抗腫瘤藥物研究與發展第1頁/共81頁引言

Introduction1、臨床上盡管已有數十種行之有效的抗腫瘤化療藥物，但由于療效的不確定，加上存在的嚴重不良反應，使根治腫瘤還遠不能實現。2、研發新的高效低毒抗腫瘤藥物是當前一項極受關注而又十分迫切的工作。3、隨著腫瘤學、分子生物學、藥學、化學以及計算機技術等相關科學的發展，使得抗腫瘤藥物的研究在方法、靶點上都有了長足的進步。第2頁/共81頁

目前抗腫瘤藥物的主要類型

細胞調亡誘導劑腫瘤細胞毒制劑細胞衰老誘導劑腫瘤耐藥逆轉劑細胞分化誘導劑腫瘤化學預防劑腫瘤轉移抑制劑第3頁/共81頁Kambetal.

NatureReviewsDrugDiscovery

6,115–120(February2007)

|doi:10.1038/nrd2155第4頁/共81頁當前抗腫瘤藥物的主要研究方向尋找新的作用靶點(酶、受體、蛋白、基因)尋找新的抗癌活性物質尋找新的實驗方法（組合化學、計算機輔助設計、藥物基因組學、藥物蛋白組學等）第5頁/共81頁一、抗腫瘤藥物的研究策略與方法

（一）抗腫瘤新藥的來源（二）抗腫瘤新藥的篩選第6頁/共81頁（一）抗腫瘤新藥的來源

1、天然產物中的有效物質：

隨著篩選技術的提高以及抗腫瘤作用靶點的增多，使得從天然產物中尋找新藥變得更受重視。紫杉醇的成功發現，更激勵著人們在這一領域的努力，目前，源于微生物、植物、海洋生物及礦物質的篩選已成為新藥發現的重點第7頁/共81頁（一）抗腫瘤新藥的來源

2、新化學物質的合成：

對現有抗腫瘤藥物進行改造，或以先導化合物為基礎進行修飾和改進，合成新的高效低毒化學物質等(如紫杉特爾、奧沙利鉑等)。第8頁/共81頁（一）抗腫瘤新藥的來源

3、生物治療藥物的出現：

腫瘤的生物治療已從實驗研究走進臨床；單克隆抗體、基因治療藥物、腫瘤疫苗等象雨后春筍般擁現。盡管這些藥物大多仍處在試驗階段，療效也有待正確評估，但這是抗腫瘤的一條新路子，前景是很被看好的。第9頁/共81頁（一）抗腫瘤新藥的來源

4、老藥新用：

對現有非抗腫瘤藥物的研究也是一條途徑，一些藥物往往具有潛在的抗腫瘤作用有待人們去發現和應用。如：

＊鈣拮抗劑用于對抗腫瘤的多藥耐藥作用

＊非甾體類抗炎藥用于預防和治療大腸癌

＊氧化砷治療白血病第10頁/共81頁（二）抗腫瘤新藥的篩選

藥物的篩選是發現新藥的手段，在明確了篩選的對象之后，選擇哪一種篩選系統則是很關鍵的。經過了數十年的不斷改進與完善，當前一般采取先體外篩選，得到有抗腫瘤活性的物質后，進而采取動物體內模型的篩選。體外篩選又分腫瘤細胞系分析法及分子靶點分析法。第11頁/共81頁（二）抗腫瘤新藥的篩選

1、腫瘤細胞系分析法：

應用已建立的有代表性的腫瘤細胞株，通過體外作用分析抗腫瘤作用。優點：可快速進行大樣本藥物篩選，對于能穿透細胞膜的細胞毒性抗腫瘤活性物質的篩選尤為合適缺點：不能明確作用機制，假陽性率高，且不適用于那些通過作用于機體其他系統而產生間接抗腫瘤物質的篩選。第12頁/共81頁附表：美國國立癌癥研究所抗癌藥物體外篩選使用的細胞株

腎癌：786-0,A498,CAKI-1,RXF-393,SN12C,TK-10,UO-31,乳腺癌MCF-7,MCF7,MDA-MB-231,HS578T,MDA-MB-435,MDA-N,BT-549,T-47D

結腸癌

COLO205,HCT-116,HCT-15,HT-29,KM12，SW-620，HCC-2998

神經系統腫瘤

U-251，SNB-75，SNB-19，SF-268，SF-295，SF-539

卵巢癌

IGR-OV1，OVCAR-3，OVCAR-4，OVCAR-5，OVCAR-8，SK-OV-3

前列腺癌

PC-3，DU-145

肺癌A549,NCI-H226,NCI-H23,NCI-H322M,NCI-H460,NCI-H522,EKVX,HOP-62,HOP-92

白血病

HL-60,K562,CCRF-CEM,MOLT-4,RPMI-8226

第13頁/共81頁（三）抗腫瘤新藥的篩選

2、分子靶點分析法：以確切的抗腫瘤作用靶點進行分析研究（如微管蛋白、酪氨酸激酶等）。優點：可以進行大樣本的藥物篩選，而且作用機理明確，針對性強。缺點：所需工作條件要求高、耗資大，不利于普通研究室的開展。此外，出于知識產權保護的緣故，各制藥集團及研究機構常會對自己建立起來的分子靶點分析技術采取保密措施，因而不利于廣泛的推廣應用。第14頁/共81頁第15頁/共81頁第16頁/共81頁第17頁/共81頁（三）抗腫瘤新藥的篩選

3.體內篩選法:以荷瘤動物為模型進行藥物篩選許多物質在體外具有很強的抗腫瘤活性，但在體內卻往往無效，其中的原因是非常復雜的，所以每一個在體外初篩有效的藥物，都必須經過動物體內模型的復篩。

注：復篩無效的物質往往還具有研究開發的價值，若能弄清它們在體內失去活性的原因，同樣有望被開發應用。第18頁/共81頁第19頁/共81頁第20頁/共81頁第21頁/共81頁第22頁/共81頁二、抗腫瘤藥物新進展簡介1、有效藥結構改造（鉑類、蒽類、烷化劑）2、抗腫瘤生物制劑（抗體、疫苗、溶癌病毒、基因藥物）3、血管生長抑制劑（抗-VEGF抗體、Endostatin

）4、信號傳導抑制劑（酪氨酸激酶抑制劑）5、多藥耐藥逆轉劑（反義藥物、鈣拮抗劑）6、腫瘤轉移抑制劑（BB-94、蛇毒）第23頁/共81頁

已知有效藥物結構的改造

紫杉特爾(taxotere):從另一種歐洲植物taxusbaccata的針葉中提取巴卡丁,經過半合成而改造為紫杉特爾，其基本核與紫杉醇相似，不同之處一10位碳上的baccatin環，二是3′位上的側鏈。產量有望提高。水溶性好,抗癌活性優于紫杉醇,與紫杉醇無完全的交叉耐藥性。第24頁/共81頁中國紅豆衫

歐洲矮衫第25頁/共81頁

已知有效藥物結構的改造

長春瑞濱(vinorelbine)：半合成長春花生物堿,具有很高的親脂性,與長春花類其他藥物相比,抗癌作用相仿，但神經毒性較小。第26頁/共81頁

已知有效藥物結構的改造

奧沙利鉑(oxaliplatin)：為第三代鉑類抗癌藥物，對DNA、RNA的合成均有抑制作用，抗癌效果優于順鉑，對耐順鉑的腫瘤也有一定療效。腎臟的含量僅為順鉑的50％，腎毒性很小。第27頁/共81頁

已知有效藥物結構的改造

伊立替康(iirinotecan)：喜樹堿的半合成衍生物,水溶性好，在組織中羧酸酯酶代謝為SN－38，抗癌效果可躍升數百倍，目前為抗大腸癌的一線藥物。第28頁/共81頁抗腫瘤生物制劑-單克隆抗體

抗癌單克隆抗體發展特別迅速，在抗癌藥物開發市場目前占有率＞30％，有１０個已經得到ＦＤＡ的批準，尚有許多正在第三期臨床前試驗階段。第29頁/共81頁抗腫瘤生物制劑-單克隆抗體第１代rmAB全抗體分子，其分子量較大，不容易穿透細胞膜。新一代rmAB可以只含一個重鏈和一個輕鏈的可變區，其分子量只有總抗體分子的1／10，而且可以用基因工程技術大量生產。

第30頁/共81頁抗腫瘤生物制劑-單克隆抗體

曲妥珠單抗（Trastuzumab）用于治療乳腺癌第31頁/共81頁抗腫瘤生物制劑-單克隆抗體利妥昔單抗

Rituximab1、激活補體介導的溶解及參與抗體依賴細胞介導的細胞毒作用，有效殺滅CD20陽性的B淋巴瘤細胞；增加化療藥物如CDDP、VP-16的細胞毒作用并誘導凋亡。2、用于濾泡性非霍奇金淋巴瘤

第32頁/共81頁抗腫瘤生物制劑-單克隆抗體IMC-C225(cetuximab)：抗表皮生長因子受體（EGFR）抗體，用于頭頸癌、大腸癌、肺癌等。

第33頁/共81頁抗腫瘤生物制劑-單克隆抗體Bevacizumab(Avastin)：為新型的抗血管內皮生長因子受體的人源化單克隆抗體與血管內皮生長因子結合，阻止新生血管形成。

第34頁/共81頁血管生成與抗腫瘤藥物第35頁/共81頁前言

腫瘤的生長及轉移需要有相應的血管生成，腫瘤及其周圍細胞具有分泌刺激因子促進血管生成的能力。抑制血管生成可產生抗腫瘤作用。第36頁/共81頁刺激血管生成的物質大體有7類：1、生長因子:VEGF、bFGF、HGF、PDGF;2、蛋白酶:組織蛋白酶、尿激酶、白明膠酶;3、微量元素:銅離子;4、癌基因:c-myc、ras、v-raf、c-jun;5、細胞因子:IL-1、IL-6、IL-8;6、信號傳導分子:胸腺嘧啶脫氧核苷磷酸化酶;7、內源性誘導物:整合素、NO合成酶、血小板激活因子、血栓形成素.第37頁/共81頁抑制血管生成的抗腫瘤藥物1.蛋白酶抑制劑：Neovastat(E-941)2.抑制內皮細胞的增生與遷移:Endostatin3.血管生長因子的拮抗劑：抗-VEGF抗體;4.銅螯合劑:青霉胺5.其他:核酶、IL-12、P53等第38頁/共81頁抗血管生成抗癌藥作用的關鍵1、抑制血管內皮細胞的增生2、抑制內皮細胞遷移第39頁/共81頁第40頁/共81頁第41頁/共81頁TNP-470抑制bFGF、PDGF對內皮的刺激作用應用于乳腺癌、前列腺癌、肺癌第42頁/共81頁Endostatin

膠原18的c末端一段20KD片段，該分子中結合的zn2+是其作用的基礎，主要抑制內皮增生.第43頁/共81頁Angiostatin38KDa內源性抗血管增生蛋白與內皮細胞表面ATP合成酶結合誘導內皮細胞及腫瘤細胞調亡抑制內皮細胞遷移及血管形成與endostatin具有協同作用可增強放療的作用。第44頁/共81頁除與銅螯合外，還抑制尿激酶的作用注：腫瘤患者常發生銅的增多;銅可刺激內皮細胞遷移及增生.青霉胺第45頁/共81頁抗VEGF抗體療效尚可，但不良反應明顯第46頁/共81頁COMBRETASTATINS機理較獨特：誘導內皮細胞調亡第47頁/共81頁抗腫瘤轉移藥腫瘤轉移一般分為:1、腫瘤細胞從原發腫瘤灶脫離;2、降解基底膜,向外浸潤、遷移并粘附于血管內皮細胞;3、進入循環系統,隨著淋巴和血流到達并停留于遠處組織;4、穿過血管,侵入細胞外基質(ECM),在組織或器官形成轉移灶。*尋找阻斷上述環節的藥物是研制抗腫瘤轉移藥物的靶點。第48頁/共81頁1、抑制癌細胞粘附的藥物：蛇毒；2、抑制腫瘤對ECM降解的藥物：BB-94,人工合成的小分子量的基質金屬蛋白酶抑制劑；3、抑制癌細胞運動的藥物：失碳長春堿、紫杉醇能明顯抑制自分泌移動因子誘導的腫瘤細胞運動和腫瘤細胞對ECM的粘附,影響腫瘤細胞的轉移;4、抑制腫瘤新生血管形成藥物。第49頁/共81頁腫瘤的分子靶向治療

1、傳統的化療和放療由于缺乏特異性，取得療效的同時也往往給患者帶來較大的毒副作用。

2、選擇腫瘤細胞特異的靶點，針對靶點進行治療，避免對正常細胞的傷害，取得高效低毒的治療效果，是當前抗腫瘤藥物的主要發展方向。第50頁/共81頁腫瘤的分子靶向治療

1、腫瘤分子靶向治療常用的靶點有：細胞受體、信號傳導、新生血管等。2、此類藥物主要有：

單克隆抗體、小分子化合物、基因藥物

第51頁/共81頁腫瘤的分子靶向治療－小分子化合物

甲磺酸伊馬替尼（Gleevec，格列衛）：

機制：在細胞膜內與底物競爭，抑制Ber-Abl酪氨酸激酶磷酸化，阻斷腫瘤細胞信號的傳導，抑制腫瘤細胞的生長，誘導其調亡。第52頁/共81頁腫瘤的分子靶向治療－甲磺酸伊馬替尼第53頁/共81頁腫瘤的分子靶向治療－甲磺酸伊馬替尼適應證：1.慢性髓細胞白血病CML，緩解率55－75％2.胃腸基質瘤，有效率80－90％不良反應：臉腫、頭暈、疲勞，缺乏食欲，嘔吐等

第54頁/共81頁腫瘤的分子靶向治療－小分子化合物埃羅替尼（erlotinib,OSI－771）

第55頁/共81頁腫瘤的分子靶向治療－埃羅替尼

作用與用途：抑制上皮細胞生長因子受體（HER1／EGFR）的活性，用于非小細胞性肺癌（ＮＳＣＬＣ）的治療。第56頁/共81頁腫瘤的分子靶向治療－小分子化合物

Tykerb（Lapatinib）

第57頁/共81頁腫瘤的分子靶向治療－

Tykerb機制：可逆性的EGFR/ErbB2酪氨酸激酶抑制劑，用于HER2過度表達的乳腺癌優點：①口服給藥；②制造成本較低。

第58頁/共81頁腫瘤的分子靶向治療的特點1、治療更趨于個體化2、治療變得簡便可行3、一般沒有劑量依賴性4、改善腫瘤病人的生活質量5、不受傳統化療藥多藥耐藥性影響第59頁/共81頁基因藥物P53基因自殺基因HSV-TK第60頁/共81頁P53基因是一個重要的抑癌基因，轉錄編碼P53蛋白，P53通過調節P21蛋白的水平而產生調節細胞生長的作用，在DNA損傷時可誘導P53的表達，促進DNA的修復。人類腫瘤中超過半數存在P53的缺陷。將正常P53基因轉入腫瘤細胞中，表達有正常功能的P53蛋白，能抑制腫瘤的生長，誘導凋亡;同時可顯著增加化療、放療的敏感性。第61頁/共81頁自殺基因：HSV-TK可把無細胞毒的丙氧鳥苷（GCV）、無環鳥苷（ACV）代謝為有毒的丙氧鳥苷磷酸（GCV-TP）和無環鳥苷三磷酸（ACV-TP）而發揮抗腫瘤作用。此外，被轉染細胞周圍的腫瘤細胞也會隨轉染細胞一起死亡，稱為“旁觀者效應”，對其原因目前尚未明了，但“旁觀者效應”大大提高了“自殺基因”抗腫瘤的效果。第62頁/共81頁

溶癌病毒1、腺病毒2、呼腸孤病毒3、皰疹病毒

第63頁/共81頁腺病毒

人腺病毒有超過40種血清型：最常應用的是2型和5型；E1A基因產物是最重要的轉錄調控物，缺乏

E1A病毒將不能復制；E1B基因產物可與P53蛋白質結合，從而抑制

P53的正常功能。第64頁/共81頁CARIntegrin腺病毒的感染過程第65頁/共81頁腺病毒在抗癌中的應用一、基因治療:作為轉基因的載體二、溶癌細胞作用第66頁/共81頁腺病毒載體被敲除E1及E3基因，不具有自主復制能力;目的基因可通過MLP或CMV啟動子進行表達;該載體不整合入宿主細胞基因中，故非常安全，且易于操作;Ad-P53、Ad-HSV/TK已進入臨床試驗;目前正探索應用具有復制能力的缺陷型腺病毒做為基因載體。第67頁/共81頁腺病毒的溶細胞作用

生成子代病毒病毒復制

抑制宿主細胞DNA及蛋白質合成

細胞死亡第68頁/共81頁

ONYX-015的基因缺失圖

———C—----------——

20222496

3323

T

E1B-55KDa蛋白缺失

第69頁/共81頁Onyx-015抗癌模式圖第70頁/共81頁ONYX-015:（E1B-55KD缺失）CN706:（整合了外源基因X，可調節PSA表達）dL038:（E1B-55KD，19KD均缺失）FGR:（E1B-55KD缺失，加入CD/HSV-1TK基因）現在正研究應用E1A基因部分缺失的腺病毒抗腫瘤現有的抗癌腺病毒制品第71頁/共81頁

呼腸孤病毒雙鏈RNA病毒可引起上呼吸道、消化道感染，但癥狀較輕第72頁/共81頁抗腫瘤的思路RasPKR病毒蛋白合成提示：Ras基因異常激活的細胞對reovirus易感第73頁/共81頁Ras基因異常的腫瘤（