海洋药物曲贝替定-治疗肿瘤新机制及临床应用研究

毛杰1杨勇2

（1中国药科大学药学院江苏南京211198）

（2中国药科大学药物研究院江苏南京211198）

【摘要】曲贝替定是第一个从海洋生物中提取的抗肿瘤药物，用于治疗晚期软组织肉。随着对曲贝替定研究的深入，曲贝替定展现出与其他抗肿瘤药物不同的特点和作用机制。本文综述了曲贝替定同时作用于肿瘤细胞和肿瘤微环境的新型肿瘤治疗机制。

【关键词】曲贝替定、肿瘤微环境、抗肿瘤机制、临床应用

【中图分类号】R453【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2014）36-0281-02

1.曲贝替定的发现、结构及体内代谢

曲贝替定（Yondelis;ET-743）是一种四氢异喹啉结构的生物碱类化合物，从加勒比海鞘中分离得到，其化学结构式如下图所示。曲贝替定首先由sigel等[1]在1969年从加勒比海鞘的乙醇提取物中发现，随后这种具有强抗肿瘤活性的提取物成为众多课题组研究的热点。曲贝替定结构上由3个亚单位组成，其中A、B亚基在曲贝替定与DNA分子结合过程中发挥作用，C亚基则可与细胞核内的转录因子结合并调控细胞转录水平[2]。曲贝替定与人体蛋白结合的结合率在95%以上，其代谢主要通过肝细胞色素P4503A4，半衰期为180小时[3]。曲贝替定的代谢产物主要由粪便排出，排出的产物中药物原型极少，不足1%[4]。

2.曲贝替定对肿瘤细胞直接作用

2.1DNA结合作用

曲贝替定由三个亚基组成（A、B和C），均为四氢异喹啉结构。其中A与B相连组成一个哌嗪并四双异喹啉的五环骨架，为曲贝替定的核心部分，而C亚基则通过spiro环与五环骨架相连。相比传统烷基化剂烷化DNA双螺旋大沟处鸟嘌呤N7或O6，曲贝替定主要作用于DNA双螺旋小沟处的鸟嘌呤N-2，进而阻断DNA的复制和合成。曲贝替定中的甲醇胺结构是曲贝替定发挥药理作用的关键，缺失这一结构的曲贝替定类似物，如ET-745，其化学活性比曲贝替定弱100倍。曲贝替定结合于DNA小沟后，诱导DNA加和物的产生并使DNA向大沟弯曲以产生适合曲贝替定结合的空间构象[5]。曲贝替定的C环并不参加DNA烷化的作用，而是作用于某些DNA结合蛋白，如转录因子、DNA修复蛋白等。

2.2抑制反式激活转录

曲贝替定在药理浓度下，以启动子或基因依赖的方式调节基因的表达。Jin等[6]在2000年证实曲贝替定可作用于热休克蛋白（HSPs）和多药耐药性蛋白1（MDR1）基因的启动子，随后延伸作用与其他多种启动子。Friedman等人[7]证实曲贝替作用于反式激活的翻录，而非基础转录。这个作用主要与曲贝替定C环或A/B环与DNA结合后DNA链发生大沟弯曲的构象改变有关。

在这些被抑制的基因中，MDR1、HSP79及CollagenⅠ基因是曲贝替定最主要的靶点。曲贝替定是第一个同时抑制由组蛋白去乙酰酶抑制剂和紫外线照射等引起的MDR1和HSP79转录活化且不影响这两种基因正常情况下基础表达的药物[8-9]。因此，曲贝替定能够选择性抑制肿瘤细胞中MDR1转录活化而不影响正常细胞中MDR1表达，扮演了一个特异性肿瘤转录调节因子的角色。临床研究同样验证了曲贝替定在MDR1过表达细胞中的作用[10]。

2.3曲贝替定与DNA修复机制

细胞中核苷酸切除修复（NER）基因的表达是曲贝替定发挥药理活性的必要条件，缺失NER基因的哺乳细胞对曲贝替定有耐药性。NER蛋白Radl3是这一机制的关键，Radl3能与曲贝替定及DNA结合形成Radl3-DNA-Trabectedin三元复合物，最终导致细胞死亡[11]。通过使缺乏NER基因的细胞恢复NER功能，细胞对曲贝替定的敏感性增加，进一步验证DNA切除修复机制对曲贝替定活性的重要性[12]。

3.曲贝替定调节肿瘤微环境抗肿瘤作用

长期以来，机体免疫细胞在肿瘤进展中的作用一直存在争议。随着肿瘤免疫研究的深入，肿瘤微环境中浸润的免疫细胞的功能受到了越来越多的关注。研究证据表明，肿瘤微环境的免疫细胞并未起到杀伤肿瘤细胞的作用，反而在肿瘤微环境中发生表型改变，分泌趋化因子或细胞因子促进肿瘤的生长和转移。肿瘤微环境中存在大量的非肿瘤细胞包括炎性白细胞、活化的成纤维细胞及内皮细胞等，这些细胞通过各种细胞因子或趋化因子，可以与肿瘤细胞进行“沟通”。现在已经明确，肿瘤微环境中持续性的炎症能够促进肿瘤生长[13]。在肿瘤微环境众多基质细胞中，巨噬细胞扮演了极其重要的促肿瘤作用。肿瘤细胞通过分泌CCL2等细胞因子，从血液循环中招募大量单核细胞进入肿瘤微环境。在肿瘤微环境中，单核细胞被“改造”为肿瘤相关巨噬细胞（TAMs），并通过产生生长因子、促进肿瘤新生血管生成及增强蛋白酶活性等作用，促进肿瘤发生发展及转移。Mantovan等在2014年发现，曲贝替定不仅仅能够靶向恶性肿瘤细胞，同时能作用与相对静止的、对传统DNA损伤抗肿瘤药物不敏感的单核细胞核巨噬细胞[14]。这一发现开启了对于巨噬细胞促进肿瘤发展及转移研究的新领域。

曲贝替定这一选择性清除单核吞噬细胞（单核细胞和巨噬细胞）的作用是通过TRAIL受体对Casepase8快速激活产生的。相比中性粒细胞和淋巴细胞，TRAIL受体更普遍的表达在巨噬细胞表面，因此曲贝替定选择性清除巨噬细胞，而对其他免疫细胞影响不大[15]。另一方面，短暂使用曲贝替定后，肿瘤微环境中由巨噬细胞和肿瘤细胞分泌的细胞因子和趋化因子水平显著下降，包括IL-6、CCL2、CXCL8、血管生成素2以及VEGF[16]。在动物异种移植瘤模型和已接受曲贝替定治疗的人软组织肉瘤的组织样品中，曲贝替定对于微环境的这一新作用已经得到了验证[15]。Germano的研究团队将体外培养后对曲贝替定抵抗的肿瘤细胞注射到小鼠上，在体内实验中，曲贝替定仍显示了不错的抗肿瘤活性。这一实验结果证实了对于曲贝替定耐药的肿瘤细胞，曲贝替定仍能通过清除体内巨噬细胞产生抑制肿瘤生长的作用[15]。因此，曲贝替定对于肿瘤微环境和巨噬细胞的这一作用，也是其抑制肿瘤生长和转移的原因之一。

4.总结和展望

曲贝替定的抗肿瘤作用包括诱导肿瘤生长抑制和凋亡的直接杀伤作用以及抗炎、抗肿瘤血管生成的间接作用。曲贝替定对肿瘤微环境的作用，解释了曲贝替定的治疗特点——延迟的药物响应以及长时间的稳定期（肿瘤休眠期）。目前更多的研究也在探索曲贝替定治疗肿瘤更全面的作用机制，以便确定适用曲贝替定治疗的患者群体并从中获取最大的治疗收益。

参考文献

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