极光激酶B抑制剂与胶质瘤治疗的研究进展

肖 华 综述，何永生 审校

(1.遵义医学院，贵州 遵义 563003；2.四川省医学科学院·四川省人民医院神经外科，四川 成都 610072)

△通讯作者

极光激酶B抑制剂与胶质瘤治疗的研究进展

肖 华1，2综述，何永生2△审校

(1.遵义医学院，贵州 遵义 563003；2.四川省医学科学院·四川省人民医院神经外科，四川 成都 610072)

胶质瘤多呈侵袭性生长，手术难以全切，放化疗后很容易周边复发，远期疗效差[1～5]。可穿透血脑屏障的脂溶性小分子治疗药物(替莫唑胺Temozolomide，TMZ)是得到广泛认可的重要辅助治疗手段[6]。然而，其显著的造血系统、肺、肾毒性与耐药性[7，8]明显限制其治疗效用。小分子靶向治疗可以针对细胞周期控制某一途径/生物活性位点靶向抑制肿瘤细胞生长、并促使其凋亡，因此，近年来已成为肿瘤治疗研究重要热点。分子靶向治疗在治疗非小细胞肺癌、肠癌、淋巴瘤、乳腺癌等疗效显著，对胶质瘤的治疗具有重大的指导意义。贝伐单抗(Bevacizumab，BEV)在过去几年的胶质瘤靶向治疗中也取得了明显的进步，但随访总结表明：贝伐单抗对总体生存率(OS)并无明显有利影响。随着对胶质瘤分子生物、分子病理学和新的信号转导通路的不断认识，更多的治疗靶点和相关药物研究都迫切需要[9]。极光激酶B(Aurora-B)正是一种细胞周期调节蛋白，参与有丝分裂的丝氨酸/苏氨酸激酶，Aurora-B抑制剂是颇具前景的研究方向。

1 Aurora-B及其抑制剂

Aurora激酶家族是1995年在真核生物中发现的丝氨酸/苏氨酸激酶家族，哺乳动物细胞表达3类Aurora激酶，即Aurora-A、Aurora-B与Aurora-C。极光激酶在细胞内的表达时间和空间上都受到严格的控制，极光激酶的异常表达往往会导致细胞在有丝分裂的过程中出现异常现象，形成非整倍体[10]。有研究发现Aurora-B扮演着原癌基因的角色[11]。Aurora-B激酶由344个氨基酸残基组成，该蛋白由AKU RB(STK12)基因编码，其染色体定位在17p13.1，是一个易位、缺失或扩增活跃的染色体区段。在细胞有丝分裂过程中Aurora-B是呈动态分布的，前期和中期先是在染色体的着丝粒上聚集，进入有丝分裂后期逐渐迁移到纺锤体，最后聚集到连接两个子细胞的中间体上。Aurora-B与其他3个染色体过客蛋白—Survivin、内着丝粒蛋白(inner centromereprotein，INCENP)和Borealin结合成以Aurora-B为核心的四聚体，即染色体过客蛋白复合体(CPC)[12]。该四聚体是着丝粒和微管的正确定位所必需的。近年来，Aurora-B在胶质瘤组织中异常表达的报道逐渐增多，Aurora-B已成为目前分子靶向抑制研究的一个热点。

目前，针对Aurora激酶家族抑制剂的开发与研究越来越受到人们的重视。现今已报道了多种结构类型的化合物对Aurora激酶有较好的抑制作用，包括：喹唑啉类、嘧啶氨基喹啉类、单嘧啶环类、咪唑并吡啶类等[13]。目前处于临床前或临床试验阶段的Aurora-B抑制剂如表1所示。

表1 处于临床前或临床试验阶段的Aurora-B抑制剂

1.1 Aurora-B抑制剂 Hesperadin是Bohringer Ingelheim公司于2001年通过高通量筛选的方式得到的一个小分子吲哚酮。在2003年发现其对Aurora-B有特殊的活性，也是第一个被证实的Aurora-B抑制剂。Hesperadin能减弱H3组蛋白的磷酸化，并通过诱导异常微管及微丝的相互作用，阻断微管装配，进而阻滞异常有丝分裂中的细胞周期进程。但因其能诱导HeLa细胞产生多倍体细胞，因此不确定其是否能成为有用的药物。 BI 811283也是一种该公司研发的可逆的、有效的Aurora-B 选择性抑制剂，IC50值为9 nmol/L。在对25种癌细胞的抑制实验中发现，其对肿瘤细胞的半抑制浓度均<14 nmol/L。它可以扰乱细胞有丝分裂、诱导多倍体细胞的产生，并引起细胞的衰老和凋亡。该抑制剂已进入临床Ⅱ期试验阶段。

1.2 多激酶抑制剂 AT9283是由Astex 公司研发的苯并咪唑类衍生物，是多靶点的激酶抑制剂。在体内与体外试验中，能够通过抑制Aurora-A、Aurora-B激酶，对大多数实体肿瘤的生长产生抑制作用。此外，对其他酶如Jak2、Flt-3、Abl和Bcr等亦显示出较好的活性。当AT9283与多西泰索联合应用时，明显比单一用药的抗肿瘤作用强。Arkenau等[5]对40例晚期恶性实体肿瘤(食管癌、非小细胞肺癌与大肠癌等)患者进行研究发现，AT9283具有较好的抗肿瘤效应，其中约30%患者病情处于稳定状态，表明该抑制剂在人体内发挥了有效的抗肿瘤作用。

1.3 全激酶抑制剂 MK0457(VX-680)是4，6-二氨基嘧啶类化合物，它靶向ATP结合位点，对所有 Aurora 激酶均起作用。在2005年用于I期临床试验。体外试验表明MK0457能够抑制癌细胞的核内复制。在鼠类移植模型中，MK0457能抑制人类骨髓性粒细胞性白血病HL60和结肠癌HCT116细胞，也能有效抑制新隔离的AML细胞的生成。最新的临床研究表明，MK0457 在具有T315I-BCR/ABL突变且伊马替尼耐药的慢性髓细胞性白血病或急性淋巴细胞白血病患者中有活性。但是由于可能引起QTc延长等风险问题，在2007年Vertex公司就停止了MK0457的Ⅱ期临床试验。

PHA-739358是一个吡咯-吡唑类化合物，是对Aurora A、B、C均有抑制作用的抑制剂(其IC50值分别为13、79、61 nmol/L)。PHA-739358 在生化检测方面与ABL表现出重要的交叉反应性，可作为 Aurora/ABL 双重抑制剂。研究显示，该化合物对结肠癌、乳腺癌、肺癌等细胞均有很好的生长抑制作用。在转基因鼠和多种移植瘤模型中，也表现出良好的抑瘤活性。PHA-739358对伊马替尼和达沙替尼治疗失败的慢性粒细胞白血病和难治性转移性前列腺癌的临床实验正在进行中。临床前研究已发现 Aurora A和B的抑制作用可以使癌细胞过敏并导致由微管蛋白解聚剂介导的细胞凋亡。目前该药物已经进入Ⅱ期临床试验。

2 Aurora-B在脑胶质瘤中的表达

早在2004年Araki等就报道，Aurora-B在高级别胶质瘤中过表达，它的表达与组织学恶性程度和临床病理学特征有关。Loh等[14]在高级别胶质瘤中频繁地检测到中心体相关的mRNA和蛋白表达的改变，Jung等的研究表明Aurora-B激酶在各种胶质母细胞系和肿瘤过度表达[15]。所以对Aurora-B表达水平的调节可以作为胶质瘤治疗的新靶点[16]。在国内胶质瘤的研究中，胶质瘤组织中Aurora-B激酶的表达水平明显上调，在胶质瘤组织中Aurora-B激酶蛋白的阳性表达明显高于正常脑组织，差异有统计学意义[17，18]；而在mRNA 水平的检测也表明在胶质瘤组织中的表达明显高于正常脑组织，与蛋白水平一致，差异有统计学意义。Buczkowicz等[19]在小儿弥漫性脑桥胶质瘤也发现Aurora-B的高表达。这些研究结果表明Aurora-B激酶的高表达与胶质瘤密切相关，可能参与了胶质瘤的发生、发展和恶性演变[20]。目前的研究提示Aurora-B基因有可能是恶性胶质瘤的一个新的标志物及分子治疗的靶点。但是关于Aurora-B 在恶性胶质瘤的发生发展中具体作用机制还有待进一步研究。

3 脑胶质瘤相关的Aurora-B特异性抑制剂

3.1 ZM447439 在众多Aurora-B抑制剂中，最先运用于胶质瘤抑制试验研究的药物是ZM447439。在Borges等[21]的实验中证明ZM447439能够有效地抑制胶质母细胞瘤细胞株的增殖，促进肿瘤细胞的凋亡，也能抑制原代培养标本的生长。并证明ZM447439与TMZ具有协同抑制作用，也增加了胶质瘤的放疗敏感性[22，23]。ZM447439能杀死增殖细胞，而非增殖细胞却不受影响，现仍广泛用于极光激酶药物靶点验证初始阶段相关信息的研究，目前处于Ⅰ期临床试验阶段[24]。

3.2 AZD1152 AZD1152是现今最具研究价值的Aurora-B特异性抑制剂，为阿斯利康公司研发的喹唑啉类前药，由ZM447439改造修饰而来，在许多实体肿瘤中抑制效果比ZM334739高100多倍。它能在人类血浆中快速转化成有活性的AZD1152-HQPA，其作用于Aurora-B比作用于Aurora-A选择性高3700倍左右，IC50值可达0.37 nmol/L。非临床研究表明，AZD1152 能减弱H3组蛋白的磷酸化和异常有丝分裂中的细胞周期进展。AZD1152-HQPA能阻断四个不同的p53基因突变的胶质瘤细胞系(U251、T98 g、U373及U118)的细胞分裂。与增殖正常的人类星形胶质细胞比较，在体外培养的恶性胶质瘤U251细胞中Aurora-B的表达更高。U251细胞活性降低(p53r273 h)源于内复制后胞质分裂阻滞及诱导凋亡的影响。Diaz RJ等报道AZD1152-HQPA抑制U251肿瘤裸鼠移植瘤的生长，并导致在体外和体内肿瘤细胞凋亡的增加。AZD1152-HQPA皮下给药(25 mg/kg·d×4天；2次间隔7天)导致颅内接种后U251细胞小鼠的中位生存期延长(P= 0.025)。这是在体内使用极光激酶抑制剂抑制恶性胶质瘤生长的首例报道[20]。阿斯利康公司于2012年公布了该化合物在晚期实体瘤患者的Ⅰ期临床试验结果：在48小时连续输液中最大耐受剂量为150 mg，在两次2小时(110 mg/d，于1、2和15、16天分别输注一次，28天为一治疗周期)输液中最大耐受剂量为220 mg[25]。最新研究表明AZD1152-HQPA还可以降低髓母细胞瘤的生长速率[26]。AZD1152的Ⅱ期临床试验结果表明在老年AML患者中的缓解率和平均中位生存期：AZD1152组明显高于LDAC(低剂量阿糖胞苷)组，差异有统计学意义(P< 0.05)；而其安全性及耐受性在两组之间差异无明显统计学意义。此外，长期使用AZD1152所表现出来的并发症(如口腔炎、发热性中性粒细胞减少等)也均通过了细胞遗传学的风险验证[27，28]。该化合物现已处于进一步验证治疗作用和安全性的Ⅲ期临床试验阶段。目前还没有关于胶质瘤对AZD1152产生抵抗的相关报道。

4 脑胶质瘤的分子靶向治疗联合放、化疗

目前，胶质瘤的分子靶向治疗已成为重要的研究方向，但一些前期的临床试验结果表明单一的分子靶向药物治疗在提高患者生存效益上作用有限，客观有效率仍不甚理想。在着手研究优化改善胶质瘤分子靶向治疗的同时，多种联合放化疗也在近年得到了进一步的发展。美国克利夫兰医学中心的研究得出贝伐单抗(Bevacizumab)联合伊立替康(Irinotecan)比贝伐单抗单用治疗恶性胶质瘤具有更确切的疗效[29，30]。Narayana等[31]使用Bevacizumab联合TMZ在同步放疗后辅助治疗使得放疗的有效率得到了明显的提升。Chaponis 等[32]的研究得出洛那法尼(Lonafarnib)联合TMZ的同步放疗可以提高高级别胶质瘤的放化疗疗效。此外，关于脑胶质瘤分子靶向药物彼此之间的联合治疗还处于Ⅰ期临床试验阶段[33]，仍具有较大的研究空间。

5 问题与展望

在神经胶质瘤治疗这一国际难题面前，现在亟需解决的是找到一条合理有效的治疗途径以及一些确切有效的药物。目前，Aurora-B抑制剂在体外肿瘤细胞抑制试验中取到了显著的效果，在人体试验中也检测到了肿瘤抑制效应，但因为体外和体内环境的不同，药物作用受到的干扰因素较多，以及肿瘤增殖、生长、侵袭机制的复杂性，因此在许多实体肿瘤中还达不到理想的临床试验效果[34]。在胶质瘤组织中检测到与正常脑组织有显著差异表达的Aurora-B，随着分子靶向治疗研究的日渐成熟，希望能找到一种效果确切、毒副作用小、内环境因素影响较小Aurora-B分子靶向抑制药物，针对性地作用于术后残留胶质瘤及亚临床胶质瘤细胞，切实可靠地改善患者的生存质量与远期预后。脑胶质瘤的发生、增殖、转移等会涉及诸多生物因子与系统的综合作用，因此，结合患者肿瘤细胞的分子生物特征，在传统治疗基础上进行多种生物靶向治疗的优化选择，以及与放化疗联合应用也是重要的努力方向。

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Research progress between Aurora kinase B inhibitors and treatment of glioma

XIAO Hua，HE Yong-sheng

2015-12-10；

2016-02-21)