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癌症治疗/第二卷:抗肿瘤药物

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抗肿瘤药物是指用于消除患者肿瘤性疾病的药物。肿瘤是组织异常过度生长的一种类型,称为肿瘤形成,这个词源自古希腊语 νέος- neo (“新的”) 和 πλάσμα plasma (“形成”, “创造”)。

肿瘤的生长与周围正常组织的生长不协调,即使去除最初的诱因,它也会持续异常生长。这种异常生长通常(但并非总是)形成肿块。当形成肿块时,它可能被称为肿瘤。ICD-10 将肿瘤分为四大类:良性肿瘤、原位肿瘤、恶性肿瘤和行为不明或未知的肿瘤。恶性肿瘤也被称为癌症,是肿瘤学研究的重点。

在组织异常生长为肿瘤形成之前,细胞通常会经历异常的生长模式,例如化生或增生。然而,化生或增生并不总是发展为肿瘤形成。

一组常见的抗肿瘤药物是细胞抑制剂,是指通过细胞抑制(cyto – 细胞;stasis – 停止)抑制细胞生长的药物,或抑制细胞生长和增殖。细胞抑制机制和药物通常与细胞毒性机制和药物一起出现。细胞抑制是结构化的多细胞生物体的一个重要先决条件。如果没有细胞生长和分裂的调节,只有无组织的细胞堆积是可能的,细胞抑制剂的其他用途包括治疗皮肤病、治疗感染和卫生用品。它们通过抑制细胞分裂来减缓或停止特定细胞的生长。它们通过破坏细胞的 DNA、影响细胞周期(有丝分裂)或干扰代谢来发挥作用。[1][2] 目前,许多非细胞毒性抗肿瘤药物正在研究中。[3]

I.- 损害细胞 DNA 的药物

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烷化抗肿瘤剂

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烷化剂用于癌症治疗,将烷基 (CnH2n+1) 连接到 DNA。烷基连接到 DNA 的鸟嘌呤碱基,位于嘌呤环的第 7 个氮原子。由于癌细胞通常比健康细胞增殖速度更快,且纠错能力更弱,因此癌细胞对 DNA 损伤(如烷化)更敏感。烷化剂用于治疗多种癌症。然而,它们对正常细胞也有毒性(细胞毒性),特别是那些频繁分裂的细胞,例如胃肠道、骨髓、睾丸和卵巢中的细胞,会导致生育能力下降。大多数烷化剂也是致癌的。

铂类抗肿瘤药物

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它们是铂的配位配合物,通过单加合物、链间交联、链内交联或 DNA 蛋白质交联作用于 DNA 交联。它们主要作用于鸟嘌呤的相邻 N-7 位置,形成 1, 2 链内交联。由此产生的交联抑制癌细胞中的 DNA 修复和/或 DNA 合成。这些药物用于治疗接受化疗的癌症患者中近一半的患者。这些药物会导致 40 多种具体副作用,包括神经毒性,表现为周围神经病变,包括多发性神经病变。

抗代谢物

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抗代谢物是抑制代谢物(参与正常代谢的另一种化学物质)使用的分子。这类物质的结构通常与它们干扰的代谢物相似,例如干扰叶酸使用的抗叶酸;因此,会发生竞争性抑制,抗代谢物的存在会对细胞产生毒性作用,例如停止细胞生长和细胞分裂,因此这些化合物用作癌症的化疗药物。

拓扑异构酶抑制剂

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是阻止拓扑异构酶(拓扑异构酶 I 和 II)作用的化合物,拓扑异构酶是一种酶,它通过在正常细胞周期中催化 DNA 链的磷酸二酯主链的断裂和重新连接来控制 DNA 结构的变化。

人们认为拓扑异构酶抑制剂阻断细胞周期的连接步骤,产生单链和双链断裂,损害基因组的完整性。这些断裂的引入随后导致凋亡和细胞死亡。拓扑异构酶抑制剂也可以作为抗菌剂。喹诺酮类(包括萘啶酸和环丙沙星)具有这种功能。[4] 喹诺酮类与这些酶结合,阻止它们解开复制的 DNA。

酶是加速化学反应的分子。酶可以是合成代谢的,也可以是分解代谢的(可以用于从较大的分子中形成较小的分子,或反之亦然)。酶可能作用的分子称为底物,酶将底物转化为称为产物的不同分子。

天冬酰胺酶是一种用作药物的酶,以 L-天冬酰胺酶的形式用于治疗急性淋巴细胞白血病 (ALL)、急性髓系白血病 (AML) 和非霍奇金淋巴瘤。

天冬酰胺酶的原理是它利用了急性淋巴细胞白血病细胞和其他一些疑似肿瘤细胞无法合成非必需氨基酸天冬酰胺这一事实,而正常细胞能够合成自己的天冬酰胺;因此,白血病细胞需要大量的天冬酰胺。[16] 这些白血病细胞依赖循环天冬酰胺。然而,天冬酰胺酶催化 L-天冬酰胺转化为天冬氨酸和氨。这使白血病细胞丧失了循环天冬酰胺,从而导致细胞死亡。

II.- 不改变细胞 DNA 即可作用于细胞有丝分裂的药物

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有丝分裂抑制剂是指抑制有丝分裂或细胞分裂的药物。这些药物破坏微管,微管是在细胞分裂时将染色体拉开的结构。有丝分裂抑制剂用于癌症治疗,因为癌细胞能够通过持续的有丝分裂生长,并最终扩散到全身(转移)。因此,癌细胞对有丝分裂抑制比正常细胞更敏感。有丝分裂抑制剂也用于细胞遗传学(染色体研究),它们在染色体易于检查的阶段停止细胞分裂。

有丝分裂抑制剂来源于天然物质,例如植物生物碱,通过破坏微管聚合来阻止细胞进行有丝分裂,从而阻止癌细胞的生长。微管是穿过细胞并移动细胞组分的长绳状蛋白质。微管是由更小的蛋白质微管蛋白亚基(单体)组成的长聚合物。微管在正常细胞功能期间通过组装(聚合)微管蛋白组分而产生,并在不再需要时被分解。微管的重要功能之一是移动和分离染色体以及细胞分裂(有丝分裂)所需的其它细胞成分。有丝分裂抑制剂会干扰微管蛋白组装成微管聚合物的过程。这会中断细胞分裂,通常发生在细胞周期的有丝分裂(M)阶段,此时两组完全形成的染色体应该分离成子细胞。

长春花生物碱

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是一组最初从长春花植物(Catharanthus roseus)(长春花属的基名)和多种长春花属植物中提取的抗有丝分裂和抗微管生物碱类药物。它们阻断分裂细胞中β-微管蛋白的聚合。

紫杉烷类

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是红豆杉属(紫杉)植物产生的一种复杂萜类化合物。最初是从太平洋红豆杉中提取,现在已经可以人工合成。它们的主要机制是通过稳定微管形成来破坏细胞的微管功能。微管对于有丝分裂是必不可少的,因此通过使细胞的微管功能失活,紫杉烷类可以抑制细胞分裂。

III.- 激素类细胞抑制性抗肿瘤药物

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性激素拮抗剂

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这些激素可分为三类:抗雄激素、抗雌激素和抗孕激素。

抗雄激素

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雌激素类依斯特莫司汀磷酸盐。EMP通过双重作用机制发挥作用:1)通过多种途径直接发挥细胞抑制活性;2)作为一种高剂量雌激素治疗,通过雌激素受体介导的抗促性腺激素和功能性抗雄激素作用,从而抑制性腺雄激素的产生,因此降低了睾酮等雄激素的循环水平;大大增加了性激素结合球蛋白的水平,从而降低了循环中游离雄激素的比例;并对前列腺细胞发挥直接抗雄激素作用。例如:氟他胺、环丙孕酮。

抗雌激素

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也称为雌激素拮抗剂或雌激素阻滞剂,是一类药物,可以阻止像雌二醇这样的雌激素在体内发挥生物学效应。它们通过阻断雌激素受体(ER)和/或抑制或抑制雌激素的产生来发挥作用。例如:醋酸甲地孕酮。

另一类是选择性雌激素受体调节剂:是一类作用于雌激素受体(ER)的药物。与纯ER激动剂和拮抗剂(即完全激动剂和沉默拮抗剂)的区别在于,它们在不同组织中的作用不同,从而使选择性地抑制或刺激不同组织中的雌激素样作用成为可能。例如:他莫昔芬:它具有混合的雌激素和抗雌激素活性,其效应特征因组织而异。

抗孕激素

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皮质类固醇类:泼尼松莫司汀,用于白血病和淋巴瘤化疗。它是由另外两种药物泼尼松和苯丁酸氮芥形成的酯。

芳香酶抑制剂

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是一类用于治疗绝经后妇女的乳腺癌和男性乳房发育的药物。芳香酶抑制剂通过抑制芳香酶的活性发挥作用,芳香酶通过芳香化过程将雄激素转化为雌激素。由于乳房组织受雌激素刺激,因此降低雌激素的产生是抑制乳腺肿瘤组织复发的途径。绝经前妇女雌激素的主要来源是卵巢,而绝经后妇女体内大部分雌激素是在外周组织(中枢神经系统以外)产生的,以及大脑中各个区域的几个中枢神经系统部位。雌激素在这些组织中产生并发挥局部作用,但任何循环雌激素在男性和女性中都发挥全身雌激素效应,这是由于雌激素逃脱局部代谢并扩散到循环系统造成的。

芳香酶是催化雌激素合成中的关键芳香化步骤的酶。它将睾酮等雄激素前体的烯酮环转化为苯酚,从而完成雌激素的合成。由于激素阳性乳腺癌和卵巢癌需要雌激素才能生长,因此服用芳香酶抑制剂来阻断雌激素的产生或阻断雌激素对受体的作用。例如:氨鲁米特。

有两种类型的芳香酶抑制剂被批准用于治疗乳腺癌

不可逆的类固醇抑制剂

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与芳香酶形成永久且失活的键。例如:依西美坦。

非类固醇抑制剂

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通过可逆竞争抑制雌激素的合成。例如:三唑类药物阿那曲唑和来曲唑,

促性腺激素释放激素 (GnRH)类似物

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1972年,罗杰·吉莱明和安德鲁·V·沙利发现了促性腺激素释放激素 (GnRH)…… 这使得开发新药成为可能,其中包括:GnRH调节剂或GnRH受体调节剂,也称为LHRH调节剂或LHRH受体,这使得开发新药成为可能。

例子

戈舍瑞林:是一种药物,用于抑制性激素(睾酮和雌激素)的产生。亮丙瑞林:是一种促性腺激素释放激素 (GnRH)类似物,在垂体 GnRH 受体处充当激动剂。对 GnRH 受体的激动作用最初会导致垂体前叶分泌促黄体生成素 (LH) 和促卵泡激素 (FSH) 增强,最终通过下丘脑-垂体-性腺轴 (HPG 轴) 的正常生理机制导致血清雌二醇和睾酮水平升高;然而,由于 HPG 轴的传播依赖于脉冲式下丘脑 GnRH 分泌,因此在连续使用亮丙瑞林治疗数周后,垂体 GnRH 受体会变得脱敏。这种 GnRH 受体活性持续下调是亮丙瑞林治疗的目标,最终会导致 LH 和 FSH 分泌减少,导致性腺功能减退,从而导致雌二醇和睾酮水平显着降低,无论性别如何。在治疗前列腺癌时,与亮丙瑞林治疗开始相关的睾酮水平最初升高不利于治疗目标。这种效应可以通过同时使用 5α-还原酶抑制剂来避免,例如非那雄胺,其作用是阻断睾酮的下游效应。

糖皮质激素

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糖皮质激素是一类皮质类固醇,皮质类固醇是一类类固醇激素。糖皮质激素是与几乎所有脊椎动物细胞中存在的糖皮质激素受体结合的皮质类固醇。名称“糖皮质激素”是混合词(葡萄糖 + 皮质 + 类固醇),由其在调节葡萄糖代谢中的作用、肾上腺皮质中的合成以及类固醇结构(见右侧结构)组成。一个不太常见的同义词是糖皮质类固醇。例如:泼尼松。

癌症免疫治疗

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癌症免疫疗法(有时被称为免疫肿瘤学)是人工刺激免疫系统来治疗癌症,提高免疫系统抵御癌症的自然能力。它是癌症免疫学基础研究的应用,也是肿瘤学领域不断发展的亚专业。它利用了癌细胞通常具有肿瘤抗原这一事实,肿瘤抗原是癌细胞表面可被免疫系统抗体蛋白检测到的分子,并与之结合。肿瘤抗原通常是蛋白质或其他大分子(如碳水化合物)。正常的抗体与外部病原体结合,但经过修饰的免疫疗法抗体与肿瘤抗原结合,标记和识别癌细胞,以便免疫系统抑制或杀死它们。2018 年,詹姆斯·艾利森和本庶佑因发现通过抑制负性免疫调节来治疗癌症而获得了诺贝尔生理学或医学奖。

细胞因子

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是一种广泛而松散的小蛋白质 (~5–20 kDa) 类别,在细胞信号传导中很重要。细胞因子是肽,不能穿过细胞的脂质双层进入细胞质。细胞因子已被证明作为免疫调节剂参与自分泌信号传导、旁分泌信号传导和内分泌信号传导。它们与激素的明确区别仍在进行研究。用于抗肿瘤治疗的细胞因子包括以下几种

a.- 干扰素

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白细胞介素

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包括淋巴因子。

单克隆抗体 (mAb 或 moAb)

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是由相同免疫细胞产生的抗体,这些免疫细胞都是来自一个独特亲本细胞的克隆。单克隆抗体可以具有单价亲和力,即它们与相同的表位(抗原被抗体识别的部分)结合。对于几乎任何物质,都可以产生特异性结合该物质的单克隆抗体;然后,它们可以用于检测或纯化该物质。仅与癌细胞特异性抗原结合并诱导针对靶癌细胞的免疫反应的单克隆抗体。

截至 2005 年,FDA 批准的 (针对癌症的) MAb 包括以下几种

  • 阿仑单抗
  • 贝伐单抗
  • 西妥昔单抗
  • 吉妥珠单抗偶联卡铂
  • 伊匹利木单抗
  • 奥法木单抗
  • 帕尼单抗
  • 帕博利珠单抗
  • 雷珠单抗
  • 利妥昔单抗
  • 曲妥珠单抗

IV- 癌症疫苗

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癌症疫苗是一种疫苗,可以治疗现有的癌症或预防癌症的发展。

a.- 用于治疗现有癌症的疫苗被称为治疗性癌症疫苗。

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卡介苗 (BCG) 疫苗:由阿尔伯特·卡尔梅特和卡米尔·盖林开发。BCG 疫苗于 1921 年首次用于人类。BCG 已成为最成功的免疫疗法之一。自 1977 年以来,BCG 疫苗一直是“非肌肉浸润性膀胱癌 (NMIBC) 患者的标准护理”。

b.- 预防癌症发展的疫苗。

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感染是人类癌症的 17.8% 的原因,其中 11.9% 由七种病毒中的一种引起。这些癌症可以通过接种疫苗(例如,人乳头瘤病毒疫苗)轻松预防:人乳头瘤病毒 (HPV) 疫苗是预防某些类型人乳头瘤病毒感染的疫苗:现有的疫苗可以预防两种、四种或九种类型的 HPV。所有疫苗都至少可以预防 HPV 16 型和 18 型,这两种类型是导致宫颈癌风险最大的类型。据估计,这些疫苗可以预防 70% 的宫颈癌、80% 的肛门癌、60% 的阴道癌、40% 的外阴癌,以及可能的一些口腔癌。它们还预防了一些生殖器疣,针对 HPV 4 型和 9 型的疫苗提供了更大的保护。

词汇表

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抗原 (Ag):是能够诱导产生抗体 (Ab) 的分子,或者被 Ab 的细胞表面版本(即 B 细胞抗原受体 (BCR))特异性结合,也可以指任何分子或在处理天然抗原后可以被 T 细胞受体 (TCR) 识别的线性分子片段。BCR 和 TCR 都是高度可变的抗原受体,通过体细胞 V(D)J 重组而多样化。T 细胞和 B 细胞都是适应性免疫的细胞成分。

癌症:是指细胞不受控制的生长,并伴随恶性行为:侵袭和转移(以及其他特征)。它是由遗传易感性和环境因素之间的相互作用引起的。这些因素导致癌基因(控制细胞生长速度的基因)和肿瘤抑制基因(帮助预防癌症的基因)中积累遗传突变,这赋予癌细胞其恶性特征,例如不受控制的生长。

化疗药物:广义上是指损害有丝分裂(细胞分裂)的药物,有效地靶向快速分裂的细胞。由于这些药物会对细胞造成损害,因此被称为细胞毒性药物。它们通过各种机制阻止有丝分裂,包括破坏 DNA 和抑制参与细胞分裂的细胞机制。

巨噬细胞(希腊语:大食者,来自希腊语 μακρός (makrós) = 大,φαγεῖν (phagein) = 吃)是一种白细胞,属于免疫系统,吞噬并消化细胞碎片、外来物质、微生物、癌细胞以及任何表面没有健康人体细胞特异性蛋白质类型的物质,这个过程叫做吞噬作用。

另请参见

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参考资料

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  1. Malhotra V, Perry MC (2003). “经典化疗:机制、毒性和治疗窗口”. 癌症生物学与治疗. 2 (4 Suppl 1): S2-4. doi:10.4161/cbt.199. PMID 14508075.
  2. Kehe K, Balszuweit F, Steinritz D, Thiermann H (2009 年 9 月). “芥子气诱导皮肤炎症和水泡的分子毒理学”. 毒理学. 263 (1): 12–9. doi:10.1016/j.tox.2009.01.019. PMID 19651324.
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15542974
  1. The Free Dictionary. Mosby's Medical Dictionary, 第 8 版。© 2009, Elsevier., 2009. 网页。2012 年 10 月 28 日。 http://medical-dictionary.thefreedictionary.com/compartment+model.
  1. Dhillon, Soraya 和 Gill, Kiren. “基本药代动力学”. 2012 年 10 月 28 日。 http://www.pharmpress.com/files/docs/clinical_pharmacokinetics_samplechapter.pdf
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