Bcl-2蛋白及其相关药物的研究进展

寇玉辉，张英俊，谢洪明，林兴龙，许娟

抗感染新药研发国家重点实验室（广东东阳光药业有限公司），广东东莞 523871

细胞凋亡(Apoptosis)[1]是细胞主动死亡，是细胞由基因控制的有序死亡，也称程序性细胞死亡。细胞死亡分为两种方式，分别为细胞凋亡和细胞坏死。

细胞凋亡时，机体并无炎症，主要表现出早期细胞收缩，溶酶体等细胞器保持完整等特征。它在形态特征上有别于细胞坏死，并且其生物学意义也不相同。细胞凋亡不但对维持机体的自身稳定重要，而且对控制细胞增殖、肿瘤的发生乃至消亡也很重要[2]。细胞凋亡调节机制的紊乱比细胞分裂对肿瘤的发展更为重要。许多癌基因、抑癌基因和病毒基因等都参与细胞凋亡的调节。对细胞调亡的研究为人类认识并彻底攻克癌症提供了新线索，目前已引起科学家们的广泛兴趣。

1 Bcl-2蛋白

1.1 Bcl-2蛋白与肿瘤细胞凋亡调控

Bcl-2(B-cell lymphoma2)相关蛋白是最早发现的细胞凋亡调节BCL-2蛋白[3]家族成员之一，同时也是研究较得比较早的与细胞凋亡有关的药物靶点。它在细胞凋亡的调控中起重要作用，可以用来调控细胞凋亡而非破坏增殖。

科学研究发现多种原癌基因与细胞凋亡过程有关，其中一种就是Bcl-2。它最初被认作一种原癌基因，但后续研究发现，虽然Bcl-2本身并无增殖和促进细胞恶性转化作用，但它可以增加细胞染色体的畸变机会，在无生长因子存在下延长细胞存活时间，进而使细胞发生恶变而导致肿瘤形成。目前认为Bcl-2蛋白可以抑制细胞凋亡，在肿瘤的发生及发展中起重要作用。

Bcl-2蛋白与许多癌症、精神疾病和自身免疫性疾病相关。在癌症中，它充当了一种抑制因子，可以帮助癌细胞抵抗癌症治疗药物。Bcl-2蛋白在细胞中主要作用于凋亡途径的下游通道，可以抑制多种信号(化疗、氧自由基、放射线等)所诱导的凋亡。Bcl-2蛋白家族中的Bcl-2，Bcl-XL和Bax都可以在细胞内膜上形成膜通道，膜通道的形成是Bcl-2蛋白发挥其生理机能的基础，Bcl-2蛋白通过线粒体功能调节来发挥抑制凋亡作用，因而其线粒体功能的改变是细胞凋亡过程的重要环节。

Bcl-2蛋白在体外能抑制多种因素而诱导的凋亡。但在体内，Bcl-2蛋白活性则由家族成员蛋白Bax调节[4]，Bax不仅能形成(Bax-Bax)同源二聚体来诱导凋亡，而且还能与Bcl-2形成(Bcl-2-Bax)异源二聚体来抑制凋亡。高水平Bcl-2蛋白表达伴随着Bax-Bax与Bcl-2-Bax比率的改变以及Bax-Bax同源二聚体与Bcl-2-Bax异源二聚体的竞争来实现。当Bax蛋白过表达时，Bax-Bax同源二聚体增多，从而对诱导凋亡的刺激更敏感。Bax作为P53的下游应答蛋白与Bcl-2、P53共同参细胞凋亡途径的调节。细胞凋亡如果发生障碍，就会引起细胞生长异常进而形成肿瘤，Bcl-2蛋白就是通过抑制细胞凋亡而参与了肿瘤发病过程。Bcl-2蛋白在唾液腺导管上皮细胞中检测到，可以抑制氧化剂诱导的凋亡，这说明它可能通过抗氧化作用来抑制细胞凋亡，Bcl-2抗甲萘醌对细胞凋亡有诱导作用。因此，Bcl-2相关蛋白间是否平衡对细胞凋亡起很重要的调控作用。

1.2 Bcl-2和慢性淋巴细胞白血病

恶性血液病的发展与Bcl-2蛋白过表达有很密切的关系，尤其是恶性淋巴瘤，淋巴瘤发生的病因是Bcl-2蛋白发生基因重排。慢性淋巴细胞白血病(CLL)是恶性淋巴增殖性疾病[5]，主要与疾病分期、分子遗传学改变和骨髓浸润组织特点等因素有关。CLL的治疗[6]和预后与其细胞过度增殖和凋亡受抑相关。Ki-67抗原仅在增殖细胞核表达，为细胞核抗原，其单克隆抗体可以用来检测细胞增殖活性。Bcl-2蛋白作为凋亡拮抗基因，淋巴造血系统肿瘤的临床特性与其蛋白产物密切相关。

将抗凋亡蛋白Bcl-2和增殖相关抗原Ki-67同时检测，来研究CLL中细胞凋亡相伴情况和疾病分期的关系，结果发现两者与患者性别、骨髓淋巴细胞数和外周血淋巴细胞计数无相关性。在以往研究中发现，非霍奇金淋巴瘤的恶性程度和预后与Ki-67和Bcl-2表达密切相关，其恶性程度的高低于Ki-67LI的高低表现一致。将CLL病例分为无症状组、治疗有反应组和耐药组等3组，结果发现Ki-67阳性率在耐药组中最高。证实含有12号染色体三体的CLL，其Ki-67阳性率明显较核型正常的CLL要高。CLL疾病进展期患者的体内Ki-67表达明显高于非进展期患者，但疾病进展与Bcl-2蛋白表达并无关联。研究人员认为病例有限并且入组病例观察时间短，所以Bcl-2蛋白表达差异是否有助于预后的评估尚无定论，这需要大量病例[7]研究来进一步确认。

2 以Bcl-2为靶点的药物

2.1 Venetoclax(ABT-199)

Bcl-2蛋白[8]位于线粒体膜、内质网膜和核膜上，在介导细胞凋亡的途径中起很关键的作用，具有离子通道和停靠蛋白双重功能。癌细胞通常用Bcl-2蛋白来抑制传统化疗的治疗效应，病人因而需要更大的化疗药物剂量，因而导致恶心和脱发等副作用。Venetoclax[9]是一种BCL-2抑制剂，由艾伯维开发，它是能够消除和减少癌细胞中Bcl-2水平的药物。它不会影响Bcl-XL-血小板形成必需的蛋白，使化疗能够对这些癌细胞作用，从而降低了药物的不良反应，见图1。

图1 Venetoclax

2016年4月，Venetoclax在美国由FDA批准上市，用于治疗非霍奇金淋巴瘤、弥漫性大B细胞淋巴瘤、小淋巴细胞淋巴瘤、多发性骨髓瘤和带有17p基因缺失突变且接受过至少一种治疗的慢性淋巴细胞白血病(CLL)[10]。Venetoclax只针对特定的患者（有独特染色体异常（17P缺失）的小部分慢性B淋巴细胞白血病患者），17p缺失的癌细胞丢掉了17号染色体的一部分，包括一个叫p53基因。p53的存在能极大提高细胞对药物的敏感度，所以17p缺失的癌细胞会变得对化疗不敏感，容易产生抗药性或者复发。所以传统的放化疗对于这类患者的治疗意义不明显，而Venetoclax的有效就在于它能特异地靶向BCL-2蛋白，在体内能抑制Bcl-2依赖的肿瘤生长，且不消耗人体血小板，在不到1年内连续获得3次突破疗法认定。Venetoclax为片剂，有10、50 mg和100 mg 3种规格。初始剂量为第一周每天1次，每次20 mg，然后经过一个每周剂量递增的方案(50、100、200、400 mg/d)，经5周达到每天400 mg的剂量。市场研究机构预测Venetoclax的销售额在2020年将达到14亿美元。

2.2 (-)-gossypol(AT-101)

AT101[11]是由密歇根大学，江苏亚盛医药开发有限公司和3S生物公司共同合作开发的一种新型Bcl-2抑制剂，用于肿瘤疾病的治疗。目前，在美国开展了慢性淋巴细胞白血病、非霍奇金淋巴瘤、激素抵抗性前列腺癌、非小细胞肺癌、食管肿瘤、小细胞肺癌、神经胶质瘤的二期临床实验，在中国开展了非小细胞肺癌二期临床实验，见图2。

图2 AT-101(Confidence level:1)

2.3 BCl-201(S-55746)

BCl-201(S-55746)是由瑞士诺华制药公司独立开发的Bcl-2抑制剂，目前在美国和欧洲开展了滤泡中心淋巴瘤和套细胞淋巴瘤的一期临床实验，见图3。

图3 BCL-201(Confidence level:5)

3 结语

在过去的20多年中，以细胞凋亡为靶点的药物一直是研究的热门，其中Bcl-2蛋白家族是非常重要的一类，关于Bcl-2靶点的相关药物研究已经取得了很大的进展。

Venetoclax在治疗慢性淋巴细胞白血病方面显示出了很好的疗效。它的成功上市掀起了BCl-2靶点研究的热潮。作为BCl-2靶点目前仅有的上市药物，其相关适应症的开发正在稳步推进。可以推断，在不久的将来，该药物也会在其它肿瘤领域获得突破。同时Venetoclax也可以和别的抗癌药联合使用。由于BCl-2对癌细胞生存很重要，即使单独使用Venetoclax不能直接杀死癌细胞，也会让癌细胞对其它药更加敏感。在一些多样性骨髓瘤模型里，Venetoclax单独使用的效果较差，但是与蛋白酶体抑制剂 “万珂”Velcade联用后，效果得到很大提高。这必将促使研究人员对BCL-2靶点进行更为深入的研究[12]。

Bcl-2蛋白抑制剂是近10年来的热点，随着BCl-2靶点研究的不断推进，将会有更多临床适应症被开发出来。随着越来越多的候选药物不断进入临床，必将为全人类的健康做出更大的贡献。