一、 HerceptinTM ——以酪氨酸激酶受体HER2/neu作为乳腺癌治疗的靶点 Herceptin(主要成分Trastuzumab是针对HER2/neu蛋白设计的人源人鼠抗体,由美国 旧金山基因技术公司(Genentech Inc)和罗氏药厂(Roche)联合研究和生产。Herceptin是通过基因工程方法将非特异性的人IgG的稳定区与鼠的抗HER2/neu蛋白IgG的抗原决定簇嵌合在一起获得的,它不仅对HER-2受体有高度亲和力,同时还解决了鼠源性抗体应用于人体的免疫源性问题,能减少人体现人抗体(human antimouse antibody, HAMA)的产生,以避免被网状内皮系统清除,因而成功应用于临床。 体内外研究结果表明,Herceptin能显著抑制HER2/neu过度表达的乳腺癌细胞的增殖, 但对无HER2/neu过度表达的乳腺癌细胞无此作用。Herceptin可抑HER2/neu抑蛋白与EGFR家族的其它成员发生交联形成异质二聚体,并可介导HER-2/neu受体的内吞降解从而减少其细胞表面密度,进而减弱细胞生长信号的传递,抑制肿瘤进一步生长;同时它还通过其IgG1 Fc段与人类免疫细胞相互作用而发挥抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(antibody – dependent cell-mediated cytotoxicity ADCC)。 Herceptin与多种化疗药物有相加或协同作用。Herceptin能明显增强顺铂、紫杉醇、阿霉素、环磷酰胺、噻替派、足叶乙甙、氨甲喋呤和长春新碱的抗肿瘤作用。另外,Herceptin还可增加HER-2/neu过度表达肿瘤细胞和存活率以及生活质量来看,联合化疗组均优于单纯化疗治疗。 从安全性角度来说,Herceptin的单药耐受性和用药依从性良好,很少出现 化疗药物的典型毒性反应。首次输注时常出现的副作用包括发热、寒战、呕吐、头痛等,这些症状常于1-2小时内消失,继续治疗发生率显著减少。Herceptin治疗过程中最严重的不良反应是心脏功能障碍,发生率小于5%。 基于以上的研究结果,1998年Herceptin被美国FDA批准与紫杉醇联用作为一线治疗方案用于HER2/neu过表达的转移性乳腺癌的治疗;或是作为单药用于治疗至少已经过一个周期化疗的HER2/neu过表达的转移性乳腺癌。在中国,Herceptin已进行了临床试验,并被中国国家药口监督管理局批准作为新药上市,在中国市场名译为赫赛汀。 二、 GleevecTM ——酪氨酸激酶抑制剂发展中的里程碑 瑞士诺化(Novatis)公司研制的Gleevec(imatinib mesylate也称STI-571),分子式为C29H31N70,属苯胺喹唑啉类化合物,是根据结构一活性关系设计的针对酪氨酸激酶Bcr-Abl的一种特异性抑制剂。Gleevec与Abl蛋白的晶体模型有很好的契合性,Gleevec占据了Abl蛋白激酶区的ATP口袋,阻谒ATP与Abl的结合,从而抑制其激酶活性,阻断其下游信号的转导。 Gleevec对Abl、PDGFR、c-Kit的酪氨酸激酶 有很强的选择性抑制作用,而对丝/苏氨酸激酶和其他酷氨酸激酶如EGFR、VEGFR2/KDR、VEGFR1/Flt-1、c-Src、c-Met等的抑制活性都很低或没。与Gleevec选择性地抑制酷氨酸激酶的作用相对应,Gleevec能选择性抑制Bcr-Abl阳性的CML和ALL细胞的增殖,而对Gleevec选择性阴性的ALL细胞和CML细胞的生长无抑制作用。体内实验也证实了Gleevec的选择性抗白血病活性。 Gleevec的临床研究首先在干扰素治疗失败的ph+CML慢性期患者中展开,这些患乾的血液和骨髓瘤细胞均低于15%,研究结果表明,在日剂量≥300mg的情况下,98%患者可见血液学完全缓解,13%细胞遗传学完全缓解(费城染色体消失),大约31%可见主要细胞遗传学缓解(35%费城染色体)。随后,试验对象扩大到急变期的CML患者,以及复发或难治性Ph+的ALL患者,也取得了较好的的疗效。 Gleevec的毒性都很低,最常见的副作用包括恶心、呕吐、腹泻、肌痛及眶周围水肿;较少见的副作用包括皮疹和周围性水肿。骨髓抑制的副作用也曾也现,主要是在加速期和急变期的CML中出现,约10-20%的患者出现Ⅲ/Ⅳ级的血细胞减少症。这种骨髓抑制可能与多数Ph+患者中促血细胞生成作用受到抑制相关。 尽管Gleevec治疗CML早期患者具有很好的疗效,但是一些中晚期患者对药物产生了耐药性,导致治疗无效升复发。研究发现,50%疾病的复发与Bcr-Abl激酶区发生点公安厅变相关;三分之一疾病的复发与Bcr-Abl基因的扩增及激酶的过表达相关;另外,患者体内α1酸性糖蛋白(alpha I acib glycoprotein, AGP)能够结合并抑制Gleevec,也可能是产生耐药的一个新机制。因而,Gleevec耐药性的发现虽然使利用该药物治疗CML受到新的挑战,但也同时确证了Bcr-Abl酪氨酸激酶是一个理想的治疗CML的作用靶点。耐药性问题可有待于新的Bcr-Abl激酶抑制剂的发现,与Gleevec合并用药以得到解决。 Gleevec在CML上的成很快延伸至GIST的治疗。GIST来源于间质细胞,大多数GIST是由c-Kit的磷酸化以及细胞的生长有明显的抑制作用。临床试验中,Gleevec表现出了对GIST的良好疗效。2002年2月,美国FDA批准Gleevec用于胃肠基质瘤的治疗。另外,Gleevec在对小细胞肺癌(c-Kit基因异常)、慢性粒单核细胞白血病(与Tel-PDGFR融合蛋白相关)以及胶质母细胞瘤(存在着PDGF及其受体的自分泌生长环路)的治疗中也初步表现出了良好的疗效。进一步的研究工作正在进行之中。 Gleevec是第一个在了解癌症的病因后合理设计开发,并取得了显著成效的肿瘤治疗药物,它的开发成功不仅是酪氨酸激酶抑制剂发展中的里程碑,更可以说是癌症治疗的一个理程碑。 三、 以EGFR及其突变体为靶点的肿瘤治疗 1983年,Mendelsohn等发现用EGFR单克隆抗体阻断配体与受体的结合,可阻EGFR受体的激活,进而导致细胞增殖受阻,从而提出假说;阻断EGFR受体激活将是十分有前景的抗肿瘤方案。近年来,随着对EGFR异常与肿瘤相关研究的不断深入,EGFR已成为非常重要和有价值的抗肿瘤靶点。一系列小分子EGFR抑制剂,特异性的EGFR的单克性抗体在临床前研究阶段表现出了很强的酪氨酸激酶抑制活性和体内外抑瘤活性;其中数个已进入临床研究并表现出了良好的疗交,在此主要介绍已进入Ⅲ期临床研究的EGFR的单克隆抗体ErbituxTM (Cetuximab, 又名IMC-C225)和EGFR的小分子抑制剂InessaTM (ZD1839)和TarcevaTM(OSI-774)。 1、 IMC-C225(又名Cetuximab, ErbituxTM) IMC-C225,商品名为Erbitux,是Imclone公司研发的针对EGFR的人源化人鼠嵌合性单 克隆抗体。目前已进入III期临床阶段。 体外研究资料表明,IMC-C225与EGFR有很强的亲和力,Kd=0.39Nm ,它可阻断EGF 诱导的EGFR的磷酸化,另外,IMC-C225可促发EGFR受体的内吞降解从而减少其细表面密度,进而减弱细胞生长信号的传递,这有助于它对肿瘤生长的抑制作用。体内研究资料表明,IMC-C225可抑制前列腺癌、结肠癌、肾细胞癌等裸小鼠移植瘤的生长。此外,IMC-C225还有新生血管抑制作用。 IMC-C225与多种化疗药物有相加或协同作用。IMC-C225明显增强紫杉醇、吉西他滨、拓朴替康在体内的抗肿瘤作用;在人前列腺癌、移行性膀胱癌的原位移植瘤模型上,吉西他滨、紫杉醇可增强IMC-C225的新生血管抑制作用。另外,IMC-C225可增强肿瘤细胞的放疗敏感性。 IMC-C225的II期临床试验在转移性肾细胞癌、头颈癌、恶性胰腺癌、结肠癌患者中进行。研究结果表明,IMC-C225单药或与放疗、化疗联合治疗EGFR高表达的肿瘤具有显著的疗效。 IMC-C225的单药物耐受性好,毒性很低,最常见的副作用包括皮肤潮红、痤疮样皮疹、发热、寒战、无力,瞬间的转氨酶 的升高,恶心等。较严重的副反应(3-4及)包括腹泻、呼吸因难、类过敏性的反应。 III期临床试验已评价了IMC-C225与顺铂联合冶疗头颈癌患者的效果,试验已经结束,结果尚未公布。 2、 ZD1839(IressaTM) ZD1839,商品名为Iressa,是AstraZeneca公司研发的口服的EGFR酪氨酸激酶抑制剂, 结构为4-(3-氯-4-氟代苯胺基)-7-甲氧基-6-(3-吗啉代丙氧基)喹唑啉(4-(3-chloro-4-fluoroanilino)-7-methoxy-6-(3-morpholinopropxy) quinazoline),分子量为447,属苯胺喹唑啉类化合物。2002年7月,ZD1839已在日本被批准含铂类方案和紫杉匝萜化疗后仍继续恶化的终未期非小细胞肺癌患者,这也是第一个用于实体瘤治疗的针对特定靶点的小分酪氨酸激酶 抑制剂。 在无细胞体系条件下,ZD1839明显抑制了EGFR的自身磷酸化,IC50为0.23-0.079(M,但对其它酪氨酸激酶和丝/苏氨酸激酶 活性的影响要小得多。体内外的实验资料均表明,ZD1839可显著的抑疚知性,以及明显的化疗、放疗增强作用。然而,ZD1839对EGFR表达式程度不同的人癌裸小鼠移植瘤生长的抑制程度相似,提示降了EGFR的表达量这一影响因素外,细胞内的许多因子将影响着的肿瘤细胞对治疗的敏感性,如:EGFR的配体表达量,可以与EGFR发生异二聚化的相关受体的表达量等。体内外的研究资料还表明,ZD1839有抑制肿瘤新生血管生成的作用。 ZD1839的I 期临床在多种肿瘤患者中进行,所有的患者在这之前均已接受过化疗。研究初步证实ZD1839单药治疗头颈癌、激素抗性的前列腺癌、乳腺癌、结肠癌、卵巢癌、肾癌、非小细胞性肺癌有效,尤其在治疗非小细胞性肺癌体现一出了好的疗效。另外,I 期临床研究结果还表明,ZD1839与卡铂/紫杉醇联用,或与顺铂/吉西他滨联用治疗非小细胞必肺癌患者;以及与5-氟尿嘧啶/甲酰四氢叶酸联用治疗恶性的结肠癌患者有良好的疗效,而且副作用小。 II期临床研究进一步证实了ZD1839单药治疗非小细胞性肺病癌和鳞状头颈癌有效。有关ZD1839用于治疗非小细胞性肺癌的III期临床试验目前已经结束,具体的数据尚未公布。 从安全性角度来说,ZD1839的单药耐受和用药依从性良好,很少出现化疗药物的典型毒性反应。最常见的副作用包括恶心、腹泻、厌食、痤疮样皮疹等。 3、 OSI-774(TarcevaTM) OSI-774,商品名为Tarceva,是OSI公司、Roche公司和Genentech公司联合研发的可 口服的特异的EGFR酪氨酸激酶ATP竞争性抑制剂,已进入III期临床研究阶段。属苯胺喹唑啉类化合物。 在无细胞体系中,OSI-774对EGFR激酶活性抑制的IC50值为2nM;在细胞体系中, OSI-774对EGFR激酶活性抑制的IC50值为20nM;但对其它酪氨酸激酶活性的影响要小得多。而且,OSI-774能选择性地抑制EGF介导的肿瘤细胞的增殖。此外,体内外的实验资料均表明,OSI-774具有显著的抑瘤活性。 OSI-774的I 期临术研究在多种肿瘤患者中进行,所有的患者在这之前均已接受过化疗。在治疗过程中,病人耐受性好,最常见的副反应是腹泻、痤疮样皮疹。I期临术研究初步显示了OSI-774的抗肿瘤作用。 OSI-774的II期临床研究在头颈癌、非小细胞性肺癌、胰腺癌、乳腺癌、卵巢癌患者中进行。研究结果表明,OSI-774单药或与化疗药物联合治疗EGFR高表达的肿瘤具有显著疗效。目前,有三批OSI-774的III期临庆试验正在非小细胞性肺癌患者之中进行。有一批III期临床试验在胰腺癌患者之中进行。 4、 其他 目前,进入II 期临床试验的EGFR的小分子抑制剂有CI-1033、PKI166、GW572016。 CI-1033是Pfizer和Warner-Lambert联合研发的不可逆的EGFR家族(pan-ErbB)选择性抑制剂,属喹唑啉类化合物,CI-1033的II期临床实验正在肺癌、乳腺癌、头颈癌患者中进行。PK1166是Novartis公司研发的EGFR选择性的抑制剂,属吡咯嘧啶类化合物,PK1166的II期临床实验正在多种恶性肿瘤的患者中进行。GW572016是Glaxo Wellcome公司研发的EGFR/HER2选择性的抑制剂,属喹唑啉类化合物,GW572016的II期临床实验正在结肠直肠癌、乳腺癌患者中进行。 进入I期临床试验的EGFR的小分子抑制剂有EKB-569、BIBX-1382、EKB-569是Wyeth-Ayerst公司研发的不可逆的EGFR/HER2选择性的抑制剂,属喹唑啉类化合物。BIBX-1382是Boehringer Ingelheim公司研发的EGFR选择性的抑制剂,属嘧啶类化合物。EKB-569和BIBX-1382的I期临床实验正在多种恶性肿瘤的患者中进行。进入I期临床试验的EGFR的抗体有ABX-EGF,它是完全人源化的抗体。 四、 靶向VEGFR的抗肿瘤新生血管生成治疗 在实体瘤的恶性生长的转移中,肿瘤的新生血管和忝起着非常重要的作用,它为肿瘤的生长提供了所必需的营养和氧气。自从70年代初,Folkman提出“抗血管生成治疗”的假说之后,人们对这一领域的认识有了长足的进展,抑制肿瘤新生血管生成已被公认为一种崭新的抗癌战略。与抑制肿瘤生长的传统治疗方式相比,靶向新生血管生成的治疗模式可能意味着更高的特异性,更低的毒性,以及有利于克服肿瘤的耐药性,而且还可广泛用于多种肿瘤的治疗。目前已有40多种抑制新生血管生血管生成的药物进入临床研究。 VEGF及其酪氨酸激酶受体VEGFR在肿瘤的新生血管生成中具极及重要的作用,是阻断肿瘤新生血管生成中的重要靶点。目前已有VEGF及其受体VEGFR的单克隆抗体及VEGFR酷氨酸激酶的小分子抑制剂进入了临床研究。下面将主要介绍靶向VEGFR家族的单克隆抗体及小分子抑制剂的研究进展。 1、 SU5416(SemaxinibTM) Sugen公司(已被Pharmacia公司收购)研发的SU5416是最早进入临床试验的VEGFR 小分子抑制剂,也是被认为极具临应酬优势的VEGFR的抑制剂,目前正处于III期临床研究阶段。然而,2002年2月,Pharmacia公司宣布,由于疗效不佳,将终止进行SU5416相关的临床的临床试验的结果而决定。主持相关临床试验的研究者们认为SU5416在III期临床的失败并不意味着“以VEGFR为靶点抗肿瘤治疗策略”或是“抑制新生血管生成的抗肿瘤策略”的失败。与之相反,从SU5416研发中获得的经验为新一代抑制的研发奠定了良好的基础。 SU5416是Flk-1/KDR受体酪氨酸激酶的ATP竞争性抑制剂(K=0.16μM),属indolin-2-one类化合物。在细胞体系中,SU5416对KDR激酶活性的IC50值为1.04M,在同样的条件下它不抑制EGFR、PDGFRβ、胰岛素受体的磷酸化。SU5416能选择性地抑制VEGF刺激的人脐静脉内皮细胞的增殖。 体内实验表明,SU5416具有明显的抗肿瘤作用,而在体外实验中,对肿瘤细胞的细胞毒作用很弱。这一结果显示SU5416的体内抗瘤活性主要与其抗肿瘤新生血管生成密切相关,而不是直接杀死肿瘤细胞。同时,SU5416还有抑制肿瘤肝转移的作用。 目前,SU5416已进行的临术实验大多在结肠直肠癌和转移性的非小细胞肺癌患者中进行,肿瘤血管密度与这些疾病的预后密切相关。另外,有关SU5416的临床试验还在艾滋病相关的卡波济氏肉瘤(AIDS-associated Kaposis sarcoma)以及希佩尔-林道病(von Hipple- Lindau,VHL)患者中进行,Flk-1/KDR通路的失调可以说是这二种疾病的直接病因。临床试验表明,SU5416的毒性很低,常见的副反应包括头疼、恶心、未发现骨髓抑制副反应。 另外,近来的研究发现,SU5416能明显地抑制SCF所诱导的c-Kit阳性的MO7E细胞中c-Kit的酪氨酸磷酸化,IC50值为0.1-1M;并能明显抑制SCF刺激的MO7E的增殖,IC50 值为0.1M。同时,SU5416能明显抑制SCF所诱导的急性骨髓性白血病(acute myelogenous leukemia, AML)、T-ALL、CML病人外周血分离物中c-Kit的磷酸化,并进而导致细胞凋亡。这些研究表明,VEGFR和c-Kit磷酸化的抑制可能为AML的治疗提供了新手段。目前,SU5416正在进行AML和其他血液病的II期临床实验。 2、 SU6668 SU6668是Sugen公司研发的KDR/FGFR1(Fibroblast Growth Factor Receptor, 成纤维细 胞生长因子受体)/PDCFR的ATP竞争性小分子抑制剂。SU6668在分子结构上与SU5416极具相近似,属indolin-2-one类化合物,目前正在处于II期临术研究阶段。 在无细胞体系中,SU6668对KDR激酶的IC50 值为2.43M,对FGFR1激酶的IC50 值为3.04M,对PDGFR(激酶的IC50 值为0.06M),而对胰岛素受体、EGFR、Met、Src、Lck、Zap70、Abl等激酶的IC50 至少高于10M。在细胞体系中,SU6668对KDR激酶的IC50 值为1-10M,对FGFR1激酶的IC50 值为10M,对PDGFR激酶的IC50 值为0.03-0.1M,而对EGFR的激酶的IC50 值高达100M。SU6668剂量依赖性地抑制VEGF刺激的人脐静脉内皮细胞增殖,IC50 值为0.34+0.05M,而对aFGF刺激的人脐静脉内皮细胞增殖的IC50 值为9.6+0.4M。 体内实验表明,与SU5416相似,SU6668的体内抗瘤活性也与其抗肿瘤新生血管生成密切相关,而不是直接抑制肿瘤细胞生长。体外实验中,SU6668对肿瘤细胞的细胞毒作用很弱,抑制肿瘤细胞生长的IC50值高于15μM。然而在体内,SU6668具有明显的抗肿瘤作用,它不仅能明显抑制裸小鼠皮下移植瘤的生长,而且能使已型的裸小鼠皮下移植瘤发生消退。另外,在用SU6668治疗后,肿瘤血管密度明显下降。 目前,SU6668的I期临床实验在多种恶性肿瘤的患者中进行。有关II期临床实验的资料不详。 3、 PTK787/ZK222584 PTK787/ZK222584是Novartis公司研发的Flt-1、FDR受体酪氨酸激酶抑制剂,属苯胺 酞嗪类化合物,目前正处于I/II期临床研究阶段。 在无细胞体系中,PTK787对Flt-1、FDR有很强的激酶抑制活(对KDR激酶的IC50 值为0.077M)。另外,它对同属受体酪氨酸激酶第III族的其他成员也有一定的抑制活性,对c-Kit激酶的IC50 值为0.66M。然而对属于其他受体酪氨酸激酶家族的成员的激酶活性抑制率很低(>10M)。在细胞体系中,PTK787表现出了相似的作用效果。此外,PTK787能选择性抑制VEGF刺激的人脐静脉内皮细胞增殖,IC50 值为0.16M。 与SU6668相似,在体外,PTK787对肿瘤细胞的细胞毒作用很弱,但在体内实验中却具有明显的抗新生血管生成作用和抗肿瘤作用。PTK787还能抑制原位接种的肾母细胞瘤的淋巴结转移和肺转移。 PTK787的I期临床实验正在结肠直肠癌,复发的胶质母细胞瘤,AML等多种恶性肿瘤的患者中进行。 4、 其他 目前,进入I期临床研究的VEGFR受体酪氨酸激酶的抑制剂还有SU11248、AZD6474、 AZD2171。SU11248是Sugen公司研发的小分子抑制剂,选择性作用于PKGFR/VEGFR/KIT/FLT3,SU11248的I期临床实验正在多种恶性实体瘤和白血病患者中进行。AZD6474和AZD2171都是AstraZeneca公司研发的VEGFR的抑制剂,AZD6474是VEGFR/EGFR的选择性抑制剂,属喹唑啉类化合物,AZD6474的选择性抑制剂,I期临术实验正在多种恶性实体瘤和白血病患者中进行。正在进行I 期临床研究的抗KDR的嵌合性单克隆抗体IMC-1C11是美国ImClone公司研发的产品,它能特异地与人的VEGFR胞外区结合,IMG-1C11的I期临床实验在已发生肝转移的结肠直肠癌患者中进行。 临床前研究显示,VEGFR酷氨酸激酶的抑制剂可通过抑制肿瘤新生血管的生成从而抑制了肿瘤的生长,而且毒性低,给药方便,有放疗增效作用。但随后进行的临床试验结果并不理想,普遍存在的问题是,起效较慢,而且很难看到明显的肿瘤退缩,所以用评价细胞毒抗癌药的标准可能不合适,难以判别疗效。尽管目前临床研究遇到困难,但血管生成因子抑制剂治疗肿瘤信然是一个非常值得研究的领域,具有光明的发展前景。 第五节 结语 蛋白酪氨酸激酶因其在肿瘤发生和发展的重要作用引起了研究者们的关注。在过去的几年中,以蛋白酪氨酸激酶为靶点的新药的研发进展飞速,而Herceptin和Gleevec的上市可谓是针对肿瘤信号转导的分子靶向治疗的成切范例,它们在药物研发过程中体现也的高效、低毒的特点,经及大为缩短的研发时间等优点无疑是对以特定蛋白为靶点,尤其是以蛋白酪氨酸激酶靶点的新药研发工作,如:PDGFR、Met等。Celltech公司研发的PDGFR的特异性抗体CDP860已经进入了I/II期临床实验。 一些非受体型酪氨酸激酶和丝/苏氨酸激酶在调节基因转录、、细胞周期、细胞代谢、迁移和死亡中展现出了十分重要的作用,引起了研究者们的关注,如:PKC激酶 、Src家族激酶、Raf激酶、MEK激酶、CDK(cyclin-dependent kinaase, CDK)激酶等,以这些激酶 为靶点抑制剂正和于临床研究阶段或处于临床研究的早期阶段。 然而,在过去针对实体瘤进行的临应酬研究中,有些针对特定靶点抗菌素肿瘤药物并未达到所预期的效果。这一方面是由于肿瘤本身是一个多基因疾病,肿瘤的治闻本身是一个十分复杂的问题;另一个方面则与临床试验方案的设计密切相关。由于患者间存在着巨大的基因差异,不同患者对药物的反应大不相同,在靶向于特定靶点的新型抗肿瘤药物的临床试验中,加强对患者治疗前的分子诊断,确定哪些患者可以使用该药将显得尤为重要。这有利于对药物的疗效作出正确的判定,Herceptin和Gleevec在临床研发中的成功经验十分值得借鉴。另外,在临床的治疗中加强影象技术的应用,将有利于对肿瘤治疗的监控,这对具有抗新生血管生成作用的抑制剂的临床试验尤其显得重要。
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