沈媛媛(綜述) 劉成霞(審校)

濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院內(nèi)科 濱州市 256603

Combretastatin A4及其類似物在大腸腫瘤治療中的研究進(jìn)展

沈媛媛(綜述) 劉成霞(審校)

濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院內(nèi)科 濱州市 256603

血管破壞劑 ;大腸腫瘤;治療研究

大腸腫瘤一直是威脅人類健康的惡性疾病之一,隨著人類生活水平的提高,有愈演愈烈的趨勢。目前,主要的治療手段,仍采用手術(shù)為主,聯(lián)合化療的治療方式。雖然取得了一定的療效,但對于體質(zhì)較差的患者來說,手術(shù)的創(chuàng)傷和化療的毒副作用,對病情無疑是“雪上加霜”。因此,近年來,人們試圖尋找一種更“溫和”、“直接”的治療方法。任何細(xì)胞正常的新陳代謝,都離不開功能性血管的支持,它不僅為細(xì)胞提供氧氣、營養(yǎng)物質(zhì),也帶走細(xì)胞新陳代謝后的廢棄物。腫瘤細(xì)胞亦不例外,如果血供中斷,實體腫瘤最多只能增長 1 mm3[1]。另外,腫瘤血管的異質(zhì)性、無序性、高滲性等有別于正常組織血管的特點[2],也為大腸腫瘤的血管治療提供了條件。Combretastatin A4是一種新型的腫瘤血管靶向治療藥,本文將綜述其在大腸腫瘤治療中的研究進(jìn)展。

1 Combretastatin A4簡介

與大多數(shù)腫瘤相似,大腸腫瘤的血管靶向治療,主要分為兩類:一類是在血管的發(fā)生階段阻斷,即抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移和血管構(gòu)建等過程中的某個環(huán)節(jié),如 2-methoxyestradiol(2-ME)[3];另一類是作用于已形成的血管,即通常所說的 VDAs(vascular-disrupting agents)[1]。VDAs優(yōu)越性在于,它可以阻斷血流,引起血管中心缺血壞死,導(dǎo)致多個腫瘤細(xì)胞死亡,易于通過 DCR-MRI等非侵入性手段檢測藥物活性[4]。

根據(jù)作用機(jī)制不同,VDAs又可以分為兩類:一類是以腫瘤血管為靶點的生物性 VDAs,如 EDB[5];另一類是以腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞對正常組織血管內(nèi)皮的特異性為基礎(chǔ)(如過度增值、通透性大等)的,稱為小分子類 VDAs。兩類 VDAs相比,后者優(yōu)于前者,這是因為它的抑瘤活性不受腫瘤血管通透性的限制[1,6,7]。

在小分子類 VDAs中,研究最多的是 Combretastatin A4類藥物。它來源于南非的一種叫 Combretum caffrum的植物。這種植物可以產(chǎn)生多種抑制有絲分裂的天然物質(zhì)——Combretastatins類化合物,其中,作用最強(qiáng)的是具有 cis-stilbene結(jié)構(gòu)的Combretastatin A4(CA4)類化合物。它不僅可以自身抑制微管蛋白聚合,而且可以競爭秋水仙堿在微管蛋白上的結(jié)合點。它可以抑制不同的人類大腸腫瘤細(xì)胞:LoVo(ED500.005μg/m l),HT29(ED500.02 μg/m l),Colo205(ED500.07 μg/ml),DLD-1(ED500.005 μg/m l),HCT-15(ED500.0009μg/ml)[8]。雖然秋水仙堿也具有相似的結(jié)構(gòu)和功能,但 CA 4從微管蛋白解離的速度卻比秋水仙堿快 100倍,這可能會解決秋水仙堿細(xì)胞毒性過高的問題[9]。

從 Figure1中可以看出,CA 4是一種結(jié)構(gòu)簡單的化合物。雖然較傳統(tǒng)的微管聚合類 VDAs有很大的優(yōu)點,但是有兩個主要的欠缺:一是水溶性較差,二是順式雙鍵容易異構(gòu)成無活性的某些反式結(jié)構(gòu)。為了解決這一問題,人們對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行異構(gòu)化[10]。具體如下:①為了解決水溶性差的問題,人們合成了它的一種水溶性前藥——Combretastatin A4 disodium phosphate(CA4P)。CA4P的優(yōu)點在于,一方面它的細(xì)胞毒性低。相對于傳統(tǒng) VDAs來說,CA4DP的起效劑量遠(yuǎn)低于最大耐受劑量;另一方面,與 CA4相比,它的血管靶向性更強(qiáng),對增殖的內(nèi)皮細(xì)胞的作用大大超過對靜止的血管內(nèi)皮。不過,與 CA4一樣,它對原發(fā)的大腸腫瘤 MAC15和 SW620動物模型也有很好的療效,除此以外,在大腸腫瘤轉(zhuǎn)移后的治療中,它的效果更好[6,7]。②針對順式雙鍵易異構(gòu)的缺點,人們用 4/5羥基環(huán)戊烯酮基團(tuán)取代了順式雙鍵,合成了一種新的 CA4類似物 4/5-hydroxy-2,3-diaryl(substituted)-cyclopent-2-en-1-ones。 其中,帶有 5-羥基環(huán)戊烯酮基團(tuán)的 42活性最好。它不僅可以滯留細(xì)胞周期在 G2/M階段,誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡,而且與 CA4相比,這類化合物的水溶性更好,代謝更穩(wěn)定,藥理作用也更強(qiáng)。更重要的是,對 CA4、CA4P不敏感的大腸腫瘤 SW1222、colon26、HT-29小鼠種植模型,42也顯示了很好的細(xì)胞毒性[10]。③用氨基取代 CA4的羥基,合成 AC7739和其前藥AC7700,對小鼠大腸腫瘤模型也有血流抑制作用,包括中晚期腫瘤模型[12]。

2 CA4及其類似物與其他方法聯(lián)合治療大腸腫瘤

在腫瘤的治療過程中,CA4等 VDAs可以引起腫瘤中心的細(xì)胞缺血壞死,但是,對于邊緣區(qū)的細(xì)胞則效果不明顯,這最大的可能是邊緣區(qū)的腫瘤細(xì)胞可以從周圍正常的血管中汲取氧氣和營養(yǎng)物質(zhì),繼續(xù)增殖。所以,為了增加療效,VDAs需要與其它抗腫瘤方式聯(lián)合[1]。

2.1 與傳統(tǒng)化療藥聯(lián)合 在許多大腸腫瘤的藥物研究中,多以 5-fluorouracil(5-Fu)作為聯(lián)合用藥之一。5-Fu屬于抗代謝藥,能模擬正常代謝物質(zhì),與有關(guān)代謝物質(zhì)發(fā)生特異性拮抗作用。2002年,Grosios等人將水溶性 CA4P與 5-Fu聯(lián)合試驗小鼠大腸腺癌,取得了很好的療效。而且通過對 5-Fu濃度的測算,還發(fā)現(xiàn)它與 CA4P的血管靶向機(jī)制不是簡單的藥代動力學(xué)相互作用,而是有協(xié)同作用[13]。因此,CA4P與 5-Fu聯(lián)合治療大腸腫瘤,理論上有很大潛力。除 5-Fu外,作為影響 DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄治療的鉑類抗腫瘤藥,如順鉑,也在 CA 4P的聯(lián)合作用中有潛力可開發(fā)。

2.2 與免疫治療聯(lián)合 CA4P不能引起可檢出的淋巴細(xì)胞的減少,也不能使淋巴組織、器官的功能衰減,因此,它無法抑制后來治療過程中的免疫反應(yīng)。這就為免疫治療的聯(lián)合提供了可能。2006年,Badn等[14]將轉(zhuǎn)染了 IL-18/IFN-γ的大腸腫瘤細(xì)胞注入大鼠肝內(nèi)培養(yǎng),形成特殊的大腸腫瘤模型,經(jīng)過一段時間后,注入比單獨用藥更低劑量的 CA4P觀察療效。結(jié)果證明,通過處理后的大腸腫瘤細(xì)胞,與低劑量CA4P聯(lián)合,比這兩者單獨應(yīng)用時抗腫瘤作用更強(qiáng),肯定了免疫治療的效果。另外,此試驗還用低劑量CA4P和一氧化氮復(fù)合物非選擇性抑制劑 L-NAME聯(lián)合,結(jié)果也有效的抑制了大腸腫瘤的生長,由此推斷,一氧化氮的減少可能對腫瘤治療也有部分作用。

2.3 與放射免疫治療結(jié)合 放射性免疫治療的機(jī)制是:放射性核素以腫瘤細(xì)胞為作用靶點,將能量釋放到相對廣泛的區(qū)域里,這一過程不需要依賴單個細(xì)胞的結(jié)合、內(nèi)移。但是,其缺點是存在腫瘤復(fù)燃的可能。因此,有人設(shè)想將 CA4P和放射性免疫治療相結(jié)合。實踐證明,靜脈注射 7.4 MBq131I-labeled的癌胚抗原IgG聯(lián)合腹腔 200mg/kg的 CA4P注射,能夠使移植人類 SW 1222大腸腫瘤細(xì)胞的小鼠治愈率達(dá)到 85%。關(guān)于這一機(jī)制,目前認(rèn)為是,聯(lián)合治療使得更多的腫瘤中心因 CA4P作用而缺氧壞死,腫瘤邊緣則對放射性免疫更敏感;此外,CA4P破壞血管后,滯留的免疫抗體增多,使放射性免疫治療作用增強(qiáng)[15]。

2.4 CA4治療大腸腫瘤的臨床進(jìn)展與存在問題CA4及其結(jié)構(gòu)異構(gòu)體在大腸腫瘤體外和動物模型中已經(jīng)取得了較好的效果,因此,人們逐漸將其引入臨床試驗。

2002年,美國進(jìn)行了 CA4P的一期臨床試驗,選擇 25位不同類型的腫瘤病人,其中包含 6位大腸腫瘤患者,通過靜脈注射單一劑量的 CA4P,觀察療效和毒副作用。靜脈注射遵循,每 3周兩次,10 min、60 min各一次的治療頻率。結(jié)果顯示:CA4P在血漿中 30 min后去磷酸化形成 CA4,最終,67%代謝成葡萄糖醛酸從尿中排出;有一位轉(zhuǎn)移性大腸腫瘤患者 19個月后即第 24次循環(huán)時腫瘤不再進(jìn)展;最大的耐受劑量此次試驗為 60 mg/m2;主要的毒副作用為“心血管組織的激活”和傳統(tǒng)的疲勞、疼痛、消化系統(tǒng)不適等“細(xì)胞毒副反應(yīng)”[16]。2003年,英國也進(jìn)行了 CA4P的一期臨床試驗,此次選擇不同腫瘤類型病人 37例,包含 5位大腸腫瘤患者。治療頻率改為每周 1次每次 10 min,持續(xù)三周間隔一周的方案。多數(shù)病人的耐受劑量為 52～68 mg/m2,并觀察到不同的劑量所產(chǎn)生的毒副作用也不相同。根據(jù)耐受情況,二期臨床試驗可以 52 mg/m2為起始量[17]。除了單一劑量的 CA4P進(jìn)行了一期臨床試驗,CA4的聯(lián)合治療有些也正在進(jìn)行一期臨床試驗,例如,CA4P與放射性免疫治療聯(lián)合的方法。

但是,CA4P的一期試驗也發(fā)現(xiàn),它對人類產(chǎn)生的毒副作用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對動物模型的[18],因此,仍需進(jìn)一步研究 CA4及其類似物的作用機(jī)制,降低其毒副作用。

3 小結(jié)

Combretastatin A4及其類似物,通過自身抑制微管聚合、與秋水仙堿競爭,抑制了細(xì)胞的有絲分裂,使腫瘤血管缺血壞死,“餓死”腫瘤細(xì)胞,發(fā)揮抗腫瘤作用。目前,動物試驗證明,單獨應(yīng)用和聯(lián)合免疫、放射免疫、其他化療藥都能起到抑制大腸腫瘤的作用,有些還進(jìn)行了臨床一期試驗。當(dāng)然,繼續(xù)弄清Combretastatin A4及其類似物的作用機(jī)制,降低毒副作用,提高活性;尋找更多的聯(lián)合治療手段,如熱療等物理手段,增加療效,這些都仍舊是叩待解決的問題。

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