整合素阻斷劑抗腫瘤藥物研究的文獻(xiàn)綜述

整合素阻斷劑抗腫瘤藥物研究的文獻(xiàn)綜述整合素作為黏附分子，能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞-細(xì)胞、細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)〔extracellularmatrix，ECM〕間的黏附。整合素所介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞及ECM之間的互相作用影響腫瘤的發(fā)生、增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移到其他組織的能力。惡性轉(zhuǎn)化是腫瘤發(fā)生的初始步驟。細(xì)胞發(fā)生惡變時(shí)，細(xì)胞外表的整合素發(fā)生構(gòu)型或表達(dá)水平的改變，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，進(jìn)而影響細(xì)胞之間、細(xì)胞與ECM間的互相作用，并最終影響腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、存活、分化及凋亡。原位增殖是腫瘤發(fā)展的前提條件。FawziAoudjit等。由上可見(jiàn)，整合素在腫瘤整個(gè)發(fā)生、發(fā)展經(jīng)過(guò)中起側(cè)重要作用，以整合素為靶點(diǎn)的藥物研究已成為腫瘤治療的熱門(mén)之一。當(dāng)下的整合素靶向抗腫瘤藥物按作用機(jī)制重要分為如下幾類：抗腫瘤生長(zhǎng)類藥物、抗腫瘤轉(zhuǎn)移類藥物、抗血管生成類藥物。1?抗腫瘤生長(zhǎng)類整合素阻斷劑藥物1.1?去整合素去整合素〔disintegrins〕為一類源自于出血性蛇毒的抗黏附蛋白質(zhì)的總稱，因其可強(qiáng)力拮抗整合素而得名。關(guān)于去整合素功能的研究，國(guó)內(nèi)外已有的相關(guān)報(bào)道為：臺(tái)灣的rhodostomin和accutin、韓國(guó)的salmosin和saxatilin、美國(guó)的contortrostatin等，這幾種取自蛇毒的去整合素均有抑制血管新生、腫瘤轉(zhuǎn)移與抑制血小板聚集等成效。我們國(guó)家的研究人員從旅順白眉蝮蛇〔Gloydiusblomhoffibrevicaudus〕中提取的去整合素Adinbitor可通過(guò)抑制Akt相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的作用而抑制SSMC7721細(xì)胞增殖和遷移，并促進(jìn)其凋亡[6]。雖然去整合素獨(dú)特的構(gòu)造特征理論上能夠治療多種相關(guān)疾病，但從臨床治療考慮，還需要找到功能特異的去整合素。1.2?EtaracizumabEtaracizumab，又被稱為MEDI-522或Abegrin，由美國(guó)MedImmune公司研究開(kāi)發(fā)。它是將鼠抗人整合素v3單克隆抗體LM609進(jìn)行人源化而獲得。由于整合素v3在某些惡性腫瘤中高表達(dá)，如黑色素瘤、晚期神經(jīng)膠質(zhì)瘤和腎細(xì)胞癌，臨床前體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)結(jié)果etaracizumab可通過(guò)直接抑制黑色素瘤生長(zhǎng)和間接抑制血管新生起到良好的抑瘤效果。當(dāng)前正在進(jìn)行etaracizumab治療高轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的Ⅱ期臨床試驗(yàn)[7]。Etaracizumab還能直接作用于腫瘤細(xì)胞并通過(guò)抑制破骨細(xì)胞的黏附影響受損的骨質(zhì)吸收，到達(dá)有效減少骨轉(zhuǎn)移的作用[8]。1.3?VolociximabVolociximab是一種嵌合的單克隆抗體，由美國(guó)BiogenIdec公司研發(fā)。它能夠阻斷纖連蛋白與整合素51的結(jié)合，直接抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)，可以通過(guò)抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡間接起到腫瘤抑制效果。當(dāng)前volociximab的安全性評(píng)價(jià)、藥動(dòng)學(xué)和藥效學(xué)實(shí)驗(yàn)均已完成，正在進(jìn)行的Ⅱ期臨床試驗(yàn)顯示，volociximab對(duì)晚期卵巢癌患者呈現(xiàn)良好的安全性和耐受性[9]，對(duì)其治療多種實(shí)體瘤及與化藥聯(lián)用的效果的探尋求索正在進(jìn)行中[10]。見(jiàn)表1。2?抗腫瘤轉(zhuǎn)移類整合素阻斷劑藥物2.1?S247S247是含RGD序列的合成多肽。它是整合素v3阻斷劑，當(dāng)前正處于臨床前研究。BALB/c小鼠轉(zhuǎn)移模型顯示，S247能夠抑制結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移，并誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。體外實(shí)驗(yàn)顯示，S247可抑制HUVEC〔人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞〕生長(zhǎng)和集落構(gòu)成能力，并可抑制腫瘤細(xì)胞侵襲能力[11]。2.2?PSK1404PSK1404是整合素v3的非肽性拮抗劑，它能通過(guò)抑制破骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨質(zhì)吸收有效減少腫瘤骨轉(zhuǎn)移。由于MDA-MB-231細(xì)胞高表達(dá)整合素v3，乳腺癌細(xì)胞骨轉(zhuǎn)移模型中，PSK1404能有效抑制乳腺癌骨轉(zhuǎn)移，并減少骨組織毀壞和骨骼腫瘤負(fù)荷[12]。2.3?CNTO95CNTO95是完全人源化的且能夠辨別多個(gè)v整合素的單克隆抗體，它能阻斷整合素介導(dǎo)的細(xì)胞黏附和運(yùn)動(dòng)。體外研究表示清楚CNTO95能通過(guò)降低細(xì)胞與vitronectin〔玻連蛋白〕的粘附能力抑制腫瘤細(xì)胞的侵襲能力，人工乳腺癌轉(zhuǎn)移模型顯示CNTO95能顯著抑制MDA-MB-231細(xì)胞肺轉(zhuǎn)移[13]。Ⅱ期臨床試驗(yàn)治療晚期黑色素瘤也表現(xiàn)出良好的安全性[14]。2.4?ATN-161ATN-161是不含有RGD序列的整合素抑制多肽，它能夠與多種整合素的亞基結(jié)合，在多個(gè)臨床前研究模型中顯示出良好的抗腫瘤活性。體外試驗(yàn)顯示，ATN-161能抑制乳腺癌生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。在結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移的小鼠模型研究中發(fā)現(xiàn)，較其他單一療法，使用ATN-161與氟尿嘧啶〔fluorouracil〕聯(lián)合治療能明顯減少腫瘤負(fù)荷和肝轉(zhuǎn)移[8]。I期臨床試驗(yàn)中，ATN-161抗腫瘤效果、耐受性及安全性均良好。當(dāng)前，ATN-161正處于Ⅱ期臨床研究階段[15]。見(jiàn)表2。3?抗血管生成類整合素阻斷劑藥物血管新生在腫瘤的發(fā)展尤其是轉(zhuǎn)移經(jīng)過(guò)中至關(guān)主要，抗血管生成療法已成為腫瘤治療的熱門(mén)之一。血管生成類抑制劑十分是內(nèi)源性多肽，由于特異性強(qiáng)、安全性好、副作用小以及固相合成多肽技術(shù)的成熟而顯示出良好的應(yīng)用前景。3.1?CilengitideCilengitide〔EMD121974〕是環(huán)狀含RGD序列的五肽，由EMD/MerckKGaA公司研究開(kāi)發(fā)[16]。它是整合素v3和v5抑制劑，臨床前實(shí)驗(yàn)證明可抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移。Ⅱ期臨床治療多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤顯示，無(wú)論是單一治療還是與其它方法結(jié)合，Cilengitide抗腫瘤效果顯著且安全性好。正在進(jìn)行的治療非小細(xì)胞肺癌和頭頸部鱗狀細(xì)胞癌的Ⅱ期臨床試驗(yàn)也表現(xiàn)出良好的安全性。Ⅲ期臨床試驗(yàn)也正在進(jìn)行中，但還未見(jiàn)數(shù)據(jù)報(bào)道?；诹己玫乃幮Ш桶踩?，Cilengitide必將得到廣泛的應(yīng)用。3.2?TumstatinTumstatin是來(lái)自Ⅳ型膠原的非膠原構(gòu)造域的28kD的片段，它的作用靶點(diǎn)是整合素v3。Tumstatin已被證明具有抗血管生成的活性，而且與貝伐單抗聯(lián)用比單獨(dú)使用時(shí)，對(duì)人腎細(xì)胞癌移植瘤顯示出更好的抗腫瘤效果[17]。Tumstatin應(yīng)用于人喉鱗狀細(xì)胞癌也顯示出顯著的抗腫瘤效果，治療組腫瘤組織壞死增加，血管密度顯著降低[18]。當(dāng)前，Tumstatin仍處于臨床前研究階段。YSNS基序是Tumstatin中影響其生物活性的主要部分，YSNSG是在YSNS殘基加上-轉(zhuǎn)角構(gòu)成的穩(wěn)定環(huán)肽，作用靶點(diǎn)是整合素1。它在體外能夠抑制內(nèi)皮細(xì)胞及黑色素瘤細(xì)胞黏附和遷移，體內(nèi)黑鼠黑色素瘤移植模型結(jié)果顯示YSNSG可抑制腫瘤生長(zhǎng)和血管新生[19]。YSNSG比tumstatin分子量小，構(gòu)造穩(wěn)定且活性好，有著宏大的應(yīng)用前景。3.3?PentastatinPentastatin來(lái)源于Ⅳ型膠原，作用靶點(diǎn)是整合素v3和v1，能顯著抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移。裸鼠人乳腺癌和小細(xì)胞肺癌移植瘤模型結(jié)果也表示清楚，Pentastatin可顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)，降低腫瘤血管密度[20]。Pentastatin是利用生物信息學(xué)方法分析血管生成抑制劑的同源性序列，挑選候選化合物而得到[21]。3.4?其他血管生成抑制劑還有很多整合素阻斷劑處于臨床前研究階段，并具有廣闊的應(yīng)用前景。例如，含RGD的多肽HM-3和EDSM-Y，作用靶點(diǎn)為整合素v3。含RGD-4C的多肽AP25，作用靶點(diǎn)為整合素v3和51。這三種多肽在體內(nèi)外試驗(yàn)中都表現(xiàn)出顯著的抗血管生成和抗腫瘤活性，且安全性好，毒副作用小。研究表示清楚，這三種多肽均能顯著抑制人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞〔HUVEC〕的遷移和管狀構(gòu)造的構(gòu)成，且能抑制大鼠動(dòng)脈環(huán)培養(yǎng)經(jīng)過(guò)中毛細(xì)血管樣管狀構(gòu)造的構(gòu)成和雞胚尿囊膜〔CAM〕的血管增生。在小鼠移植瘤模型中，它們均能有效抑制腫瘤生長(zhǎng)，且與紫杉醇、順鉑等化療藥物相比細(xì)胞毒性明顯減小。免疫組織化學(xué)結(jié)果表示清楚，治療組小鼠腫瘤組織出現(xiàn)大面積壞死，與對(duì)照組相比血管密度也明顯降低[22-23]。當(dāng)前，HM-3已完成所有的臨床前研究，正在申報(bào)臨床研究；EDSM-Y和AP25的臨床前研究也在系統(tǒng)地進(jìn)行中。另外，將HM-3用不同分子量的聚乙二醇〔PEG〕修飾后得到的PEG修飾的HM-3，在保留其原有抗血管生成活性的基礎(chǔ)上大大延長(zhǎng)了體內(nèi)半衰期，使其抗腫瘤效果得到了進(jìn)一步提升。相對(duì)于修飾前的HM-3，PEG〔20k〕-HM-3的體內(nèi)半衰期延長(zhǎng)了40余倍[24-26]。見(jiàn)表3。4?以整合素為靶點(diǎn)的其他抗腫瘤藥物及療法4.1?化學(xué)藥物的靶向化腫瘤化療固然具有一定療效，但化學(xué)藥物細(xì)胞毒性大，易產(chǎn)生耐藥性，會(huì)引起腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移，給腫瘤患者帶來(lái)極大的痛苦。某些抗腫瘤藥物偶聯(lián)上RGD肽，通過(guò)與腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞外表上的整合素v3的特異性結(jié)合，到達(dá)腫瘤靶向給藥的目的，既減少了用藥量，也大大降低了副作用。Cao等[27]對(duì)偶聯(lián)上RGD的紫杉醇的研究表示清楚，與紫杉醇相比，偶聯(lián)上RGD的紫杉醇也能顯著地抑制腫瘤細(xì)胞增殖，但副作用大大減小。4.2?以整合素為靶點(diǎn)的中藥研究很多活血化瘀中藥及其有效成分均具有抗腫瘤轉(zhuǎn)移的作用，如川芎嗪、丹參素和隱丹參酮等，它們都是通過(guò)靶向整合從來(lái)發(fā)揮作用的。這提示：以整合素為靶點(diǎn)結(jié)合新藥挑選技術(shù)，對(duì)活血化瘀中藥進(jìn)行抗腫瘤體內(nèi)外活性挑選，有利于開(kāi)發(fā)具有自立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的抗腫瘤中藥。開(kāi)展以整合素為靶點(diǎn)的中藥研究，對(duì)豐富發(fā)展我們國(guó)家的藥理論具有特別主要的意義[28]。4.3?整合素介導(dǎo)的基因治療從分子生物學(xué)的角度，惡性腫瘤的發(fā)生是某些基因突變使細(xì)胞生長(zhǎng)失控所致，因而基因治療是腫瘤治療的最根本方法。將整合素作為基因治療的靶點(diǎn)，針對(duì)整合素亞基設(shè)計(jì)特異性反義寡核苷酸降低腫瘤細(xì)胞相應(yīng)的整合素表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)整合素介導(dǎo)的生物學(xué)作用，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。同時(shí)，反義寡核苷酸還能加強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的化療敏感性。整合素介導(dǎo)的基因治療是近年來(lái)腫瘤治療的熱門(mén)之一。4.4?整合素介導(dǎo)的其他治療某些整合素在正常的內(nèi)皮細(xì)胞不表達(dá)或者表達(dá)量少，在腫瘤細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)明顯升高。因而，可將整合素作為腫瘤的特異性標(biāo)記物。將整合素配體與細(xì)胞毒素等連接后，可使細(xì)胞毒素直接靶向到腫瘤部位。用異基因的血管內(nèi)皮細(xì)胞疫苗打破機(jī)體對(duì)本身血管內(nèi)皮細(xì)胞的免疫耐受，誘導(dǎo)抗本身腫瘤血管的免疫反應(yīng)，可毀壞腫瘤新生血管，抑制腫瘤生長(zhǎng)。能夠設(shè)想將以上兩種方法結(jié)合，利用整合素配合疫苗，可誘導(dǎo)機(jī)體對(duì)本身腫瘤的自動(dòng)免疫應(yīng)答，發(fā)揮預(yù)防和抗腫瘤的雙重作用[29]。5?結(jié)論作為細(xì)胞間及細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的橋梁，整合素在血管生成和腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)化、生長(zhǎng)、侵襲、轉(zhuǎn)移及凋亡經(jīng)過(guò)中起主要作用，為治療腫瘤提供了新思路。本資料將整合素阻斷劑類抗腫瘤藥物分為抗腫瘤生長(zhǎng)類藥物、抗腫瘤轉(zhuǎn)移類藥物、抗血管生成類藥物，只是按其重要作用機(jī)制簡(jiǎn)單的劃分。事實(shí)上，一種整合素阻斷劑往往具有多方面的抗腫瘤作用，這也是以整合素為靶點(diǎn)進(jìn)行抗腫瘤治療的主要原因之一。理論上以整合素為靶點(diǎn)抗血管生成治療腫瘤即可抑制血管生成，又可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，但由于整合素的種類繁多，互相關(guān)系撲朔迷離，其確切機(jī)制有待進(jìn)一步的研究，這在一定水平上也給整合素靶向治療帶來(lái)了挑戰(zhàn)。研究表示清楚，欠妥劑量的整合素抑制劑可能會(huì)打破機(jī)體平衡而顯示出相反的作用。因而，在對(duì)整合素阻斷劑類抗腫瘤藥物進(jìn)行臨床前或臨床藥效學(xué)試驗(yàn)中，一定要進(jìn)行大量、系統(tǒng)的試驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，在有效劑量范圍內(nèi)，正確使用此類藥物能力到達(dá)最佳治療效果，充足發(fā)揮此類藥物的抗腫瘤活性?？上驳氖?，Xu等[30]已在臨床前研究發(fā)現(xiàn)，有效劑量下的RGD修飾多肽HM-3具有顯著的抗腫瘤活性，而超越有效劑量或過(guò)高劑量的HM-3則會(huì)促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。這個(gè)發(fā)現(xiàn)為整合素阻斷劑抗腫瘤藥物的應(yīng)用奠定了主要的理論基礎(chǔ)。因而，要利用整合素進(jìn)行靶向抗腫瘤治療，需留意下面幾點(diǎn)：〔1〕合理設(shè)置用藥劑量和臨床給藥方案；〔2〕進(jìn)一步弄清楚整合素與血管生成及腫瘤之間的關(guān)系，為整合素靶向抗腫瘤藥物的研發(fā)及臨床應(yīng)用提供理論根據(jù)。[以下為參考文獻(xiàn)][1]FawziAoudjit，KristiinaVuori.Integrinsignalingincancercellsurvivalandchemoresistance[J].ChemotherapyResearchandPractice，2012〔2012〕：1-16.[2]ElenaI.Deryugina，Jamesmetalloproteinasesandtumormetastasis[J].CancerandMetastasisReviews，2006，25〔1〕：9-34.[3]LaubliH，Borsiginspromotetumormetastasis[J].SeminCancerBiol，2010，20〔3〕：169-177..Angiogenesis，2009，12〔2〕：177-185.[5]Chun-YungHuang，Chi-MingLiang，Chiao