何迎盈綜述,羅治彬,李少林審校

(1.重慶醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院核醫(yī)學教研室 400030;2.重慶市合川區(qū)人民醫(yī)院腫瘤血液科 401520)

腫瘤(tumor)是一類常見多發(fā)病,特別是惡性腫瘤,已成為危害人類健康最嚴重的疾病之一,如何攻克腫瘤成為醫(yī)學界的奮斗目標。隨著醫(yī)學科學的發(fā)展,人們對腫瘤的認識不斷深入,腫瘤發(fā)生、發(fā)展的每個環(huán)節(jié)都可能成為治療的潛在靶點,并且還發(fā)現(xiàn),許多在臨床上應用多年的藥物有抗腫瘤的作用。作者對抗寄生蟲藥苯并咪唑氨基甲酸酯類藥物(benzimidazole carbamate,BZ)的抗腫瘤作用進行綜述。

1 BZ的藥理作用和應用現(xiàn)狀

BZ包括阿苯達唑(albendazole,ABZ)、甲苯達唑(mebendazole,MZ)和氟苯達唑(flubendazole),其中 ABZ和 MZ在臨床上最常使用。它們具有廣譜抗寄生蟲作用,療效顯著,安全性高,因此,從1975年沿用至今。目前對MZ殺死寄生蟲的機制常歸納為4點:(1)干擾寄生蟲糖代謝,抑制寄生蟲對葡萄糖吸收,并抑制延胡索酸還原酶系統(tǒng),阻礙三磷腺苷(Adenosine triphosphate,ATP)產生;(2)與寄生蟲β-微管蛋白(β-tubulin)結合,導致細胞微管解聚,細胞周期停止;(3)由于結構與嘌呤相似,有可能還干擾寄生蟲嘌呤代謝;(4)抑制β-血紅素形成[1]。

2 BZ在抗腫瘤方面的研究

BZ抗腫瘤的研究可追溯到1985年,有文獻報道,BZ可抑制小鼠白血病細胞L1210的生長。BZ抗細胞增殖在1998年被證實后,國外很多學者對BZ抗腫瘤效應產生了濃厚興趣,許多研究都證實,BZ確有抗腫瘤作用。

2.1 抑制腫瘤細胞有絲分裂和增殖 微管(microtubule)是由α、β微管蛋白(α、β-tubulin)組成的二聚體,是細胞骨架的主要成分,參與維持細胞形態(tài)、胞內物質運輸、細胞有絲分裂等,是抗腫瘤治療的常見靶點之一。另外,微管復合體中的β-微管蛋白異構體Ⅲ還與細胞耐藥和腫瘤預后不良有關[2]。

Sasaki等[3]利用MZ處理非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)細胞 H460和A549后,細胞微管解聚,紡錘體形成異常,細胞周期停滯在G2-M期,并發(fā)生了凋亡。同時,細胞周期調節(jié)蛋白的水平也受到了MZ影響,cyclins A、E降低,Cyclins B、Aurora/Zpl1p激酶(Aurora/Zpl1p kinase,AZK)達到峰值。細胞周期抑制蛋白P21上調,但P27卻基本沒有變化。

藥物結合研究證實,微管蛋白是BZ的主要靶分子,但BZ與微管結合的位點與微管破壞劑(如長春堿類[4])或微管穩(wěn)定劑(如紫杉烷類)不同,但具體結合區(qū)域,目前仍不明確。有報道指出,長期使用抗有絲分裂的藥物會使β-微管蛋白突變而導致腫瘤細胞化療抵抗[5],但對長春堿耐藥的白血病和骨髓瘤細胞對氟苯達唑完全敏感[6],另外,耐紫杉醇的白血病細胞CEM/dEpoB300和卵巢癌細胞1A9PTX22[6]對ABZ敏感。

Chang等[7]發(fā)現(xiàn),BZ的衍生物2-苯-5-(1-吡咯烷基)-1-(3,4,5-三甲氧基)-1H-苯并咪唑(2-phenyl-5-(pyrrolidin-1-yl)-1-(3,4,5-trimethoxybenzyl)-1H-benzimidazole,PPTMB)能夠抑制前列腺癌細胞的增長。PPTMB不但作用于微管,還能使c-Jun氨基酸末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)磷酸化,從而表現(xiàn)出高效的抑制癌細胞增殖的能力。

2.2 介導腫瘤細胞凋亡 凋亡(apoptosis)是組織分化、維持細胞平衡所必需的死亡方式。誘導腫瘤細胞發(fā)生凋亡,是殺死腫瘤的主要手段。經過MZ處理的NSCLC細胞,微管解聚,有絲分裂停止,隨之發(fā)生以Caspase活化和細胞色素C(cytochrome c,CytC)釋放為特征的凋亡。MZ誘導凋亡可能有多個機制參與其中,因為使用最大濃度的廣譜半胱天冬酶抑制劑z-VAD-FMK對MZ作用后的H460細胞進行處理,細胞相對存活率的提高也不超過總數(shù)的15%[3]。另外,MZ還能夠通過誘導腎上腺皮質癌細胞凋亡而阻止癌細胞侵襲和轉移[8]。

臨床劑量的MZ可使黑色素瘤細胞 M-14和SK-Mel-19凋亡。雖然MZ對黑色素細胞的微管也有解聚作用,但不發(fā)生凋亡,推測MZ對黑色素瘤細胞和黑色素細胞作用的差別可能與兩種細胞內由B細胞淋巴瘤/白血病-2(B-cell lymphoma/leukemia-2,Bcl-2)蛋白介導的細胞反應不同有關。黑色素瘤細胞經MZ處理后,Bcl-2蛋白迅速磷酸化而失活,Bcl-2和Bcl-2相關 X蛋白(Bcl2-associated X protein,Bax)形成Bcx-Bcl-2異二聚體受到阻礙,故細胞對凋亡更敏感。用MZ處理經RNA干擾降低Bcl-2蛋白水平的黑色素細胞,不僅微管解聚,還發(fā)生了凋亡[9],由此推測,Bcl-2可能是MZ誘導凋亡的機制之一。

2.3 抑制乏氧誘導因子和血管內皮生長因子 生長迅速的實體腫瘤常有大面積低氧濃度區(qū),即乏氧(hypoxia)。乏氧誘導因子-1(hypoxia-inducible factor 1,HIF-1)是細胞對乏氧反應最重要的調節(jié)因子,它可以促進許多腫瘤的形成和發(fā)展[10]。HIF-1有兩種亞型,即 HIF-1α和 HIF-1β。HIF-1α在決定HIF-1活性和提高乏氧狀態(tài)中腫瘤細胞生存力方面起著重要作用。另外,HIF-1α通過調節(jié)生長因子和(或)細胞因子,使腫瘤細胞生物學特性發(fā)生改變,如糖代謝方式改變、血管發(fā)生、侵襲轉移和化療抵抗等[11-14]。

Pourgholami等[15]在乏氧環(huán)境下培養(yǎng)人卵巢癌細胞OVCAR-3,并構建了Balb/C裸鼠荷瘤模型。在正常氧含量下,ABZ對OVCAR-3細胞的HIF-1α沒有明顯作用。但乏氧環(huán)境下,體內外實驗均顯示,ABZ對HIF-1α有時間和劑量依賴性的明顯抑制作用。

血管生成在實體腫瘤生長和擴散中起著重要作用,其活躍程度對腫瘤病理分級、治療及預后的判斷有重要評估價值,因此腫瘤血管生成是腫瘤治療的一個靶點。血管生成受到多種血管生長因子的調控[16],在其生成過程中的各個環(huán)節(jié)可能都是治療靶點。血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)在血管生成中起著中樞作用。某些VEGF抑制劑已經被食品藥物管理局(food and drug administration,FDA)批準用于臨床腫瘤治療。但是,有文獻報道,抗VEGF藥物對腫瘤的抑制作用短暫,并最終導致藥物抵抗、血管再生成和快速轉移[17-18]。在接種了卵巢癌OVCAR-3細胞的動物中,ABZ能夠抑制VEGF表達[19]。VEGF受HIF-1α精密調節(jié),ABZ能夠通過抑制 HIF-1α而降低VEGF的表達,使其干擾血管生成的作用優(yōu)于只針對VEGF的藥物[15]。

另外,某些抗微管藥物可以使腫瘤新生脈管系統(tǒng)的內皮細胞微管解聚,并產生類似血管靶向藥物的效果。有研究證實,MZ對實體腫瘤的血管生成有抑制作用,MZ對肺癌小鼠模型腫瘤生長的抑制有可能與MZ抑制血管生成有關[20]。

2.4 抑制惡性腹腔積液形成 惡性腹腔積液是卵巢癌、結腸癌、胃癌等癌癥晚期常見的臨床癥狀之一,是目前比較難以解決的問題。腫瘤腹膜轉移、腫瘤壓迫、新生血管高滲透性和血管活性物質增多都是惡性腹腔積液形成的主要原因[21]。目前對惡性腹腔積液的治療方式包括利尿、腹腔穿刺放液、腹腔置管引流、腹腔化療和免疫治療等,這些治療能夠在短期內解除或改善腹腔積液癥狀,但效果不持久、不良反應較多或治療對象有選擇性[22],因此,治療惡性腹腔積液需要一種安全、有效、廣譜的治療方法。有研究用ABZ成功地抑制了人結腸癌細胞HT-29在裸鼠腹膜的轉移后,繼續(xù)對ABZ是否能夠抑制因腫瘤腹膜轉移而產生的惡性腹腔積液而展開研究。通過構建人卵巢癌OVCAR-3細胞腹膜轉移的雌性裸鼠模型,與對照組比較,ABZ可以降低VGEF分泌,減少荷瘤裸鼠腹腔積液,提高裸鼠生活質量。有研究表明,阿苯達唑能夠通過降低VEGF表達而抑制血管發(fā)生和腹腔積液形成[19]。

3 展 望

隨著抗癌新藥、新方法不斷涌現(xiàn),腫瘤化療得到了令人矚目的進步,多數(shù)患者通過化療或聯(lián)合化療后,癥狀得以緩解、生命得以延長,甚至有些病種可以治愈[23]。但是目前使用的絕大多數(shù)化療藥物的不良反應較多,很多患者不能耐受以致死亡。因此,安全有效的化療藥物很值得期盼。而BZ有卓越的抗腫瘤效果,且作用機制不單一。在BZ應用于抗寄生蟲治療的歷史中,其安全性也得到了肯定。優(yōu)效、安全、簡便是BZ在抗腫瘤研究中的發(fā)光點,但是在腫瘤治療的臨床應用中,仍需要進行一系列研究證實。2010年,Pourgholami等[24]對ABZ在晚期癌癥口服最大耐受劑量進行了I期臨床觀察,相信在不久的將來,BZ將會作為一種安全有效的抗癌藥物應用于臨床中。

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