喜树碱的药物设计靶向癌细胞死亡和基因.ppt

第八章 喜树碱的药物设计，靶向癌细胞死亡与基因;1.引言;;20-(S)-Camptothecin (CPT)最早是在1966年，由美国的Wall等从中国特有的珙桐科植物喜树中提取到的，由美国国立肿瘤研究所（NCI）动物模型上证实其抗肿瘤作用，并将其水溶性钠盐用于临床试验。在过去的四十年，从大量的植物科中发现了这种单萜吲哚类生物碱，包括茜草科、夹竹桃科、钩吻科、茶茱萸科等。 尽管有抗肿瘤的活性，但是后来发现碱处理开环后药物活性明显下降，同时还伴随着严重的毒性反应——包括严重的腹泻、出血性膀胱炎，使得CPT类化合物的临床研究就此中断。1985年发现CPT特异作用于核内蛋白拓扑异构酶Ⅰ。二十年后，拓扑异构酶Ⅰ仍是已知的CPT的唯一靶点，这使得这种生物碱成为真正的靶点抗癌制剂。;2.喜树碱：拓扑异构酶Ⅰ-DNA复合体的分子钳;CPT类化合物的作用机制是参与TopoⅠ作用过程中与DNA形成的“可切割复合物”，阻碍DNA链的闭合，导致细胞DNA单链断裂（SSB），这种单链断裂对细胞来说并不是致死性的，当可切割复合物与正在进行复制的DNA复制又相遇时，会继发性的造成不可逆的DNA双链断裂（DSB），最终引起细胞死亡。 因此，S期细胞对CPT类化合物特别敏感。另外，CPT稳定的可切割复合物也作用于RNA聚合酶的转录过程，抑制RNA的合成，在DNA模板链形成不可逆的单链断裂，并在启动子区域引起少量双链断裂。 ;3. CPT衍生物的设计：永无止境;拓扑替康（TPT），又名拓泊替康、和美新，结构如图。本品为CPT半合成衍生物，作用靶点为TopoⅠ，为S期抗肿瘤药。临床前研究表明，TPT抗肿瘤谱较广，对L1210和P338白血病小鼠的活性及在体内抗Lewis肺癌和B-16黑色素瘤的作用均优于CPT。在人结肠癌异体移植物，TPT可以诱导肿瘤消退及延缓其生长。1996年，美国FDA批准其为治疗卵巢癌的二线药物。2000年，被批准为治疗小细胞肺癌的二线药。 ;不良反应：1.骨髓抑制：中性粒细胞下降、血小板减少、贫血等，为主要限制性毒性。2.胃肠道反应：恶心、呕吐、腹泻、便秘、肠梗阻、腹痛、口腔炎、厌食等。3.皮肤反应：脱发，偶见严重的皮炎及瘙痒。4.神经肌肉反应：头痛、关节痛、肌肉痛、全身痛、感觉异常。5.呼吸系统反应：可致呼吸困难。 6.肝脏：有时出现肝功能异常，转氨酶升高。7.全身反应：乏力、不适、发热等。8.局部刺激：静脉注射时，若漏出血管外可产生局部刺激、红肿。;伊立替康（CPT-11）：又名开普拓，结构如图。1998年，被批准与5-FU（5-氟尿嘧啶）和叶酸联用，作为治疗转移性结肠癌的一线药物，现在也是治疗非小细胞肺癌的一线药物。CPT-11是一个水溶性前药，在体内被羧酸酯酶代谢成活性形式SN-38，结构如图。SN-38是主要活性代谢产物，其活性比CPT-11强100~1000倍。SN-38经肝脏尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶（UDP-GT）生成葡萄糖醛酸化SN-38（SN-38G）。当SN-38G分泌进入肠道，肠道中细菌的β-葡萄糖醛酸酶又能使之变回SN-38。存在药物的肝肠循环。 ;不良反应：1.胃肠道：迟发性腹泻（给药24h后发生的腹泻）、恶心与呕吐、厌食、腹痛及黏膜炎。2.血液学：中性粒细胞减少。3.急性胆碱能综合症：主要症状为：早发性腹泻及其他症状，如用药后第一个24小时内发生：腹痛、结膜炎、鼻炎、低血压、血管舒张、出汗、寒战、全身不适、头晕、视力障碍、瞳孔缩小、流泪、流涎增多，以上症状于阿托品治疗后消失。4.其它作用：早期的反应如呼吸困难、肌肉收缩、痉挛及感觉异常等均有报道。 ;除了拓扑替康和伊立替康，还有很多A环和B环上被取代的CPT衍生物，如图：;第二类：C-D环的修饰。对于C环和D环的衍生物，他们一般没有活性或比CPT的活性低很多。在这一类中，唯一用于临床开发的是C环修饰的衍生物DRF-1042，在5位有一个取代基，现在已经进行到临床Ⅱ期开发阶段。;第三类：E环的修饰。A-B环或C-D环的修饰往往是增加CPT的水溶性，并且减少内酯环E环开环形成无活性的羧化物形式。在以往的研究中，对CPT内酯环E环的改造都会造成化合物失活，因此一直以来认为，E环是CPT的活性必须基团，在结构修饰中一般都避免对E环的改造，而新一代的高喜树碱，用七元环替代了六元内酯环，能消除E环的分子内氢键，降低羰基活性。其中，二氟取代物Diflomotecan（BN280915）结构如图。;它是一种口服的拓朴异构酶Ⅰ抑制剂，在临床Ⅱ期开发阶段，在体内的稳定性较topotecan好，副作用特别是胃肠道毒性似更少。另外，发现该类化合物中的BN280927兼有抑制TopoⅠ和TopoⅡ两种酶的作用，但不形成TopoⅡ可切割复合物。该化合物对G0期的肿瘤细胞也有明显的抑制