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抗肿瘤抗生素2009.3.4 内科讲课,内 容 提 要,定义、分类蒽环类药物博来霉素类药物其它类药物新药开发展望,定 义,抗肿瘤抗生素是由微生物产生的具有抗肿瘤活性的化学物质抗肿瘤抗生素的化学结构多种多样，作用机理不尽相同，大部分是抑制 DNA，RNA和蛋白质合成已发现数千种微生物的代谢产物有细胞毒作用，10余种已成为临床常用的抗肿瘤药物,抗肿瘤抗生素类药物分类,按化学结构分类：(1)琨类：又分为蒽环类，包括阿霉素、柔红霉素和阿克拉霉素等；苯醌类，包括丝裂霉素等(2)亚硝脲类：如链脲霉素(3)糖苷类：如光辉霉素、色霉素A3(4)色肽类：如放线菌素C、放线菌素D(5)糖肽类：如博莱霉素类抗生素(6)蛋白质类：新制癌菌素、力达霉素还有其他类型,抗肿瘤抗生素类药物分类,按作用机制分类：(1)损伤DNA模板：如博来霉素类(2)烷化剂：丝裂霉素(3)嵌入DNA，抑制合成：阿霉素、放线菌素D(4) 结合DNA后活化裂解DNA：力达霉素 还有其它作用机制,临床分类,蒽环类：阿霉素表阿霉素吡喃阿霉素柔红霉素去甲氧柔红霉素阿克拉霉素楷莱米托蒽醌（结构类似化合物）亚硝脲类：链脲霉素,丝裂霉素类：丝裂霉素C放线菌素类：放线菌素D博来霉素类：博来霉素平阳霉素博安霉素,内 容 提 要,定义、种类蒽环类药物博来霉素类药物其它类药物新药开发展望,蒽环类抗生素研发史,1957年从意大利Adria海岸土壤标本中分离到的链霉素菌株，产生具有抗肿瘤作用的抗生素，称为柔毛霉素同期法国也另一菌株中提取到同种物质，称为红比霉素我国1970年从河北正定县土壤中获得菌株，提取出同类物质，名为正定霉素以后统一命名柔红霉素，这是第一个临床应用的抗肿瘤抗生素阿霉素是由链霉素诱导变异株产生的，侧链14位碳上由甲基变为羟基，1968年开始临床试验，抗瘤谱广，成为抗肿瘤药物发展的里程碑1973年日本梅伬浜夫分离出阿克拉霉素1975年意大利学者发现表阿霉素1976年合成去甲氧柔红霉素1979年日本梅伬浜夫半合成吡喃阿霉素1979年美国学者发现染料米托蒽醌结构类似，有强烈抗肿瘤活性,ADM EPI THP,Doxorubicin（ADM） Epirubicin（EPI） Pirarubicin（THP）C27H29NO11HCl C27H29NO11HCl C32H37NO12HCl 579.99 579.99 664.10顺式 反式 吡喃环,DNR IDA MIT,分子式：C27H29NO10HCl分子量：563.99,分子式：C22H28N4O62HCl分子量：517.41,分子式：C26H27NO9HCl,阿克拉霉素,分子式： C42H53NO15 分子量：811.87 g/mol,蒽环类药物的作用机制,嵌入DNA碱基对之间，干扰转录、mRNA合成促使拓扑异构酶裂解DNA，破坏其三级结构抑制DNA多聚酶，抑制DNA合成产生氧自由基，破坏细胞膜功能，与心脏毒性相关主要由MDR1介导耐药，部分药物之间有不全交叉耐药,蒽环类药物的作用机制,抑制RNA合成所需浓度仅为抑制DNA合成浓度的1/101/6增殖期细胞对阿霉素的敏感性比静止期细胞约高出5倍细胞周期非特异性药物，但G1和S期细胞最敏感低浓度时，细胞先成指数杀伤；高浓度时，杀伤能力与药物浓度呈指数关系,蒽环类药物的临床药理学特点,不能通过胃肠道吸收（除IDA外）不或不易透过血脑屏障（除IDA外）血浆半衰期13-50小时不等 THP、ACR约13-14小时 ADM、EPI、DNR、IDA约30-50小时主要由肝脏代谢，胆汁排泄，部分代谢物也有抗肿瘤活性,各药主要适应症,抗肿瘤谱广：ADM：急性白血病、淋巴瘤、软组织和骨肉瘤、乳腺癌等EPI：白血病、淋巴瘤、多发性骨髓瘤、乳腺癌、软组织肉瘤、胃癌 、肝癌、结肠直肠癌、卵巢癌等 THP：淋巴瘤、急性白血病、乳腺癌、头颈部癌、胃癌、泌尿系统恶性肿瘤、卵巢癌、子宫内膜癌、子宫颈癌等 MIT：淋巴瘤、乳腺癌和急性白血病抗肿瘤谱窄：DNR：急性白血病、慢性粒细胞白血病、Ewings肉瘤 IDA：初治的成人急性非淋巴细胞白血病、成人和儿童的急性淋巴细胞性白血病二线治疗药物 ACR：急性粒细胞性白血病,注 意 事 项,具有强烈刺激性，必须通过静脉或动脉给药。膀胱内给药也可行，很少进入体循环常用溶液为氯化钠注射液、5葡萄糖注射液、或氯化钠葡萄糖注射液THP只能用5葡萄糖注射液或注射用水配制后的溶液于室温正常光照下可保持稳定48小时，强烈光照下可至少保持稳定24小时建议避光保存在28，并在24小时内使用,蒽环类化疗药的毒性作用,剂量限制性毒性： 骨髓抑制 粘膜炎 累积的心脏毒性其他毒性：恶心、呕吐、脱发、肝肾功能异常等药物外渗可引起组织溃疡和坏死,蒽环类药物心脏毒性的发病机制,直接作用：原型药与醇式代谢产物对心肌细胞的 直接毒性作用间接作用：儿苯酚胺和组胺大量释放，氧自由基 产生并释放干扰钾、钠、钙离子跨膜转 运作用,心脏毒性的危险因素,既往蒽环类药物用药史（总累积剂量）潜在的心血管疾病或危险因素（如高血压）既往左胸或纵隔部位的放疗患者年龄（ 15岁以下或65岁以上）既往或合并使用其他具有心脏毒性的抗肿瘤药物（环磷酰胺、紫杉醇和曲妥珠单抗等）,蒽环类药物诱导的心脏毒性特点,心肌反复损伤的结果不可逆左心室射血分数（LVEF）是最常用的检测指标，但它不能有效预测慢性心力衰竭（CHF）患者的进展情况CHF和/或心脏事件的发生率取决于蒽环类药物的种类及其累积剂量,与血药浓度峰值、组织中游离药物的浓度以及累积剂量相关最为严重的心脏并发症是危及生命的心肌病 临床特征：急性毒性亚急性毒性慢性毒性迟发性毒性,蒽环类药物诱导的心脏毒性特点,蒽环类药物的急性心脏毒性,发生于静注给药时或给药后几小时发生率0.4 - 41%主要ECG表现：QRS低电压（特异性）、窦速、室上性或室性早搏、QT间期延长等，很少出现急性心肌缺血多发生于单次大剂量给药化疗结束后数小时（心律失常）或数周（ST-T改变）自行消失。一般不作为继续用药的禁忌症严重的心力衰竭可突然发生，预先无心电图改变,蒽环类药物的亚急性心脏毒性,发生于结束用药几天或几周后表现为心包炎和/或心肌炎（心包炎-心肌炎综合症）DNR比ADM更易引起心包炎,蒽环类药物的慢性心脏毒性,发生于化疗后数周或数月发生率约0.4-23%表现为充血性心力衰竭(CHF) 。严重的合并症为心肌病，仅少数人通过治疗减缓症状，死亡率27-61%CHF的发生与药物累积总量明显相关，并随治疗时间延长而增加ADM：累积总量 500mg/， CHF多不可逆,蒽环类药物的迟发性心脏毒性,化疗结束后数年发生ADM累积量相对低（480mg/m2）主要表现为充血性心衰、心律失常、传导阻滞，很少发生心源性猝死。终止治疗十年内18%有左室射血分数（LVEF）减低危险因素有：发育年龄接受治疗、高单剂给药、累积剂量大、纵隔放射,保护心肌的策略,低毒蒽环类似物（EPI、THP、MIT）的合成改变给药方式： 分次剂量 每周低剂量 持续长时间滴注减少自由基生成右丙亚胺改进药物传输系统聚乙二醇脂质体,蒽环类药物的等毒性剂量,引起同等程度骨髓抑制的药物剂量： ADM 60 mg/m2 EPI 75 mg/m2 DNR70 mg/m2 MIT12 mg/m2 IDA12 mg/m2*白细胞、血小板下降的平均谷值，骨髓抑制恢复时间,阿霉素： 450-550mg/m2表阿霉素： 550-800 （800-1000mg/m2 ）吡喃阿霉素： 950mg/m2（950-1100mg/m2）柔红霉素： 600mg/m2去甲氧柔红霉素 口服： 400mg/m2 静脉： 93mg/m2 （ 170mg/m2 ）米托蒽醌： 160mg/m2 （200mg/m2） 用过阿霉素：120mg/m2,蒽环类药物最大累积剂量,改变给药方式,标准用法大剂量单次用药：单次静脉注射，2-3分钟，每3-4周重复改良的用法中剂量连日用药：每日1次注射，连续几日 ，3周重复中剂量每周用药：每周1次，连用2周，每3周重复低剂量持续输注：持续静脉输注48-96小时，每3-4周重复改良用法的优势降低峰浓度，减轻了急性心脏损伤减轻骨髓抑制和胃肠道反应（包括口腔溃疡）远期心脏毒性没有减低，尤其是儿童，因其与药物峰浓度和AUC都有关,循环中药物包裹在脂质体内， 在肿瘤组织蓄积和释放,靶向性,楷莱脂质体阿霉素,楷莱 的临床优势,药动学优点AUC分布 T 分布容积清除率可入BBB有助克服MDR胞内浓度作用P - 糖蛋白不良反应: 心脏毒性、 骨髓抑制、脱发,药物瘤内累积药物作用时间,治疗指数,楷莱与多柔比星单药治疗的比较： 心脏事件与累积剂量的关系,OBrien et al. Ann Oncol. 2004;15:440-449.,风险比(HR) = 3.16 (95% CI: 1.58-6.31); P .001,楷 莱 研 究 结 果,累积剂量 500 mg/m2 使用楷莱仍然是安全的(中位剂量为 660 mg/m2) 数名患者楷莱治疗2年，均未出现CHF的临床症状既往曾用蒽环类药物治疗的患者可以安全地接受楷莱治疗,Safra et al. Ann Oncol. 2000;11:1029-1033.,内 容 提 要,定义、种类蒽环类药物博来霉素类药物其它类药物新药开发展望,研发史,1962年日本梅伬浜夫自轮状链丝菌培养液中提取的一种碱性水溶性糖肽类抗生素博来霉素含有13种组分的复合物，主要成分为 A2（占 55%-77%） 1969年我国从浙江平阳地区土壤中分离出了博莱霉素产生菌（平阳链球菌），70年代初，研制出争光霉素争光霉素复合物的组分与博莱霉素相比差别大，其中A5组分达到50-60%，A6组份达到10%80年代初，博莱霉素A5单组分被命名为平阳霉素,分子结构,分子式：C55H84N17O21S3.HSO4分子量：1512.62,博来霉素族,博来霉素（A组分A1-6, B组分B1-6，A2为主）争光霉素（含十多种博来霉素组分）平阳霉素（博来霉素单一组分A5）培洛霉素 （博来霉素衍生物）博安霉素（博来霉素单一组分A6）,作用机理,与DNA结合，但并不影响核酸的二级结构，可使DNA分子发生单链或双链断裂在DNA结构的破坏上，需要有O2和Fe 2+的存在与Fe 2+形成复合物，为O2提供电子，形成过氧化物和羟自由基而破坏DNA正常细胞和肿瘤细胞内均有BLM的钝化酶，酶活性低的正常组织如肺、皮肤以及某些肿瘤组织则对BLM特别敏感细胞周期非特异性药物，M期细胞最敏感，其次为G2期细胞，G1期细胞对之耐药力最强,药代动力学,静脉、 肌肉、皮下或动脉注射血浆半衰期很短，通常少于2小时在皮肤、肿瘤、肺、肝、肾中含量高，小肠次之肾脏排泄迅速，80%的药物可在48小时内由尿中 排出代谢药物的酶在肝肾中丰富而在肺和皮肤中缺乏，故毒性易出现在肺和皮肤,适应症,皮肤癌、头颈部癌、肺癌、食管癌及恶性淋巴瘤等 博安霉素对肝癌具有较为满意的疗效,不良反应,肺毒性：潜在的致死性肺毒性占10%20%危险因素：年龄超过70岁 曾接受胸部放疗 BLM总量超过400u初发症状：干咳、低热、呼吸困难等病理征象：肺泡内皮细胞坏死，II型细胞不典型增生，透明膜形成，肺泡巨噬细胞增多，最后肺间质纤维化,不良反应,皮肤反应：急素沉着，脱发，皮肤脱屑，手足指胀痛等全身反应：给药36小时后出现发冷、发热，第1-2次给药时可出现高热、低血压、过敏性休克、瘙痒性红斑平阳霉素肺部病变出现率低于博来霉素，博安霉素进一步克服了肺毒性问题，比平阳霉素还低,内 容 提 要,定义、种类蒽环类药物博来霉素类药物其它类药物新药开发展望,丝 裂 霉 素,研发史,丝裂霉素是一种天然抗生素，唯一用于临床的丝裂霉素类抗生素1956-58年,日本学者若木等从头状链霉菌培养液（ Strepto-myces caespitosus 放线菌属）中分离出丝裂霉素C由链霉菌产生的丝裂霉素类物质包括丝裂霉素A、B、C，丝裂霉素C的抗肿瘤作用最强1965年我国从自己分离的放线菌H2760菌株中提取出自力霉素，与国外报道的丝裂霉素C相同,丝裂霉素,结构式：分子式：C15H18N4O5分子量：334.34,药理机制,含有两个烷化中心（氮丙啶基团和氨甲酰基团）经酶活化后，可与DNA的双螺旋发生交叉联结，还可引起DNA 单链断裂，抑制DNA的复制高浓度时对RNA亦有抑制作用为细胞周期非特异性药物对晚G1期及早S期最敏感，对G2期则为低敏感乏氧细胞对MMC亦敏感治疗指数不高，而且毒副作用较大,药代动力学,T1/2分别为510分钟及50分钟口服能吸收，但血中浓度只能达到静脉给药的1/20肌肉、心、肺、肾的浓度高，不能通过血脑屏障主要在肝脏中生物转化主要通过肾脏排泄，数小时内有10%以原形排泄，在体内的残留时间比较长,适应症,主要适用于胃癌、肺癌、乳腺癌也适用肝癌、胰腺癌、结直肠癌、食管癌、卵巢癌癌性腔内积液，腔内注射膀胱肿瘤，膀胱内灌注,不良反应,骨髓抑制：白细胞和血小板下降，有蓄积性，后续疗程将更加明显和持久胃肠道反应：食欲减退，恶心、呕吐，腹泻，口腔炎，胃肠炎等偶可出现肝肾功能损害偶可出现间质性肺炎，肺纤维化药液漏出血管外，有局部刺激作用，重者可致局部组织坏死、静脉炎腔内注射可能引起化学性胸膜炎、膀胱炎其他反应：脱发，乏力，皮疹，发热，附睾炎等,丝裂霉素在浅表性膀胱肿瘤的应用,治疗方法：MMC40 mg溶于40 ml生理盐水膀胱内灌注灌注时机： TUR-BT术后24小时内膀胱内灌注1次，复发率由48.4%降至36.7%，术后6小时内灌注更有效灌注剂量：40 mg疗效优于低剂量优化疗法：药物浓度比药量更重要，碱化尿液和减少尿量维持治疗：术后24小时内灌注1 次，以后每3个月灌注1次，持续1年联合治疗： MMC与EPI联合维持治疗,放线菌素类抗生素,研发史,迄今发现的放线菌素至少有50种以上，只有放线菌素D在临床应用1954年Waksman由放线菌属Str.parvul-lus培养液中提取1957年上海药物所从中国桂林土壤中分离出放线菌株1779，产生的活性成分对绒癌和淋巴瘤的疗效颇佳当时定名为放线菌素K, 又名为更生霉素以后证明其中主要成分与放线菌素D相同，纯化后将更生霉素亦命名为放线菌素D,放线菌素D,其结构式为：分子式：C62H86N12O16 分子量：1255.44,药理机制,主要作用于RNA，高浓度时则同时影响RNA与DNA合成嵌合于DNA双链内与鸟嘌呤基团结合，抑制DNA依赖的RNA聚合酶，干扰细胞转录过程，抑制mRNA合成细胞周期非特异性药物，以G1期尤为敏感，阻碍G1期细胞进入S期,药代动力学,静注后迅速分布至组织，10分钟即可在主要脏器如肝、肾、颌下腺中出现难以透过血脑屏障1220经尿排出，5090经胆道随粪便排出T1/2约36小时,适应症,对霍奇金淋巴瘤及神经母细胞瘤疗效突出，尤其是控制发热无转移的绒癌初治时，治愈率达90100对睾丸癌亦有效与放疗联合治疗儿童肾母细胞瘤（Wilms瘤）可提高生存率对尤文肉瘤和横纹肌肉瘤亦有效,不良反应,骨髓抑制：为剂量限制性毒性，血小板及粒细胞减少，尤以血小板下降为著胃肠道反应：恶心、呕吐、腹泻，少数有口腔溃疡，有时严重，为急性剂量限制性毒性脱发、胃炎、肠炎或皮肤红斑、脱屑、色素沉着、肝肾功能损害等，均可逆漏出血管对软组织损害显著,药物相互作用,维生素K可降低其效价，慎用维生素K类药物有放疗增敏作用，但有可能在放疗部位产生“回忆性”的皮肤改变,链脲霉素,链球菌产生与DNA起烷化作用，抑制DNA合成，不抑制RNA损伤胰岛细胞主要用于胰岛细胞癌，也可用于类癌引起糖尿，骨髓抑制轻,内 容 提 要,定义、种类蒽环类药物博来霉素类药物其它类药物新药开发展望,抗肿瘤抗生素类新药,烯二炔类抗肿瘤抗生素由放线菌产生，对多种肿瘤细胞均有强烈的杀伤作用，且作用迅速，是迄今发现的活性最强的抗肿瘤类抗生素 卡里奇霉素(calicheamicin，CLM)对肿瘤细胞的杀伤活性比阿霉素强1000倍从我国湖北省潜江市土壤分离的一株链霉菌产生的力达霉素对癌细胞有极强的杀伤作用，体外检测按IC50值进行比 较，LDM比阿霉素强10000倍以上可导致细胞的DNA双链断裂，其作用点显示核苷酸序列特异性，主要在GTTATATAAC力达霉素是一种很强的血管生成抑制剂，可能以bFGF受体(碱性成纤维细胞生长因子)为作用靶点，抑制血管生成,抗肿瘤抗生素类新药,糖肽类抗肿瘤抗生素主要指博莱霉素族抗生素 将其与单克隆抗体耦联，则能增加其对肿瘤细胞的选择性结合，增强其在体内的抗肿瘤作用,抗肿瘤抗生素类新药,蒽环类抗肿瘤抗生素 NPU一159548是去甲氧柔红霉素的衍生物，心脏毒性低于柔红霉素，能克服常用抗肿瘤药物治疗后的耐药性MX2是亲脂性的吗啉代蒽环类化合物，其毒性较低，并能通过血脑屏障，可抑制恶性胶质瘤细胞的生长,抗肿瘤抗生素类新药,苯并二吡咯类抗肿瘤抗生素包括CC一1065，DUMSA，Pyrindamycin和 Gilvusmycin等4类共9个品种通过独特的环丙烷基团与DNA发生共价结合，使DNA链更加稳定，抑制其解旋，是迄今为止抗肿瘤活性最强的抗生素之一几乎对P388白血病都具有活性，是很有潜力的一类治疗白血病的药物,抗肿瘤抗生素类新药,抗体靶向药物抗肿瘤抗生素可用作“弹头”药物，与抗体及其片段进行连接，制备免疫偶联物或融合蛋白 卡里奇霉素(calicheamicin，CLM)对肿瘤细胞的杀伤活性比阿霉素强1000倍2000年美国FDA批准抗CD33的人源化抗体与CLM的偶联物Mylotarg用于治疗复发的急性髓性白血病,抗肿瘤抗生素类新药,抗体靶向药物我国按11分子比将力达霉素与单抗连接其偶联物对裸鼠移植的肝癌、胃癌均有显著疗效,抗肿瘤抗生素类新药,组蛋白脱乙酰酶特异性抑制剂链霉菌产生的trichostatin A(TSA) TSA可致组蛋白过度乙酰化与p21过表达，抑制Cdk2激酶活性，导致G1期阻 滞，抑制细胞增殖,抗肿瘤抗生素类新药,作用于靶点mTOR药物mTOR是(PI3K)/Akt信号转导通路下游的效应分子，可介导细胞增殖与细胞凋亡rapamycin及其同系物CCI779、RAD 001和AP23573等显示对mTOR有高度特异性的抑制作用，出现G1期阻滞肾癌已获FDA批准，MCL、乳腺癌研究已结束,展 望,未来抗肿瘤抗生素研究的主要趋势： 寻找新的与肿瘤发生、发展相关的分子靶点培养迄今为止研究甚少、难以培养的微生物，并筛选其产生的活性物质增强药物对肿瘤细胞选择性的杀伤作用，减小其在体内对正常细胞的毒副作用 加强多药耐药性(MDR)研究，寻找一些对 MDR细胞无耐药性的新的抗肿瘤抗生素,谢 谢 ！,
