烯二炔类抗肿瘤抗生素的研究进展

钱璟

烯二炔类抗肿瘤抗生素的研究进展

钱璟

烯二炔类抗生素是一种有着全新结构的高效抗肿瘤抗生素，本文对其抗肿瘤活性、作用机制、代表性药物力达霉素以及免疫偶联物的研发等方面的研究近况进行了阐述。

烯二炔类;抗生素;抗肿瘤

烯二炔类抗肿瘤抗生素分子结构特殊，作用机制新颖，被认为是迄今为止抗肿瘤活性最强的一类抗生素。目前已发现的烯二炔类抗生素有Calicheamicins、新制癌菌素(Neocarzinostatin)、Dynemicins、Esperamicins、Kedarcin 和力达霉素等。

1 烯二炔类抗肿瘤抗生素的临床应用和作用机制

烯二炔类抗生素的抗肿瘤疗效显著，其中新制癌菌素对胃癌、白血病和胰腺癌有较好的治疗效果，已经在临床使用;Calicheamicin的单克隆抗体偶联物Mylotarg对复发性急性髓细胞性白血病治疗效果极佳，已于2000年经美国FDA获准上市;力达霉素是我国自主研发的具有强烈活性的烯二炔类抗肿瘤抗生素，目前也已进入临床试验研究。烯二炔类抗肿瘤抗生素对肿瘤细胞的杀伤作用迅速，并且活性比一般的抗肿瘤药物强得多。除了新制癌菌素外，烯二炔类抗生素对肿瘤细胞的杀伤作用浓度一般在pg/ml水平［1］。

烯二炔类抗生素的作用机制新颖，它自身并不直接导致DNA的断裂，而是需要经过激活后使其转变成活性游离基中间体，再使DNA脱氧核糖脱氢从而引起DNA链的断裂。烯二炔类抗生素与DNA的作用分三步进行:①药物与DNA结合。②药物激活为活性中间体。③诱导DNA链脱氢断裂。烯二炔类抗生素特异性地与DNA的小沟结合，对结合位点有一定选择性，如新制癌菌素主要与富含T和A碱基的双链DNA相结合，而Calicheamicin则主要结合于TCCT位点。

2 力达霉素

力达霉素(LDM)是中国医学科学院医药生物技术研究所研发的，其抗肿瘤活性非常强，经IC50(半数抑制浓度)比较发现，LDM比阿霉素(ADR)和丝裂霉素(MMC)等常用抗肿瘤抗生素活性强10000倍以上。LDM对肿瘤细胞的杀伤作用起效很快，检测放射性核素标记胸苷的掺入结果表明，使用LDM后3～5min便对肿瘤细胞出现抑制作用，而浓度高10000倍的ADR和MMC却需要30～60min。进一步研究发现，LDM对多药抗药性(MDR)癌细胞也保持较强烈的抑制作用，表明MDR癌细胞对LDM并无抗药性。体内研究显示，LDM对小鼠体内的实体瘤和白血病均有显著治疗效果。目前，LDM在国内已进入Ⅱ期临床研究［2］。

研究显示，LDM具有DNA损伤作用和细胞周期阻滞作用，能诱导肿瘤细胞发生凋亡和裂亡，并且出现衰老样表型，与其它烯二炔类抗肿瘤抗生素相比，LDM还能够抑制肿瘤血管形成，能够通过影响 K-ras、Akt、NF-κB 以及 MAPKs等信号来调节肿瘤细胞凋亡。

最近研究发现，LDM与许多药物合用有显著协同作用。在体外将顺铂与低浓度LDM合用后，肿瘤细胞凋亡现象更为明显，提示LDM对顺铂的增效作用可能归功于其促进肿瘤细胞凋亡的作用;将LDM与吉西他滨合用能显著抑制胰腺癌细胞PANC-1的增殖［3］;将LDM与gefitinib合用也能显著抑制肺癌细胞H460和表皮样癌A431细胞的增殖［4］。

3 烯二炔类免疫偶联物［5］

近年来，单抗药物的研发取得重大进展，热点在利用高效“弹头”药物制备单抗偶联物。烯二炔类抗生素对肿瘤细胞强大的杀伤作用使其当之无愧成为高效“弹头”药物的首选。

Mylotarg就是一种由烯二炔类抗生素制备的免疫偶联物，它是将calicheamicin与抗CD33分子的单抗连接制成，是第一个获批准上市的抗肿瘤药物的单抗偶联物［6］。

将 N-乙 酰-calicheamicin-二 甲 基 酰 肼 (N-acetyl-γ-calicheamicin dimethyl hydrazide，CalichDMH)通过4-(4-乙酰苯氧)丁酸(AcBut)与人源化抗CD22抗体G544共价连接后，得到了抗肿瘤抗生素 inotuzumab ozogamicin(CMC-544)［7］。经裸鼠试验研究表明，CMC-544对B细胞淋巴瘤(B-cell lymphoma，BCL)有明显的抑制作用。其机制可能是CMC-544使细胞阻断在G2/M期，引发细胞凋亡导致。现在CMC-544已进入治疗BCL的Ⅰ期临床试验阶段。进一步的体外研究发现［8］，CMC-544和利妥昔单抗分别单独使用对小鼠移植性BCL的生长有一定的抑制作用，即CMC-544给药组和利妥西单抗给药组小鼠在第125d时的存活率分别为60%和20%，而二者联用给药组小鼠的存活率为90%，说明二者联用则使肿瘤抑制作用相加。

房虹等人［9］采用DNA重组技术，利用大肠杆菌表达体系，制备了抗CD20单链抗体与力达霉素辅基蛋白LDP的基因工程融合蛋白scFv-LDP。将其与LDM的活性发色团AE进行分子组装，得到强化融合蛋白scFv-LDP-AE。研究结果表明，和LDM一样，scFv-LDP-AE在体外对肿瘤细胞有强烈的杀伤作用，体内能够显著抑制肿瘤生长，抑瘤率显著高于游离LDM。暗示强化融合蛋白scFv-LDP-AE有发展成抗肿瘤抗体靶向药物的潜能。

各种体内外研究表明，免疫偶联物应用于肿瘤治疗具有很好的发展潜力。但却也存在着一定的问题，例如抗体对正常组织存在非特异性结合、人体对异源性抗体会发生排斥、肿瘤抗原异质性表达、抗体在肿瘤内部的穿透性比较差等。除此以外，偶联物在转运分布过程中还会受到许多因素的影响，主要包括偶联物的大小、其与肿瘤细胞结合的紧密度、肿瘤局部血流量以及内质网对偶联物的摄取等［10］。针对解决以上问题的工作已成为研究单抗靶向药物的主要趋势［11］。

尽管烯二炔类抗生素可以算是迄今为止活性最强的抗肿瘤抗生素，但其依旧存在耐药性的问题，并且到目前为止其耐药机制还没有完全阐明，这给抗耐药性的研究工作增加了一定难度。有观点称，烯二炔类抗肿瘤抗生素的耐药性可能是经由某种自我牺牲的模式产生:一部分致病菌或肿瘤细胞采取牺牲自身蛋白的方式来抵消药物的生物活性，使剩余病菌或肿瘤细胞能够免受药物的杀伤作用［12］。对烯二炔类抗肿瘤抗生素的研究还在不断深入进行，有关其构效关系、化学合成、前药研究、单克隆抗体制备、基因克隆等方面的了解也在不断积累，而且随着其作用新靶点的陆续发现，可预期此类抗肿瘤药物会得到进一步的研制开发［13］。

［1］顾觉奋，袁瑞瑛.烯二炔类抗生素的研究新进展.药学进展，2005，29(10):433-439.

［2］陈淑珍，甄永苏，邵荣光.力达霉素抗肿瘤作用及其分子机制研究新进展.中国抗生素杂志，2010，35(6):401-407.

［3］Chen J，Ouyang ZG，Zhang SH，et al.Down-regulation of the nuclear factor-kappaB by lidamycin in association with inducing apoptosis in human pancreatic cancer cells and inhibiting xenograft growth.Oncol Rep，2007，17(6):1445-1451.

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［5］陆彬.药物新剂型与新技术.第2版，北京:人民卫生出版社，2005:158.

［6］张迎春，艾木拉古丽·阿布拉，杨秀萍.烯二炔类高效抗肿瘤抗生素Calicheamicin的研究进展.World Notes on Antibiotics，2008，29(1):20-23.

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［8］DiJoseph J F，Dougher M M，Kalyandrug L B，et al.Antitumor efficacy of a combination of CMC-544(inotuzumab ozogamicin)，a CD22-targeted cytotoxic immunoconjugate of calicheamicin，andrituximab against non-Hodgkin B-cell lymphoma.Clin Cancer Res，2006，12(1):242.

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［11］龚前飞，任静，张亦斌，等.抗生素新剂型新技术研究进展.中国抗生素杂志，2011，36(5):339-345.

［12］Biggins J B，Onwueme K C.Resistance to enediyne antitumor antibiotics by CalC self-sacrifice.Science，2003，301(5639):1537-1541.

［13］杨鸣琦，张福良，路宏朝.抗肿瘤抗生素研究进展.西北农林科技大学学报(自然科学版)，2005，33(12):27-33.

Research advances of Enediyne antitumor antibiotics

QIAN Jing.Zhejiang Institute for Food and Drug Control，Hangzhou 310004，China

Enediyne antibiotics are efficient antitumor drugs with new structures.This article introduces the current advances of Enediyne antibiotics in antitumor activity，mechanism of action，LDM，as well as the development of the immunoconjugate.

enediyne;antibiotics;antitumor

310004浙江省食品药品检验所