肿瘤新生血管生成抑制剂的研究进展

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<br/>原发肿瘤的生长和转移依赖于源自既存血管新生血管的生成，这个过程叫做血管生成(angiogenesis)。肿瘤既可通过肿瘤血管从宿主获取营养和氧气，又可通过肿瘤血管源源不断地向宿主输送转移细胞，并在机体的其他部位继续生长和诱导血管形成，导致肿瘤转移。因此，肿瘤的血管系统已成为一个崭新的、有希望的抗肿瘤治疗靶点。人们已致力于开发和研究破坏或抑制血管生成，有效地阻止肿瘤生长和转移的药物，这类药物称为肿瘤血管生成抑制剂(tumor angiogenesi inhibitor,TAI)。TAI通过切断肿瘤赖以生长和转移的营养来源和迁移通道，具有许多优势：①治疗发生时，血管形成已被启动，故TAI治疗具有良好的特异性。②血管内皮 <br/>细胞暴露于血流中，药物能直接发挥作用，故剂量小、疗效高。③内皮细胞基因表达相对稳定，不易产生耐药性。③肿瘤血管内皮细胞的增殖速度较正常血管内皮细胞快许多倍，故TAI对正常组织毒性极小。近年来，这类抑制剂的研究已取得进展，可望在21世纪初成为一类崭新的、有希望的抗肿瘤治疗药物。 <br/><br/>TAI大致可分为5大类，目前已有大约20余种TAI分别进入Ⅰ～Ⅲ期临床试验，见表1。 <br/><br/><br/>表1 正在进行抗肿瘤临床研究的血管生成抑制剂 <br/>------------------------------------------------------ <br/>化合物/作用机制 研究阶段 研究单位 <br/>------------------------------------------------------ <br/>1.抑制基底膜降解的药物 <br/>marimastat(MMPI) 临床Ⅲ期 BritishBiotech <br/>AG3340(MMPI) 临床Ⅲ期 Agouron <br/>Neovastat(MMPI) 临床Ⅲ期 Aeterna <br/>COL-3(MMPI) 临床Ⅰ期 Collagenex <br/>BMS-275291(MMPI) 临床Ⅰ期 Bristol-Myers <br/><br/>2.直接抑制内皮细胞的药物 <br/>TNP470/抑制内皮细胞增殖 临床Ⅱ期 TAPPharmaceut <br/>Thialidomide 临床Ⅱ期 Celgene <br/>Squalamine/抑制H/Na交换 临床Ⅱ期 Magainin <br/>A-4Prodrug/诱导内皮细 临床Ⅱ期 Boston <br/>胞凋亡 <br/>endostatin/抑制内皮细 临床Ⅰ期 EntreMed/BMS <br/>胞增殖 <br/>3.抑制血管生长因子活化的药物 <br/><br/>VEGF单克隆抗体 临床Ⅰ/Ⅱ期 Genentech <br/>SU-5416/阻滞VEGF受 临床Ⅰ/Ⅲ期 Sugen <br/>体信号 <br/>SU-6668/阻滞VEGF、 临床Ⅰ期 Sugen <br/>FGF、EGF受体信号 <br/>IFN-α/抑制bFGF， 临床Ⅱ/Ⅲ期 Commerci ally <br/>VEGF产生 <br/><br/>4.抑制内皮细胞特异性整合素/生存信号的药物 <br/><br/>EMD121974，αVβ小 临床Ⅰ期 Merck KCgaA <br/>分子拮抗剂 <br/><br/>5.其他 <br/><br/>羧基氨咪唑，抑制钙内流 临床Ⅰ/Ⅱ期 NCI <br/>IM862 临床Ⅰ/Ⅲ期 Cytran <br/>IL-12，上调IFN-γ，IP10 临床Ⅰ/Ⅱ期 Genetics <br/>------------------------------------------------------ <br/><br/>近年来，我国的科研工作者也开始进行TAI的寻找和研究工作，取得了一些进展。如中国科学院上海药物研究所建立了TAI筛选研究的相关模型，发现来源于天然物的新化合物PAA和DYB等有明显的抗血管形成作用，这些化合物也具有较强的抗肿瘤活性。中国医学科学院生物技术研究所发现一株链霉菌产生的大分子肽类抗癌抗生素C1027和一株放线菌产生的小分子6011W-A具有很强的抑制血管生成活性。国内还有多家企业正在进行基因重组endostatin的临床前研究开发工作，其中有的已解决了一些关键问题，取得了很快的进展。我国国家重点基础研究发展规划项目(973)的《重要疾病创新药物先导结构的发现与优化》项目将肿瘤血管生成抑制剂先导结构的发现与优化作为重要研究内容。但是，从总体上说，我国对TAI的研究才 <br/>刚刚起步，与发达国家相比，无论在基础研究还是在应用开发方面有较大距离，目前尚无TAI进入临床研究。在此，重点介绍一些正在进行临床试验研究、并取得较理想疗效的血管生成抑制剂。 <br/><br/>1、marimastat <br/><br/>marimastat是第一个进行临床试验、并具有选择性的MMPs抑制剂，对MMP1、MMP2、MMP3、MMP7和MMP9的抑制作用较强，IC50分别为5.0、6.0、200、16和3.0nmol·L-1。marimastat具有良好的生物利用度。临床前研究显示：marimastat能抑制人卵巢癌、乳腺癌和结肠癌移植瘤的生长和转移。Ⅰ/Ⅱ期临床试验用于晚期癌症患者，患者逐步加量口服使用，显示抗肿瘤活性。用于晚期不能手术切除的胰腺癌和晚期激素不敏感的前列腺癌患者，marimastat 10mg、tid、毒性很小。该药Ⅲ期临床试验用于治疗非小细胞肺癌、小细胞肺癌和乳腺癌转移。 <br/><br/>2、Bay 12-9566 <br/><br/>Bay 12-9566对MMP1、MMP2、MMP3和MMP9均有抑制作用。Bay 12-9566能抑制肿瘤细胞的侵袭、内皮细胞的迁移和新生血管生成(IC50=0.91μmol·L-1；对B16黑色素瘤、Lewis肺癌、HCT-116人结肠癌、MDA-MB-435人乳腺癌等有明显抑制作用。Ⅰ期临床用于90例晚期实体癌患者，显示抗肿瘤活性；其中11例患者病情稳定超过4个月，3例超过7个月。该药Ⅲ期临床试验治疗小细胞肺癌、非小细胞肺癌和晚期膀胱癌。但在进行小细胞肺癌Ⅲ期临床试验时发现Bay 12-9566没有预期结果，从而停止了该药的研究开发。初步认为该类药物无抗肿瘤活性，而小细胞肺癌进展极快，因此，只有早期用药才有可能达到临床疗效。 <br/><br/>3、AG3340 <br/><br/>该药是一种新的MMP合成抑制剂，其相对分子质量较小(Mr423.5)，对MMP1、MMP2、MMP3、MMP7和MMP9的抑制作用很强，IC50分别为8.3、0.05、0.03、54.0和0.26nmol·L-1。AG3340具脂溶性，能穿过血脑屏障。AG3340口服或腹腔注射有广泛的抗肿瘤活性，对B16黑色素瘤、Lewis肺癌、人结肠癌及人胰腺癌裸小鼠移植瘤等有明显抑制作用。AG3340也能明显抑制人恶性胶质瘤裸小鼠移植瘤的生长和转移。抑瘤率达78%；生存时间从对照组的31d延长到71d。AG3340的作用机制可能与其抑制肿瘤新生血管生成、细胞增殖、肿瘤转移和诱导肿瘤细胞凋亡有关。AG3340Ⅰ/Ⅱ期临床试验已取得可喜的结果，Ⅲ期临床试验用于治疗非小细胞肺癌复发和转移、前列腺癌转移和多形性胶质母细胞瘤。 <br/><br/>4、angiostatin <br/><br/>angiostatin是纤溶酶原的一个蛋白片段，是一个较强的血管生成和内皮细胞迁移、增殖抑制剂。其作用可能与其能特异性地作用于ATP合成酶的α/β亚单位有关。系统地运用angiostatin能阻断人癌裸小鼠移植瘤的血管生成和肿瘤转移。angiostatin体内治疗时使凋亡和肿瘤细胞增生到一个平衡，因而限制转移，使之处于仅镜下可见的休眠状态。体内剂量为100mg·kg-1也没有观察到毒性。所以angiostatin是一个有前途的药物，能长期应用来抑制肿瘤的生长和转移。angiostatin的重组片段已完成，即将应用于临床研究。 <br/><br/>5、endostatin <br/><br/>endostatin抑制内皮细胞增生和抗血管生成活性比angiostatin强。endostatin在体内对肿瘤细胞无抑制活性，体内能抑制原发癌和转移癌的生长；持久使用endostatin就能使原发肿瘤消退，并抑制肿瘤的复发，1999年9月FDA批准endostatin进行顽固性实体瘤的Ⅰ期临床试验。Yokoyama等发现angiostatin和endostatin合用治疗裸小鼠卵巢癌移植瘤，较二者单用效果好，无不良反应，建议将二者合用进行临床试验。目前，国内多家公司已能较好地解决其溶解性，正在进行临床前研究。 <br/><br/>6、TNP-470 <br/><br/>TNP-470是烟曲霉素(fumagillin)的半合成类似物，抑制内皮细胞的增殖、游走及血管形成的作用较后者更强，毒性也低。TNP-470不是特异性地作用于内皮细胞，对人乳腺癌、前列腺癌和神经鞘肿瘤细胞都有抑制生长的作用，有趣的是除了阻止成纤维细胞的生长外，对其他正常体细胞都没有影响。TNP-470还能抑制很多肿瘤的转移。因此现已进入临床Ⅱ期试验；包括老年晚期实体瘤和淋巴瘤、急性白血病等。其作用机制为抑制细胞DNA的合成，从而阻止细胞进入G1期。最近文献报道，TNP-470的作用与其增强机体的免疫功能有关；TNP-470也能明显下调新生血管 <br/>生成促进因子angiopoietin-1基因的表达。 <br/><br/>7、thalidomide <br/>thalidomide是一个强致畸剂，在20世纪中叶曾给人类带来了巨大的 <br/>灾难；但1994的却发现了它的一个特异性作用——抗血管生成。thalidomide及其类似物EM-12可明显抑制bFGF诱发的免角膜新生血管生成，其作用可能与其抑制新生血管生成因子VEGF、bFGF及调控TNF-a活性有关。thalidomideⅡ期临床试验治疗卵巢癌19例，肾癌18例，乳腺癌12例，黑色素瘤17例，口服100mg·d-1，持续6个月。其中，以肾癌患者的疗效最好，18例中3例的病情稳定，18例的病情部分缓解；其他类型肿瘤患者无明显缩小，但睡眠和食欲明显改善；所有患者未发生严重毒性反应。Ⅲ期临床试验用于治疗非小细胞性肺癌和非转移性前列腺癌已经开始。 <br/><br/>8、角鲨胺 <br/><br/>角鲨胺(squalamine)是一种氨基甾醇类的血管生成抑制剂，它通过选择性地抑制H+/Na+交换发挥其抗血管生成作用。squalamine在体外对肿瘤细胞无毒性，但可增加顺铂的抗肿瘤作用，明显抑制肿瘤新生血管生成。因此，现正进行squalamine加铂类抗肿瘤药物治疗非小细胞肺癌、卵巢癌等的Ⅱ期临床试验。 <br/><br/>9、SU5416 <br/><br/>VEGF是最重要的新生血管生成促进因子，研究显示VEGF抗体治疗实体瘤已取得显著疗效。SU5416是一个特异性抑制VEGF受体2的小分子抑制剂。在裸小鼠神经原性肉瘤转移瘤实验中，SU5416抑制肿瘤生长达54.8%；该作用与其减少肿瘤血管生成，从而抑制肿瘤细胞增殖、促进肿瘤细胞凋亡有关。SU5416Ⅱ期临床试验治疗kaposi’s肉瘤和多发性胶质瘤，Ⅲ期临床试验用于治疗转移性结肠癌。 <br/><br/>10、α-2a干扰素(IFNα-2a) <br/><br/>IFNα-2a体外抑制内皮细胞游走，体内抑制淋巴细胞诱导的血管生成。其抑制血管生成可能通过下调bFGF转录。临床研究显示：用IFNα-2a成功治疗后，尿中bFGF水平下降，严重血管瘤的婴幼儿用了IFNα-2a后，90%的患者肿瘤消退，且毒性比成人低。长期应用IFNα-2a可致肺血管瘤消退。Ⅱ期临床试验应用IFNα-2a加白介素-2治疗晚期转移性黑色素瘤患者21例，1/3患者的软组织转移得到控制，生存期明显延长。治疗小孩严重血管瘤的Ⅱ/Ⅲ期临床试验正在进行。 <br/><br/>11、碳氧氨咪唑(CAI) <br/><br/>CAI是一种非压力依赖性的钙介导的细胞信号转导抑制剂，能阻断配体激活的钙离子的流入以及释放第二信使花生四烯酸和肌酸多聚磷酸盐，从而改变包括内皮细胞在内的多种细胞的生物学行为，如运动、侵袭、酶解和构建血管等，在体内外抑制血管生成。CAI口服利用度好、毒性好。49例晚期肿瘤患者经CAI治疗后，49%患者的病情得到稳定和改善。1999年Ⅱ期临床试验治疗雄激素非依赖性前列腺癌15例，无临床效果；但有27%的患者血VEGF水平下降。现Ⅱ期临床试验治疗膀胱癌和 <br/>晚期肾细胞癌，CAI与紫杉醇等合用疗效性。 <br/><br/>12、白介素-12(IL-12) <br/><br/>IL-12对小鼠B16黑色素瘤、Lewis肺癌和肾癌有抗癌的抗转移活性，能通过免疫介导杀伤肿瘤细胞，并有较强的抗血管生成活性。IL-12的抗血管活性是通过诱导IFN-γ，上调产生IP-10。IP-10是一种CXC-化学因子，在体内能有效地抑制血管生成，并能介导肿瘤坏死。IL-12注射治疗肾癌患者，采用逐步增加剂量的方法安全有效。治疗后发现患者的外周血单位核细胞IFN-γ和-10明显增加。Ⅰ期临床试验用IL-12基因治疗，直接瘤内注射50%以上复发的黑色素瘤患者肿瘤缩小。IL-12与TNP-470联合应用疗效更高。现Ⅰ/Ⅱ期临床试验治疗Kaposi’s肉瘤，IL-12基因治疗复发性头、颈部鳞癌。 <br/><br/>随着新的血管生成抑制剂不断地从实验室进入临床治疗肿瘤，既给肿瘤患者带来了新的希望，也对肿瘤化疗学家提出新的挑战：①因为肿瘤的异质性和肿瘤释放的血管形成促进因子的多样性，不可能有任何一种TAI能有效地治疗所有肿瘤。②肿瘤晚期将释放大量的血管形成促进因子，因而，要获得理想的疗效，应尽可能早期用药。③内皮细胞的多样性也将影响TAI的临床疗效。④患者长期应用TAI，可能出现意外的毒性反应；另外，外伤、儿童和孕妇肿瘤患者应用TAI时受到限制。⑤ <br/>肿瘤的发生发展机制极其复杂，单用某一类药物难以获得理想的疗效；所以使用TAI，并联合其他药物的疗效，将是抗肿瘤治疗的理想方案。

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