抗肿瘤多肽药物的作用机制及研究进展-药学研究

　基金项目:研究生创新科研项目(Ｎｏ.ＹＪＳＣＸ２０１５－３９４ＨＳＤ)ꎻ哈尔滨市科技创新人才研究专项基金资助(Ｎｏ.２０１６ＲＱＱＸＪ０９５)　作者简介:王淑静ꎬ女ꎬ教授ꎬ硕士生导师ꎬ研究方向:肿瘤药理ꎬＥ－ｍａｉｌ:[e-mail]抗肿瘤多肽药物的作用机制及研究进展王淑静ꎬ刘欢ꎬ赵建凯ꎬ任爽ꎬ孙薇薇ꎬ张文君ꎬ张家宁ꎬ张寒(哈尔滨商业大学药学院ꎬ黑龙江哈尔滨１５００７６)摘要:肿瘤是世界医学的难题ꎬ寻找高效、低毒、易得的抗肿瘤药物迫在眉睫ꎮ在众多种类的抗肿瘤药物中ꎬ小分子多肽类药物以其分子量小、靶向性强、活性高、毒性弱、易于穿膜吸收等特点在抗肿瘤的实验研究及临床应用中得到广泛关注ꎮ小分子多肽具有抗肿瘤机制的多样性和合成的准确性及便利性ꎬ其不同功能片段可被融合使用ꎬ以增强其作用的靶向性、高效性ꎮ本文从多肽药物的不同抗肿瘤机制入手ꎬ分别对促凋亡多肽、免疫疗法多肽以及融合多肽抗肿瘤作用机制和活性研究做了简要概述ꎬ为多肽靶向、高效抗肿瘤研究提供新的思路ꎮ关键词:抗肿瘤ꎻ细胞凋亡ꎻ融合多肽ꎻ免疫治疗中图分类号:Ｒ９７９.１　文献标识码:Ａ　文章编号:２０９５－５３７５(２０１６)１２－０７１７－００４ｄｏｉ:１０.１３５０６/ｊ.ｃｎｋｉ.ｊｐｒ.２０１６.１２.０１０Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｎｔｉ－ｔｕｍｏｒｐｅｐｔｉｄｅｓｄｒｕｇｓＷＡＮＧＳｈｕｊｉｎｇꎬＬＩＵＨｕａｎꎬＺＨＡＯＪｉａｎｋａｉꎬＲＥＮＳｈｕａｎｇꎬＳＵＮＷｅｉｗｅｉꎬＺＨＡＮＧＷｅｎｊｕｎꎬＺＨＡＮＧＪｉａｎｉｎｇꎬＺＨＡＮＧＨａｎ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈａｒｍａｃｙꎬＨａｒｂｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｏｍｍｅｒｃｅꎬＨａｒｂｉｎ１５００７６ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｃａｎｃｅｒｉｓａｋｉｎｄｏｆｍａｌｉｇｎａｎｔｄｉｓｅａｓｅｗｈｉｃｈｉｓａｄｉｆｆｉｃｕｌｔｐｒｏｂｌｅｍｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄ.Ａｔｐｒｅｓｅｎｔꎬｍａｎｙｃｌｉｎｉｃａｌｔｈｅｒａｐｙａｎｄｄｒｕｇｓａｒｅｕｎａｂｌｅｔｏａｖｏｉｄｔｈｅｄｒａｗｂａｃｋｓｓｕｃｈａｓｐｏｏｒｔａｒｇｅｔｉｎｇꎬｓｔｒｏｎｇｓｉｄｅｅｆｆｅｃｔｓａｎｄｄｒｕｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ.Ｉｔｉｓｉｍ￣ｐｏｒｔａｎｔｔｏｌｏｏｋｆｏｒａｎｔｉ－ｔｕｍｏｒｄｒｕｇｓｗｈｉｃｈａｒｅｈｉｇｈｅｆｆｅｃｔｉｖｅꎬｌｏｗｔｏｘｉｃａｎｄｅａｓｉｌｙａｖａｉｌａｂｌｅ.Ｐｅｐｔｉｄｅｓｓｔａｎｄｏｕｔｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｆｅａｔｕｒｅｓｉｎｍａｎｙｋｉｎｄｓｏｆａｎｔｉ－ｔｕｍｏｒｄｒｕｇｓꎬｔｈａｔｄｅｐｅｎｄｓｏｎｔｈｅｉｒｓｍａｌｌｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔꎬｓｔｒｏｎｇｔａｒｇｅｔｉｎｇꎬｈｉｇｈａｃｔｉｖｉ￣ｔｙꎬｌｏｗｔｏｘｉｃｉｔｙꎬｅａｓｙｔｏｗｅａｒｍｅｍｂｒａｎｅａｎｄｓｏｏｎ.Ｐｅｐｔｉｄｅｓｈａｖｅｇｅｔｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅａｎｔｉ－ｔｕｍｏｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙａｎｄｃｌｉｎｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ.Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｌａｓｓｉｆｉｅｄａｎｔｉ－ｔｕｍｏｒｐｅｐｔｉｄｅｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｓｏｕｒｃｅｓꎬｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎ￣ｔｒｏｄｕｃｅｄａｐｏｐｔｏｓｉｓ－ｐｒｏｍｏｔｉｎｇｐｅｐｔｉｄｅｓꎬｉｍｍｕｎｏｔｈｅｒａｐｉｅｄｐｅｐｔｉｄｅｓꎬｆｕｓｉｏｎａｌｐｅｐｔｉｄｅｓａｎｄｏｔｈｅｒｐｅｐｔｉｄｅｓꎬｉｎｔｈｅｈｏｐｅｏｆｐｒｏ￣ｖｉｄｉｎｇｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｓｃｒｅｅｎｉｎｇꎬｃｌａｓｓｉｆｙｉｎｇａｎｄｓｔｕｄｙｉｎｇａｎｔｉ－ｔｕｍｏｒｐｅｐｔｉｄｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:Ａｎｔｉ－ｔｕｍｏｒꎻＣｅｌｌａｐｏｐｔｏｓｉｓꎻＦｕｓｉｏｎｐｅｐｔｉｄｅｓꎻＩｍｍｕｎｏｔｈｅｒａｐｙ　　肿瘤是一种恶性疾病ꎬ是世界医学的难题ꎮ目前临床上常用的疗法及药物均难以避免靶向性弱、副作用强、耐药性频发等弊端ꎬ寻找高效、低毒、易得的抗肿瘤药物迫在眉睫ꎮ根据２０１５年全国肿瘤登记中心收集的恶性肿瘤登记资料显示ꎬ近几年我国恶性肿瘤发病率与死亡率居高不下[１]ꎬ寻找安全、有效的抗肿瘤药物的需求变得越来越迫切ꎮ多肽类药物凭借其靶向性、安全性、特异性ꎬ使其在抗肿瘤药物的研制中受到关注ꎬ不同的多肽药物具有多种不同的作用机制ꎬ其可抑制肿瘤细胞增殖、促进肿瘤细胞凋亡达到直接抗肿瘤作用ꎬ也可以通过增强和激发机体对肿瘤细胞的免疫应答、抑制肿瘤血管生成等达到间接的抗肿瘤作用ꎬ而且其作用机制的多样性和特异性ꎬ也可以实现多肽改造和融合ꎬ实现多肽的高效、靶向、特异的抗肿瘤作用ꎮ１　促进肿瘤细胞凋亡的抗肿瘤多肽肿瘤的发生不但与细胞的异常增殖和分化有关ꎬ也与细胞的凋亡异常有关ꎮ促进肿瘤细胞凋亡是目前药物最重要及最普遍的抗肿瘤机制之一[２]ꎮ通过诱导肿瘤细胞凋亡而实现抗肿瘤作用的多肽来源多种多样ꎬ最常见的有从动植物、微生物中提取的多肽、生物及化学合成方法得到的多肽[３]ꎮ１.１　提取分离获得的促凋亡抗肿瘤多肽　海洋生物是抗肿瘤多肽的重要来源ꎬ目前已分离出３００多种环肽类化合物[４]ꎮ膜海鞘素类环状缩肽是从加勒比海的被囊动物Ｔｒｉ￣ｄｉｄｅｍｎｕｍｓｏｌｃｈｒｍ中分离出来一组多肽化合物ꎬ经研究证实其具有细胞毒活性ꎬ尤其是膜海鞘素Ｂ(ｄｉｄｅｍｎｉｎＢ)的体内􀅰７１７􀅰药学研究􀅰ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈ２０１６Ｖｏｌ.３５ꎬＮｏ.１２筛选结果证明其具有强烈的抗Ｂ１６黑色素瘤和抗Ｐ３８８白血病活性ꎬ浓度≥１００ｎｍｏｌ􀅰Ｌ－１时可诱导ＨＬ－６０肿瘤细胞的迅速凋亡ꎬ并可促进许多转化细胞的凋亡ꎬ是首个进入美国临床研究的海洋天然产物ꎬ临床试验结果表明ｄｉｄｅｍｎｉｎＢ对非霍奇金淋巴瘤具有抑制作用[５]ꎮＡｐｌｉｄｉｎｅ是ｄｉｄｅｍｎｉｎＢ的类似物ꎬ结构的简单改变使这种环缩肽的心脏毒性和神经毒性降低ꎬ诱导凋亡的活性却增强ꎬ成为研究新宠[６]ꎮ１.２　生物及化学合成的促凋亡抗肿瘤多肽　近年来发现很多机体自身存在的蛋白具有抗肿瘤作用ꎬ可采用生物或化学合成方法得到机制清楚、靶向性强的抗肿瘤多肽类药物[７]ꎮＩＡＰ是肿瘤细胞中凋亡抑制蛋白ꎬ通过与Ｃａｓｐａｓｅ３、Ｃａｓｐａｓｅ７、Ｃａｓｐａｓｅ９结合来抑制细胞凋亡ꎮ线粒体来源的半胱氨酸水解酶激活剂/低等电点ＩＡＰ结合蛋白(Ｓｍａｃ/ＤＩＡＢＬＯ)ꎬ是一种线粒体促凋亡蛋白ꎬ能够竞争性抑制ＩＡＰｓꎬ诱导肿瘤细胞走向凋亡[８]ꎮＳａｍｃ/ＤＩＡＢＬＯ在体细胞中普遍表达ꎬ但在肿瘤细胞中表达却显著降低ꎬＧｕｏ等[９]通过合成具有ＡＶＰＩ(Ａｌａ－Ｖａｌ－Ｐｒｏ－Ｉｌｅ)结构的多肽即ｓｍａｃ类似物ꎬ体外实验发现ｓｍａｃ短肽能够穿透细胞膜ꎬ从而发挥对肿瘤的促进凋亡作用ꎮ另一个备受关注的促凋亡蛋白是Ｂｃｌ－２家族ꎬ其促凋亡分子存在ＢＨ１、ＢＨ２、ＢＨ３、ＢＨ４结构域ꎬ从促凋亡蛋白中提取的ＢＨ３多肽前景被一度看好ꎬ但由于其易被酶降解且难以跨膜等弊端ꎬ促使固相肽合成方法得到的ＢＨ３应用更为广泛ꎬ人工合成的ＢＨ３构象稳定ꎬ能抵御酶的降解ꎬ还能与靶蛋白特异结合从而发挥促进肿瘤细胞凋亡的作用[１０]ꎮ２　具有免疫治疗的抗肿瘤多肽肿瘤的发生是由于体细胞突变引起的ꎬ突变的肿瘤在机体被识别为外来物质ꎮ由于肿瘤诱导的机体免疫力低下ꎬ肿瘤能够逃避机体免疫反应[１１]ꎮ肿瘤的免疫治疗是运用免疫学原理及方法ꎬ增强肿瘤细胞的免疫原性ꎬ提高对效应细胞杀伤的敏感性ꎬ增强和激发机体对肿瘤的免疫应答ꎬ协同免疫系统抑制或杀伤肿瘤的一种新的抗肿瘤方法[１２]ꎮ为了开发出个体化的癌症疗法ꎬ越来越多的研究人员致力于调查个体对癌症产生的免疫反应ꎬ以寻找为患者量身定制的治疗途径[１３]ꎮ２.１　靶向免疫细胞的多肽　免疫治疗首先要解除肿瘤对免疫系统的抑制作用ꎬ恢复机体正常免疫应答ꎮ检查点阻断(ｃｈｅｃｋｐｏｉｎｔｂｌｏｃｋａｄｅ)是一种利用免疫反应来治疗肿瘤的强大新策略[１４]ꎮ在许多个体中ꎬ免疫抑制受细胞毒Ｔ淋巴细胞相关抗原４(ＣＴＬＡ－４)和程序性死亡受体１(ＰＤ－１)调节ꎬ这是两个在Ｔ细胞表面表达的免疫负调节受体ꎬ肿瘤细胞表面存在某种抗原ꎬ为特异性结合这两种免疫因子的配体ꎬ结合后抑制了机体的免疫应答ꎬ从而逃脱了免疫反应[１５]ꎮ研究者通过靶向ＣＴＬＡ－４/ＰＤ－１的单克隆抗体治疗(检查点阻断)ꎬ阻断ＰＤ－１/ＰＤ－Ｌ１的结合ꎬ发现可以通过抗ＰＤ－１、抗ＣＴＬＡ－４的治疗而重新激活Ｔ细胞ꎬ从而解除肿瘤对免疫系统的抑制[１６]ꎮ２.２　提高免疫原性多肽　免疫治疗的第二个重点是提高肿瘤的免疫原性ꎬ增强免疫系统对其的识别ꎮ研究发现ꎬ肿瘤中并不是所有突变基因都能导致其抗原性ꎬ因此提取并筛选突变抗原成为研究者们的首要工作[１７]ꎮ由于人类肿瘤蕴含了大量体细胞突变ꎬ如果一种多肽存在组织相容性复合体基因Ⅰ(ＭＨＣⅠ)突变ꎬ就会被当做外来抗原而产生免疫反应ꎮ最近研究表明ꎬ突变肽可以成为Ｔ细胞表位ꎬ然而这种突变被描述的非常少ꎬ因为突变表位的筛选非常困难ꎬ需要识别抗原库并进行外显子测序[１８]ꎮＭａｈｅｓｈ等[１９]将全外显子组序列分析技术与质谱技术联合使用ꎬ来识别两种广泛应用的小鼠肿瘤模型中的抗原决定簇ꎮ首先利用免疫沉淀反应将小鼠结肠癌细胞(ＭＣ－３８)和小鼠前列腺癌(ＴＲＡＭＰ－Ｃ１)肿瘤细胞具有抗原性的多肽分离并提取ꎬ然后测量其ＲＮＡ序列ꎬ经比较分析ꎬＭＣ－３８中筛选出外显子突变的多肽２８４３９种ꎬ进一步分析其编码突变ꎬ预测出１２９０种与ＭＨＣⅠ相关的突变肽ꎬ接着用ＭＳ鉴定ꎬ有７种多肽经光谱确认为存在ＭＨＣⅠ基因ꎮ通过分析这７种多肽野生型和突变型基因的ＩＣ５０值以及突变位点ꎬ预测出可在机体内引起Ｔ细胞免疫应答的突变肽有２种:Ｒｅｐｓ１和Ａｄｐｇｋꎮ经过体内实验验证两种多肽确实引起机体免疫应答ꎬ与对照组相比出现了脾脏中ＣＤ８显著增多的现象ꎮ另有研究者通过生物信息学电脑模拟并分析所有错义突变基因ꎬ分析基因与Ｔ细胞表面抗体的亲和度以初步筛选突变基因ꎮ２.３　免疫增强多肽　免疫治疗的另一重点是增加免疫细胞、免疫因子活性ꎬ提升免疫应答的强度ꎬ从而特异、迅速杀伤肿瘤ꎮ目前肿瘤疫苗的研究激起了科学家们的兴趣[２０]ꎮ肿瘤特异性疫苗加上相应的免疫佐剂能显著提高肿瘤疫苗的疗效ꎮ这种免疫佐剂即Ｈｐ９１ꎬ是从ＨＭＧＢ１的Ｂｂｏｘ区提取的短肽ꎮ具有免疫增强的作用ꎮＤｉａｈｎｎ等[２１]用多聚乳酸纳米粒免疫刺激肽刺激内皮生长因子转基因模型鼠ꎬ发现肿瘤疫苗加免疫佐剂加纳米剂型能够有效地预防和治疗小鼠ＨＥＲ－２阳性乳腺癌[２２]ꎮ３　其他机制抗肿瘤多肽３.１　诱发溶酶体去极化的抗肿瘤多肽　Ｂａｓｔｉａａｎ等[２３]从海蛤蝓中提取分离了ＫａｈａｌａｌｉｄｅＦ环酯肽ꎬ体内外研究证实其具有抗肿瘤作用ꎬ现已进入Ⅱ期临床ꎮ其抗癌机制与触发溶酶体去极化而引起的细胞肿胀有关ꎮＳｅｗｅｌｌ等[２４]在研究中进一步证明ＡＴＰ耗竭在ＫＦ环酯肽抗癌机制中的核心地位ꎮ３.２　抑制肿瘤血管生成的抗肿瘤多肽　海兔毒素１０(ｄｏｌａｓ￣ｔａｔｉｎ１０)是从海洋软体动物海兔中分离得到的一种抗肿瘤线性五肽ꎬ是一种天然毒性短肽[２５]ꎮ研究发现ꎬ其能够显著降低肿瘤血管高达９０％的血流量ꎬ其作用机制可能是抑制微管聚合ꎬ促进微管解聚ꎬ从而影响肿瘤血管的微管功能ꎬ进一步干扰肿瘤细胞的有丝分裂[２６]ꎮ３.３　抑制肿瘤细胞增殖抗肿瘤多肽　许多研究表明ꎬ从海洋软体动物文蛤中可提取出多种多肽ꎬ并普遍具有抑制肿瘤细胞增殖ꎬ激活超氧化物歧化酶、碱性磷酸酶的作用[２７]ꎮ有人经过一系列的分离纯化步骤从文蛤体液中提取到一种多肽Ｍｅｒｅ１５ꎬＭＴＴ比色结果显示其能在体外抑制肺癌细胞Ａ５４９增殖ꎬＩＣ５０值达到３４.９０μｇ􀅰ｍＬ－１[２８]ꎮ􀅰８１７􀅰药学研究􀅰ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈ２０１６Ｖｏｌ.３５ꎬＮｏ.１２４　不同作用机制的抗肿瘤融合多肽肿瘤发病机制多变ꎬ病情复杂ꎬ单独使用某种多肽对肿瘤的控制并