刘潇-拓扑异构酶I抑制剂研究进展

 2009,Vol.33,No.7  311 ProgressinPharmaceuticalSciences

 

doi:10.3969/j.issn.1001-5094.2009.07.004

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 311页 

拓扑异构酶I抑制剂研究进展

刘 潇, 王汝冰, 符 伟, 李志裕

3

(中国药科大学药物化学教研室,江苏南京210009)

[摘要] 综述近年来拓扑异构酶I抑制剂的研究进展,酶结合作用的特点,旨在为设计、合成与筛选新型拓扑异构酶DNA拓扑异构酶I是抗肿瘤药的重要靶点,,床研究阶段,为肿瘤患者带来了希望。

[关键词] 拓扑异构酶I抑制剂;喜树碱;茚并异喹啉酮

[中图分类号] R97911;12[]A  [文章编号]1001-5094(2009)07-0311-10

theResearchesonTopoisomeraseIInhibitors

LIUXiao, WANGRu2bing, FUWei, LIZhi2yu

(DepartmentofMedicinalChemistry,ChinaPharmaceuticalUniversity,Nanjing210009,China)

[Abstract] TheadvancesinresearchesontopoisomeraseI(topoI)inhibitorswereintroduced,andthespecies,anticanceractivitiesandtheirstructure2activityrelationships(SARs)weresummarized.WealsoanalyzedthecorrelativitybetweenthecrystalstructureoftheternarycomplexandtheirSARs,inordertoofferreferencefordesigning,synthesizingandscreeningnewtopoIinhitiborcandidates.ThetopoIhasbecomeausefultherapeutictargetagainstcancer,andwiththeincessantdiscoveryintotheconformationoftopoisomeraseandtherelatedinhitibors,manykindsofcompoundswithhigh2efficiencyandlowtoxicitywerediscovered.Moreover,somecompoundshavealreadyenteredintotheclinicalresearchsuccessfully,whichhasbroughthopeforcancerpatients.

[Keywords] topoisomeraseIinhibitor;anticanceragents;camptothecins;indolocarbazoles;indenoiso2quinolones

  DNA拓扑异构酶(DNAtopoisomerase,Topo)是一种重要的核酶,可通过催化DNA链的断裂和结合控制其拓扑结构。研究表明,该酶常参与DNA复制、转录、重组、基因调节及细胞有丝分裂等重要生命活动。在真核细胞中,该酶分为拓扑异构酶Ⅰ(TopoⅠ)和拓扑异构酶Ⅱ(TopoⅡ)两种。

在DNA的复制、转录等过程中,TopoⅠ的酪氨

酸残基与DNA的3′末端以磷酸二酯键结合,形成

TopoⅠ2DNA可裂解复合物,介导DNA单链断裂,使超螺旋得到松弛,然后再将已断裂的DNA连接起[1]

来。肿瘤细胞中TopoⅠ含量及活性远高于正常体细胞,抑制TopoⅠ2DNA可裂解复合物解离,就能选择性抑制肿瘤细胞的快速增殖,进而杀死肿瘤细胞,TopoⅠ由此成为公认的抗癌药作用靶点。

3

[接受日期] 2009204209通讯作者: 李志裕,副教授;

研究方向: 药物化学与合成工艺研究;

Tel:[1**********]7; E2mail:[email protected]

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 312页

 

TopoⅠ抑制剂并非单纯抑制该酶的催化活性,还可

 312 2009,Vol.33,No.7  ProgressinPharmaceuticalSciences 

稳定,抗癌活性提高;20位羟基与氨基酸等分子成

酯后,内酯环稳定性提高,化合物水溶性增强。

现已上市的喜树碱类药物有102羟基喜树碱(HCPT,2)、拓扑替康(topotecan,TPT,3)、伊立替康(irinotecan,IRT,4)和贝洛替康(belotecan,BLT,CKD602,5),其中伊立替康在体内代谢为活性产物SN238(6)而发挥抗肿瘤作用。研究发现,拓扑替康

通过与TopoⅠ2DNA可裂解复合物可逆结合,形成

抑制剂2TopoⅠ2DNA三元复合物,阻止DNA重新连接,致使复制不能进行下去,从而使细胞死亡。 不同种类的拓扑异构酶抑制剂

目前已在临床使用和处在研发阶段的TopoⅠ抑制剂主要包括喜树碱类(camptothecins)、吲哚并咔唑类(indolocarbazoles)以及茚并异喹啉酮类(in2denoisoquinolones)。1.1 喜树碱类

与SN238BCRP)和P糖蛋白的底物,。因此,寻找不

。,还有其它喜树碱类化合,有望成为抗肿瘤新药,如正处在临NSC606985(7)和已进入临床研究阶段的S2CKD602、Gimatecan(ST1481,8)等

具有显著抗肿瘤活性的喜树碱(CPT,1)Wall等人于1966到。研究表明,,,且开环与闭环两。其中,闭环喜树碱可发挥抗肿瘤药效,而开环喜树碱易与人血清蛋白(humanserumalbumin,HSA)结合,从而引发严重的毒副作用,同时还会推动平衡向生成更多开环喜树碱的方向移动,因此使闭环喜树碱的浓度降低,影响其抗癌效果。此外,喜树碱还存在水溶性差等问题,使其开发与应用受到一定限制。故研究人员将研究重点放在改善喜树碱理化性质、提高其内酯环稳定性等方面,近年来已合成了一系列喜树碱衍生物,包括其与

[2]

大分子多聚物共价结合所得到的喜树碱前药,并展开了相应的活性研究,发现在抗肿瘤活性方面,喜树碱类TopoⅠ抑制剂具有如下构效关系。

1)若在喜树碱A、B环的7、9、10位引入碱性基团,并与酸成盐后,可使其水溶性增加及生物利用度提高,而引入卤原子、氨基、羟基、烷基和氰基,则可提高其抗癌活性;若7位被大基团取代,化合物活性下降;当10与11位连有亚甲二氧基或亚乙二氧基、或7和9位的取代基连成六七元环、或9和10位相连成环时,均可使化合物抗癌活性改善;当12位有取代时,化合物活性明显降低。

2)E环是喜树碱类化合物结构中最重要的部分,其开环后抗癌活性消失;若将其20位上的羟基替换为卤素、氢或烷基,则抗癌活性下降;当环中的氧原子被氮、硫原子等替换或内酯结构变成酮、醚或胍后,抗癌活性也会消失;而若E环为七元内酯环(其对应化合物称高喜树碱),化合物化学性质则更

11111 贝洛替康及其脂质体制剂 贝洛替康为喜树

碱衍生物,于2004年在韩国上市,主要用于卵巢癌和小细胞肺癌的治疗。体外抑酶活性研究表明,其对TopoⅠ的抑制作用比喜树碱强3倍,对多种人类肿瘤细胞株均有细胞毒作用。在用荷瘤裸鼠进行的试验中,贝洛替康对人结肠癌HT229、大肠癌CX21和WIDR、肺癌LX21、乳腺癌MX21以及卵巢癌SKOV23均有抗肿瘤活性。将其与顺铂联合用于治疗小细胞肺癌患者,21天为1个疗程,每疗程的首日给予顺铂

-2

60mg・m,且前4天连续静滴给予贝洛替康(首日

-2-2

给药剂量为014mg・m,后每日递增0105mg・m,30分钟滴完),如果给药1个疗程后病人中性粒细胞数低于1500mm

-3

,且血小板数低于100000mm

-3

,

 2009,Vol.33,No.7  313 ProgressinPharmaceuticalSciences

 

则暂停治疗数日,而暂停35天后病人的中性粒细胞数和血小板数若仍未恢复至上述水平,则终止治疗,结果,贝洛替康的最大耐受剂量(maximumtolerated

-2

dose,MTD)为0150mg・m,剂量限制性毒性(doselimitingtoxicity,DLT)为嗜中性白细胞减少,血浆消除半衰期为6143~10167h,血浆清除率为4146~

-1[3]

7110L・h。在另一项临床试验中,给对铂类药物耐药的卵巢癌患者使用贝洛替康,每3周为1个疗程。在第1个疗程中,连续5天每日静脉注射本品

-2

0150mg・m,而第2个疗程则根据病人情况调整给

-3

药剂量:对中性粒细胞数低于500mm和血小板数

-3

低于50000mm并持续4天以上或伴有3血液学不良反应(除脱发、),-药剂量降低为0140mg-3-3

1000mm,的病人,剂

-量提高至0160-3-3

至1500mm以上,血小板数达100000mm以上,且所有非血液学不良反应(除脱发、恶心和呕吐外)恢复到0或1级,即继续下一疗程,否则延期2周再进入下一疗程。结果显示,贝洛替康对大部分病人显示良好的抗肿瘤活性,总体疗效为45%,主要毒

[4]

性反应为嗜中性粒细胞减少症和血小板减少症。目前对贝洛替康与铂类药物联合使用的研究还在进

[5]

行中。

STEALTHCKD602(S2CKD602)是贝洛替康经聚乙二醇修饰所制得的脂质体制剂,可在体内缓慢释放出贝洛替康,使其疗效延长,并可提高靶向性。由于荷有人黑色素瘤的裸鼠使用本品后,脂肪组织中的贝洛替康是肌肉组织中的318倍,推测用药者

[6]

的体型可能对贝洛替康分布有一定影响。在一项对难治性实体瘤病人进行的Ⅰ期临床试验中,以3周为1个疗程,每个疗程静脉滴注本品1次,给药剂

-2

量从011递增至215mg・m,共15个疗程。结果显

-2

示,本品的MTD为211mg・m,DLT主要为中性粒细胞减少、血小板减少和贫血。本品体内释放贝洛替康存在明显个体差异,故在对难治性实体瘤进行的

-2

Ⅱ期临床试验中,推荐使用剂量为211mg・m,每3周1次。此外,还有人建议进行本品对卵巢癌、胃癌和其它耐药肿瘤的Ⅱ期临床试验研究,以考察其

[7]

疗效和安全性。

11112 NSC606985 NSC606985是在喜树碱的20位羟基上引入亲水基团所得到的衍生物,水溶性

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 313页 

高,内酯环结构稳定。体外试验表明,本品在纳摩尔

浓度下即可使前列腺肿瘤细胞株DU2145、LNCaP和PC23的细胞数量呈时间和剂量依赖性的减少。相关机制研究显示,本品可提高DU2145细胞凋亡蛋白Bax和Bak水平,诱导其线粒体释放细胞色素C,

[8]

激活线粒体介导的凋亡途径。本品对急性髓细胞白血病(AML)细胞株NB4、HL60、U937和Kasumi212倍,但对TopoⅠ,表明其作用靶点为Ⅰ-1

,;在该剂量下连续给药5天,可使白

[9]

,寿命显著延长。11113 Gimatecan Gimatecan是在喜树碱的7位以亲脂性基团修饰所得到的衍生物,其可迅速在肿瘤细胞内蓄积。与拓扑替康和SN238不同的是,该化合物并非乳腺癌耐药蛋白(BCRP)或P糖蛋白的底物,因此肿瘤细胞对其不易产生耐药性。在体外,本品对多种人类肿瘤细胞株均有抑制活性,且为拓扑替康的10倍。给荷有人类肿瘤,如非小细胞肺癌NCI2H460、前列腺癌PC23、卵巢癌A2780等的小鼠

-1

经口使用本品0125~4mg・kg,可产生显著的抗癌作用。在Ⅰ期临床试验中,给33名晚期实体瘤患者分7周口服本品(剂量分别为0127、0153、0188、

-2

1133、1187、2140、3120mg・m,每周1次),结果,

-2

本品的MTD为2140mg・m,主要毒性为嗜中性粒细胞减少、贫血和呕吐等,33名患者中仅4人病情稳定,疗效虽不算显著,但其吸收良好,血药浓度在1小时达到峰值,血浆t1/2平均值为91h,血浆清除率为016L・h,且病人能良好耐受,故Zhu[10]

等建议对本品用于其它肿瘤或采用联合给药方案的疗效进行评价。目前本品治疗晚期上皮卵巢癌、输卵管和腹膜癌、晚期乳腺癌、恶性胶质瘤以及转移性大肠癌的Ⅱ期临床研究正在进行中。

11114 Karenitecin Karenitecin(BNP1350,9)是通过计算机设计得到的高度亲脂性喜树碱类衍生物,其在喜树碱7位引入了硅烷基。体外抑酶活性试验结果表明,本品具有广谱抗肿瘤活性,与抗肿瘤药马磷酰胺联用时,对白血病Molt24、成神经管细胞瘤D283、成神经管肿瘤SK2N2SH等细胞株有抗癌协同增效作用。但一项Ⅰ期临床试验显示,本品对恶性胶质

[12]

瘤无明显疗效。在治疗转移性黑素瘤的Ⅱ期临

-1

[10211]

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 314页

 

床试验中,每3周连续5天给病人静脉滴注本品

-2

110mg・m,直至病人病情恶化或出现DLT,结果显示,大部分病人病情得到控制,且本品耐受性良好,副作用为可逆的骨髓抑制。在对复发或难治性非小细胞肺癌患者进行的Ⅱ期临床试验中,每3周连续

-2

5天、每天给患者静脉滴注本品110mg・m,结果显示,43%的复发患者和50%的难治性患者的病情

[13]

得到控制。药动学研究表明,本品血浆清除率为

-1-2

617~1317L・h・m,血浆消除半衰期为911~

-2[12]

1713h,稳态分布容积为95~177L・m。目前,本品与拓扑替康联合治疗晚期上皮卵巢癌的Ⅲ期临床试验以及口服给药治疗实体瘤和肺癌的Ⅰ试验正在进行

 314 2009,Vol.33,No.7  ProgressinPharmaceuticalSciences 

11116 CT22106 CT22106(聚谷氨酸喜树碱,11)

为喜树碱的20氨酸2甘氨酸共价

,。,对肿瘤血管在的滞留性(permeabilityandEPR)较强,故可在肿瘤部位形成高。临床前试验结果显示,本品对卵巢癌、胃肠道癌和非小细胞肺癌模型的抗增殖活性强于拓扑替康和伊立替康。在一项Ⅰ期临床试验中,以4周为1个疗程,每个疗程静脉注射1次CT22106,初始剂量为25mg・m,其后每疗程递增5mg・m,如果病人出现严重不良反应或病情恶化,则终止治疗。结果显

-2

示,本品MTD为25mg・m,DLT为血小板减少症与疲倦,毒性弱于喜树碱,耐受性良好,血浆消除半衰期

-1

长达44~63h,最大血浆浓度为916~1214mg・L,总血浆清除率为0179~1113L・h・m,稳态分布容

-2[15]

积为5156~8164L・m。本品与氟尿嘧啶联用的Ⅱ

期临床研究已在进行中。

-1

-2

-2

-2

11115 Chimmitecan Chimmitecan(10)是在喜树碱9位进行烷基取代所得到的脂溶性衍生物,其结构

稳定,与人的血清蛋白亲和力低;在纳摩尔水平下即

可抑制TopoⅠ介导的DNA断裂,可将细胞的生长阻滞于G22M期。体外试验显示,本品对不同组织来源的人肿瘤细胞株,如人白血病HL260、肺癌A549、胃癌MKN228、肝癌HepG2、结肠癌HCT2116、乳腺癌MDA2MB2435、卵巢癌OVCAR25等均具有优于SN238和拓扑替康的细胞毒活性,且不易引发多药耐药;并可诱导HL260细胞凋亡。体内试验结果

-1

显示,静脉注射本品15mg・kg,每周3次,可有效抑制荷有结肠癌HCT2116、肝癌BEL27402、乳腺癌MDA2MB2435和肺癌A549的裸鼠体内肿瘤细胞的增殖,IC50值分别为(7±2)、(313±24)、(919±

-1

013)和(5±1)nmol・L,且对后两种肿瘤的抑制活

11117 Delimotecan T22513(12)为在喜树碱10位

性略优于伊立替康[IC50值分别为(11±1)和(16±2)nmol・L

-1

引入3′氨基丙氧基及7位引入乙基所得到的衍生

物,该化合物及其体内代谢物SN238均能将肿瘤细

[16]

胞阻滞于S期。

Delimotecan(MEN4901/T20128,13)为T22513通过甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰链与羧甲基右旋糖酐共价连接,其对肿瘤细胞具有靶向性,在pH值为3~5的体内环境中,经组织蛋白酶催化,缓慢释放T22513,并最终代谢成SN238,从而产生抗肿瘤活[17]-1性。分别以MTD(80mg・kg)、1/3MTD、1/9MTD和1/27MTD的剂量给荷有人类肿瘤,如胃

]。此外,给荷肺癌A549的模型鼠经口

-1

使用本品(9mg・kg),每周给药3次,共2周,其抗肿瘤疗效接近于静脉注射给药,表明本品口服有效。目前对其药动学、毒理学等方面的临床前研究正在

[14

]

进行中。

 2009,Vol.33,No.7  315 ProgressinPharmaceuticalSciences

 

癌H218、结肠癌H2110、肺癌Mqnu21、食管癌H2204、肝癌H2181和胰腺癌H248的裸鼠静注本品,每天1次,连续4周,结果显示,本品在1/3MTD剂量下可致肿瘤明显萎缩,且疗效优于伊立替康。给实体瘤患者使用本品,6周为1个疗程,每个疗程静注本

-2

品1次,第1个疗程给药剂量为150mg・m,之后的每个疗程,分别按67%、50%、40%或33%的增量逐

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 315页 

渐加大给药剂量,直至5400mg・m。结果显示,本

-2

品的MTD为1800mg・m,DLT为3级/4级白细胞减少、嗜中性粒细胞减少以及3级皮炎和腹泻,血浆清除率较低,为10~35mL・h・m,表观分布容积

-2

为018~518L・m,血浆消除半衰期长达109h。故推荐本品用于实体瘤Ⅱ期临床试验的剂量为每

-2[16]

6周静脉滴注1

次,每次1800mg・m)。

-1

-2-2

112 具有抗肿瘤活性的吲哚并咔唑类化合物BE2

13793(14)最早是从链轮丝菌属(Streptoverricillium)发酵液中分离获得的。研究发现,该化合物可作用于TopoⅠ2DNA可裂解复合物,抗癌机制与喜树碱类似。而在其吲哚环氮原子上引入一个吡喃糖后得到的ED2110(15)对TopoⅠ抑制能力与细胞毒活性

都很强,但水溶性差。因此,人们继续对ED2110进

行结构改造,得到了具有广谱抗肿瘤活性、且毒性较小的化合物NB2506(16),目前其已进入Ⅱ期临床研究阶段。此外,进入临床研究阶段的此类化合物还有Edotecarin(J2

107088,17)、Becatecarin(NSC655649,18)和BMS2205749(19)。

  吲哚并咔唑类TopoⅠ抑制剂的优点包括:与

TopoⅠ和DNA形成的三元复合物较喜树碱类更稳定,还可作用于蛋白激酶。根据目前的研究结果,吲哚并咔唑类TopoⅠ抑制剂具有以下构效关系。

1)丁烯二酰亚胺环含富电子原子,如羰基氧原

子,可与TopoⅠ酶的364位Arg形成氢键。F环的

氮原子上引入氨基、氨基酸酯、烷基等时,其形成氢键的能力增强,从而化合物的TopoⅠ抑制活性

 2009,Vol.33,No.7  315 ProgressinPharmaceuticalSciences

 

癌H218、结肠癌H2110、肺癌Mqnu21、食管癌H2204、肝癌H2181和胰腺癌H248的裸鼠静注本品,每天1次,连续4周,结果显示,本品在1/3MTD剂量下可致肿瘤明显萎缩,且疗效优于伊立替康。给实体瘤患者使用本品,6周为1个疗程,每个疗程静注本

-2

品1次,第1个疗程给药剂量为150mg・m,之后的每个疗程,分别按67%、50%、40%或33%的增量逐

・综述与专论・

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渐加大给药剂量,直至5400mg・m。结果显示,本

-2

品的MTD为1800mg・m,DLT为3级/4级白细胞减少、嗜中性粒细胞减少以及3级皮炎和腹泻,血浆清除率较低,为10~35mL・h・m,表观分布容积

-2

为018~518L・m,血浆消除半衰期长达109h。故推荐本品用于实体瘤Ⅱ期临床试验的剂量为每

-2[16]

6周静脉滴注1

次,每次1800mg・m)。

-1

-2-2

112 具有抗肿瘤活性的吲哚并咔唑类化合物BE2

13793(14)最早是从链轮丝菌属(Streptoverricillium)发酵液中分离获得的。研究发现,该化合物可作用于TopoⅠ2DNA可裂解复合物,抗癌机制与喜树碱类似。而在其吲哚环氮原子上引入一个吡喃糖后得到的ED2110(15)对TopoⅠ抑制能力与细胞毒活性

都很强,但水溶性差。因此,人们继续对ED2110进

行结构改造,得到了具有广谱抗肿瘤活性、且毒性较小的化合物NB2506(16),目前其已进入Ⅱ期临床研究阶段。此外,进入临床研究阶段的此类化合物还有Edotecarin(J2

107088,17)、Becatecarin(NSC655649,18)和BMS2205749(19)。

  吲哚并咔唑类TopoⅠ抑制剂的优点包括:与

TopoⅠ和DNA形成的三元复合物较喜树碱类更稳定,还可作用于蛋白激酶。根据目前的研究结果,吲哚并咔唑类TopoⅠ抑制剂具有以下构效关系。

1)丁烯二酰亚胺环含富电子原子,如羰基氧原

子,可与TopoⅠ酶的364位Arg形成氢键。F环的

氮原子上引入氨基、氨基酸酯、烷基等时,其形成氢键的能力增强,从而化合物的TopoⅠ抑制活性

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 316页

 

提高。

2)吲哚氮原子连接的糖分子可插入DNA大沟,糖链的种类和位置可改变化合物对TopoⅠ的选择性和抑制活性,若去除糖链,化合物的TopoⅠ抑制作用消失。

3)在母核的两个苯环上1和11位引入氯原子后,化合物的细胞穿透性增强,细胞毒性加大;当2、3、9和10位被氟原子取代后,化合物的活性也得到提高,且对TopoⅠ的选择性性增强;若在9位上溴化或硝化、或在苯环上引入亲水基团如羟基,化合物的水溶性和生物利用度均提高。

11211 Edotecarin Edotecarin能与Topo和形成稳定的三元复合物,性优于NB250601~0123μmol・L

-1

 316 2009,Vol.33,No.7  ProgressinPharmaceuticalSciences 

外细胞试验显示,本品对某些儿童肿瘤细胞株及横

纹肌肉瘤、成神经细胞瘤、尤文氏肉瘤和成神经管细胞瘤有良好抑制活性。在治疗转移性肾细胞癌的Ⅱ期临床试验中,以3周为1个疗程,每个疗程连续

-2

5天静脉滴注本品165mg・m,结果显示,有46%

[21]

的病人病情得到稳定。但也有试验表明,本品

-2

(650和780mg・m)对儿童实体瘤患者的疗效并不显著,,并会引起3/4级骨髓抑制;[22]

3h。目前本品Ⅱ期临床研究以及用Ⅰ期临床研究。11213 BMS2205749 BMS2205749对TopoⅠ的选择性以及与TopoⅠ和DNA形成的三元复合物稳定

-1

性均较高,其对TopoⅠ的EC50值为0111μmol・L,

-1与喜树碱(0116μmol・L)相近。本品具有广谱抗肿瘤活性,用荷瘤小鼠进行的试验表明,本品对

[]

,对多种荷人类肿瘤的模型动物均有抗肿瘤增殖作用。临床前试验显示,本品与顺铂、52氟尿嘧啶、依托泊苷、紫杉醇、多柔比星、长春

[18]

新碱、喜树碱和吉西他滨联用有协同增效作用;

[19]-1

Ciomei等发现,本品(3和30mg・kg)与多西他奇联用,可显著抑制荷人乳腺癌SKBR23的模型小鼠体内肿瘤的增殖,比两药单独使用时的抑制活性更好;

-1

其以3mg・kg剂量与卡培他滨联用也有良好疗效,

-1

但在30mg・kg剂量下可致荷瘤小鼠死亡。在一项对晚期实体瘤患者进行的Ⅰ期临床试验中,每3周为1个疗程,每个疗程给药1次,初始剂量为

-2

8mg・m,随后疗程的剂量以33%增量递增至

-2-2

15mg・m,结果显示,本品MTD为15mg・m,DLT为3或4级嗜中性粒细胞减少和贫血,偶见腹泻,故推荐本品在Ⅱ期临床试验中以3周为1个疗

-2

程,每个疗程静脉滴注1次,剂量为13mg・m。药动学试验表明,本品在体内大部分可经胆汁排泄消

-1-2

除,血浆清除率为45~53L・h・m,分布容积为

-2[20]

650~850L・m。目前本品与伊立替康联用治疗转移性结肠癌和乳腺癌的Ⅱ期临床研究还在进行,而本品用于治疗多形性胶质细胞瘤的Ⅲ期临床

[11]

试验业已开始。11212 Becatecarin 吲哚并咔唑衍生物becatecarin的苯环上有氯原子,相比于ED2110,其脂溶性增加,细胞穿透力增强,细胞毒活性提高;其R1为N,N2二乙氨基乙基,能与酒石酸成盐,水溶性得到改善。体

M5076肉瘤以及人结肠癌HCT2116和前列腺癌PC23均有显著的抑制活性,疗效与伊立替康相近,

甚至更优,对于伊立替康和哆柔比星疗效不佳的

-1

Lewis肺癌,其在32mg・kg剂量下即可使肿瘤萎[23]

缩。给荷人结肠癌HT29的小鼠连续5天静脉注

-1

射本品的MTD为24mg・kg,血浆清除率为

-1-1

512mL・min・kg,血浆消除半衰期为213h,分布

-1

容积为0144L・kg。目前本品已进入临床试验研

[24]

究阶段。11214 其它衍生物 吲哚并咔唑类化合物结构独特,可作用于肿瘤细胞上不同的靶点:在其吲哚氮原子上连接天然糖基后,化合物具有TopoⅠ抑制作用;若连接其它基团如含氮侧链,则可对多种蛋白激酶产生抑制活性,如化合物UCN201(20),目前其已作为细胞周期检查点激酶(checkpointkinase,Chk)抑制剂进入临床试验阶段。研究表明,UCN201可显著抑制Chk,阻断DNA修复,使肿瘤细胞阻滞于S和G2周期,且对辐射和化疗更敏感。在给晚期实体瘤患者静脉滴注顺铂30mg・m后22小时再连续

-2

3天静脉滴注本品34mg・m,28天为1个疗程,持续2个疗程。结果显示,本品耐受性良好,所有用药病人体内的geminin蛋白(细胞周期S和G2的生物标记物,仅在S和G2期表达)的表达量显著降低,提示

-2

 2009,Vol.33,No.7  317 ProgressinPharmaceuticalSciences

 UCN201可将肿瘤细胞阻滞于S和G2期

[25]

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 317页 

11311 MJ2III265 将NSC314622的6位氮原子上

113 茚并异喹啉酮类

NSC314622(21)最初是在光花椒碱的合成过程

中意外获得的一种茚并异喹啉酮类化合物,国国立癌症研究所(NCI)NSC314622MJ2III265,相比于前者,。本品可Ⅰ,TopoⅠ和DNA形-1

的4011μmol・L的低浓度下也能CEM/C2产生抑制作用,而TopoⅠ缺陷的P388/CPT45细胞对其易产生耐药性。给荷有人头颈部肿瘤A253和FaDu的模型小

-1

鼠静脉注射本品10~50mg・kg,每周1次,连续

-1

4周。结果显示,本品10、25和50mg・kg对肿瘤A253的最大抑制率分别为(5611±1114)%、(6618±719)%和(7118±412)%,对肿瘤FaDu的最大抑制率则分别为(5616±1017)%、(6612±512)%和(6910±315)%;且用药后,小鼠的肿瘤体

性后,。该化合物在毫

opoⅠ介导的DNA断裂。

晶体衍射显示,茚并异喹啉酮类化合物的作用方式和喜树碱类似,可通过与TopoⅠ中氨基酸残基

π堆积作用钳住之间的氢键作用以及与DNA的π2

可裂解复合物;其结构比喜树碱稳定,没有易裂解的羟基内酯环;可作用于不同的DNA位点,因而有较高的肿瘤抑制活性和较宽的治疗窗;此外,其与可裂解复合物的结合较喜树碱更为持久稳定。

茚并异喹啉酮类TopoⅠ抑制剂具有如下构效关系。

1)若在A环的2和3位引入甲氧基,或3位引入硝基,则化合物活性增强。

2)若在B环的内酰胺6位氮原子上引入含2~4个碳原子的侧链,该侧链可插入DNA大沟,增强

积倍增时间显著延长

[26]

11312 NSC725776和NSC724998 NSC725776和NSC724998是在NSC314622的B环氮原子上分别引

入咪唑和吗啉侧链后所得到的衍生物,其在纳摩尔浓度下即可对TopoⅠ产生抑制作用,使肿瘤细胞的

[27]

生长被阻滞在S和G22M期。Antony等发现,TopoⅠ缺陷的细胞对这2种化合物有交叉耐药性。

化合物与可裂解复合物的结合力;还可通过在该侧链末端引入氨基、羧基、酯基、卤素或醇羟基等基团,

使化合物活性得到进一步改善。

3)C环11位上的羰基对化合物活性的影响不大,若将其换为烯基侧链,该侧链可插入DNA小沟中,并与靶酶的364位Arg形成氢键。

4)当D环的8和9位被亚甲二氧基取代时,化合物分子的平面性更好,从而更容易嵌入断裂的DNA分子中。

体外试验显示,NSC725776和NSC724998对多种人肿瘤细胞株均有较强的细胞毒性,对野生型白血病细

-1

胞株P388的IC50值分别为25和300nmol・L;对乳腺癌MCF27的IC50值分别为93和560nmol・L;对结肠癌HCT2116的IC50值分别为125nmol・L和112μmol・L。此外,由于NSC725776是ABC转

-1

-1-1

运蛋白ABCG2和P糖蛋白的底物,因而肿瘤细胞有可能对其产生耐药性,但ABC转运蛋白对其作用比对喜树碱小得多。用比格犬进行的安全性试验显示,静脉滴注NSC2725776或NSC272499815分钟,

-1

二者的MTD分别为3和715mg・kg。在目前处于开发阶段的茚并异喹啉酮类化合物中,这2种化合物最有希望进入临床试验。

目前正处于临床前研究阶段的茚并异喹啉酮类化合物有MJ2III265(22)、NSC725776(23)和NSC724998(24)等

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 318页

 

ker等

[28]

 318 2009,Vol.33,No.7  ProgressinPharmaceuticalSciences 

采用X射线晶体衍射法得到了这3类抑制

剂的代表化合物喜树碱、MJ238和SA315F与人的DNA2TopoⅠ可裂解复合物结合时的结构,发现这3类化合物与复合物的结合作用各具特色(见图1)

 不同种类的拓扑异构酶Ⅰ抑制剂与靶酶结合方式及特征区域比较

  喜树碱类、茚并异喹啉酮类和吲哚并咔唑类3类TopoⅠ抑制剂在结构上有一定的相似性。Sta2

a:喜树碱与TopoⅠ结合模型;b:MJ238与TopoⅠ结合模型;c:SA315F与TopoⅠ结合模型

图1 不同种类TopoⅠ抑制剂与TopoⅠ的结合模型

Figure1 TopoⅠbindingmodelofdifferentTopoⅠinhibitors

  由图1可见,3类化合物与TopoⅠ的结合方式有所不同,且有如下特征。

1)喜树碱的B、D和E环上氧原子或氮原子可与TopoⅠ活性中心的氨基酸残基形成氢键,为化合物与TopoⅠ结合的关键。其中,由TopoⅠ723位Tyr残基和DNA切割位点210位胸腺嘧啶所形成的磷酸二酯键中的氧原子与喜树碱C21位羰基氧原子的距离为014nm,C21位羰基氧原子与TopoⅠ532位Lys中氮原子的距离为0138nm,吡啶酮环中氧原子与TopoⅠ722位Asn残基氮原子的距离为014nm;TopoⅠ533位Asp是酶对药物敏感所必需的残基,喜树碱20位羟基与其形成氢键,与Asp的侧链羟基氧原子距离为0134nm;喜树碱B环氮原子上的电子对与TopoⅠ364位Arg距离最近为0129nm,其间形成氢键。文献[28]指出,拓扑替康相比于喜树碱,其A环上引入了含氮烷基,该烷基插入DNA大沟,并与TopoⅠ352位Asn形成氢键,这与茚并异喹啉酮类的B环侧链或吲哚并咔唑类的吲哚环糖链功能相同,因此拓扑替康对TopoⅠ的IC50值小于喜树碱,两者的IC50值分别为(0105±

-1

0101)和(0130±0105)μmol・L。

2)MJ238的C环羰基指向DNA小沟,与TopoⅠ364位Arg侧链形成二齿螯合,距离分别为0128nm

和013nm;其B环上丁基羧酸链可插入DNA大沟,并靠近TopoⅠ352位Asn,形成氢键,若该侧链为羟烷基或卤烷基,化合物活性可提高,而若无侧链,或侧链过长,则化合物活性减弱;其C、D环在空间上呈平面状,可嵌入断裂的DNA,这与喜树碱及拓扑替康的A、B环的作用类似;另外,若在D环引入亚甲二氧基,其效果与在喜树碱类化合物A环10、11位引入此基团的效果相同,即:可使分子平面体系得到延伸,更有利于其嵌入DNA裂口而发挥作用。

3)SA315F的B环上糖链可进入DNA大沟,糖链上一个羟基与TopoⅠ352位Asn形成氢键,若去除B环上的糖链则化合物的TopoⅠ抑制活性消失;与喜树碱的A、B环及MJ238的C、D环一样,其含糖链的A、B环可嵌入断裂的DNA,与TopoⅠ356位Glu的距离为014nm;其E环上的羟基与TopoⅠ722位Asn形成氢键,距离为0127nm;其丁烯二酰亚胺环上的1个羰基可插入DNA小沟,与TopoⅠ364位Arg形成氢键,距离为0127nm,若该环上的氮原子被取代后则与喜树碱的E环类似,可与TopoⅠ364位Arg和533位Asp形成氢键,占领TopoⅠ上的结合位点。

综上所述,这3类化合物与TopoⅠ结合方式存在一些异同之处:均可与TopoⅠ364位Arg残基以

 2009,Vol.33,No.7  319 ProgressinPharmaceuticalSciences

 

氢键结合,若364位Arg发生突变,会直接影响到这些化合物与靶点的亲和力;3类化合物因结构不同而分别指向DNA大沟的不同方向,并与已结合于大沟中的不同蛋白质残基结合;TopoⅠ活性位点上的533位Asp残基对喜树碱E环与酶结合的空间定位起关键作用,而MJ238未与该残基发生相互作用,

-1

对TopoⅠ的作用[IC50值为(419±118)μmol・L]

也明显弱于喜树碱和SA315F[IC50值分别为

-1

(0130±0105)和(0103±0102)μmol・L],提示TopoⅠ533位Asp残基为抑制剂的重要结合位点之

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 319页 

活性区域(见图2、表1)。

图2 TopoⅠdomain

ofinhitibors

一。根据对这3类化合物与TopoⅠ活性位点结合的特点分析,可得到TopoⅠ抑制剂结构中5domainandactionofdifferenttopoⅠinhibitors

活性区域

1234

A、B环14位氮--

AB环14位氮9位含

氮侧链10位羟基

SA315FA、B环5位羰基13位氮上糖链2位羟基

MJ238C、D环11位羰基6位氮上氨基侧链

-

作用

确保分子的平面性,可插入DNA

含有富电子基团,可插入DNA小沟,与TopoⅠ364位Arg残基以氢键结合,推测此残基是TopoⅠ抑制剂的保守结合位点利用合适的长度和电性,插入DNA大沟,并可与TopoⅠ352位Asn残基发生作用,使化合物活性增强

引入亲水基团,提高化合物水溶性和生物利用度,并可与TopoⅠ356位Glu残基发生作用

羟基内酯环为喜树碱类特有的结构,可与TopoⅠ533位Asp残基形成氢键;另外2类化合物若引入适当取代基模拟羟基内酯环电性,也可与TopoⅠ533位Asp残基结合,提高其TopoⅠ抑制活性

5

羟基

内酯环羟基内酯环丁烯二酰亚胺环

-

 结语

在未来的10~20年内,细胞毒药物仍会是肿瘤化疗的重要组成部分,而其中具有独特作用机制或具有特定靶点的药物将成为治疗的首选。因此,尽管TopoⅠ抑制剂还存在着诸多问题,如毒副作用大、药动学性质不够理想等,但在肿瘤化疗中的主导地位仍然是不可动摇的。现已上市的TopoⅠ抑制剂大多为喜树碱衍生物,而随着对吲哚并咔唑类和茚并异喹啉酮类衍生物研究的日趋深入,会有更多活性更好、性质更优的新化合物被不断开发出来。希望本文能为日后探索高效低毒、药动学性质优良的候选化合物提供参考和思路。目前,笔者所在课题组已合成了10个系列的茚并异喹啉酮类衍生物,体外抑酶活性试验正在进行中,相关研究成果将另行报道。

[参考文献]

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beyond[J].NatRevCancer,2006,6(10):78928021[2] 黄敏,丁健.拓扑异构酶Ⅰ抑制剂研究进展[J].中国

新药杂志,2007,16(13):990210001

[3] LeeDH,KimSW,BaeKS,etal.AphaseIandpharma2

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CKD2602,acamptothecinanalog,administeredona52dayscheduletopatientswithplatinum2sensitiveor2resistantovariancancer[J].GynecolOncol,2008,109(3):35923631

[5] LeeDH,KimSW,SuhC,etal.Belotecan,newcampto2

thecinanalogue,isactiveinpatientswithsmall2celllung

 2009,Vol.33,No.7  311 ProgressinPharmaceuticalSciences

 

doi:10.3969/j.issn.1001-5094.2009.07.004

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 311页 

拓扑异构酶I抑制剂研究进展

刘 潇, 王汝冰, 符 伟, 李志裕

3

(中国药科大学药物化学教研室,江苏南京210009)

[摘要] 综述近年来拓扑异构酶I抑制剂的研究进展,酶结合作用的特点,旨在为设计、合成与筛选新型拓扑异构酶DNA拓扑异构酶I是抗肿瘤药的重要靶点,,床研究阶段,为肿瘤患者带来了希望。

[关键词] 拓扑异构酶I抑制剂;喜树碱;茚并异喹啉酮

[中图分类号] R97911;12[]A  [文章编号]1001-5094(2009)07-0311-10

theResearchesonTopoisomeraseIInhibitors

LIUXiao, WANGRu2bing, FUWei, LIZhi2yu

(DepartmentofMedicinalChemistry,ChinaPharmaceuticalUniversity,Nanjing210009,China)

[Abstract] TheadvancesinresearchesontopoisomeraseI(topoI)inhibitorswereintroduced,andthespecies,anticanceractivitiesandtheirstructure2activityrelationships(SARs)weresummarized.WealsoanalyzedthecorrelativitybetweenthecrystalstructureoftheternarycomplexandtheirSARs,inordertoofferreferencefordesigning,synthesizingandscreeningnewtopoIinhitiborcandidates.ThetopoIhasbecomeausefultherapeutictargetagainstcancer,andwiththeincessantdiscoveryintotheconformationoftopoisomeraseandtherelatedinhitibors,manykindsofcompoundswithhigh2efficiencyandlowtoxicitywerediscovered.Moreover,somecompoundshavealreadyenteredintotheclinicalresearchsuccessfully,whichhasbroughthopeforcancerpatients.

[Keywords] topoisomeraseIinhibitor;anticanceragents;camptothecins;indolocarbazoles;indenoiso2quinolones

  DNA拓扑异构酶(DNAtopoisomerase,Topo)是一种重要的核酶,可通过催化DNA链的断裂和结合控制其拓扑结构。研究表明,该酶常参与DNA复制、转录、重组、基因调节及细胞有丝分裂等重要生命活动。在真核细胞中,该酶分为拓扑异构酶Ⅰ(TopoⅠ)和拓扑异构酶Ⅱ(TopoⅡ)两种。

在DNA的复制、转录等过程中,TopoⅠ的酪氨

酸残基与DNA的3′末端以磷酸二酯键结合,形成

TopoⅠ2DNA可裂解复合物,介导DNA单链断裂,使超螺旋得到松弛,然后再将已断裂的DNA连接起[1]

来。肿瘤细胞中TopoⅠ含量及活性远高于正常体细胞,抑制TopoⅠ2DNA可裂解复合物解离,就能选择性抑制肿瘤细胞的快速增殖,进而杀死肿瘤细胞,TopoⅠ由此成为公认的抗癌药作用靶点。

3

[接受日期] 2009204209通讯作者: 李志裕,副教授;

研究方向: 药物化学与合成工艺研究;

Tel:[1**********]7; E2mail:[email protected]

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 312页

 

TopoⅠ抑制剂并非单纯抑制该酶的催化活性,还可

 312 2009,Vol.33,No.7  ProgressinPharmaceuticalSciences 

稳定,抗癌活性提高;20位羟基与氨基酸等分子成

酯后,内酯环稳定性提高,化合物水溶性增强。

现已上市的喜树碱类药物有102羟基喜树碱(HCPT,2)、拓扑替康(topotecan,TPT,3)、伊立替康(irinotecan,IRT,4)和贝洛替康(belotecan,BLT,CKD602,5),其中伊立替康在体内代谢为活性产物SN238(6)而发挥抗肿瘤作用。研究发现,拓扑替康

通过与TopoⅠ2DNA可裂解复合物可逆结合,形成

抑制剂2TopoⅠ2DNA三元复合物,阻止DNA重新连接,致使复制不能进行下去,从而使细胞死亡。 不同种类的拓扑异构酶抑制剂

目前已在临床使用和处在研发阶段的TopoⅠ抑制剂主要包括喜树碱类(camptothecins)、吲哚并咔唑类(indolocarbazoles)以及茚并异喹啉酮类(in2denoisoquinolones)。1.1 喜树碱类

与SN238BCRP)和P糖蛋白的底物,。因此,寻找不

。,还有其它喜树碱类化合,有望成为抗肿瘤新药,如正处在临NSC606985(7)和已进入临床研究阶段的S2CKD602、Gimatecan(ST1481,8)等

具有显著抗肿瘤活性的喜树碱(CPT,1)Wall等人于1966到。研究表明,,,且开环与闭环两。其中,闭环喜树碱可发挥抗肿瘤药效,而开环喜树碱易与人血清蛋白(humanserumalbumin,HSA)结合,从而引发严重的毒副作用,同时还会推动平衡向生成更多开环喜树碱的方向移动,因此使闭环喜树碱的浓度降低,影响其抗癌效果。此外,喜树碱还存在水溶性差等问题,使其开发与应用受到一定限制。故研究人员将研究重点放在改善喜树碱理化性质、提高其内酯环稳定性等方面,近年来已合成了一系列喜树碱衍生物,包括其与

[2]

大分子多聚物共价结合所得到的喜树碱前药,并展开了相应的活性研究,发现在抗肿瘤活性方面,喜树碱类TopoⅠ抑制剂具有如下构效关系。

1)若在喜树碱A、B环的7、9、10位引入碱性基团,并与酸成盐后,可使其水溶性增加及生物利用度提高,而引入卤原子、氨基、羟基、烷基和氰基,则可提高其抗癌活性;若7位被大基团取代,化合物活性下降;当10与11位连有亚甲二氧基或亚乙二氧基、或7和9位的取代基连成六七元环、或9和10位相连成环时,均可使化合物抗癌活性改善;当12位有取代时,化合物活性明显降低。

2)E环是喜树碱类化合物结构中最重要的部分,其开环后抗癌活性消失;若将其20位上的羟基替换为卤素、氢或烷基,则抗癌活性下降;当环中的氧原子被氮、硫原子等替换或内酯结构变成酮、醚或胍后,抗癌活性也会消失;而若E环为七元内酯环(其对应化合物称高喜树碱),化合物化学性质则更

11111 贝洛替康及其脂质体制剂 贝洛替康为喜树

碱衍生物,于2004年在韩国上市,主要用于卵巢癌和小细胞肺癌的治疗。体外抑酶活性研究表明,其对TopoⅠ的抑制作用比喜树碱强3倍,对多种人类肿瘤细胞株均有细胞毒作用。在用荷瘤裸鼠进行的试验中,贝洛替康对人结肠癌HT229、大肠癌CX21和WIDR、肺癌LX21、乳腺癌MX21以及卵巢癌SKOV23均有抗肿瘤活性。将其与顺铂联合用于治疗小细胞肺癌患者,21天为1个疗程,每疗程的首日给予顺铂

-2

60mg・m,且前4天连续静滴给予贝洛替康(首日

-2-2

给药剂量为014mg・m,后每日递增0105mg・m,30分钟滴完),如果给药1个疗程后病人中性粒细胞数低于1500mm

-3

,且血小板数低于100000mm

-3

,

 2009,Vol.33,No.7  313 ProgressinPharmaceuticalSciences

 

则暂停治疗数日,而暂停35天后病人的中性粒细胞数和血小板数若仍未恢复至上述水平,则终止治疗,结果,贝洛替康的最大耐受剂量(maximumtolerated

-2

dose,MTD)为0150mg・m,剂量限制性毒性(doselimitingtoxicity,DLT)为嗜中性白细胞减少,血浆消除半衰期为6143~10167h,血浆清除率为4146~

-1[3]

7110L・h。在另一项临床试验中,给对铂类药物耐药的卵巢癌患者使用贝洛替康,每3周为1个疗程。在第1个疗程中,连续5天每日静脉注射本品

-2

0150mg・m,而第2个疗程则根据病人情况调整给

-3

药剂量:对中性粒细胞数低于500mm和血小板数

-3

低于50000mm并持续4天以上或伴有3血液学不良反应(除脱发、),-药剂量降低为0140mg-3-3

1000mm,的病人,剂

-量提高至0160-3-3

至1500mm以上,血小板数达100000mm以上,且所有非血液学不良反应(除脱发、恶心和呕吐外)恢复到0或1级,即继续下一疗程,否则延期2周再进入下一疗程。结果显示,贝洛替康对大部分病人显示良好的抗肿瘤活性,总体疗效为45%,主要毒

[4]

性反应为嗜中性粒细胞减少症和血小板减少症。目前对贝洛替康与铂类药物联合使用的研究还在进

[5]

行中。

STEALTHCKD602(S2CKD602)是贝洛替康经聚乙二醇修饰所制得的脂质体制剂,可在体内缓慢释放出贝洛替康,使其疗效延长,并可提高靶向性。由于荷有人黑色素瘤的裸鼠使用本品后,脂肪组织中的贝洛替康是肌肉组织中的318倍,推测用药者

[6]

的体型可能对贝洛替康分布有一定影响。在一项对难治性实体瘤病人进行的Ⅰ期临床试验中,以3周为1个疗程,每个疗程静脉滴注本品1次,给药剂

-2

量从011递增至215mg・m,共15个疗程。结果显

-2

示,本品的MTD为211mg・m,DLT主要为中性粒细胞减少、血小板减少和贫血。本品体内释放贝洛替康存在明显个体差异,故在对难治性实体瘤进行的

-2

Ⅱ期临床试验中,推荐使用剂量为211mg・m,每3周1次。此外,还有人建议进行本品对卵巢癌、胃癌和其它耐药肿瘤的Ⅱ期临床试验研究,以考察其

[7]

疗效和安全性。

11112 NSC606985 NSC606985是在喜树碱的20位羟基上引入亲水基团所得到的衍生物,水溶性

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 313页 

高,内酯环结构稳定。体外试验表明,本品在纳摩尔

浓度下即可使前列腺肿瘤细胞株DU2145、LNCaP和PC23的细胞数量呈时间和剂量依赖性的减少。相关机制研究显示,本品可提高DU2145细胞凋亡蛋白Bax和Bak水平,诱导其线粒体释放细胞色素C,

[8]

激活线粒体介导的凋亡途径。本品对急性髓细胞白血病(AML)细胞株NB4、HL60、U937和Kasumi212倍,但对TopoⅠ,表明其作用靶点为Ⅰ-1

,;在该剂量下连续给药5天,可使白

[9]

,寿命显著延长。11113 Gimatecan Gimatecan是在喜树碱的7位以亲脂性基团修饰所得到的衍生物,其可迅速在肿瘤细胞内蓄积。与拓扑替康和SN238不同的是,该化合物并非乳腺癌耐药蛋白(BCRP)或P糖蛋白的底物,因此肿瘤细胞对其不易产生耐药性。在体外,本品对多种人类肿瘤细胞株均有抑制活性,且为拓扑替康的10倍。给荷有人类肿瘤,如非小细胞肺癌NCI2H460、前列腺癌PC23、卵巢癌A2780等的小鼠

-1

经口使用本品0125~4mg・kg,可产生显著的抗癌作用。在Ⅰ期临床试验中,给33名晚期实体瘤患者分7周口服本品(剂量分别为0127、0153、0188、

-2

1133、1187、2140、3120mg・m,每周1次),结果,

-2

本品的MTD为2140mg・m,主要毒性为嗜中性粒细胞减少、贫血和呕吐等,33名患者中仅4人病情稳定,疗效虽不算显著,但其吸收良好,血药浓度在1小时达到峰值,血浆t1/2平均值为91h,血浆清除率为016L・h,且病人能良好耐受,故Zhu[10]

等建议对本品用于其它肿瘤或采用联合给药方案的疗效进行评价。目前本品治疗晚期上皮卵巢癌、输卵管和腹膜癌、晚期乳腺癌、恶性胶质瘤以及转移性大肠癌的Ⅱ期临床研究正在进行中。

11114 Karenitecin Karenitecin(BNP1350,9)是通过计算机设计得到的高度亲脂性喜树碱类衍生物,其在喜树碱7位引入了硅烷基。体外抑酶活性试验结果表明,本品具有广谱抗肿瘤活性,与抗肿瘤药马磷酰胺联用时,对白血病Molt24、成神经管细胞瘤D283、成神经管肿瘤SK2N2SH等细胞株有抗癌协同增效作用。但一项Ⅰ期临床试验显示,本品对恶性胶质

[12]

瘤无明显疗效。在治疗转移性黑素瘤的Ⅱ期临

-1

[10211]

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 314页

 

床试验中,每3周连续5天给病人静脉滴注本品

-2

110mg・m,直至病人病情恶化或出现DLT,结果显示,大部分病人病情得到控制,且本品耐受性良好,副作用为可逆的骨髓抑制。在对复发或难治性非小细胞肺癌患者进行的Ⅱ期临床试验中,每3周连续

-2

5天、每天给患者静脉滴注本品110mg・m,结果显示,43%的复发患者和50%的难治性患者的病情

[13]

得到控制。药动学研究表明,本品血浆清除率为

-1-2

617~1317L・h・m,血浆消除半衰期为911~

-2[12]

1713h,稳态分布容积为95~177L・m。目前,本品与拓扑替康联合治疗晚期上皮卵巢癌的Ⅲ期临床试验以及口服给药治疗实体瘤和肺癌的Ⅰ试验正在进行

 314 2009,Vol.33,No.7  ProgressinPharmaceuticalSciences 

11116 CT22106 CT22106(聚谷氨酸喜树碱,11)

为喜树碱的20氨酸2甘氨酸共价

,。,对肿瘤血管在的滞留性(permeabilityandEPR)较强,故可在肿瘤部位形成高。临床前试验结果显示,本品对卵巢癌、胃肠道癌和非小细胞肺癌模型的抗增殖活性强于拓扑替康和伊立替康。在一项Ⅰ期临床试验中,以4周为1个疗程,每个疗程静脉注射1次CT22106,初始剂量为25mg・m,其后每疗程递增5mg・m,如果病人出现严重不良反应或病情恶化,则终止治疗。结果显

-2

示,本品MTD为25mg・m,DLT为血小板减少症与疲倦,毒性弱于喜树碱,耐受性良好,血浆消除半衰期

-1

长达44~63h,最大血浆浓度为916~1214mg・L,总血浆清除率为0179~1113L・h・m,稳态分布容

-2[15]

积为5156~8164L・m。本品与氟尿嘧啶联用的Ⅱ

期临床研究已在进行中。

-1

-2

-2

-2

11115 Chimmitecan Chimmitecan(10)是在喜树碱9位进行烷基取代所得到的脂溶性衍生物,其结构

稳定,与人的血清蛋白亲和力低;在纳摩尔水平下即

可抑制TopoⅠ介导的DNA断裂,可将细胞的生长阻滞于G22M期。体外试验显示,本品对不同组织来源的人肿瘤细胞株,如人白血病HL260、肺癌A549、胃癌MKN228、肝癌HepG2、结肠癌HCT2116、乳腺癌MDA2MB2435、卵巢癌OVCAR25等均具有优于SN238和拓扑替康的细胞毒活性,且不易引发多药耐药;并可诱导HL260细胞凋亡。体内试验结果

-1

显示,静脉注射本品15mg・kg,每周3次,可有效抑制荷有结肠癌HCT2116、肝癌BEL27402、乳腺癌MDA2MB2435和肺癌A549的裸鼠体内肿瘤细胞的增殖,IC50值分别为(7±2)、(313±24)、(919±

-1

013)和(5±1)nmol・L,且对后两种肿瘤的抑制活

11117 Delimotecan T22513(12)为在喜树碱10位

性略优于伊立替康[IC50值分别为(11±1)和(16±2)nmol・L

-1

引入3′氨基丙氧基及7位引入乙基所得到的衍生

物,该化合物及其体内代谢物SN238均能将肿瘤细

[16]

胞阻滞于S期。

Delimotecan(MEN4901/T20128,13)为T22513通过甘氨酰-甘氨酰-甘氨酰链与羧甲基右旋糖酐共价连接,其对肿瘤细胞具有靶向性,在pH值为3~5的体内环境中,经组织蛋白酶催化,缓慢释放T22513,并最终代谢成SN238,从而产生抗肿瘤活[17]-1性。分别以MTD(80mg・kg)、1/3MTD、1/9MTD和1/27MTD的剂量给荷有人类肿瘤,如胃

]。此外,给荷肺癌A549的模型鼠经口

-1

使用本品(9mg・kg),每周给药3次,共2周,其抗肿瘤疗效接近于静脉注射给药,表明本品口服有效。目前对其药动学、毒理学等方面的临床前研究正在

[14

]

进行中。

 2009,Vol.33,No.7  315 ProgressinPharmaceuticalSciences

 

癌H218、结肠癌H2110、肺癌Mqnu21、食管癌H2204、肝癌H2181和胰腺癌H248的裸鼠静注本品,每天1次,连续4周,结果显示,本品在1/3MTD剂量下可致肿瘤明显萎缩,且疗效优于伊立替康。给实体瘤患者使用本品,6周为1个疗程,每个疗程静注本

-2

品1次,第1个疗程给药剂量为150mg・m,之后的每个疗程,分别按67%、50%、40%或33%的增量逐

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 315页 

渐加大给药剂量,直至5400mg・m。结果显示,本

-2

品的MTD为1800mg・m,DLT为3级/4级白细胞减少、嗜中性粒细胞减少以及3级皮炎和腹泻,血浆清除率较低,为10~35mL・h・m,表观分布容积

-2

为018~518L・m,血浆消除半衰期长达109h。故推荐本品用于实体瘤Ⅱ期临床试验的剂量为每

-2[16]

6周静脉滴注1

次,每次1800mg・m)。

-1

-2-2

112 具有抗肿瘤活性的吲哚并咔唑类化合物BE2

13793(14)最早是从链轮丝菌属(Streptoverricillium)发酵液中分离获得的。研究发现,该化合物可作用于TopoⅠ2DNA可裂解复合物,抗癌机制与喜树碱类似。而在其吲哚环氮原子上引入一个吡喃糖后得到的ED2110(15)对TopoⅠ抑制能力与细胞毒活性

都很强,但水溶性差。因此,人们继续对ED2110进

行结构改造,得到了具有广谱抗肿瘤活性、且毒性较小的化合物NB2506(16),目前其已进入Ⅱ期临床研究阶段。此外,进入临床研究阶段的此类化合物还有Edotecarin(J2

107088,17)、Becatecarin(NSC655649,18)和BMS2205749(19)。

  吲哚并咔唑类TopoⅠ抑制剂的优点包括:与

TopoⅠ和DNA形成的三元复合物较喜树碱类更稳定,还可作用于蛋白激酶。根据目前的研究结果,吲哚并咔唑类TopoⅠ抑制剂具有以下构效关系。

1)丁烯二酰亚胺环含富电子原子,如羰基氧原

子,可与TopoⅠ酶的364位Arg形成氢键。F环的

氮原子上引入氨基、氨基酸酯、烷基等时,其形成氢键的能力增强,从而化合物的TopoⅠ抑制活性

 2009,Vol.33,No.7  315 ProgressinPharmaceuticalSciences

 

癌H218、结肠癌H2110、肺癌Mqnu21、食管癌H2204、肝癌H2181和胰腺癌H248的裸鼠静注本品,每天1次,连续4周,结果显示,本品在1/3MTD剂量下可致肿瘤明显萎缩,且疗效优于伊立替康。给实体瘤患者使用本品,6周为1个疗程,每个疗程静注本

-2

品1次,第1个疗程给药剂量为150mg・m,之后的每个疗程,分别按67%、50%、40%或33%的增量逐

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 315页 

渐加大给药剂量,直至5400mg・m。结果显示,本

-2

品的MTD为1800mg・m,DLT为3级/4级白细胞减少、嗜中性粒细胞减少以及3级皮炎和腹泻,血浆清除率较低,为10~35mL・h・m,表观分布容积

-2

为018~518L・m,血浆消除半衰期长达109h。故推荐本品用于实体瘤Ⅱ期临床试验的剂量为每

-2[16]

6周静脉滴注1

次,每次1800mg・m)。

-1

-2-2

112 具有抗肿瘤活性的吲哚并咔唑类化合物BE2

13793(14)最早是从链轮丝菌属(Streptoverricillium)发酵液中分离获得的。研究发现,该化合物可作用于TopoⅠ2DNA可裂解复合物,抗癌机制与喜树碱类似。而在其吲哚环氮原子上引入一个吡喃糖后得到的ED2110(15)对TopoⅠ抑制能力与细胞毒活性

都很强,但水溶性差。因此,人们继续对ED2110进

行结构改造,得到了具有广谱抗肿瘤活性、且毒性较小的化合物NB2506(16),目前其已进入Ⅱ期临床研究阶段。此外,进入临床研究阶段的此类化合物还有Edotecarin(J2

107088,17)、Becatecarin(NSC655649,18)和BMS2205749(19)。

  吲哚并咔唑类TopoⅠ抑制剂的优点包括:与

TopoⅠ和DNA形成的三元复合物较喜树碱类更稳定,还可作用于蛋白激酶。根据目前的研究结果,吲哚并咔唑类TopoⅠ抑制剂具有以下构效关系。

1)丁烯二酰亚胺环含富电子原子,如羰基氧原

子,可与TopoⅠ酶的364位Arg形成氢键。F环的

氮原子上引入氨基、氨基酸酯、烷基等时,其形成氢键的能力增强,从而化合物的TopoⅠ抑制活性

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 316页

 

提高。

2)吲哚氮原子连接的糖分子可插入DNA大沟,糖链的种类和位置可改变化合物对TopoⅠ的选择性和抑制活性,若去除糖链,化合物的TopoⅠ抑制作用消失。

3)在母核的两个苯环上1和11位引入氯原子后,化合物的细胞穿透性增强,细胞毒性加大;当2、3、9和10位被氟原子取代后,化合物的活性也得到提高,且对TopoⅠ的选择性性增强;若在9位上溴化或硝化、或在苯环上引入亲水基团如羟基,化合物的水溶性和生物利用度均提高。

11211 Edotecarin Edotecarin能与Topo和形成稳定的三元复合物,性优于NB250601~0123μmol・L

-1

 316 2009,Vol.33,No.7  ProgressinPharmaceuticalSciences 

外细胞试验显示,本品对某些儿童肿瘤细胞株及横

纹肌肉瘤、成神经细胞瘤、尤文氏肉瘤和成神经管细胞瘤有良好抑制活性。在治疗转移性肾细胞癌的Ⅱ期临床试验中,以3周为1个疗程,每个疗程连续

-2

5天静脉滴注本品165mg・m,结果显示,有46%

[21]

的病人病情得到稳定。但也有试验表明,本品

-2

(650和780mg・m)对儿童实体瘤患者的疗效并不显著,,并会引起3/4级骨髓抑制;[22]

3h。目前本品Ⅱ期临床研究以及用Ⅰ期临床研究。11213 BMS2205749 BMS2205749对TopoⅠ的选择性以及与TopoⅠ和DNA形成的三元复合物稳定

-1

性均较高,其对TopoⅠ的EC50值为0111μmol・L,

-1与喜树碱(0116μmol・L)相近。本品具有广谱抗肿瘤活性,用荷瘤小鼠进行的试验表明,本品对

[]

,对多种荷人类肿瘤的模型动物均有抗肿瘤增殖作用。临床前试验显示,本品与顺铂、52氟尿嘧啶、依托泊苷、紫杉醇、多柔比星、长春

[18]

新碱、喜树碱和吉西他滨联用有协同增效作用;

[19]-1

Ciomei等发现,本品(3和30mg・kg)与多西他奇联用,可显著抑制荷人乳腺癌SKBR23的模型小鼠体内肿瘤的增殖,比两药单独使用时的抑制活性更好;

-1

其以3mg・kg剂量与卡培他滨联用也有良好疗效,

-1

但在30mg・kg剂量下可致荷瘤小鼠死亡。在一项对晚期实体瘤患者进行的Ⅰ期临床试验中,每3周为1个疗程,每个疗程给药1次,初始剂量为

-2

8mg・m,随后疗程的剂量以33%增量递增至

-2-2

15mg・m,结果显示,本品MTD为15mg・m,DLT为3或4级嗜中性粒细胞减少和贫血,偶见腹泻,故推荐本品在Ⅱ期临床试验中以3周为1个疗

-2

程,每个疗程静脉滴注1次,剂量为13mg・m。药动学试验表明,本品在体内大部分可经胆汁排泄消

-1-2

除,血浆清除率为45~53L・h・m,分布容积为

-2[20]

650~850L・m。目前本品与伊立替康联用治疗转移性结肠癌和乳腺癌的Ⅱ期临床研究还在进行,而本品用于治疗多形性胶质细胞瘤的Ⅲ期临床

[11]

试验业已开始。11212 Becatecarin 吲哚并咔唑衍生物becatecarin的苯环上有氯原子,相比于ED2110,其脂溶性增加,细胞穿透力增强,细胞毒活性提高;其R1为N,N2二乙氨基乙基,能与酒石酸成盐,水溶性得到改善。体

M5076肉瘤以及人结肠癌HCT2116和前列腺癌PC23均有显著的抑制活性,疗效与伊立替康相近,

甚至更优,对于伊立替康和哆柔比星疗效不佳的

-1

Lewis肺癌,其在32mg・kg剂量下即可使肿瘤萎[23]

缩。给荷人结肠癌HT29的小鼠连续5天静脉注

-1

射本品的MTD为24mg・kg,血浆清除率为

-1-1

512mL・min・kg,血浆消除半衰期为213h,分布

-1

容积为0144L・kg。目前本品已进入临床试验研

[24]

究阶段。11214 其它衍生物 吲哚并咔唑类化合物结构独特,可作用于肿瘤细胞上不同的靶点:在其吲哚氮原子上连接天然糖基后,化合物具有TopoⅠ抑制作用;若连接其它基团如含氮侧链,则可对多种蛋白激酶产生抑制活性,如化合物UCN201(20),目前其已作为细胞周期检查点激酶(checkpointkinase,Chk)抑制剂进入临床试验阶段。研究表明,UCN201可显著抑制Chk,阻断DNA修复,使肿瘤细胞阻滞于S和G2周期,且对辐射和化疗更敏感。在给晚期实体瘤患者静脉滴注顺铂30mg・m后22小时再连续

-2

3天静脉滴注本品34mg・m,28天为1个疗程,持续2个疗程。结果显示,本品耐受性良好,所有用药病人体内的geminin蛋白(细胞周期S和G2的生物标记物,仅在S和G2期表达)的表达量显著降低,提示

-2

 2009,Vol.33,No.7  317 ProgressinPharmaceuticalSciences

 UCN201可将肿瘤细胞阻滞于S和G2期

[25]

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 317页 

11311 MJ2III265 将NSC314622的6位氮原子上

113 茚并异喹啉酮类

NSC314622(21)最初是在光花椒碱的合成过程

中意外获得的一种茚并异喹啉酮类化合物,国国立癌症研究所(NCI)NSC314622MJ2III265,相比于前者,。本品可Ⅰ,TopoⅠ和DNA形-1

的4011μmol・L的低浓度下也能CEM/C2产生抑制作用,而TopoⅠ缺陷的P388/CPT45细胞对其易产生耐药性。给荷有人头颈部肿瘤A253和FaDu的模型小

-1

鼠静脉注射本品10~50mg・kg,每周1次,连续

-1

4周。结果显示,本品10、25和50mg・kg对肿瘤A253的最大抑制率分别为(5611±1114)%、(6618±719)%和(7118±412)%,对肿瘤FaDu的最大抑制率则分别为(5616±1017)%、(6612±512)%和(6910±315)%;且用药后,小鼠的肿瘤体

性后,。该化合物在毫

opoⅠ介导的DNA断裂。

晶体衍射显示,茚并异喹啉酮类化合物的作用方式和喜树碱类似,可通过与TopoⅠ中氨基酸残基

π堆积作用钳住之间的氢键作用以及与DNA的π2

可裂解复合物;其结构比喜树碱稳定,没有易裂解的羟基内酯环;可作用于不同的DNA位点,因而有较高的肿瘤抑制活性和较宽的治疗窗;此外,其与可裂解复合物的结合较喜树碱更为持久稳定。

茚并异喹啉酮类TopoⅠ抑制剂具有如下构效关系。

1)若在A环的2和3位引入甲氧基,或3位引入硝基,则化合物活性增强。

2)若在B环的内酰胺6位氮原子上引入含2~4个碳原子的侧链,该侧链可插入DNA大沟,增强

积倍增时间显著延长

[26]

11312 NSC725776和NSC724998 NSC725776和NSC724998是在NSC314622的B环氮原子上分别引

入咪唑和吗啉侧链后所得到的衍生物,其在纳摩尔浓度下即可对TopoⅠ产生抑制作用,使肿瘤细胞的

[27]

生长被阻滞在S和G22M期。Antony等发现,TopoⅠ缺陷的细胞对这2种化合物有交叉耐药性。

化合物与可裂解复合物的结合力;还可通过在该侧链末端引入氨基、羧基、酯基、卤素或醇羟基等基团,

使化合物活性得到进一步改善。

3)C环11位上的羰基对化合物活性的影响不大,若将其换为烯基侧链,该侧链可插入DNA小沟中,并与靶酶的364位Arg形成氢键。

4)当D环的8和9位被亚甲二氧基取代时,化合物分子的平面性更好,从而更容易嵌入断裂的DNA分子中。

体外试验显示,NSC725776和NSC724998对多种人肿瘤细胞株均有较强的细胞毒性,对野生型白血病细

-1

胞株P388的IC50值分别为25和300nmol・L;对乳腺癌MCF27的IC50值分别为93和560nmol・L;对结肠癌HCT2116的IC50值分别为125nmol・L和112μmol・L。此外,由于NSC725776是ABC转

-1

-1-1

运蛋白ABCG2和P糖蛋白的底物,因而肿瘤细胞有可能对其产生耐药性,但ABC转运蛋白对其作用比对喜树碱小得多。用比格犬进行的安全性试验显示,静脉滴注NSC2725776或NSC272499815分钟,

-1

二者的MTD分别为3和715mg・kg。在目前处于开发阶段的茚并异喹啉酮类化合物中,这2种化合物最有希望进入临床试验。

目前正处于临床前研究阶段的茚并异喹啉酮类化合物有MJ2III265(22)、NSC725776(23)和NSC724998(24)等

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 318页

 

ker等

[28]

 318 2009,Vol.33,No.7  ProgressinPharmaceuticalSciences 

采用X射线晶体衍射法得到了这3类抑制

剂的代表化合物喜树碱、MJ238和SA315F与人的DNA2TopoⅠ可裂解复合物结合时的结构,发现这3类化合物与复合物的结合作用各具特色(见图1)

 不同种类的拓扑异构酶Ⅰ抑制剂与靶酶结合方式及特征区域比较

  喜树碱类、茚并异喹啉酮类和吲哚并咔唑类3类TopoⅠ抑制剂在结构上有一定的相似性。Sta2

a:喜树碱与TopoⅠ结合模型;b:MJ238与TopoⅠ结合模型;c:SA315F与TopoⅠ结合模型

图1 不同种类TopoⅠ抑制剂与TopoⅠ的结合模型

Figure1 TopoⅠbindingmodelofdifferentTopoⅠinhibitors

  由图1可见,3类化合物与TopoⅠ的结合方式有所不同,且有如下特征。

1)喜树碱的B、D和E环上氧原子或氮原子可与TopoⅠ活性中心的氨基酸残基形成氢键,为化合物与TopoⅠ结合的关键。其中,由TopoⅠ723位Tyr残基和DNA切割位点210位胸腺嘧啶所形成的磷酸二酯键中的氧原子与喜树碱C21位羰基氧原子的距离为014nm,C21位羰基氧原子与TopoⅠ532位Lys中氮原子的距离为0138nm,吡啶酮环中氧原子与TopoⅠ722位Asn残基氮原子的距离为014nm;TopoⅠ533位Asp是酶对药物敏感所必需的残基,喜树碱20位羟基与其形成氢键,与Asp的侧链羟基氧原子距离为0134nm;喜树碱B环氮原子上的电子对与TopoⅠ364位Arg距离最近为0129nm,其间形成氢键。文献[28]指出,拓扑替康相比于喜树碱,其A环上引入了含氮烷基,该烷基插入DNA大沟,并与TopoⅠ352位Asn形成氢键,这与茚并异喹啉酮类的B环侧链或吲哚并咔唑类的吲哚环糖链功能相同,因此拓扑替康对TopoⅠ的IC50值小于喜树碱,两者的IC50值分别为(0105±

-1

0101)和(0130±0105)μmol・L。

2)MJ238的C环羰基指向DNA小沟,与TopoⅠ364位Arg侧链形成二齿螯合,距离分别为0128nm

和013nm;其B环上丁基羧酸链可插入DNA大沟,并靠近TopoⅠ352位Asn,形成氢键,若该侧链为羟烷基或卤烷基,化合物活性可提高,而若无侧链,或侧链过长,则化合物活性减弱;其C、D环在空间上呈平面状,可嵌入断裂的DNA,这与喜树碱及拓扑替康的A、B环的作用类似;另外,若在D环引入亚甲二氧基,其效果与在喜树碱类化合物A环10、11位引入此基团的效果相同,即:可使分子平面体系得到延伸,更有利于其嵌入DNA裂口而发挥作用。

3)SA315F的B环上糖链可进入DNA大沟,糖链上一个羟基与TopoⅠ352位Asn形成氢键,若去除B环上的糖链则化合物的TopoⅠ抑制活性消失;与喜树碱的A、B环及MJ238的C、D环一样,其含糖链的A、B环可嵌入断裂的DNA,与TopoⅠ356位Glu的距离为014nm;其E环上的羟基与TopoⅠ722位Asn形成氢键,距离为0127nm;其丁烯二酰亚胺环上的1个羰基可插入DNA小沟,与TopoⅠ364位Arg形成氢键,距离为0127nm,若该环上的氮原子被取代后则与喜树碱的E环类似,可与TopoⅠ364位Arg和533位Asp形成氢键,占领TopoⅠ上的结合位点。

综上所述,这3类化合物与TopoⅠ结合方式存在一些异同之处:均可与TopoⅠ364位Arg残基以

 2009,Vol.33,No.7  319 ProgressinPharmaceuticalSciences

 

氢键结合,若364位Arg发生突变,会直接影响到这些化合物与靶点的亲和力;3类化合物因结构不同而分别指向DNA大沟的不同方向,并与已结合于大沟中的不同蛋白质残基结合;TopoⅠ活性位点上的533位Asp残基对喜树碱E环与酶结合的空间定位起关键作用,而MJ238未与该残基发生相互作用,

-1

对TopoⅠ的作用[IC50值为(419±118)μmol・L]

也明显弱于喜树碱和SA315F[IC50值分别为

-1

(0130±0105)和(0103±0102)μmol・L],提示TopoⅠ533位Asp残基为抑制剂的重要结合位点之

・综述与专论・

 2009年第33卷 第7期 第 319页 

活性区域(见图2、表1)。

图2 TopoⅠdomain

ofinhitibors

一。根据对这3类化合物与TopoⅠ活性位点结合的特点分析,可得到TopoⅠ抑制剂结构中5domainandactionofdifferenttopoⅠinhibitors

活性区域

1234

A、B环14位氮--

AB环14位氮9位含

氮侧链10位羟基

SA315FA、B环5位羰基13位氮上糖链2位羟基

MJ238C、D环11位羰基6位氮上氨基侧链

-

作用

确保分子的平面性,可插入DNA

含有富电子基团,可插入DNA小沟,与TopoⅠ364位Arg残基以氢键结合,推测此残基是TopoⅠ抑制剂的保守结合位点利用合适的长度和电性,插入DNA大沟,并可与TopoⅠ352位Asn残基发生作用,使化合物活性增强

引入亲水基团,提高化合物水溶性和生物利用度,并可与TopoⅠ356位Glu残基发生作用

羟基内酯环为喜树碱类特有的结构,可与TopoⅠ533位Asp残基形成氢键;另外2类化合物若引入适当取代基模拟羟基内酯环电性,也可与TopoⅠ533位Asp残基结合,提高其TopoⅠ抑制活性

5

羟基

内酯环羟基内酯环丁烯二酰亚胺环

-

 结语

在未来的10~20年内,细胞毒药物仍会是肿瘤化疗的重要组成部分,而其中具有独特作用机制或具有特定靶点的药物将成为治疗的首选。因此,尽管TopoⅠ抑制剂还存在着诸多问题,如毒副作用大、药动学性质不够理想等,但在肿瘤化疗中的主导地位仍然是不可动摇的。现已上市的TopoⅠ抑制剂大多为喜树碱衍生物,而随着对吲哚并咔唑类和茚并异喹啉酮类衍生物研究的日趋深入,会有更多活性更好、性质更优的新化合物被不断开发出来。希望本文能为日后探索高效低毒、药动学性质优良的候选化合物提供参考和思路。目前,笔者所在课题组已合成了10个系列的茚并异喹啉酮类衍生物,体外抑酶活性试验正在进行中,相关研究成果将另行报道。

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    [转] 84位世界顶级华人科学家(生物) 2012-5-22 18:19 阅读(2) 转载自刚刚 ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ 赞 转载(2) 分享 评论 复制地址 举报 更多 已经是第一篇 | 下一篇:最近老是犯困,眼... [打印]84位 ...

    现代分子生物学复习题

    一 名词解释 1缺口(gap):DNA分子中,一条链上失去一段单链,称为gap. 切口(nick):DNA分子中,一条链上失去一个磷酸二酯键称为nick. DNA hellicase (DNA解链酶):也叫DNA解螺旋酶,其通过水解ATP获 ...

    大肠癌常用化疗方案

    1. 基本方案 结直肠癌化疗的标准方案是Mayo 方案(Mayo Clinic Regimen) ,包括CF 200mg/ m 2·d .5-FU425mg/m2·d , iv d1-5,每四周重复,用6次.这是普遍公认的大肠癌辅助化疗一线 ...

    各章节例题

    例题:已知几种氨基酸的pK 值分别是: A :pK1=2.19 pK2=9.67 pK3=4.25 B: pK1=2.18 pK2=8.95 pK3=10.53 C: pK1=1.82 pK2=9.17 pK3=6.00 解:A :pI=3 ...

    关于抗肿瘤药物分类的共识建议

    2004年9月 循证医学 ofEvidence-BasedMedicine Sep-2004V01.4 No-3 第4卷第3期TheJournal 关于抗肿瘤药物分类的共识建议 孙 燕 (中国医学科学院肿瘤医院内科,北京100021) 孙燕 ...