楊婷儀 李曉倩 張杰 張舒羽

1 四川大學(xué)華西基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與法醫(yī)學(xué)院放射醫(yī)學(xué)研究室，成都 610041；2 空軍軍醫(yī)大學(xué)軍事預(yù)防醫(yī)學(xué)系輻射防護醫(yī)學(xué)教研室，西安 710032；3 核工業(yè)四一六醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科，成都 610051

近年來，核能與核技術(shù)的發(fā)展及廣泛應(yīng)用使人們暴露于輻射的風(fēng)險增加。電離輻射引起生物基質(zhì)的電離與激發(fā)，產(chǎn)生一系列的輻射生物效應(yīng)，造成機體直接或間接的輻射損傷，最終可導(dǎo)致骨髓型、胃腸型和腦型等多種輻射病。輻射防護劑可有效降低輻射對細(xì)胞的有害影響，預(yù)防和減輕輻射損傷。多數(shù)輻射防護劑通過直接清除自由基或增強抗氧化能力發(fā)揮作用[1]。由于多肽在維持機體正常生理功能方面起著至關(guān)重要的作用，采用多肽類藥物防治輻射損傷已越來越受關(guān)注。截至2015 年，約有140 種多肽類藥物被用于臨床試驗，其中多種多肽及其類似物具有輻射損傷防護的潛在價值[2]，我們對此進行綜述。

1 多肽類輻射防護藥物的特性

多肽類藥物具有多肽的內(nèi)在活性，在細(xì)胞增殖、分化和免疫防御等生理活動中承擔(dān)多種功能?；钚远嚯牡母叨忍禺愋允蛊渥饔糜谌梭w時更具安全性、耐受性和有效性，因此，多肽的成藥性高于一般化學(xué)分子。此外，多肽類藥物的生產(chǎn)技術(shù)成熟，生產(chǎn)成本較低，與大分子藥物相比更具生產(chǎn)優(yōu)勢。

多肽的特異性是指通過作用于一系列分子靶點產(chǎn)生效應(yīng)[3]，如作用于細(xì)胞表面受體（G 蛋白偶聯(lián)受體和非G 蛋白偶聯(lián)受體等），非G 蛋白偶聯(lián)受體包括利鈉肽受體、細(xì)胞因子受體等[4]。此外，另有少量多肽類藥物在細(xì)胞穿膜肽的協(xié)助下作用于細(xì)胞內(nèi)靶點。Burdelya 等[5]的研究結(jié)果表明，鞭毛蛋白CBLB502 通過結(jié)合Toll樣受體5 活化核因子κB 信號通路對小鼠腸型和骨髓型急性放射綜合征發(fā)揮保護作用。

2 多肽類輻射防護藥物的設(shè)計思路

目前，臨床常用的多肽類輻射防護藥物的藥物劑型為注射劑。多肽分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性較差，在體內(nèi)易被清除，藥物半衰期較短。近年來，研究者利用多種技術(shù)方法改進多肽的結(jié)構(gòu)和功能，從而拓展多肽類輻射防護藥物的臨床應(yīng)用范圍。具體包括：（1）通過多種方法有效延長多肽類藥物的體內(nèi)半衰期，如聚乙二醇化學(xué)修飾[6]、人血清白蛋白融合技術(shù)[7]或多肽環(huán)化[8]增強肽的二級結(jié)構(gòu)。（2）通過細(xì)胞穿膜肽有效轉(zhuǎn)導(dǎo)多肽類藥物到達(dá)細(xì)胞內(nèi)靶點，如人免疫缺陷病毒1 型反式轉(zhuǎn)錄激活蛋白TAT 序列[9]。（3）通過多功能肽的多重藥理活性對不同的患者進行個性化治療，如抗菌多肽類藥物，可同時具有免疫刺激和促進傷口愈合的功能[2]。（4）通過將多肽與小分子化合物、寡核苷酸或抗體等的偶聯(lián)來提高多肽類藥物的療效和安全性，如在抗體-多肽結(jié)合物中，抗體發(fā)揮靶向作用，多肽發(fā)揮效應(yīng)作用[2]。

3 多肽類輻射防護藥物的應(yīng)用

3.1 谷胱甘肽（glutathione，GSH）

GSH 是一種由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸結(jié)合形成的含巰基三肽，是體內(nèi)重要的代謝調(diào)節(jié)物和抗氧化劑，可有效預(yù)防和減輕輻射對造血器官和胃腸道的損傷。腦腫瘤放療可誘導(dǎo)腦組織生成大量自由基，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化，生成腦白三烯攻擊腦血管內(nèi)皮細(xì)胞，引起腦水腫和延遲性神經(jīng)元壞死[10]。Lu 等[11]用6 Gy X 射線照射C57BL/6 小鼠的頭部建立GL261 膠質(zhì)瘤模型，莫里斯水迷宮實驗結(jié)果顯示，照射后第5 天和第6 天，GSH 處理組的逃避潛伏期由最初的110 s 分別降至60 s 和45 s，這表明荷瘤小鼠的記憶能力增強。此外，GSH 還可通過提高超氧化物歧化酶的活性和降低丙二醛的水平，增強海馬組織的抗氧化能力；通過上調(diào)乙酰膽堿和膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶蛋白的水平，保護神經(jīng)信號傳遞系統(tǒng)；通過降低炎癥因子TNF-α和白細(xì)胞介素（interleukin，IL）6 的水平，抑制海馬損傷組織中的免疫反應(yīng)。

3.2 內(nèi)源性四肽N-乙酰-絲氨酸-天冬氨酸-賴氨酸-脯氨酸（N-acetyl-Ser-Asp-Lys-Pro，Ac-SDKP）

Ac-SDKP 對心血管系統(tǒng)的輻射損傷具有保護作用。Sharma 等[12]采用30 Gy 的電子束照射大鼠的左側(cè)胸部，結(jié)果表明，Ac-SDKP 處理可使受照射后大鼠的靜息心肌血流量正常化，抑制輻射誘導(dǎo)的冠狀動脈血管內(nèi)皮細(xì)胞丟失，維持冠狀動脈微血管密度，并抑制冠狀動脈血管纖維化。Ac-SDKP可通過誘導(dǎo)緊密連接蛋白的表達(dá)改善表皮屏障功能，包括增加連接附著分子和緊密連接蛋白Claudin-1 的 mRNA 轉(zhuǎn)錄水平[12]，上調(diào)屏障相關(guān)蛋白（閉鎖蛋白和閉鎖小帶蛋白1 等）的水平[13]。這表明Ac-SDKP 在內(nèi)皮細(xì)胞黏附和錨固方面具有重要作用，并在淋巴細(xì)胞的歸巢和激活中發(fā)揮潛在作用。

3.3 錳離子-十肽復(fù)合物（Mn2+-decapeptide complex，MDP）

Daly 等[14]報道了耐輻射球菌超濾液中的Mn2+-肽-Pi 復(fù)合物可提升經(jīng)16 Gy60Co γ 射線照射后的人外周血白血病T 細(xì)胞的細(xì)胞活力，并提高了受到3 kGy60Co γ 射線照射的大腸桿菌的存活率。Gaidamakova 等[15]在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種由十肽DP1（序列為DEHGTAVMLK）、MnCl2和Pi 混合后自發(fā)形成的復(fù)合物MDP，其研究結(jié)果表明，DP1 可增加100 Gy60Co γ 射線照射后人外周血白血病T 細(xì)胞的細(xì)胞活力，維持60 000 Gy60Co γ 射線照射后T4 DNA 連接酶的活性。此外，對受到9.5 Gy60Co γ 射線全身照射的小鼠而言，MDP 處理可改善電離輻射引起的WBC 和RBC 數(shù)減少以及脾腫大，防止骨髓細(xì)胞消耗，減少脂肪生成，保護CD34+造血干細(xì)胞；MDP 處理使受照射小鼠血清細(xì)胞因子水平發(fā)生了顯著改變，如IL-2、IL-3、IL-4、IL-10、粒細(xì)胞集落刺激因子和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子的水平均顯著上調(diào)[16]。

3.4 人生長激素（human growth hormone，hGH）與促血小板生成素模擬肽二聚體（dimer of thrombopoietin mimetic peptide，dTMP）融合蛋白（dTMP-GH）

hGH 可通過細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2 信號通路和磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號通路的階段性和時間特異性發(fā)揮調(diào)節(jié)造血系統(tǒng)的作用，如促進臍血CD34+細(xì)胞分化為原始巨核細(xì)胞，進而生成血小板[17]。Long 等[18]將hGH 與dTMP 結(jié)合形成融合蛋白dTMP-GH，其中dTMP 是由14 個氨基酸組成的多肽（序列為IEGPTLRQWLAARA）；用dTMPGH 處理經(jīng)6 Gy60Co γ 射線照射后對其全身皮膚進行20%面積的燒傷處理的小鼠發(fā)現(xiàn)，小鼠的存活率明顯提高，外周血中WBC、RBC、血小板計數(shù)特別是巨核細(xì)胞計數(shù)均增加，并能促進小鼠的燒傷創(chuàng)面愈合。Xu 等[17]的研究結(jié)果顯示，dTMP-GH可靶向作用于巨核細(xì)胞，促進血小板前體形成、增加血小板計數(shù)、促進血栓形成、防止白細(xì)胞耗竭、恢復(fù)外周血細(xì)胞水平，從而提高受照射小鼠的存活率。

3.5 成纖維細(xì)胞生長因子（fibroblast growth factor，F(xiàn)GF）2 及其類似物（FGF-P）

FGF 家族成員具有血管生成活性，能促進有絲分裂。其中，F(xiàn)GF-2 具有緩解輻射損傷的作用。具體包括：（1）FGF-2 能夠保護小鼠腸道組織，降低急性胃腸綜合征小鼠的病死率。（2）血FGF水平與人急性放射性損傷呈負(fù)相關(guān)[19]。FGF-P 由17 個氨基酸組成（序列為CYRSRKYSSWYVALK RC），是基于FGF-2 與其受體作用的15 個氨基酸區(qū)域設(shè)計的一種FGF-2 類似物。為了明確急性胃腸綜合征是小鼠受到大劑量（≥10.5 Gy）γ 射線照射后第一周的主要病死原因，研究者采用了一種亞全身照射模型，結(jié)果顯示，F(xiàn)GF-P 提高了受照射小鼠的存活率，增加了小腸隱窩的數(shù)目，促進了小腸上皮細(xì)胞的增殖；研究結(jié)果還顯示，F(xiàn)GF-P 處理降低了因照射而升高的內(nèi)毒素、趨化因子以及炎癥因子水平，還可維持受照射小鼠的血漿胰島素和葡萄糖水平[20]。

3.6 胰高血糖素樣肽（g lucagon-like peptide，GLP）2 及其類似物替度魯肽

GLP-2 含有33 個氨基酸（序列為HADGSFSD EMNTILDNLAARDFINWLIQTKITD）。將GLP-2 的第二位丙氨酸突變?yōu)楦拾彼岷蟪蔀榫哂卸幕拿缚剐缘腉LP-2 類似物替度魯肽。Booth等[21]的研究結(jié)果顯示，小鼠經(jīng)皮下注射GLP-2 或替度魯肽后，其小腸重量增加了28%，且隱窩大小、絨毛長度和面積均相應(yīng)增加；小鼠經(jīng)γ 射線全身照射前6 天或14 天，每天給予替度魯肽可顯著提高小腸隱窩干細(xì)胞的存活率，從而促進腸上皮細(xì)胞再生。替度魯肽或GLP-2 對小鼠腸道干細(xì)胞的保護作用機制尚不清楚，可能包括干細(xì)胞數(shù)量的變化、增殖狀態(tài)、對細(xì)胞凋亡或細(xì)胞分化的敏感性及干細(xì)胞的環(huán)境信號等。

3.7 人免疫缺陷病毒1 型反式轉(zhuǎn)錄激活蛋白TAT序列與短肽RP-1 偶聯(lián)的融合肽（TAT-RP1）

兩棲類動物的皮腺可分泌大量結(jié)構(gòu)和功能多樣的肽類活性物質(zhì)，以保護皮膚免受氧化應(yīng)激和紫外線輻射損傷，并能加速傷口愈合[22]。將滇蛙皮膚分泌物中分離出的短肽RP-1（序列為AMRLTYNKPCLY GT）與蛋白轉(zhuǎn)導(dǎo)結(jié)構(gòu)域TAT（序列為YGRKKRR QRRR）序列偶聯(lián)，形成含有25 個氨基酸的融合肽TAT-RP1（序列為AMRLTYNKPCLYGTYGRKKRR QRRR）。TAT-RP1 處理可提高照射后角質(zhì)形成細(xì)胞的抗超氧陰離子能力，降低其對輻射的敏感性[23]。此外，TAT-RP1 可透過大鼠皮膚進入表皮以及皮下層的真皮；局部涂抹TAT-RP1 能夠改善45 Gy電子束臀部照射大鼠的放射性皮膚損傷。

3.8 重組人表皮生長因子（recombinant human epidermal growth factor，rhEGF）

rhEGF 是由53 個氨基酸組成的小分子多肽，其在臨床試驗中被證實可促進皮膚的傷口愈合，并可刺激放療加乳房切除患者的放射性潰瘍傷口再上皮化[24]。Ryu 等[25]用不同濃度的rhEGF 處理受到45 Gy 電子束照射臀部的小鼠發(fā)現(xiàn)，小鼠的輻射性皮炎復(fù)發(fā)率顯著降低，經(jīng)50 μg/g rhEGF 處理的皮膚組織呈現(xiàn)出典型的復(fù)層鱗狀上皮特征，表皮層和真皮層輪廓清晰，真皮層膠原沉積增加并形成致密的膠原纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；其研究結(jié)果還顯示，rhEGF可通過磷酸化絲裂原活化蛋白激酶刺激成纖維細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞等細(xì)胞的分裂增殖，進而促進放射性皮膚損傷的修復(fù)。

3.9 人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（human telomerase reverse transcriptase，hTERT）蛋白片段GV1001

GV1001（序列為EARPALLTSRLRFIPK）來源于hTERT 的第616～626 位，含有16 個氨基酸。GV1001 最初作為一種抗癌疫苗[26]，但進一步研究發(fā)現(xiàn)，其具有多種生物學(xué)功能，包括抗炎、抗纖維化、抗病毒和抗腫瘤作用[27]。Chen 等[28]的研究結(jié)果顯示，GV1001 處理經(jīng)6 Gy γ 射線照射后的角質(zhì)形成細(xì)胞可提高轉(zhuǎn)錄因子粒狀頭樣2 的表達(dá)水平，顯著抑制了轉(zhuǎn)化生長因子β 信號通路中相關(guān)分子的表達(dá)水平，并可抑制上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，維持角質(zhì)形成細(xì)胞的上皮表型。此外，GV1001 還可抑制照射后成纖維細(xì)胞中Smad2 與人Ⅲ型膠原α1 和Ⅰ型膠原α1 的啟動子區(qū)域結(jié)合。在博來霉素誘導(dǎo)的小鼠皮膚纖維化模型中[29]，GV1001 治療減少了人Ⅲ型膠原α1 的合成以及纖維化病變的厚度。

3.10 甘氨酸-組氨酸-賴氨酸三肽-銅離子復(fù)合物（glycyl-histidyl-lysine-copper ions，GHK-Cu）

GHK-Cu 可促進多種細(xì)胞分化，刺激正常成纖維細(xì)胞合成膠原，誘導(dǎo)粘多糖合成增加[30]。Pollard等[31]發(fā)現(xiàn)，GHK-Cu 可促進照射后成纖維細(xì)胞的分裂增殖，其數(shù)量倍增時間近似于正常細(xì)胞，還可刺激堿性成纖維細(xì)胞生長因子和血管內(nèi)皮生長因子生成；因此，他們認(rèn)為，GHK-Cu 可通過增加細(xì)胞外基質(zhì)積聚、刺激創(chuàng)面結(jié)締組織積累和重構(gòu)，促進皮膚損傷修復(fù)，加快創(chuàng)面愈合。

3.11 生物活性肽

從食物或天然生物活性物質(zhì)中尋找無毒或低毒性的輻射防護劑一直是研究的熱點，如羊胎盤肽可提高經(jīng)60Co γ 射線照射小鼠的巨噬細(xì)胞吞噬雞紅細(xì)胞能力和廓清能力；羊胎靈芝多糖復(fù)合物、酪蛋白磷酸肽和蜂毒肽可降低受照射后小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核的發(fā)生率。玉米活性肽處理經(jīng)60Co γ 射線或X 射線照射的小鼠結(jié)果顯示，WBC、淋巴細(xì)胞、血小板數(shù)目增加，口服大豆多肽能明顯增加經(jīng)γ 射線照射后小鼠骨髓有核細(xì)胞和外周血WBC 總數(shù)及血清溶血素水平；人參低聚肽可降低輻射導(dǎo)致的腸道通透性增加、恢復(fù)小腸絨毛長度和隱窩深度、增加腸道緊密連接蛋白的表達(dá)[33]。

4 小結(jié)與展望

多肽類藥物因其自身的生物特性可靶向作用于輻射損傷部位，在其活性、特異性、安全性、改造和修飾及生產(chǎn)成本等方面具有較強的優(yōu)勢，且多肽類藥物的制藥技術(shù)成熟，還可通過降低毒性、延長半衰期和加大口服藥物的生物利用度等方式使其在臨床應(yīng)用方面更具優(yōu)勢[4]。因此，其有望成為輻射防護藥物的研發(fā)方向。但是，基于靶點的多肽類藥物研究方法的優(yōu)勢還尚未得到充分挖掘。雖然多種多肽類物質(zhì)具有輻射防護潛能，但仍需進一步的實驗結(jié)果驗證其作用機制和精確的作用靶點以及有效部位，并確定最佳的使用劑量、時間點和藥效學(xué)作用。相信隨著高通量篩選技術(shù)和多肽合成技術(shù)的發(fā)展，將會有更多合適的多肽類輻射防護藥物得到應(yīng)用。

利益沖突本研究由署名作者按以下貢獻聲明獨立開展，不涉及任何利益沖突。

作者貢獻聲明楊婷儀和李曉倩負(fù)責(zé)文獻的收集和綜述的撰寫；張舒羽負(fù)責(zé)擬定寫作思路，指導(dǎo)綜述的撰寫與定稿；張舒羽、張杰負(fù)責(zé)綜述的修訂。