癌症分子靶向治疗的研究现状

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󰀁综󰀂󰀂述󰀁

癌症分子靶向治疗的研究现状

董󰀂兵1,2,3,朱毅敏1

Molecular󰀁targetedtherapyforcancer

BingDong1,2,3,Yi󰀁MinZhu1

1.

中国科学院苏州纳米技术与

纳米仿生研究所生物医学部,

江苏苏州215125

2.中国科学院生物物理所生物

大分子国家实验室,

北京100101

3.中国科学院研究生院,

北京100049

1.NanobiomedicineDivision,Suzhou

InstituteofNano󰀁TechandNano󰀁Bionics,

ChineseAcademyofSciences,

Suzhou,Jiangsu215125,

P.R.China

2.NationalLaboratoryof

Biomacromolecules,Instituteof

Biophysics,

ChineseAcademyofScience,

Beijing100101,

P.R.China

3.GraduateSchooloftheChinese

AcademyofSciences,

Beijing100049,

P.R.China

通讯作者:朱毅敏

Correspondenceto:Yi󰀁MinZhu

󰀂Te.l:86󰀂512.62872618

󰀂Fax:86󰀂512󰀂62603079

󰀂Emai:lymzhu2008@sinano󰀂ac󰀂cn

基金项目:国家自然科学基金项目

(No󰀂30870683)

Grant:NationalNaturalScience

FoundationofChina(No󰀂30870683)

收稿日期:2009󰀁06󰀁19

接受日期:2009󰀁11󰀁03[Abstract]󰀂Molecular󰀁targetedtherapyisanewlydevelopedapproachfor

cancertherapy.Withtheadvantagesoflowersideeffectsandhigher

performance,thisapproachhasbecomeacriticalfocusofcancerresearch.

Therearevariousmoleculesthatcanbetreatedastherapeutictargetsfor

cancer.Thesemoleculesarelocatedindifferentcompartmentsofcancer

cells,suchasthecellmembrane,cytoplasm,nucleus,andextracellular

matrix.Inthisreview,wemainlydiscussedthecurrentprogressinmolecular󰀁

targetedtherapyforcancersandthedevelopmentofnewdrugsinthisfield.

Keywords:Cancer,moleculartargeted,therapy,drugs

摘󰀂要!󰀂分子靶向治疗作为癌症治疗的新手段,以其低毒副作用和高效率的

治疗效果正成为癌症治疗研究的热点。在生物体内有许多可以作为癌症治疗靶

点的分子,这些靶点分子位于癌细胞的不同位置:细胞膜、细胞质、细胞核及细胞

外基质。本文综述了癌症分子靶向治疗领域的研究现状及药物研发现状,为癌

症分子靶向治疗的研究提供参考。

关键词:癌症;分子靶向;治疗;药物

中图分类号:R730󰀂3󰀂󰀂󰀂文献标识码:A

文章编号:1000-467X(2010)03-0370-06

癌症的常规治疗手段包括外科手术、化学治疗和放射治疗。化学治疗也被

人们称为药物治疗,在癌症治疗中一直发挥着重要作用,但是其治疗效果却受到

其剂量依赖性毒性的影响,目前药物治疗的效果已经进入平台期。分子靶向治

疗指以癌症相关分子作为靶点,将药物、抗体等有效成分靶向定位于癌细胞及相

关成分,从而达到治疗癌症的目的。分子靶向治疗具有定向、定位的优势,可以

减少用药剂量,提高治疗效果,减少毒副反应,正成为全世界癌症治疗的研究热

点。在分子靶向治疗研究过程中,靶点分子的确具有重要意义,可以为癌症的分

子靶向治疗提供理论和实践依据。根据靶点分子和癌细胞的位置关系,可分为

癌细胞本身靶点分子和癌细胞相关靶点分子两大类:前者是指靶点分子位于癌

细胞上;后者是指那些不在癌细胞上,但却与癌细胞状态有密切关系的靶点分

子。

1󰀂癌细胞本身靶点分子

根据靶点分子解剖位置可将癌细胞本身靶点分为癌细胞膜靶点分子、癌细

胞质内靶点分子、癌细胞核内靶点分子。

1󰀂1󰀂癌细胞膜靶点分子

细胞膜是细胞同外界进行物质能量交换的门户,同时也是药物作用于细胞

时首先接触到的部位,细胞膜外表面因此成为选取靶点分子的理想位置。

1󰀂1󰀂1󰀂细胞膜受体靶点分子󰀂表皮生长因子受体(epidermalgrowthfactor

receptor,EGFR)家族包括erbB1(EGFR)、erbB2(HER󰀁2)、erbB3(HER󰀁3)和erbB4

(HER󰀁4)4类,由胞外区、跨膜区、胞内区3部分组成;胞外区是配体结合区,胞内

区有ATP结合位点和酪氨酸激酶区。EGFR与配体结合后的活化可激活许多下370∀癌症#ChineseJournalofCancer,2010,29(3):370-375游信号转导通路,参与癌细胞的增殖、

黏附、侵袭、转移、凋亡和肿瘤血管生成

等。研究发现,很多癌细胞高表达

EGFR,如头颈部癌、卵巢癌、宫颈癌、膀

胱癌和食管癌等[1]。目前,针对EGFR

胞外区的抗体药物研究比较深入,部分

药物已经市场化,如赫赛汀(herceptin,

trastuzumab)、西妥昔单抗(erbitux,

cetuximab)、泰欣生(nimotuzomab)等。

赫赛汀是一种人源化单克隆抗体,选择

性地作用于HER󰀁2的胞外部位。

HER󰀁2过表达存在于多种癌组织,包

括乳腺癌、卵巢癌、结肠癌、肺癌、胃癌、

前列腺癌、宫颈癌等[2],1998年赫赛汀

被FDA批准上市用于转移性乳腺癌的

治疗,治疗效果明显好于现有的抗乳腺

癌药物,现在已成为HER󰀁2高表达的

乳腺癌患者的首选治疗药物。2007年

FDA批准西妥昔单抗用于结直肠癌治

疗,后又批准其用于头颈部鳞癌的治

疗。泰欣生通用名为重组人源化抗人

EGFR单克隆抗体,2006年4月获国家

食品药品监督管理局批准,是我国第一

个人源化单克隆抗体药物,与放疗联合

用于治疗EGFR阳性的∃/%期鼻咽

癌。

1󰀂1󰀂2󰀂细胞膜黏附分子靶点分子󰀂

CD20是B细胞重要的分化抗原,表达

于95%以上正常或恶化的B细胞表

面,一直被认为是B细胞表面特有的

标识。CD20与抗CD20抗体结合后内

化现象不明显,CD20也不会发生明显

细胞表面脱落的现象,这使得CD20成

为治疗B细胞淋巴瘤理想的靶点。

1997年、2002年、2003年FDA分别批

准CD20抗体类药物美罗华(mabthera,

rituximab)、泽瓦灵(zevalin,

ibritumomab)、百克沙(bexxar,

tositumomab)上市,对50%非霍奇金淋

巴瘤患者有治疗效果[3]。

CD52是一种分布比较广泛的抗

原,分布于造血系统的淋巴细胞、单核

细胞、嗜酸粒细胞和单核细胞分化的树

突细胞上,很多淋巴系细胞恶性肿瘤和

某些急性髓系白血病细胞上也都有

CD52抗原不同程度的表达。抗CD52

单抗坎帕斯(alemtuzumab)是一种人源

化的单抗,2001年获FDA批准用于治疗难治复发性B细胞慢性淋巴细胞白血病(B󰀁CLL),缓解率约19%。

由于膜表面靶点分子具有易接近、

易识别等优点,因此成为癌症靶向治疗

研究的首选靶点分子。目前尚有

CD147、CD82、CD317等细胞表面靶点

分子处于实验研究阶段。但是由于癌

细胞发生机制的复杂性,且极易发生变

异,导致癌细胞表面特异性靶点分子很

难确定,目前确定癌细胞表面靶点分子

的方法多存在效率低下的缺点。例如,

通过对癌细胞基因组及蛋白组学的研

究,发现一部分癌细胞表面过度表达一

些正常的蛋白或者存在突变的细胞膜

蛋白,应用抗体、特异性抑制剂等手段

检测这些蛋白在癌症发生中的作用,进

一步确定其作为癌症靶点分子的可能

性。近年来出现的表面展示技术

(surfacedisplaytechniques)为确定癌细

胞表面靶点分子提供了新的思路。表

面展示技术是利用基因工程手段实现

外源肽段(或蛋白质结构域)以融合蛋

白形式在微生物表面进行展示的新型

基因工程技术,被展示的多肽或蛋白可

以保持相对独立的空间结构和生物活

性。展示技术是在对靶点分子一无所

知的情形下,从一个随机的蛋白质、多

肽文库中筛选得到具有靶向功能的分

子,进一步得到特异性的结合配体,这

对于特异性靶向癌症细胞无疑具有很

好的研究前景。应用较多的展示技术

有噬菌体展示、细菌表面展示、酵母展

示和体外的核糖体展示。目前表面展

示技术在靶向癌症分子的研究中已经

取得一定进展[4],但是无论是相对成

熟的噬菌体展示技术还是新近发展的

核糖体展示技术都存在一定缺陷:例如

噬菌体展示技术无法实现高通量,细菌

展示技术不能很好控制蛋白表达量,核

糖体展示技术存在mRNA稳定性的问

题等,解决这些问题是决定表面展示技

术能否在癌症靶向治疗中得到广泛应

用的关键,但其作为新的研究靶点分子

的手段值得关注。

1󰀂2󰀂癌症细胞质内靶点分子

因为细胞的物质合成、信号转导等

诸多过程都在细胞质内完成,故此类靶

点分子也是癌症靶向治疗研究中最多

的一类靶点分子。

1󰀂2󰀂1󰀂细胞骨架蛋白󰀂骨架蛋白在癌细胞的增生、扩张、转移过程中发挥着

不可或缺的作用,因此抑制骨架蛋白功

能也成为分子靶向治疗重要的研究方

向。

微管在保持细胞形态、细胞的分裂

增殖、细胞器的组成与运输及信号物质

的转导方面发挥着重要作用。以微管

为靶点的抗癌药就是利用其动力学特

性,或促进其解聚或抑制其聚合,从而

直接影响细胞有丝分裂,并影响细胞的

诸多生理功能,使细胞分裂停止于M

期。长春瑞滨(navelbine,诺维本)可抑

制微管蛋白聚集,是目前单药治疗非小

细胞肺癌最有效的药物之一。紫杉醇

(taxol)可诱导、促进微管蛋白聚合、微

管装配,防止解聚,使微管稳定,从而阻

止癌细胞的生长。1992年紫杉醇被

FDA批准作为治疗晚期卵巢癌的新药

上市,其半合成衍生物多西紫杉醇

(docetaxel)于1995年上市,紫杉醇不

仅对卵巢癌、子宫癌和乳腺癌有较好的

疗效,而且对其他多种癌症的疗效也十

分明显[5]。

波形蛋白(vimentin)属于中间丝

蛋白的一种,参与形成细胞骨架,并与

细胞膜形成广泛联系,主要分布在间叶

组织及细胞,曾作为间叶组织起源肿瘤

的特异性标记。但近年来大量文献表

明,多种上皮性癌细胞表达波形蛋白,

且被认为与癌细胞的恶性程度密切相

关。目前波形蛋白作为靶点分子尚处

于研究中,研究表明在前列腺癌中波形

蛋白通过src激酶途径发挥着促癌症

转移的作用[6]。

1󰀂2󰀂2󰀂功能蛋白󰀂细胞质中有一类具

有酶功能的蛋白如酪氨酸蛋白激酶、丝

氨酸/苏氨酸蛋白激酶、信号转导分子、

蛋白磷酸酶等,在体内广泛参与多种信

号转导过程,发挥重要的生理功能。这

些蛋白在癌细胞中常常表达异常,被选