骨肉瘤的靶向治疗

田大为 蔡 林

. 综述 Review .

骨肉瘤的靶向治疗

田大为 蔡 林

骨肉瘤是一种起源于间叶组织的恶性肿瘤，其血行转移发生率高且早[1]。新辅助化疗已成为肉瘤治疗的常见手段。骨肉瘤是对化疗不敏感的恶性肿瘤，化疗药物缺乏对肿瘤的特异亲和性，最终只有少量药物到达肿瘤部位。要提高肿瘤内化疗药物浓度就必须提高全身循环系统的药物浓度，必须加大药物剂量，从而也加大化疗药物的毒副反应。为减少全身毒性，提高肿瘤的化疗有效率，鉴于肿瘤内的药物浓度与组织学坏死程度有直接关系，因此局部动脉化疗、高温隔离灌注化疗是一种可供选择的方法，但长期随访发现，动脉灌注并不比系统性静脉化疗更能改善预后[2]。故骨肉瘤的治疗，关键在于“靶向”，高效、准确地命中癌靶标，在杀伤癌细胞的同时基本上不或很少损伤正常组织细胞[3]，这是骨肉瘤得以治愈的关键所在。

肿瘤的靶向治疗

靶向治疗也称靶向给药系统 ( targeted drug delivery system，TDDS )，是指药物通过局部给药、胃肠道给药或全身血液循环，在特定的导向机制作用下选择性浓集、定位于靶器官、靶组织、靶细胞或细胞内特定结构的给药系统。使治疗物质特异性地递送到特定的病变组织或器官，实现病变局部治疗的目的[4]。TDDS 是靶向治疗中的一个重要组成部分，由药物、导向部分和药物载体相互协调的3 个部分组成，该系统通过导向部分的选择作用，优先到达靶向作用部位，从而减少对正常组织的毒性反应。这一构想的实现将降低药物使用剂量和副作用，提高药物的治疗效率。骨肉瘤靶向治疗根据靶向的方向分为3 个层次：器官靶向、细胞靶向和分子生物靶向。分子生物靶向是靶向治疗中特异性的最高层次，它需要前两级作基础，针对骨肉瘤细胞里面的某一个蛋白质分子、核苷酸片段或者基因产物进行治疗[5]。通过细胞融合、吞噬等方式达到细胞内特定的部位而发生作用。

按照作用的机制，目前的靶向治疗研究主要集中于以下几个方面：(1) 靶器官直接给药：是将药物直接用于靶区，以提高靶组织的药物质量浓度方法；(2) 单抗靶向药物：即将单克隆抗体通过载体与药物结合形成免疫偶联物，利用抗体与靶细胞的特异性结合，将药物导入靶细胞；(3) 磁性靶向药物：将药物和适当的磁性材料包裹或吸附于载体材料中制成稳定的具有磁响应性的药物系统，然后借助于体外磁场使其聚集于磁靶区，提高靶部位药物浓度；(4) pH 或温感靶向药物：在肿瘤或发炎组织区域伴随有酸中毒和高热，利用应用 pH 或温度敏感材料包裹药物，使其能到达这些靶向作用部位；(5) 多重靶向药物：将多种导向物质结合于一种药物载体，达到增强药物作用的靶向性和专一性。例如：将单克隆抗体偶联在磁性微球和磁珠的表面，利用磁性载体和免疫学两方面的优点，使其即可以聚集于体内特定的靶部位，又可特异性地作用于靶细胞，从而达到高效低毒的效果；(6) 器官靶向药物：利用某些器官对特定的物质有较高摄取的能力，将这些物质作为导向物质引导药物进入靶器官或组织。

靶向给药一般采用两种形式，即被动靶向及主动靶向。被动靶向通过肿瘤组织血管的高通透性和不连续性导致纳米颗粒渗漏到血管外肿瘤组织及肿瘤限制淋巴引流系统这两种途径，实现纳米颗粒在肿瘤组织的选择性聚集，称为增强的透过及滞留 ( EPR ) 效应。主动靶向主要利用肿瘤细胞表面过度表达的特异性抗原表位和受体作为靶点，或通过纳米颗粒的某种物理性质 ( 如对温度、酸碱度、电荷、光、声或磁场的灵敏度 ) 实现其靶向作用。

骨肉瘤的器官靶向治疗

1986 年 Pierce 等[6]首次明确提出了“骨靶向”的概念，即将药物与一定的骨靶向载体偶联，使该化合物分子具有沉积于骨羟基磷灰石晶体中的趋势，同骨钙具有结合能力，使药物选择性地导向病变部位，提高局部骨组织的药物浓度，以达到增强药效，减少对其它组织的毒副作用。

骨由骨细胞、胶质纤维和骨基质组成。骨基质中主要成分是羟基磷灰石 [ Ca10(PO4)6(0H)2] ( HA )。利用骨的这个特点，凡能与羟基磷灰石发生特异性结合的分子，即可作为骨靶向药物的载体，从而使药物能选择性地作用于骨靶组织。

目前已确认的骨靶向载体有四环素类、双膦酸类、聚丙二酸类、小分子杂环类和寡肽类。在骨靶向药物的研制中常选用四环素类和双膦酸类作为载体，一方面它们的趋骨性较为突出，另一方面它们对骨都有一定的药理作用。如四环素除了具有广谱抗菌作用外，还具有抑制胶原酶活性、抑制骨吸收、促进成纤维细胞附着等活性[7]，四环素在紫外线照射下呈现特殊的荧光，这对偶联药物的分析和检测非常有利。双膦酸类化合物具有抑制骨吸收、减少骨基质生长因子的释放、抑制癌细胞黏附于骨基质、降低癌症患者的骨转移发生率等作用。

骨靶向药物的载药模式分为3 类：(1) 偶联载药模式，即亲骨性物质和药物通过化学结合的方法直接合成，或通过中间物质桥接，合成骨靶向药物；(2) 枝接载药模式，即亲骨性物质和药物按照一定的物质量比例通过化学结合的方法枝接于聚合物上，合成骨靶向药物；(3) 纳米药物载体，即将亲骨性物质修饰于包封药物的纳米粒表面，合成骨靶向药物。

骨肉瘤的磁性靶向药物

磁性药物靶向治疗属于物理化学靶向和主动靶向。它是将化疗药物和适当的磁性材料包裹或吸附在载体材料中制成稳定的具有磁响应性的药物系统，然后借助于体外磁场使磁响应性药物聚集于肿瘤靶区，提高靶部位药物的浓度，降低药物对正常组织的毒性和副作用。药物在体内以受控缓释的方式从载体中释放，然后在肿瘤组织的细胞或亚细胞水平上发挥作用，从而达到高效低毒的目的[8]。

磁性纳米药物主要由磁性材料、高分子骨架材料和抗肿瘤药物三部分组成[9]。(1) 磁性材料：用于磁性纳米药物的磁性材料要求：粒径应较小，一般直径在10～30 nm；具有良好的磁响应性和灵敏度；对人体不产生毒副作用；多余的磁性粒子能够安全地排出体外。常用的磁性物质有：纯铁粉、四氧化三铁磁粉、磁流体、羰基铁、铁镍合金、铁蛋白等，其中以磁流体应用最多。磁流体是 Fe3O4的胶体悬浮液，粒径小，性质稳定，具有超顺磁性。(2) 高分子骨架材料：用于磁性纳米药物的高分子骨架材料应具有人体可亲和性、无毒性、无免疫原性、生物可降解性、药物的可控缓释性等。常用的骨架材料有天然和人工合成的高分子。天然的高分子有人血白蛋白、明胶、氨基酸等。人工合成的高分子有脂质体、葡聚糖、聚氰基丙烯酸烷酯、聚乳酸等。(3) 抗肿瘤药物：现常选用的抗肿瘤药物有：阿霉素、丝裂霉素 C、顺铂、甲氨蝶呤、米托蒽醌等。

磁性纳米药物根据载体不同主要分为磁性脂质体纳米微粒、磁性白蛋白纳米微粒、磁性葡聚糖纳米微粒、磁性聚氰基丙烯酸烷酯纳米微粒等。不同的药物载体其制备方法不同。磁性脂质体纳米微粒的制备方法主要有：逆向蒸发法和薄膜分散法等[10]。磁性白蛋白纳米微粒的制备方法主要有：乳化－加热固化法、交联固化法和微乳化法等。磁性葡聚糖纳米微粒的制备方法主要为共沉淀法。磁性聚氰基丙烯酸烷酯纳米微粒的制备方法主要有：乳化聚合法和界面缩聚法。

骨肉瘤的抗体靶向

单抗靶向药物：即将单克隆抗体通过载体与药物结合形成免疫偶联物，利用抗体与靶细胞的特异性结合，将药物导入靶细胞；其自动特异的抗体特性性的识别肿瘤细胞，对于原发性肿瘤和转移性肿瘤都有明显的效果，是最有希望的一种肿瘤靶向治疗方法。属于分子靶向。1975 年，卢倜章等[11]发明了单克隆抗体技术，免疫靶向作用在骨肉瘤中起到重要作用。单抗靶向药物是近年竞相开发的品种，它是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，它提高了药物的疗效，降低药物对循环系统及其他部位的毒性。

所使用的抗体[12]有 T 细胞，血管内皮生长因子，NK 细胞，TGF 因子。根据其结构，单抗靶向药物类可以分为：(1) 抗肿瘤单克隆抗体药物。这类药物能结合肿瘤细胞，通过直接的抗原一抗体反应导致细胞死亡，如Rituximab ( 利妥西单抗 )。(2) 抗肿瘤单克隆抗体耦联物，又称免疫耦联物，它是由单抗与“弹头”药物两个部分构成，如 Gemtuzumab Ozogamicin ( 吉妥单抗 )。

单抗靶向治疗采用的给药方式有系统给药和非系统给药 ( 如瘤内注射、鞘内注射等 )。由于系统给药存在给药方便，无需定位技术、简便等优点，故已被大多数研究者所采用。然而系统给药具有以下缺点：(1) 肿瘤抗原表达的异质性；(2) 肿瘤组织内异常的组织间压，成为阻止放射免疫复合物 ( radioimmuno conjugates，RICs ) 与肿瘤细胞结合的生理屏障，因而 RICs 更多积聚在肿瘤周围；(3)肿瘤抗原表达不充分；(4) 抗原从肿瘤细胞上脱落，进入血循环中和注入体内的 RICs 结合从而减少到达肿瘤组织的 RICs 量；(5) 抗体亲合力低等导致肿瘤对 RICs 的摄取较少，也因此伴随着放射免疫复合物的 T / NT 值低，对正常组织及造血系统有较大不良反应[13]。

多重靶向药物

将多种导向物质结合于一种药物载体，达到增强药物作用的靶向性和专一性。分析以上各种靶向药物，就有其优势，也有其劣势，如果能够将多种靶向机制联合在一起，那么将会增加药物的效果，减少药物的不良反应。例如：将单克隆抗体偶联在磁性微球和磁珠的表面，利用磁性载体和免疫学两方面的优点，使其即可以聚集于体内特定的靶部位，又可特异性地作用于靶细胞，从而达到高效低毒的效果。

骨肉瘤具有早期易转移，化疗易产生耐药性，进展迅速，预后差等特点，靶向治疗充分利用对组织的特异性特点，通过主动或者被动的作用，提高治疗的正作用，减少治疗的副作用，为骨肉瘤的治疗提供了一种有前途的选择方法。但是因为骨肉瘤的发生和发展是一个复杂过程，是一个多基因、多阶段的发展过程，由一系列分子事件所构成，如信号转导的异常、生长因子受体失调、血管生长因子分泌的异常，原癌基因和抑癌基因的平衡失调以及基质金属蛋白酶的异常分泌等，再就是各种靶向因素对组织的选择没有高度的特异性，目前的各种靶向治疗仅限于细胞和动物实验。所以需要进一步研究骨肉瘤的发病机制，以一些与肿瘤发生、生长、转移和凋亡密切相关的分子或基因作为药物筛选靶点，寻找新的有效治疗靶点，多分子、多通路靶点药物联合治疗，针对同一信息转导通路的接受器及其下游转导通路进行合并治疗，针对可能与分子靶向治疗耐药性有关信息转导通路设计靶点药物，不同分子靶向药物之间互相联合，最终发现选择性作用于特定靶点的高效、低毒、特异性强的新型抗癌药物已成为当今抗肿瘤药物研究开发的重要方向。

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( 本文编辑：王永刚 )

Targeted therapies for osteosarcoma

TIAN Da-wei, CAI Lin. Department of Orthopedics, Dongfeng General Hospital, Hubei University of Medicine, Shiyan, Hubei, 442000, PRC

As a kind of malignant tumor derived from mesenchymal tissues, osteosarcoma is harmful to adolescent health and may cause death, with a higher grade of malignancy and metastasis and worse treatment outcomes and prognosis. Chemotherapy, especially neoadjuvant chemotherapy, plays a very important role in the treatment of osteosarcoma. However, because of the defciency of treatment specifcity, the antineoplastic drug will do harm to normal cells and organs and meanwhile kill osteosarcoma cells. Depending on selective functions of the oriented part, targeted therapies will selectively act on target locations and toxic reactions will also be reduced for normal organs. Different mechanisms of targeted therapies will be used on different target points. The key examples of target identifcation in osteosarcomas is highlighted in this review. The drug doses and side effects can be reduced and the treatment effects can be improved, with potential clinical values in the future.

Osteosarcoma; Molecular targeted therapy; Neoplasms; Drug therapy

10.3969/j.issn.2095-252X.2014.07.015

R738.1

武汉大学研究生资助科研项目 ( 受中央高校基本科研业务费专项基金资助 ) ( 201130302020006 )

442000 十堰，湖北医药学院附属东风总医院骨科 ( 田大为 )；430071 武汉大学中南医院骨科 ( 田大为，蔡林 )

蔡林，Email: davidiswho@sina.com

2013-09-24 )