惡性腫瘤是危害人們生命健康的重大疾病，抗腫瘤藥物的研發(fā)任重而道遠(yuǎn)。近年來，隨著腫瘤生物學(xué)及相關(guān)學(xué)科的飛速發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到細(xì)胞癌變的本質(zhì)是細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的失調(diào)導(dǎo)致的細(xì)胞無限增殖，隨之而來的是抗腫瘤藥物研發(fā)理念的重大轉(zhuǎn)變。研發(fā)的焦點(diǎn)正在從傳統(tǒng)細(xì)胞毒藥物轉(zhuǎn)移到針對(duì)腫瘤細(xì)胞內(nèi)異常信號(hào)系統(tǒng)靶點(diǎn)的特異性新一代抗腫瘤藥物。不同于傳統(tǒng)細(xì)胞毒藥物選擇性差、毒副作用強(qiáng)、易產(chǎn)生耐藥性等特點(diǎn)，靶點(diǎn)特異性抗腫瘤藥針對(duì)于正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞之間的差異，達(dá)到了高選擇性、低毒性的治療效果。包括靶向酪氨酸激酶，血管新生，腫瘤細(xì)胞周期相關(guān)因子，組蛋白去乙酰酶抑制劑，微環(huán)境，腫瘤
干細(xì)胞，腫瘤代謝異常等。
一、靶向蛋白酪氨酸激酶(tyrosine kinase) 蛋白酪氨酸激酶是一類具有酪氨酸激酶活性的蛋白質(zhì)，主要分布在細(xì)胞膜上，可分為受體型和非受體型，其功能都是催化ATP的磷酸基轉(zhuǎn)移到下游蛋白的酪氨酸（Tyr）殘基上，使其發(fā)生磷酸化。蛋白酪氨酸激酶是一個(gè)龐大的體系，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了100多種酪氨酸激酶，分屬20多個(gè)受體酪氨酸激酶家族和10個(gè)非受體酪氨酸激酶家族。蛋白酪氨酸激酶在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中占據(jù)了十分重要的地位，調(diào)節(jié)著細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、死亡等一系列生理生化過程。酪氨酸激酶的功能和腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，超過50％的原癌基因和癌基因產(chǎn)物都是酪氨酸激酶，它們的異常表達(dá)通常導(dǎo)致細(xì)胞增殖調(diào)節(jié)發(fā)生紊亂，致使腫瘤發(fā)生。此外，酪氨酸的異常表達(dá)還與腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移、腫瘤新生血管生成以及腫瘤的化療抗藥性密切相關(guān)。
基于近年來在基因組學(xué)、分子和細(xì)胞生物學(xué)以及生物信息學(xué)等學(xué)科取得的重大進(jìn)展，越來越多的酪氨酸激酶被認(rèn)為是很有希望的抗腫瘤分子靶點(diǎn)。目前有超過20個(gè)分屬不同家族的受體和非受體酪氨酸激酶被作為靶標(biāo)進(jìn)行抗腫瘤藥物篩選，包括表皮生長(zhǎng)因子受體（EGFR）、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體（VEGFR）、血小板衍生生長(zhǎng)因子受體（PDGFR）、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體（FGFR）、胰島素受體（InsR）、Src、Abl等。靶向酪氨酸激酶的藥物分為抗體類和小分子抑制劑。1998年，Genetech公司和Roche聯(lián)合開發(fā)的首個(gè)靶向HER2/neu的人源化單抗Herceptin被美國(guó)食品藥物管理局（Food and Drug Administration，
FDA）批準(zhǔn)用于治療某些HER2陽性的轉(zhuǎn)移性
乳腺癌。首個(gè)上市的小分子酪氨酸激酶抑制劑是特異靶向Bcr-Abl的Gleevec（Norvatis公司），已先后被FDA批準(zhǔn)用于慢性髓樣
白血病（chronic myelogenous leukemia，CML）和胃腸道間質(zhì)瘤（gastrointestinal stroma tumors，GIST）的治療。從1998年至今，已經(jīng)有包括bevacizumab（Avastin）、cetuximab (Erbitux)、geftinib（Irresa）、erlotinib（Tarceva）在內(nèi)的8個(gè)單抗和小分子酪氨酸激酶抑制劑先后上市，超過100個(gè)藥物正在進(jìn)行臨床研究。
最近，
分子靶向抗腫瘤藥物治療又提出另一個(gè)挑戰(zhàn)性概念：多靶標(biāo)酪氨酸激酶抑制（mul-tiple targeted tyrosine kinase inhibition）的策略?；谀[瘤發(fā)生發(fā)展的復(fù)雜性，絕大部分腫瘤不是依靠某一條信號(hào)通路來維持其生長(zhǎng)和存活的，信號(hào)通路之間存在著交叉和代償。多靶標(biāo)藥物可以通過抑制多重信號(hào)通路或一條通路中上下游的多個(gè)分子而達(dá)到協(xié)同治療、克服耐藥的雙重功能。這一概念已經(jīng)獲得了令人信服的臨床證據(jù)，兩個(gè)多靶點(diǎn)小分子化合物sunitinib和sorafenib最近已分別被FDA批準(zhǔn)單藥用于腎癌。其中sunitinib同時(shí)靶向VEGF-2和PDGFR、KIT和
FLT3等多種酪氨酸激酶。而sorafenib一方面通過抑制RAF/MEK/ERK信號(hào)傳導(dǎo)通路直接抑制腫瘤生長(zhǎng)；另一方面通過抑制VEGF和PDGF而阻斷腫瘤新生血管的形成，間接地抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。另一個(gè)能同時(shí)抑制EGFR、VEGFR和RET酪氨酸激抑制劑Zactima（vandetanib）已獲歐洲罕見病藥品委員會(huì)（COMP）的批準(zhǔn)推薦，用于髓甲狀腺癌。Gleevec在臨床應(yīng)用中遇到的最大問題是易產(chǎn)生耐藥性，而第二代靶向Abl和Src激酶的雙重抑制劑對(duì)大部分Gleevec耐藥的腫瘤都有效?？梢灶A(yù)見，多靶點(diǎn)聯(lián)合阻斷信號(hào)傳導(dǎo)將成為未來酪氨酸激酶抑制劑研發(fā)的新的發(fā)展方向。
二、抑制腫瘤新生血管生成(anti-angiogenesis) 靶向VEGFR、FGFR、EGFR等具有促進(jìn)腫瘤新生血管生成作用的受體酪氨酸激酶抑制劑代表了抗腫瘤靶向藥物研究中另外一個(gè)重要方向——抑制腫瘤新生血管生成。自Folkman在20世紀(jì)70年代提出腫瘤新生血管生成的概念以來，靶向腫瘤新生血管生成的抑制劑研究已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，以Avastin為代表的腫瘤血管新生抑制劑得到了廣泛認(rèn)可，目前已有包括我國(guó)在內(nèi)的28個(gè)國(guó)家批準(zhǔn)將該類抑制劑用于腫瘤臨床治療。這些抑制劑的研發(fā)，都是基于對(duì)腫瘤新生血管的生成過程的認(rèn)識(shí)：①腫瘤組織在很長(zhǎng)一段時(shí)間處于休眠期，依靠組織滲透維持其生長(zhǎng)。腫瘤長(zhǎng)到1.0～2.0 mm3時(shí)，簡(jiǎn)單的滲透作用已經(jīng)不能滿足生長(zhǎng)所需要的氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及代謝物的清除，瘤組織內(nèi)部缺氧，缺氧誘導(dǎo)因子（hypoxia inducible factor，HIF）表達(dá)增強(qiáng)；②各類促血管生長(zhǎng)因子如VEGF等表達(dá)上調(diào)，刺激內(nèi)皮細(xì)胞活化，分泌血管生成所需的其它因子如基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）等，降解基底膜和細(xì)胞外基質(zhì)，內(nèi)皮細(xì)胞呈游離態(tài)；③游離的內(nèi)皮細(xì)胞向刺激因子遷移，開始形成血管雛形；④內(nèi)皮細(xì)胞在刺激因子作用下增殖；⑤內(nèi)皮細(xì)胞重新排列組合呈條索狀，并刺激成纖維細(xì)胞分泌細(xì)胞外基質(zhì)，形成新的血管。針對(duì)上述過程的各個(gè)環(huán)節(jié)的抑制劑，都能不同程度的阻礙腫瘤血管的新生，減慢實(shí)體瘤組織生長(zhǎng)速度。除了上文提到的靶向VEGF的單抗Avastin和小分子化合物sunitinib、sarafenib兩代酪氨酸激酶抑制劑外，內(nèi)源性的新生血管抑制劑endostatin、interferon-β、2-metho-xyestradiol、tetrahydroco-rtisol等已經(jīng)分別在臨床Ⅱ/Ⅲ期實(shí)驗(yàn)，其中endostatin已經(jīng)在我國(guó)上市。另外還有MMP抑制劑Marimastat（BB-2516）、AG3340、Neovastat以及抑制內(nèi)皮細(xì)胞整合素αvβ3的單抗Vitaxin和小分子抑制劑EMD121947等正在進(jìn)行各期臨床試驗(yàn)。
三、靶向細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子 生長(zhǎng)因子等細(xì)胞外界信號(hào)與其特異受體結(jié)合產(chǎn)生的刺激通過多條信號(hào)通路向細(xì)胞內(nèi)傳導(dǎo)，構(gòu)成了細(xì)胞內(nèi)紛繁復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)，共同調(diào)控著細(xì)胞的增殖、分化。其中，由磷酯酰肌醇3-激酶（PI3K）和其下游的蛋白激酶B（PKB/Akt）、雷帕霉素靶體蛋白（mTOR）組成的PI3K-AKT-mTOR通路；絲蘇氨酸蛋白激酶Ras和絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）三級(jí)級(jí)聯(lián)激酶組成的Ras-MAPK通路；以及下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子STAT家族與腫瘤發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，已經(jīng)成為抗腫瘤研究的重要靶點(diǎn)。
PI3K是由脂類和絲/蘇氨酸激酶組成的一個(gè)龐大家族，包括數(shù)個(gè)磷酯酰肌醇激酶和DNA依賴的蛋白激酶如ATM、ATR和DNA-PK等。Akt是PI3K最主要的下游分子，前者可以激活包括mTOR在內(nèi)的多個(gè)底物。mTOR分子被激活后，能通過磷酸化下游核糖蛋白S6激酶（p70S6K）和4E－結(jié)合蛋白（4E-BP）刺激細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)化并抑制凋亡。研究發(fā)現(xiàn)，PI3K-AKT-mTOR在廣泛的人類腫瘤譜中失調(diào)，該通路中某些基因突變所致的功能異?；蛉笔?huì)引起正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖和存活并介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的侵襲和遷移。因此，PI3K-AKT-mTOR信號(hào)通路已經(jīng)成為一個(gè)很有希望的抗腫瘤治療靶點(diǎn)。一些小分子抑制劑，如靶向PI3K的催化亞基p110的wortmannin、LY294002、IC484068和天然來源的PI3K抑制劑魚藤素（Deguelin）；抑制Akt激活所必需的絲/蘇氨酸激酶PDK的straurosporine、UCN-01和Akt的抑制劑perifosine；以及特異靶向mTOR的抑制劑雷帕霉素及其類似物RAD001、CI779和AP23573等已經(jīng)分別進(jìn)入各期臨床研究。理論上來講靶向PI3K-AKT-mTOR信號(hào)通路的上下游三個(gè)分子都可以有效的抑制該通路，其中靶向上游分子PI3K或Akt最有優(yōu)勢(shì)，一方面可以避免因抑制mTOR引起Akt的反饋性激活，另一方面可以同時(shí)阻斷Akt下游的多條通路，避免不同信號(hào)通路之間的代償作用。但是這一理論上的優(yōu)勢(shì)并沒有在臨床試驗(yàn)中得到證實(shí)，同時(shí)多條通路被阻斷后伴隨的毒性問題反而阻礙了其臨床應(yīng)用。而特異靶向下游mTOR分子的雷帕霉素及其衍生物在臨床試驗(yàn)中卻體現(xiàn)出較好的治療效果，并顯示出良好的開發(fā)前景。
Ras-MAPK通路由一組級(jí)聯(lián)活化的絲/蘇氨酸蛋白激酶組成，廣泛存在于各種細(xì)胞中，與PI3K/Akt通路共同肩負(fù)著將膜受體信號(hào)向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)的任務(wù)，對(duì)細(xì)胞周期的運(yùn)行和基因表達(dá)有重要調(diào)控作用。在多種腫瘤中都發(fā)現(xiàn)了該通路蛋白突變引起的持續(xù)激活，在腫瘤的發(fā)生過程中起到了重要作用。其中，Ras癌基因蛋白作為MAPK通路分子開關(guān)，可被包括EGFR、HER-2、VEGFR、PDGFR和MET等在內(nèi)的多個(gè)細(xì)胞膜上的酪氨酸激酶受體激活，引發(fā)下游的級(jí)聯(lián)信號(hào)通路。在各種腫瘤中Ras的總的突變率大約為30％，是人類腫瘤中突變率最高的基因。Raf是Ras下游最重要的蛋白，通過從胞漿中轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜上而被激活。Raf即MAPKK激酶（MAPKKK），屬于絲/蘇氨酸蛋白激酶，是MAPK級(jí)聯(lián)反應(yīng)的第一個(gè)分子，它的磷酸化啟動(dòng)了MAPK的三級(jí)級(jí)聯(lián)激活。Ras、Raf的相繼激活能活化下游的MEK、ERK等激酶，促進(jìn)細(xì)胞的增殖同時(shí)還能通過磷酸化Bax、Bak抑制細(xì)胞凋亡。該通路在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的重要作用為抗腫瘤研究提供了多個(gè)潛在的靶點(diǎn)。目前，針對(duì)上下游不同分子已經(jīng)涌現(xiàn)出多個(gè)反義核苷酸和小分子化合物，其中最引人矚目的有影響Ras羧基末端功能的法尼?；D(zhuǎn)移酶抑制劑lonafarnib、tipifarnib（Zarnestra），以及上文提到sorafenib。該化合物最初被認(rèn)為是Raf的抑制劑，后來發(fā)現(xiàn)對(duì)多個(gè)靶點(diǎn)包括VEGFR-2、Flt-2和c-Kit等都有作用。還有靶向下游蛋白MEK的PD0325901和ARRY-142886也已進(jìn)入臨床研究用于黑色素瘤病人。
STAT（Signal Transducer and Activator of Transcription）家族蛋白是一組可以被不同的生長(zhǎng)因子受體激活的蛋白，將上游的信號(hào)傳遞到細(xì)胞核，通過誘導(dǎo)靶基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)引起不同的生物效應(yīng)，并保持信號(hào)在細(xì)胞內(nèi)傳遞的內(nèi)在特異性。在多種腫瘤細(xì)胞以及原位癌中都檢測(cè)到了STAT家族成員的組成型激活。在STAT家族的7個(gè)成員中，目前發(fā)現(xiàn)STAT1、STAT3和STAT5與腫瘤的關(guān)系最為密切。STAT1對(duì)腫瘤細(xì)胞的增殖、新生血管生成起著負(fù)調(diào)控的作用，STAT1缺陷的小鼠易發(fā)生腫瘤。與之相反，STAT3和STAT5的持續(xù)激活能上調(diào)凋亡抑制因子如Bcl-2、Bcl-xL、Mcl-1及細(xì)胞周期調(diào)控蛋白cyclins D1/D2等基因的表達(dá)，刺激細(xì)胞增殖、抑制凋亡，被認(rèn)為是該家族中最有希望的抗腫瘤作用靶點(diǎn)。在白血病、乳腺癌、頭頸部磷癌等多種腫瘤中都發(fā)現(xiàn)了STAT3的組成型激活，并發(fā)現(xiàn)STAT3的小分子抑制劑或反義寡核苷酸可以逆轉(zhuǎn)惡性腫瘤的表現(xiàn)型，增加耐藥的腫瘤對(duì)化學(xué)藥物的敏感性。目前靶向STAT家族的反義核苷酸和小分子抑制劑的抗腫瘤藥物研發(fā)已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注。
四、靶向細(xì)胞周期蛋白 細(xì)胞生長(zhǎng)分裂必須依次經(jīng)過準(zhǔn)備階段的間期（interphase）和有絲分裂期（mitosis）。間期（包括G1、S、G2期）的各項(xiàng)生命活動(dòng)保證了M期分裂時(shí)所需的細(xì)胞內(nèi)各成分的復(fù)制，每次有絲分裂的結(jié)束到下一次有絲分裂的結(jié)束構(gòu)成一個(gè)完整的細(xì)胞周期。細(xì)胞周期的運(yùn)行與否，受控于精密的細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制。該調(diào)控系統(tǒng)的核心是一組細(xì)胞周期依賴性蛋白激酶（Cyclin-dependent-kinase，CDKs），它們各自在細(xì)胞周期內(nèi)特定時(shí)間被激活，通過磷酸化對(duì)應(yīng)的底物，驅(qū)使細(xì)胞周期的完成。CDKs的時(shí)相性激活依賴于時(shí)相表達(dá)的周期素（cyclin）以及周期素依賴性激酶抑制劑（cyclin-dependent kinase inhibitors，CKI）控制。另外，除了這種正常生理?xiàng)l件下的周期進(jìn)程調(diào)控，在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中，細(xì)胞建立了一套保證細(xì)胞周期中遺傳信息的完整性和準(zhǔn)確性的檢查機(jī)制，即細(xì)胞周期檢查點(diǎn)(checkpoint)。當(dāng)細(xì)胞周期進(jìn)程中出現(xiàn)異常事件，如DNA損傷或DNA復(fù)制受阻時(shí)，這類調(diào)節(jié)機(jī)制就被激活，及時(shí)中斷細(xì)胞周期的運(yùn)行。待DNA修復(fù)或排除了故障后，細(xì)胞周期才能恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
在細(xì)胞的癌變過程中，通常都伴隨著cyclin的過度表達(dá)和CKIs的缺失，CDK的活性失去控制，細(xì)胞周期處于失控狀態(tài)；腫瘤細(xì)胞的另外一個(gè)特點(diǎn)是細(xì)胞周期檢查點(diǎn)缺陷，造成對(duì)細(xì)胞損傷應(yīng)答的缺失。然而，這種周期檢查點(diǎn)關(guān)卡的缺失，使得細(xì)胞對(duì)外界的損傷更加敏感又能被應(yīng)用于腫瘤的治療，增加放化療的敏感性?；谀[瘤細(xì)胞的上述特點(diǎn)，恢復(fù)腫瘤細(xì)胞的周期調(diào)控和取消檢查點(diǎn)等都成為潛在的抗腫瘤作用靶點(diǎn)。具體策略包括對(duì)CDK的直接催化抑制，阻礙CDK的激活，干擾周期素與CDK的相互作用，影響周期素水解失活和抑制細(xì)胞周期檢測(cè)點(diǎn)等。目前，已經(jīng)有多個(gè)細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)劑進(jìn)入了臨床研究，其中植物來源的黃酮類物質(zhì)flavo-piridol能明顯抑制CDK1、CDK2和CDK4，阻礙細(xì)胞通過G1/S和G2/M期檢測(cè)點(diǎn)，能抑制多種腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，已經(jīng)處于臨床Ⅱ期研究。另外，星型苞菌素（Stauros-porine）的類似物UCN-01除了抑制PKC外，還可直接抑制CDK1和CDK2的活性和細(xì)胞周期檢測(cè)點(diǎn)激酶chk1的活化，目前正在美國(guó)和日本進(jìn)行臨床Ⅱ期實(shí)驗(yàn)。還有Paullones類似物、嘌呤霉素類似物（Pruines）等都對(duì)不同的CDK分子顯示出抑制作用。
