、渗入肿瘤细胞，以及水解 DNA 组蛋白。肺癌组织微阵列分析结果显示，LDP结合肿瘤细胞的活性与细胞内 VEGF、EGFR 的过表达程度呈正相关。该课题组通过 DNA 重组技术合成了一种融合蛋白 LG-LDP，其由 LDP 以及可作为 EGFR 配基的寡聚肽（LG）构成。研究显示，LG-LDP 与 EGFR过表达的肿瘤细胞的结合活性明显增强。课题组在上述融合蛋白分子中引入烯二炔片段，所得融合蛋白 LG-LDP-AE 显示出强效细胞毒活性，其对肿瘤细胞的体外IC 50 约为 0.01 nmol·L -1 。上述结果表明，力达霉素辅基蛋白 LDP 可与多种肿瘤结合，在此基础上将 LDP 与EGFR 的寡聚肽配基融合，可获得对 EGFR 过表达肿瘤细胞具有高靶向性的给药载体。

烯二炔类抗生素的辅基蛋白是否均具有类似于力达霉素 LDP 的功能，目前尚无定论。但可以肯定的是，烯二炔类抗生素辅基蛋白具有开发为靶向给药载体的潜力。

2.2 在烯二炔类抗生素上连接肿瘤特异性分子标记物的单抗

研究发现，白血病细胞表面会表达一些特异性的分子标记物[2] ，而这些分子标记物不在正常细胞表达或表达水平极低。随着对白血病研究的不断深入，白血病的分型依据也从临床症状转变为分子标记物，这也解释了一些临床症状相似的病人对药物应答效果不同的原因；此外，这些分子标记物的特异性表达亦构成了白血病靶向给药的理论基础。

肿瘤干细胞的存在最早是从 AML 中得到证实的。尽管学术界对于肿瘤干细胞的来源持有不同意见，但在其与肿瘤之间的关系方面已达成共识，即肿瘤干细胞是肿瘤耐药、复发的根源[3] 。CD123 是白血病干细胞（leukemia stem cells，LSC）特征性抗原之一，也是特异性识别并结合 IL-3 的关键部位。CD123 在 AML 干细胞表面高表达，而在正常造血干细胞表面几乎不表达[4] 。这一显著差异提示，可开发以 CD123 为靶点的药物，从而能选择性清除 LSC 或诱导 LSC 凋亡，使根治白血病成为可能。

CD22（Siglec-2） 与 CD33（Siglec-3）现已被确定为 B 细胞型白血病细胞和骨髓型白血病细胞的特异性分子标记物。其中，CD22 在 90% 以上的恶性 B 细胞淋巴瘤中表达，而 CD33 在 80% 以上的AML 细胞表面表达，这些分子标记物已成为白血病靶向给药系统研究中的热点。

针对 CD22 与 CD33 这 2 种分子标记物，研究者进行了许多有意义的尝试。卡利奇霉素是一种具有良好抗白血病活性的十环烯二炔类抗生素，无蛋白质部分，稳定性相对较高。研究者设想，将其与抗 CD22 或抗CD33 的单抗连接，或可进一步提高卡利奇霉素的靶向性：当卡利奇霉素的单抗导向药物进入机体后，单抗部分会寻找分子靶标 CD33（或 CD22）并与之结合，形成的细胞表面复合物可被白血病细胞迅速内吞，偶联卡利奇霉素和单抗部分的“连接链”随即在胞内酸性条件下断裂，水解释放卡利奇霉素，后者具有高亲脂性，可进入细胞核内产生细胞毒效应，从而阻滞细胞周期，阻止 DNA 修复，最终导致白血病细胞凋亡

同样，研究者还将卡利奇霉素与抗 CD22 单抗通过“二硫键”和“4-（4’- 乙酰苯氧基）丁酸” 连接，得到了靶向性白血病治疗药物 inotuzumab ozogamicin（CMC-544）。在荷有 B 细胞淋巴瘤的小鼠中进行的研究表明，连续 15 d 给予 CMC-544 可显著延长模型小鼠的生存时间，单次给予 CMC-544 可有效延迟 B 细胞淋巴瘤引起的小鼠后肢瘫痪，且接受 CMC-544 的小鼠未见 B 细胞淋巴瘤的组织渗透。目前，辉瑞和 UCB制药公司正在进行有关 CMC-544 的多项临床研究，其中包括 2 项针对非霍奇金淋巴瘤（NHL）的Ⅱ期临床研究。

此外，我国也开展了烯二炔类抗生素 - 抗体偶联物的研发工作，其中研究最多的是力达霉素。力达霉素是中国医学科学院医药生物技术研究所利用本单位建立的抗肿瘤药物筛选方法——精原细胞法经过筛选大量发酵液样品而发现的抗生素，其抗肿瘤活性极强，且具有多重机制，包括直接断裂肿瘤细胞 DNA、诱导肿瘤细胞凋亡和裂亡（也称有丝分裂细胞死亡，系指细胞经过一次有丝分裂后才死亡的现象）、诱导肿瘤细胞产生衰老样表型、抑制血管生成，以及改变肿瘤侵袭调节基因的表达等。然而，缺乏肿瘤特异性这一缺点限制了力达霉素的临床应用。中国医学科学院医药生物技术研究所甄永苏院士及其领导的科研团队在力达霉素 - 抗体偶联物的研发方面获得了重要的成果，他们先后研制了融合蛋白 VL-LDP-AE（先制备抗Ⅳ型胶原酶单抗 3G11的轻链可变区单域抗体 VL 与力达霉素辅基蛋白的基因重组融合蛋白 VL-rLDP，然后与力达霉素发色团 AE 进行组装制得）以及 dFv-LDP-AE（先制备由抗明胶酶单链抗体 Fv 与力达霉素辅基蛋白组成的融合蛋白 Fv-LDP，再将其与发色团 AE 进行组装制得），研究证实上述融合蛋白具有较好的肿瘤靶向作用，其在肿瘤部位释放的力达霉素浓度显著升高，从而显示出更强的抗肿瘤活性。

3 结语 

烯二炔类抗生素是迄今为止抗肿瘤活性最强的抗生素，但因毒性较大，难以应用于临床，需强调的是，一些肿瘤细胞已对烯二炔类抗生素表现出抗药性，即通过一定的途径将药物转运至细胞外或阻止药物发挥作用，其中外排泵是最常见的一种抗药形式。以 CMC-544 为例，描述了烯二炔类抗生素在肿瘤细胞内的相关作用机制以及肿瘤细胞对其耐药的机制。此外还有学者认为，肿瘤对烯二炔类抗生素的耐药性可能是一部分细胞通过牺牲自身蛋白的方式来抵消药物的生物活性，从而使剩余肿瘤细胞得以逃避药物的杀伤作用 。因此，进一步阐明烯二炔与肿瘤细胞的相互作用机制，有助于应对可能出现的耐药问题。

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