双磷酸盐类药物的研究进展-王杰军教授

双膦酸盐类药物的研究进展上海长征医院王杰军双磷酸盐药物的分类与进展通用名上市国家国内上市时间目前代表生产厂家依替膦酸钠(Etidronate)美国1996年依膦邦得林江苏正大天晴药业成都制药厂氯屈膦酸钠Clodronate芬兰1988年骨膦固令德国先灵制药南京制药帕米膦酸二钠Pamidronate瑞士1996年阿可达博宁诺华制药深圳海王制药阿伦膦酸钠Alendrinate美国1998年福善美默沙东制药伊班膦酸钠Ibandronate德国2001年艾本河北医科大学生物工程中心唑来膦酸Zoledronate瑞士2004年天晴依泰江苏正大天晴药业双膦酸盐分类Alendrinate、Ibandronate抑制GTP结合蛋白转录后的修饰破骨细胞活性丧失破骨细胞调亡Clodronate细胞内代谢形成β–γ亚甲蓝累积破骨细胞活性降低含氨基不含氨基OHOPOHClCClHOPOHO氯屈磷酸钠（一代）OHOPONaH2NCH2COHHOPONaO帕米磷酸二钠（二代）OHOPONaCH3(CH2)4NCH2CH2COHH2OCH2HOPOHO伊班磷酸钠（三代）Ref1.GreenJR,MüllerK,JaeggiKA.PreclinicalpharmacologyofCGP42'446,anew,potent,heterocyclicbisphosphonatecompound.JBoneMinerRes.1994;9:745-751.Ref2.GreenJR,SeltenmeyerY,JaeggiKA,WidlerL.Renaltolerabilityprofileofnovel,potentbisphosphonatesintwoshort-termratmodels.PharmacolToxicol.1997;80:225-230.唑来膦酸•最新一代、强效双磷酸盐1,2•杂环中含氮的双磷酸盐，组成：–一个双磷酸盐骨架结构–引入含氮咪唑环、在关键位上含有2个氮原子几种双膦酸盐作用强度比较双磷酸盐抗骨吸收能力Etidronate1Clodronate10Pamidronate100Risedronate5,000-10,000Alendronate1,000Ibandronate10,000Zoledronate20,000Ref1:FleischH.Bisphonates:Pharmacologyanduseinthetreatmentoftumor-inducedhypercalcaemiaandmetastaticbonedisease.Drugs,199:,42:919GreenJR,etal.JBoneMinerRes.1994;9:745-751.103102101100100101102103104105106体外相对抑制强度（小鼠颅盖骨培养）OlpadronateIbandronateClodronateEtidronateNeridronatePamidronateAlendronateRisedronateZoledronicAcidr=0.97体内相对抑制强度，高钙血症小鼠双膦酸盐在体内作用强度的比较双膦酸盐的相对抑制强度1Ref1:GreenJR,MüllerK,JaeggiKA.PreclinicalpharmacologyofCGP42'446,anew,potent,heterocyclicbisphosphonatecompound.JBoneMinerRes.1994;9:745-751.0.051.002.777.4435.9043.608470100200300400500600700800900clopamolpalerisibazol体内相对于PAm的强度线性标度高钙血症大鼠筛查理想的双膦酸盐药物•在新的药物学模型中筛查出300种双膦酸盐类似物•目标：–新的化学结构–抗骨吸收能力更强–骨盐沉着作用降低–肾脏和胃肠耐受性好–生物利用度提高骨破坏的机理类骨质矿化骨成骨细胞破骨细胞内衬细胞骨细胞生理学骨细胞生理学破骨细胞前体破骨细胞活化增殖溶解的骨盐消化的有机质H+蛋白水解酶成骨细胞占据吸收空洞合成骨基质钙盐沉积的骨钙盐沉积双磷酸盐的作用机制与磷灰石相结合选择性聚积在破骨细胞周围有过量骨质溶解时局部释放破骨细胞活性破骨细胞数量抑制分化成熟抑制在骨表面粘附酸产生减少酶活性降低异戊烯化降低促使细胞凋亡细胞骨架改变产生细胞毒产物-ATP类似物抑制破骨细胞形成、分化成熟和活性，促进其凋亡骨吸收过程中局部释放浓集在新矿化的骨质和破骨细胞下调制成骨细胞和破骨细胞之间信号传递双磷酸盐的作用机制RasSRhoSMevalonateGeranyldiphosphateFarnesyldiphosphateGeranylgeranyldiphosphateHMG-CoA含氮双磷酸盐抑制鸟苷三磷酸结合蛋白的异丙烯化，此过程是破骨细胞形成、发挥活性和存活所必需的。含氮双磷酸盐作用的分子机制Ref:AdaptedwithpermissionfromDunfordJE,etal.JPharmacolExpTher.2000;296:235-242.对0.1µM双磷酸盐处理的J774细胞抑制法尼基二磷酸盐合成酶活性92%22%8%1%60%0255075100ClodronatePamidronateIbandronateRisedronateZoledronicacidCtrlClodEtidPamZolTil100µM40hr17kD26kD21kD70kD60kD含氮双磷酸盐抑制兔破骨细胞蛋白异戊烯多转酶Ref:Coxonetal.JBoneMinerRes.2000;15:1467-1476.02004006008001,000ZolRisAle对照PamCaspase活性/对照%平均值±标准差含氮双磷酸盐激活兔破骨细胞中Caspase-3样蛋白酶Ref:BenfordHL,etal.CalcifTissInt.1999;64(suppl1):S45.Abstract0-33.未凋亡的破骨细胞细胞凋亡双磷酸盐凋亡中的破骨细胞Caspase激活•细胞质浓缩•细胞核碎裂•空泡形成含氮双磷酸盐促进破骨细胞凋亡双膦酸盐的抗癌作用唑来膦酸临床前期的抗肿瘤效应–在体外抑制各种人肿瘤细胞株的增殖和降低其存活能力–在体外诱导各种人肿瘤细胞株的凋亡–在体外抑制人乳腺癌细胞侵入细胞外基质–在体外抑制人内皮细胞增殖–在体内抑制血管形成–与抗癌药物具有强的协同作用唑来膦酸减少MDA-MB-231人乳腺癌细胞存活能力Ref:AdaptedwithpermissionfromSenaratneSG,etal.BrJCancer.2000;82:1459-1468.©2000CancerResearchCampaign.02550751001251101001,00010,000ZolPamClo细胞存活能力，比对照%双磷酸盐浓度,mMRef:Ref:SenaratneSG,etal.BrJCancer.2000;82:1459-1468.101251005025050zlo浓度,µM100细胞存活能力，比对照%MDA-MB-231乳腺癌细胞正常3T3成纤维细胞75唑来膦酸降低肿瘤细胞存活能力但对正常成纤维细胞无影响Ref:AdaptedwithpermissionfromSenaratneSG,etal.BrJCancer.2000;82:1459-1468.©2000CancerResearchCampaingn.0100502501050DNA碎片,比对照%ZolPam75100双磷酸盐浓度,µM唑来膦酸诱导人Hs-578t乳腺癌细胞凋亡凋亡细胞,比对照%Zol10µM8006004002000对照Paclitaxel2nMZol+paclitaxelRef:JagdevSP,etal.ProcAmSocClinOncol.2000;19:664a.Abstract2619.唑来膦酸与Paclitaxel诱导乳腺癌细胞凋亡的协同作用凋亡细胞,占总细胞数%8006004002000对照TamZolZol+TamRef:JagdevSP,etal.ProcAmSocClinOncol.2000;19:664a.Abstract2619.Tam:00.010.100.010.1µMZol:000100100100µM唑来膦酸和Tamoxifen诱导乳腺癌细胞凋亡的协同作用放射图像检查损伤区域,mm2Zol1µg43210每只小鼠剂量/天Iba1µgAle10µgRef:GreenJR,etal.AnnOncol.2000;11(suppl4):14.唑来膦酸减少人乳腺癌细胞对裸鼠的骨损害不治疗抑制,占对照%bFGF=Basicfibroblastgrowthfactor;EDTA=Ethylenediamine-tetraaceticacid.WoodJ,etal.ProcAmSocClinOncol.2000;19:664a.Abstract2620.ZolEDTA100500150*bFGF-诱导的131030浓度,µM******唑来膦酸抑制人脐静脉内皮细胞增殖•对小鼠生长因子预埋模型，低剂量的唑来膦酸抑制血管形成**WoodJ,etal.ProcAmSocClinOncol.2000;19:664a.Abstract2620.Zol,µg/kgSCbFGF-诱导的血管形成抑制率%组织湿重0255075100110100血含量唑来膦酸：抗肿瘤潜能正在进行的唑来膦酸抗肿瘤活性研究–体外与抗肿瘤药物的协同研究–对裸鼠模型中骨和软组织转移的抑制活性研究–对肿瘤多药耐药的逆转研究-对诱导细胞凋亡机制中的分子定位研究前景•目前进行中的临床前研究包括：–在动物模型的抗肿瘤作用–骨转移–内脏软组织转移–原发肿瘤–对与骨转移有关的疼痛的作用–与免疫系统组分（例如细胞因子、生长因子、/T细胞）的相互作用谢谢！