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doi:10.3969/j.issn.1009—0002.2009.03.031
分子靶向抗肿瘤药物研究进展
李娟1一,李延团1,李晓明2,曹诚2
1.中国海洋大学医药学院,山东青岛266003;2.军事医学科学院生物工程研究所,北京100850
综 述
[摘要] 分子靶向抗肿瘤药物有独特的靶向抗肿瘤作用,在当前临床治疗中已发挥重要作用,并显示出良好的应用前景。
根据其分子的大小可将分子靶向抗肿瘤药物分为大分子单克隆抗体类和小分子化合物类,我们简要综述了这2类分子靶
向抗肿瘤药物的研究进展。
[关键词】分子靶向抗肿瘤药物;单克隆抗体;小分子化合物
[中图分类号]R979.1;R730[文献标识码]A [文章编号】 1009-0002(2009)03-0411-06
AdvancesonMolecularTargetedAnti-TumorDrugs
LIJuanl乞LIYah—Tuanl,LIXiao—M/,谵2,CAOChe谚
1.OceanUniversityofChina,Qingdao266003;2.BeijingInstituteofBiotechnology,Bering100850;China
[Abstract】Moleculartargetedanti-tumordrugspossessdistincteffectoftargetedanti—tumor,whichhaveplayedimpor-
tantroleonrecentclinicaltherapyanddisplayedsatisfactorypmpect.Onthebasisofmolecularsize,moleculartargeted
anti—tumordrugsconbedividedintomacmmolecularmonoclonalantibodyandmicromolecularcompound.Therecentad。
vancesonthetwokindsofmoleculartargetedanti-tumordrugswerereviewed.
[Keywords】moleculartargetedanti-tumordrugs;monoclonalantibody;micromolecularcompound
恶性肿瘤对大众健康的威胁越来越严重。2008年4月23El
卫牛部公布的第三次会国居民死因调查显示,在我国城乡居民
死亡原因中,脑血管病和恶性肿瘤排在前两位。目前国内外已研
发的抗肿瘤药众多,临床常用的亦有80多种。但传统的化疗药
物都具有细胞毒性,在杀伤肿瘤细胞的同时,也会对骨髓、消化
道、肝、肾等某些正常组织和细胞带来损害【㈦。随着分子生物学
技术的开展和从细胞受体与增殖调控的分子水平对肿瘤发病机
制认识的深入,分子靶向治疗已凭其特异性、针对性和有效性较
强,患者耐受性较好,而毒副反应相对于细胞毒药物较低等特
点,在肿瘤治疗中取得很大成功,逐步成为国内外肿瘤治疗领域
的热点。并成为将癌症变为“慢性病”的生力军。以细胞受体、关
键基冈和调控分子为靶点研制出的抗肿瘤化合物被称为抗肿瘤
分子靶向药物。它的目标是肿瘤细胞里属于某一蛋白家族的某
部分分子,或者是一个核苷酸片段,或者是一种基因产物。
根据药物分子的大小,可将分子靶向抗肿瘤药物分为大分
子单克隆抗体类和小分子化合物类。
1 抗肿瘤大分子单克隆抗体类
单抗靶向药物足利用单抗对肿瘤表面相关抗原或特定受体
特异性识别。从而把药物直接导向肿瘤细胞,提高药物的疗效,
降低药物对循环系统及其他部位的毒性。
根据其结构,抗肿瘤单克隆抗体类可以分为:①抗肿瘤单克
隆抗体药物。这类药物能结合到肿瘤细胞,通过直接的抗原一抗
体反应导致细胞死亡,如Rituximab、Trastuzumab、Alemtuzumab、
Cetuximab、Bevacizumab、Panitumumab。②抗肿瘤单克隆抗体偶联
物,又称免疫偶联物(immunoconjugate),由单抗与“弹头”药物2
部分构成,用作弹头的物质主要有化学药物、毒素、放射性核素、
生物因子、基因、分化诱导剂、光敏剂、酶等,与单抗连接分别构
成化学免疫偶联、免疫毒素、放射免疫偶联物、酶结合单抗偶联
物、光敏剂结合单抗偶联物等,如Gemtuzumab、lbritumomab、Tosi-
tumomab。
1997年以来,美国食品与药品管理署(FDA)已先后批准9
种抗体药物用于肿瘤治疗(表1)。
1.1 作用于细胞膜分化相关抗原的抗肿瘤单克隆抗体
细胞膜分化相关抗原(CD20、CD22、CD33、CD52、CDll7等)
是前B细胞向成熟淋巴细胞分化过程中表达的,与细胞的生长
和分化有关。
1.1.1 利妥昔单抗(Rituximab,Rituxan,商品名Mabthem,美罗
华)利妥昔单抗是一种针对CD20抗原的人鼠嵌合型单克隆抗
体,是第一个被FDA批准用于临床治疗的单抗。CD20存在于
95%以上的B细胞非霍奇金淋巴瘤(NHL)中。利妥昔单抗进入人
体后可与CD20特异性结合导致B细胞溶解,从而抑制B细胞
增殖,诱导成熟B细胞凋亡,但不影响原始B细胞。它能通过介
导抗体依赖的细胞毒性(ADCC)、补体依赖的细胞毒性(CDC)作
用和抗体与CD20分子结合引起的直接效应,抑制细胞生长、改
变细胞周期及以凋亡等方式杀死淋巴瘸细胞131。1997年,FDA批
准利妥西单抗用于治疗CD20阳性的惰性及侵袭性B细胞非霍
[收稿日期]2008—1l—03
[作者简介]乍娟(1984一),女,硕十研究生
[通信作者)曹诚.(E-mail)caoc@nic.bmi.ac.cn
本文署名单位为共问第·单位
万方数据
412
生 物 技 术 通
讯一.1.一No.3LErll'ERS INBIOTECHNOLOGYVol20No3一一May.2⋯009一‘ ,
襄1丽藕琢——i矿 近年美国FDA批准上市的9个治疗肿瘤的单克隆抗体药物瓦F———嘶甄r——————葡茬————葡丽而
奇金淋巴瘤。单药治疗初治滤泡型非霍奇金淋巴瘤有效率达
73%,bcl—2阴转率高,可显著延长患者的无病生存时间,尤其是
bcl一2阴性患者嗍。多中心Ⅲ期临床试验中,166例复发的滤泡性
淋巴瘤病人总有效率为48%,其中完全有效(CR)率6%。疾病复
发时间为13个月,平均有效时间为11.8个月。在欧洲的一项针
对399例60-80岁侵袭性B细胞淋巴瘤患者的Ⅲ期随机治疗试
验中,与单用CHOP(cyclophosphamide+doxombicin+vincristine+
prednisone)化疗相比,利妥西单抗与CHOP联用的有效率、完全
缓解率、无事件生存、总生存均显著增加,且能克服bcl一2导致的
耐药嘲。 、
1.1.2替伊莫单抗(Ibfitumomab,Zevalin)替伊莫单抗由放射
性同位素9DY和鼠源性抗CD20单抗组成,是第一个放射性标记
的单克隆抗体,结合了单克隆抗体出色的靶阳性和放射性同位
素强大的放射治疗作用,因此可以最大程度地杀灭肿瘤细胞。
2002年被FDA批准用于治疗难治和复发NHL的治疗。与其他
放射性同位素相比,90Y放射纯B射线,具有更强的射线能量;同
时由于∞Y不产生.y射线,对医护人员及患者家属非常安全。临
床试验结果显示对侵袭性NHL的有效率为67%,对低度恶性
NHL的有效率为82%。与利妥西单抗比较,主要不良反应为4度
血小板减少,其发生率为10%。值得关注的是,对利妥西单抗耐
药的NHL,使用替伊莫单抗治疗仍然有效。临床试验表明,对滤
泡性NHL经利妥西单抗治疗失败后给予替伊莫单抗,有效率达
70%左右;另有随机对照研究显示,治疗复发低度恶性NHL,替
伊莫单抗的有效率和有效维持时间优于利妥昔单抗。
1.1.3托西莫单抗(Tositumomab,Bexxar)托西莫单抗是放射
性物质mI标记的抗CD20的鼠单克隆抗体,利用抗体将埘I带
至肿瘤细胞,从而利用131I杀死肿瘤细胞。2003年被FDA批准用
于治疗复发性和难治性滤泡型和低分化、变异性NHL。一个多中
心开放式的研究治疗了60例复发性低度恶性或转化性低度恶
性的NHL患者,总有效率为65%,30%的患者获得CR。以前接受
过2-3种治疗的患者用托西莫单抗后有90%的缓解率,而接受
过4种或更多种治疗的患者有53%的缓解率(B=o.01)。对利妥
昔单抗无效或在利妥昔单抗治疗后复发的患者,再用托西莫单
抗治疗也显示68%的有效率,平均疾病缓解时间是14.7个月,其
中30%达到完全缓解。Uu等也用托西莫单抗治疗29例复发的
恶性淋巴瘤患者,25例(86%)缓解,其中23例(79%)为完全缓
解,总体生存率(OS)和无进展生存率(PFS)分别为68%和42%。
1.1.4吉妥珠单抗(Gemtuzumab,Mylotarg)吉妥珠单抗是重组
人源化抗CD33单抗与细胞毒药物卡奇霉素的复合物,2000获
IDA批准上市。这是第一个与植物毒素结合的抗体药物,其作用
靶点是CD33,CD33表达于80%以上的急性髓性白血病(AML)
患者白血病细胞上(骨髓干细胞不表达)。注射后偶联物中的抗
体复合物可被靶细胞胞饮。在细胞内,卡奇霉素从偶联物上水解
游离,与DNA结合,使其双螺旋断裂,导致细胞死亡。目前这种
药物仅用于60岁以上的急性粒细胞性白血病患者,在治疗前患
者的白血病原始细胞计数少于30ooo/mL。
1.1.5 阿来珠单抗(Alemtuzumab,campath。坎帕斯)阿来珠单
抗是人源化、非结合型单抗,作用靶点为正常与异常B淋巴细胞
的CD52抗原。CD52广泛分布于正常的B淋巴细胞、T淋巴细
胞、单核细胞、巨噬细胞,以及B淋巴细胞瘤及T淋巴细胞瘤细
胞表面,在慢性淋巴细胞白血病细胞表面尤为丰富。阿来珠单抗
与带CD52的靶细胞结合后,通过宿主效应子的CDC、ADCC和
细胞凋亡等机制导致细胞死亡。阿来珠单抗作为一种作用机制
独特的单克隆抗体,对源于B和T细胞的各种恶性肿瘤有很好
的治疗作用。2001年FDA批准阿来珠单抗用于治疗烷化剂和氟
达拉宾无效的B细胞性慢性淋巴性白血病(CLL)。阿来珠单抗联
合其他药物、化疗等治疗肿瘤具有显著的效果。但还存在一些常
见并发症,如低血压、寒颤、发热、恶心、呕吐、气短、支气管痉挛、
皮疹、疲乏、呼吸困难、头痛、腹泻、感染等。
1.2作用于表皮生长因子受体的抗肿瘤单克隆抗体
表皮生长因子受体(EGFR)属受体型酪氨酸激酶,包括
ErbBl(EGFR,HER—1)、Erl)B2(HER一2/neu)、ErbB3(HER-3)和
ErbB4(HER--4)等4个成员161。约1/3的上皮性肿瘤中存在EGFR
的过度表达。EGFR的表达与细胞恶变,肿瘤的增殖、转移和血管
形成等相关,EGFR的高表达往往提示肿瘤患者愈后较差。因此,
EGFR及其信号传递过程呵以作为抗肿瘤治疗的靶点。
1.2.1 曲妥珠单抗(Trastuzumab,Herceptin,赫赛汀)25%~30%
的乳腺癌患者HER一2过度表达,这类患者的肿瘤恶性程度高,
复发和转移发生早,预后差,对某些化疗药物有抵抗,并且发现
HER一2过度表达与患者的无病生存和总的生存期有关f7l。曲妥珠
单抗为一种针对HER一2/neu的重组人源化IgG单克隆抗体,能
与HER一2/neu受体结合,干扰其自身磷酸化,抑制信号传导,从
而抑制肿瘤生长。1998年经FDA批准用于治疗HER一2/neu过
表达并对葱环类抗生素等耐药的转移性乳腺癌(MBC)的治疗,
2002年在我国上市。曲妥珠单抗的抗肿瘤作用不是直接通过细
胞毒性介导的,因此单独应用的临床反应有限。Stever等阎用曲妥
珠单抗单药治疗123例HER一2/neu阳性、葱环类抗生素和(或)
紫杉醇治疗失败的MBC患者,其总有效率为15%。中位生存期
8.4个月。曲妥珠单抗和化疗药物合用可以提高疗效,SMmon等[91
随机指定234例病人接受单独常规化疗,235例病人接受常规化
:疗加曲妥珠单抗治疗。结果表明,化疗加曲妥珠单抗治疗与疾病
进展时间延长(中位数7.4个月比4.6个月,P
方案,第l组用西妥昔单抗联合伊立替康治
疗,第2组单独用西妥昔单抗单药治疗。联用疗效优于单一使
用,有效率分别为23%和11%,疾病控制率分别为56%和32%,
疾病进展中位时间分别为4.1和1.5个月,中位生存时间分别为
8.6和6.9个月,而且西妥昔单抗并没有增加化疗的副作用。西妥
昔单抗能够克服ACRC患者对伊立替康的耐药性,生存质量明
显提高1111。2004年,FDA批准将西妥昔单抗与CPTLll联合应用
于治疗晚期和难治性转移性肠癌。同曲妥珠单抗一样,在决定患
者是否接受西妥昔单抗治疗时,先要进行免疫组化检测以判断
是否存在EGFR高表达【协13】。西妥昔单抗的毒副作用包括痊疮样
皮疹、虚弱、腹痛、恶心、呕吐、白细胞减少和过敏反应等。
1.2.3帕尼单抗(Panitumumab,Vectibix)帕尼单抗是一种用
XenoMouse技术生产的完全人源1只G2抗EGFR的单抗,无鼠源
蛋白㈣,于2006年被FDA批准上市,与氟尿嘧啶、奥沙利铂和伊
立替康合用或在化疗后用于治疗EGFR阳性的转移性直结肠
癌。帕尼单抗的作用机制是通过阻断EGF和’rcF—a,与肿瘤细
胞上二的EGFR结合,诱导EGFR的内化,进而消除EGFR介导的
细胞效应。作为第一个完全人源性单克隆抗体,由其导致的免疫
原性反应的风险实际上已被消除。与之相比,此风险在嵌合的或
人源化单抗中仅仅被降低睁坷。帕尼单抗的给药无需负荷剂量或
预防用药。它对EGFR有着很高的亲和力和特异性,表现出剂量
依赖的药代动力学过程,且其50%的抑制浓度显著低于西妥珠
单抗。帕尼单抗在多种实体肿瘤中的活性已见诸报道116--211。最近
的一项Ⅲ期临床研究显示,帕尼单抗单药治疗既往治疗失败的
转移性结直肠癌,可以降低46%的肿瘤进展风险,部分有效(PR)
率达到8%。皮疹通常是临床应用帕尼单抗最常见的不良反应,
皮疹的发生率与帕尼单抗的剂量有关。患者中还出现轻微的虚
弱、腹泻、恶心等症状,但与剂量无关。与人鼠嵌合单抗西妥昔单
抗和其他EGFR靶向小分子药物不同的是,即使是高剂量完全
人源化的帕尼单抗也没有出现过敏性不良反应和人抗人抗体。
1.3作用于血管内皮细胞生长因子的抗肿瘤单克隆抗体
在实体瘤的恶性生长和转移中,肿瘤的新生血管生成起着
非常重要的作用,它为肿瘤的生长提供了必需的营养和氧气。血
管内皮细胞生长因子(VEGF)作为已知最强的血管渗透剂和内
皮细胞特异的有丝分裂原,在内皮细胞的增殖、迁移和血管构建
中起着重要的作用,它的表达水平与肿瘤组织的血管化程度及
恶性程度呈现明显的正相关。
贝伐单抗(Bevacizumab.Avastin,阿瓦斯汀)是一种人源化的
单克隆抗体,其作用靶点为VEGF,能够结合并阻断VEGF的作
用,从而发挥抗肿瘤活性阎。一项包含813例患者的研究比较了
依市替康、5-FU、醛氧叶酸+贝伐单抗联合方案与依立替康、5一
FU、醛氢叶酸+安慰剂治疗晚期大肠癌的疗效。结果表明总有效
率分别为44.8%和34.8%,中位生存期分别为20.3和15.6个月,
无进展生存期分别为10.6和6.2个月嘲。对转移性结肠癌,贝伐
单抗联合化疗的有效率和肿瘤进展时间均明显改善,主要不良
反应为血栓形成、出血和高血压啕。2004年,FDA批准贝伐单抗
用于治疗转移性结直肠癌,标志着抗肿瘤血管生成的治疗策略
成为现实。
2抗肿瘤小分子化合物类
近年来随着分子生物学的进一步发展,越来越多的抗肿瘤
小分子化合物类药物被用于临床。
2.1 单一靶点的抗肿瘤小分子化舍物类
单一激酶靶点的抗肿瘤小分子化合物类药物是抗肿瘤小分
子化合物类药物临床应用最早、最成功的例子。
2.1.1 甲磺酸伊马替尼(STl571,lmatinibmesylate,Gleevot:)靶
向治疗最成功的范例当属甲磺酸伊马替尼,该药是第一个特异
定位于分子改变的抗癌药物,对慢性髓性白血病(CML)有卓越
疗效,2001年FDA批准用于治疗慢性粒细胞白血病,审批时间
不足3个月,创下历史纪录。约95%的CML患者体内有一种异
常的“费城染色体”,它是9号和22号染色体长臂末端易位形成
的,从而有BCR—ABL融合蛋白的表达,其翻译产物酪氨酸激酶
P210活性异常高。本品能特异性抑制该酶活性,治疗各期CML。
伊马替尼治疗P}l阳性新确诊慢性粒细胞白血病患者,其完全细
胞学缓解率达60%-70%。随后又发现本品还能抑制干细胞生长
因子(SCF)受体c—Kit和血小板衍生生长因子受体酪氨酸激酶活
性而治疗胃肠道间质瘤(GIST)。2002年FDA批准伊马替尼用于
治疗转移或不可切除的GIST。Heinrich等鲫检测了127例胃肠道
间质肉瘤患者,发现88.2%存在Kit变异,4.7%存在血小板源生
长因子(PDGFR)变异。伊马替尼的不良反应多数为轻至中度,主
要为水肿(体液储留)、消化道症状、肌肉、骨骼疼痛、头痛、皮疹、
潮红等。
2.1.2吉非替尼(Gefitinib,lressa,易瑞沙)吉非替尼是一种口
服的EGFR酪氨酸激酶抑制剂。2003年FDA批准吉非替尼用于
含铂化疗后进展的非小细胞肺癌(NscLC)二、三线治疗,还可用
于治疗其他肿瘤如结直肠癌、头颈部癌、前列腺癌等。在各种肿
瘤病人中进行的临床试验显示其具有较好的临床效果和良好的
耐受性,对单药治疗铂类为主化疗失败的NSCLC患者的有效率
为19.0%阎。Konishi等
122例晚期NSCI£患者接受吉非替
尼单药治疗的客观缓解率为24.6%,中位生存期为14.4个月。在
影响缓解率和预后的因素中,性别、病理分型及吸烟史的重要性
已得到肯定,女性、腺癌(尤其是肺泡细胞癌)、无吸烟史的亚裔
病人预后较好。近来的一项研究指出,非小细胞肺癌患者EGFR
基因中酪氨酸激酶部分的激活突变可预测吉非替尼治疗反应嘲。
吉非替尼治疗头颈部肿瘤的临床I期试验有效率达10.6%,疾病
控制率为55%唧。I期研究证实对晚期前列腺癌有疗效。有研究
显示吉非替尼联合5-FU和醛氢叶酸治疗大肠癌有一定的疗效。
2.1.3厄洛替尼(Erlotinib,商品名Tarceva,特罗凯)厄洛替尼
万方数据
414 生盏 技 术H通 讯⋯.20LE RSINBIOTECNOLOGYVol20一No.3⋯May,2⋯009rIrrE H . . ,
是一种新型的低分子质量的喹唑啉类化合物,属EGFR酪氨酸
激酶抑制剂,其作用机制与吉非替尼基本相同,选择性抑制
EGFR相关的激酶活性及细胞内磷酸化过程,从而抑制下游信号
传导通路,拮抗血管生成、细胞扩散及增殖作用,阻断肿瘤细胞
生长闭。厄洛替尼町使患者显著延长生存,是第一个也是惟一一
个能延长晚期非小细胞肺癌患者生存的EGFR靶向药物。731例
化疗失败的ⅢB/Ⅳ期NSCLC病人随机接受厄洛替尼或安慰剂
治疗,结果中位生存期改善了42.5%。1年生存率改善了42%r捌。
2004年FDA正式批准厄洛替尼卜市,单药治疗至少接受过1种
化疗方案失败的局部进展期或转移性NSCLC。目前,厄洛替尼一
线治疗晚期NSCLC也受到广泛关注。研究还提示性别、吸烟状
况、是否为腺癌、种族足影响病人预后的因素。PAZ—ARES等130l报
道厄罗替尼在晚期胰腺癌治疗上也显示出一定的疗效。厄洛替
尼的主要不良反应为皮疹,且皮疹町以预示厄洛替尼有效性持
续的时间。
2.2 多靶点抗肿瘤的小分子化合物类
临床实践表明单一靶点的小分子类药物治疗范围窄,且易
产生耐药性。大多数实体肿瘤都是多靶点、多环爷的调控过程,
阻断一个受体或靶位不一定能阻断所有细胞信号传导。多激酶
靶点药物简化了治疗程序,代表了肿瘤靶向治疗药物新的发展
方向。
2.2.1 索拉非尼(Sorafenib,商品名Nexavar)索拉非尼是一种
新型小分子口服多激酶抑制剂,于2005年被FDA快速批准用于
治疗晚期肾细胞癌,2006年在中国上市。Wilhelm等pl】首先发现
索拉非尼是c—RAF激酶抑制药,之后又发现它还能抑制VEGF
受体(VEGFR)一2、VEGFR一3及PDGFR—P的酪氨酸激酶活性。索
拉非尼既可通过阻断由RAF/MEl(/ERK介导的细胞信号传导通
路而直接抑制肿瘤细胞增殖,又可通过作用于VEGFR,抑制新生
血管的形成和切断肿瘤细胞的营养供应而达到遏制肿瘤生长的
目的。因此被称为多激酶抑制药,具有双重抗肿瘤作用圈。
Escudier等133]报道_r全球、多中心、随机、双盲、安慰剂对照
的Ⅲ期临床研究,共纳入903例晚期肾细胞癌病人,结果2组疾
病无进展生存期分别为55和28个月(P<0.000001),索拉非尼
组病人总体生存获39%的改善(P<0.018,危险比0.72),死亡风
险降低28%。索拉非尼与治疗有关的不良反应包括腹泻、疲劳、
手足综合征、恶心、瘙痒、高血压、呕吐与厌食等。
2.2.2舒尼替尼(Sunitinib,Sutent)舒尼替尼靶向VEGFR一2、
c—Kit、PDGFR—B及FLT3。c—Kit受体的活性结构常在胃肠间质
瘤中表达,胃肠间质瘤常因为c—Kit、PDGFR—A激酶区的特异性
突变而产生对伊马替尼的耐药。舒尼替尼是抑制c—Kit活性的酪
氨酸激酶抑制剂的有力候选者1341。一项随机Ⅲ期临床研究证实,
采用舒尼替尼治疗320例伊马替尼耐药的胃肠问质瘤患者,实
验组比对照组的中位肿瘤进展时间硅著提高(27.3和6.4个月,
P