分子靶向治療腫瘤的研究進展

分子靶向治療腫瘤的研究進展

腫瘤發(fā)病率在中國呈逐年增加趨勢。手術(shù)切除仍然是早期惡性腫瘤的主要治療手段,對于晚期病人,往往需要化療預(yù)防或治療遠處轉(zhuǎn)移。傳統(tǒng)的化療是針對細胞的DNA、RNA或蛋白質(zhì),其作用強度與細胞的增殖比率相關(guān),即細胞增生速度越快,藥物的殺傷能力越強。因多數(shù)腫瘤細胞的增殖速度快,所受的打擊大。但是,正常的消化道黏膜和骨髓造血細胞,特別是白細胞的增生也很活躍,化療后所引起的損傷也較嚴重,如白細胞缺乏、口腔黏膜炎,嘔吐和腹瀉等癥狀,嚴重者會影響化療的進行,甚至?xí)虼硕K止化療。分子靶向藥物是針對影響腫瘤細胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細胞周期的調(diào)控、細胞凋亡的誘導(dǎo)、血管生成以及細胞與胞外基質(zhì)的相互作用的某一個蛋白質(zhì)的分子,一個核苷酸的片段,或者一個基因產(chǎn)物而設(shè)計的。這些物質(zhì)與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展明確相關(guān),在正常組織不表達或低表達。對腫瘤細胞有高度特異性,對正常組織無損傷或損傷較輕。這種治療的問世,不但使腫瘤的治療模式有了根本性改變,并且得到迅速發(fā)展。目前,全球上市的抗腫瘤分子靶向藥物已達30余種,100余種正在進行臨床研究。已上市的分子靶向藥物主要針對腫瘤細胞表面的靶點(抗原或抗體),如細胞膜分化相關(guān)抗原(CD20、CD33、CD52、CD117等),細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子如表皮生長因子及其受體和血管內(nèi)皮生長因子及其受體上的酪氨酸激酶,法尼基轉(zhuǎn)移酶以及基質(zhì)金屬蛋白酶等。按分子質(zhì)量可將其分為大分子的單克隆抗體和小分子化合物二大類。1細胞誘導(dǎo)的細胞毒作用單克隆抗體分為裸單抗(以下簡稱單抗)和修飾的單抗。單抗抑制腫瘤生長的主要機制是依賴其誘導(dǎo)的免疫效應(yīng),即抗體依賴性細胞介導(dǎo)的細胞毒作用(ADCC效應(yīng))聚集和活化宿主的效應(yīng)細胞、通過補體介導(dǎo)的細胞毒作用(CDC效應(yīng))、阻斷受體-配體的相互作用以及誘導(dǎo)細胞凋亡等機制殺傷腫瘤細胞。修飾的單抗自身不再具有裸抗體的免疫效應(yīng)和直接殺傷腫瘤的作用,而是通過自身對腫瘤抗原的識別,將偶聯(lián)上的放射性同位素、毒素、藥物、酶等帶至腫瘤局部,起到特異性載體作用。1.1egfr信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路1997年第一個問世的抗腫瘤分子靶向藥物利妥昔(rituximab,美羅華)就是針對CD20的單抗,與化療聯(lián)合使淋巴瘤的治療步入了新的時代。之后又陸續(xù)上市了抗表皮生長因子受體-2(HER-2)的曲妥珠單抗(trastuzumab)、抗血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的貝伐珠單抗(bevacizumab)、抗表皮生長因子受體(EGFR)的西妥昔單抗(cetuximab)和帕尼單抗(panitumumab)等。單抗通過識別腫瘤細胞表面的靶抗原而起到特異性殺傷作用。理想的靶抗原應(yīng)穩(wěn)定、均一地表達于多種腫瘤細胞表面,可以被相應(yīng)的抗體識別,而在正常組織不表達或低表達,很少或缺乏可溶形式的抗原,該抗原在腫瘤的形成及發(fā)展過程中發(fā)揮功能。最常用的靶抗原為生長因子或相應(yīng)受體,單抗通過阻斷內(nèi)源性配體與受體的結(jié)合,抑制受體蛋白酪氨酸激酶的磷酸化,從而抑制下游的信號轉(zhuǎn)導(dǎo),抑制腫瘤細胞的增生和血管形成。受體的兩個主要區(qū)域發(fā)揮著相應(yīng)的作用:配基結(jié)合區(qū)確保配基的特異性,效應(yīng)區(qū)在配基結(jié)合受體后起動,產(chǎn)生信號級聯(lián)反應(yīng)。如受體酪氨酸激酶(PTK)與細胞外配體(ligand)結(jié)合后,在膜內(nèi)二聚化,從而使激酶磷酸化,后者再使其他蛋白磷酸化從而啟動信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,影響轉(zhuǎn)錄的變化。臨床治療用單抗分為嵌合性、人源性和全人性三種。嵌合抗體為鼠源抗體的可變區(qū)與人源抗體恒定區(qū)融合構(gòu)成,完全保留了鼠源抗體的親和力,同時去除了產(chǎn)生免疫原性的主要片段Fc,并增強了抗體Fc段的效應(yīng)功能。人體會對嵌合性單抗中的鼠源成分產(chǎn)生人抗鼠抗體反應(yīng)(HAMA),對外源的單抗起中和作用,從而降低療效,并可導(dǎo)致過敏反應(yīng)。人源化單抗是利用點突變技術(shù)將鼠源抗體中決定抗體特異性的高變區(qū)或互補決定簇區(qū)(CDR)移入人源抗體的框架區(qū),構(gòu)建成人源化抗體,鼠源成分進一步減少。全人性單抗是利用人源抗體庫、轉(zhuǎn)基因鼠及利用抗體工程技術(shù)去除導(dǎo)致T細胞反應(yīng)的肽段等技術(shù)制備的全人抗體,100%為人源序列,避免了HAMA反應(yīng)。第一個上市的抗腫瘤單抗美羅華是利用基因工程技術(shù)將鼠源CD20抗體的可變區(qū)與人IgG1恒定區(qū)連接構(gòu)成的嵌合性單抗,通過與B淋巴細胞上的CD20結(jié)合,引發(fā)B細胞溶解的免疫反應(yīng)。細胞溶解的可能機制包括補體依賴性細胞毒性(CDC)和抗體依賴性細胞毒性(ADCC)。此外,體外研究證明,利妥昔單抗可使藥物抵抗性的人體淋巴細胞對一些化療藥的細胞毒性敏感,同時直接誘導(dǎo)腫瘤細胞產(chǎn)生caspase非依賴性凋亡。CD20是B細胞的特異表面分子,與細胞生長和分化有關(guān)。95%以上的B細胞非霍奇金淋巴瘤中存有CD20抗原。利妥昔單抗在CD20+的B細胞淋巴瘤中的應(yīng)用取得令人鼓舞的療效,大大改善了彌漫性大B細胞淋巴瘤(DLBCL)病人的預(yù)后,也改善了濾泡性淋巴瘤(FL)病人的生存。西妥昔單抗是鼠抗EGFR抗體的Fv區(qū)與人IgG1重鏈和κ輕鏈恒定區(qū)構(gòu)成的嵌合性IgG1單抗,帕尼單抗是完全人源性抗EGFR單抗。兩者都與內(nèi)源性的配體競爭結(jié)合EGFR的胞外區(qū),抗原抗體結(jié)合后的復(fù)合物內(nèi)化,而并不活化內(nèi)在的酪氨酸激酶活性,同時下調(diào)了細胞表面的受體。因此,EGFR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路被阻斷。EGFR在許多腫瘤中過表達和(或)突變,它的異常表達與細胞增殖、新生血管生成、腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移以及病人的預(yù)后密切相關(guān)。抗EGFR抗體可以抑制細胞增長,誘導(dǎo)其凋亡,減少腫瘤血管生成而抑制轉(zhuǎn)移。臨床研究顯示抗EGFR單抗的療效與kras基因的狀態(tài)相關(guān),k-ras基因突變后會自發(fā)激活RAS-Raf傳導(dǎo)通路,而不再受EGFR的調(diào)控。這在晚期結(jié)直腸的治療中得以證實。西妥昔單抗和帕尼單抗與化療聯(lián)合都能明顯延長k-ras野生型病人的無進展生存時間,而對k-ras突變型無效。曲妥珠單抗是鼠源抗HER-2單抗4D5的CDR區(qū)移植入人IgG1的框架區(qū)構(gòu)成的人源化單抗,靶向結(jié)合HER-2蛋白的細胞外區(qū),通過減少PI3K、MAPK等信號通路的傳導(dǎo),殺傷腫瘤細胞,誘導(dǎo)細胞凋亡。HER-2在多種人類腫瘤中過度表達,如乳腺癌(25%~30%)、卵巢癌(25%~32%)、胃癌(20%~25%)等。過度表達的原因主要是HER-2基因擴增(95%)或轉(zhuǎn)錄增多(5%)。研究顯示HER-2擴增與乳腺癌臨床預(yù)后不良之間顯著相關(guān),化療的基礎(chǔ)上聯(lián)合曲妥珠單抗使乳腺癌和胃癌的生存得到明顯改善。貝伐珠單抗也是人源化單克隆抗體,該抗體靶向結(jié)合VEGF,阻斷VEGF與VEGFR1及VEGFR2的結(jié)合,從而阻斷了血管生成的信號。VEGF是腫瘤血管生成最關(guān)鍵的刺激因子,其高表達刺激血管新生,導(dǎo)致腫瘤較早地復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移。貝伐珠單抗能抑制腫瘤血管的再生,使已形成的腫瘤血管正常化,并減少腫瘤血管的外漏。與化療聯(lián)合使晚期結(jié)腸癌病人的生存有所改善。但該藥單獨應(yīng)用,無明顯的抗腫瘤效果,推測其抗瘤作用可能主要通過使腫瘤血管正?；蜏p少血管液體外漏后,使化療藥物能有效地進入腫瘤組織,起到與化療協(xié)同的作用。上述單抗除帕尼單抗外,都屬于IgG1單抗類,除直接的抗腫瘤組織外,CDC及ADCC效應(yīng)也對腫瘤的殺傷起到很大幫助。帕尼單抗是IgG2類單抗,目前還沒有證實有CDC及ADCC效應(yīng)。1.2人源化單抗gemviza監(jiān)管修飾性單抗多采用放射性同位素進行修飾,如標記90釔抗CD20的替伊莫單抗(ibritumomab)和標記131碘抗CD20的托西莫單抗(tositumomab),通過單抗載體將同位素運至腫瘤局部,起到放射殺傷腫瘤細胞的作用,對惡性淋巴瘤有較好的療效?？鼓[瘤藥物也可通過修飾的單抗高濃度積聚在有特異抗原的靶細胞,起到殺傷腫瘤細胞的作用。吉妥單抗(gemtuzumab)是偶聯(lián)由烯二炔類抗腫瘤抗生素calicheamicin靶向結(jié)合CD33的人源化單抗。80%的急性髓性白血病病人的髓系未成熟細胞表達CD33,在成熟造血祖細胞表面也表達,但正常干細胞不表達。該藥物與CD33結(jié)合后被細胞迅速內(nèi)化,在溶酶體的酸性pH條件下釋放出活性藥物calicheamicin,使雙鏈DNA裂解,抑制腫瘤增殖。2小分子化合物2.1tki治療腫瘤的機制小分子酪氨酸激酶抑制劑通過抑制酪氨酸胞內(nèi)區(qū)特異的受體酪氨酸殘基磷酸化,從而抑制下游的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。酪氨酸激酶一類具有酪氨酸激酶活性的蛋白質(zhì),能催化ATP上的磷酸基轉(zhuǎn)移到許多重要蛋白質(zhì)的酪氨酸殘基上,使其發(fā)生磷酸化。蛋白酪氨酸激酶在細胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中占據(jù)了十分重要的地位,調(diào)節(jié)著細胞體內(nèi)生長、分化、死亡等一系列生理過程。超過50%的原癌基因和癌基因產(chǎn)物都具有蛋白酪氨酸激酶活性,它們的異常表達將導(dǎo)致細胞增殖調(diào)節(jié)發(fā)生紊亂,進而導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。此外,酪氨酸基酶的異常表達還與腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移、腫瘤新生血管的生成、腫瘤的化療抗性密切相關(guān)。TKI的代表藥物為2001年諾華公司研發(fā)的針對酪氨酸激酶Bcr-Abl和c-kit的抑制劑格列衛(wèi)(gleevec),該藥對費城染色體呈陽性的慢性粒細胞白血病BCR-ABL融合蛋白有明顯抑制,單藥治療慢性粒細胞白血病有效率超過聯(lián)合化療且副反應(yīng)輕微。它的研發(fā)成功可以說是靶向治療的一個里程碑。除對BCR-ABL融合蛋白有明顯抑制外,格列衛(wèi)還抑制干細胞因子受體(c-kit)和血小板生長因子受體酪氨酸激酶活性,上述兩受體突變后的過度激活是胃腸間質(zhì)瘤發(fā)生的重要原因。該病是近十年才逐漸被認識的一類疾病,以其復(fù)發(fā)率高,放化療抵抗為特點,預(yù)后很差。格列衛(wèi)的出現(xiàn)改變了胃腸間質(zhì)瘤病人的命運,使晚期病人的中位生存期延長至57個月,生活質(zhì)量也得到明顯提高。2002年7月阿斯利康公司研發(fā)的吉非替尼(gefitinib)和2004年羅氏公司開發(fā)的埃羅替尼(erlotinib)同屬表皮生長因子受體(EGFR)酪氨酸基酶阻斷劑,能明顯抑制EGFR跨膜細胞表面受體上酪氨酸激酶的自身磷酸化,從而阻止細胞增殖,促進凋亡。同時對腫瘤新生血管生成也有抑制作用。EGFR在許多腫瘤中的過表達和(或)突變,借助信號轉(zhuǎn)導(dǎo)至細胞生長失控和惡性化,促進新生血管生成,與腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移、腫瘤的化療抗性及預(yù)后密切相關(guān)。對伴有EGFR的19外顯子突變或21外顯子缺失的肺腺癌,吉非替尼的療效優(yōu)于聯(lián)合化療,且安全性更好。2.2復(fù)合抗血管生成藥物的應(yīng)用隨著分子生物學(xué)技術(shù)的進展和從細胞受體與增殖調(diào)控的分子水平對腫瘤發(fā)病機制認識的進一步深入,人們發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞的信號通路相互交錯,單靶點抑制劑已經(jīng)難以達到理想的阻斷腫瘤細胞發(fā)生發(fā)展的通路,多靶點抑制劑成為一個新的研究趨勢。索拉非尼(sorafenib)、舒尼替尼(sunitinib)和拉帕替尼(lapatinib)等都屬于多靶點小分子酪氨酸激酶抑制劑。索拉非尼一方面通過上游抑制受體酪氨酸激酶KIT和FLT-3,以及下游抑制RAF/MEK/ERK途徑中絲氨酸-蘇氨酸激酶,從而阻斷細胞信號傳導(dǎo)通路,直接抑制腫瘤細胞增殖生長;另一方面通過上游抑制受體酪氨酸激酶VEGFR和PDGFR,以及下游抑制RAF/MEK/ERK途徑中絲氨酸-蘇氨酸激酶,抑制新生血管的形成、切斷腫瘤細胞的營養(yǎng)供應(yīng)而達到遏制腫瘤生長的目的。舒尼替尼通過抑制VEGF、PDGF、FLT和KIT的功能,在抑制腫瘤細胞增殖的同時,有很強的抗血管生成作用。該藥一線治療轉(zhuǎn)移性腎癌比傳統(tǒng)的干擾素治療能2倍延長病人的無進展生存時間。拉帕替尼是抗HER2(ErbB2)和EGFR(ErbB1)的雙重酪氨酸激酶抑制劑?？笶rbB2單抗與ErbB2受體胞外結(jié)合域進行特異結(jié)合,抑制ErbB2同源二聚化,達到阻斷下游信號傳導(dǎo)的目的。但對于缺乏細胞外配體結(jié)合域的受體(p95ErbB2)以及ErbB2異源二聚體(ErbB2/ErbB3、ErbB1/ErbB2、ErbB1/ErbB3)無效。小分子拉帕替尼則能進入腫瘤細胞內(nèi),直接與ErbB2和ErbB1受體的胞內(nèi)酪氨酸激酶位點結(jié)合,阻斷受體磷酸化,抑制下游信號傳導(dǎo)。由于拉帕替尼具有“胞