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1、1蛋白酶体抑制剂药理基础与临床应用进展【关键词】 蛋白酶体抑制剂；癌症；治疗摘要 蛋白酶体抑制剂是一类通过对泛素化通路阻断的一类新抗肿瘤药物，对肿瘤治疗具有良好的应用前景。蛋白酶体是广泛分布于真核细胞质和细胞核中，具有多种功能的蛋白酶复合物，而泛素蛋白酶体系统是生物体内进行蛋白质选择性降解的重要途径之一, 这些蛋白包括转录因子、肿瘤抑制蛋白、原癌基因等。体外试验和动物模型实验中已显示蛋白酶体抑制剂具有广泛抗肿瘤作用，早期临床试验也为蛋白酶体抑制剂进一步临床应用提供了依据。关键词 蛋白酶体抑制剂；癌症；治疗泛素 -蛋白酶体途径（ ubiquitin proteasome pathway,UPP）
2、是细胞质和细胞核内依赖 ATP 不同于溶酶体途径的蛋白质降解通路，80%以上的细胞内蛋白质,包括调节细胞周期的多种蛋白的降解均由此途径完成。其成分的改变将引起蛋白降解异常,导致细胞功能紊乱。因此蛋白酶体可成为肿瘤治疗的靶点，其抑制剂代表了一类全新的分子靶向抗肿瘤药物。1 蛋白酶体的结构与功能21.1 蛋白酶体的结构 蛋白酶体存在于所有真核细胞的胞质及核内, 是高度保守具有多种催化功能的蛋白酶复合物1 。26 S 蛋白酶体包括 1 个 20 S 的催化单位和 2 个 19 S 的调节单位,20 S 蛋白酶体呈桶状外形,由内层 2 个 环和外层 2 个 环组成，每个环含有7 个亚基。 亚单位促使底
3、物移位进入中央孔隙水解中心,并使 20 S 复合体和 19 S 调节复合体之间发生构象改变； 亚单位 N 末端苏氨酸残基是蛋白酶体的水解中心,1、2、5 亚单位分别具有半胱氨酸蛋白酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶样活性1,2 。1.2 蛋白酶体生物学功能 泛素的靶蛋白包括:细胞周期、调节因子、肿瘤抑制因子、转录激活因子和抑制因子、细胞表面受体，如：细胞周期素及其依赖性激酶抑制剂（P19,P21,P27,P57）;肿瘤抑制因子（P53,Rb）;原癌基因（c-myc,c-fos and c-jun）; 促凋亡分子（Bax,MDM2 and IAPs） ；转录因子（E2A,E2F and STAT） ；NF-
4、B 及其抑制因子B 等。B 能裂解胞浆中 NF-B 的p50/p65 异二聚体 ,使 NF-B 介导的转录被阻止 ,细胞应激反应（包括化疗和放疗） 可减轻这种抑制,引起B 的降解:B 的N 端特殊的丝氨酸残基磷酸化,促进内部赖氨酸残基泛素反应;泛素化的B 被蛋白酶体识别和降解，NF-B 释放，易位进入核内与 DNA 结合激活细胞增殖、分化、抗凋亡等多种基因转录。因此抑制 NF-B 活性是逆转化疗耐药关键因素，可以增加肿瘤细胞对3化疗、放疗的敏感性。蛋白酶体抑制剂可以稳定B，抑制其被磷酸化降解，而阻止 NF-B 激活，发挥抗肿瘤作用 3,4 。2 蛋白酶体抑制剂乳胞素是链霉菌属的天然代谢物，其活
5、性中间体的 -内酯可选择性但不可逆地结合于蛋白酶体的 5（糜蛋白活性）亚单位。抑制糜凝乳蛋白酶样活性最快，而胰蛋白酶样和肽基谷氨酰肽水解酶活性被抑制较慢，丝氨酸和酪氨酸蛋白酶活性不受抑制。随着 X 线结晶照相术应用于分析蛋白酶体结构，许多高选择性、活性更强可逆蛋白酶体抑制剂被合成，包括醛基肽 PSI、MG132, 可逆抑制蛋白酶体 2、5 亚单位。同时，也可抑制钙蛋白酶与组织蛋白酶 B。由于其特定的结构决定了其代谢不稳定性，其在体内的应用时特异性较差，生物利用度也不高。新一代合成的蛋白酶体抑制剂（包括MG262，硼替佐米） ，能够与蛋白酶体活性中心苏氨酸残基稳定结合，这种结合方式也是可逆的。硼
6、替佐米较醛基肽相比其对糜蛋白酶高度敏感，效率也在 1000 倍以上，并具有高度的选择性。3 蛋白酶体抑制剂临床前研究美国国立癌症研究所首次证明硼替佐米抑制前列腺癌 PC-3 细胞株生长，引起细胞凋亡是通过稳定 p21，将细胞阻滞于 G2/M 期及4PARP 的清除5 。此外, 联合硼替佐米可增加化疗或放射治疗对结肠癌异基因移植的治疗效果。在这些研究中,都能证明蛋白酶体靶点包括 p21,B 和 NF-B6 。在体内动物模型研究中硼替佐米对肿瘤有明显抑制作用，在脑、直肠、肝、骨骼肌、前列腺及睾丸中药代动力学显示了较好的耐受力。进一步体内、体外试验证明了蛋白酶体抑制剂对多种肿瘤细胞具有促凋亡作用，包
7、括小细胞肺癌、鳞状细胞癌、胰腺癌、卵巢癌、间皮瘤、人细胞胶质瘤、成人 B 细胞、T 细胞白血病。硼替佐米可以显著上调非小细胞肺癌 NCL-H520、NCL-H460 细胞株 p21 和 p53 表达水平，同时下调 BCL-2蛋白水平，抑制这两株细胞生长，促进其凋亡。同时使 c-jun 氨基端激酶和 c-jun 磷酸化，增强激活蛋白 AP-1 与 DNA 的结合。用JNK 抑制剂 SP600125 阻断 JNK/cjun/AP-1 通路，p21 表达水平不再有变化，而 p53 表达仍然上调。因此 JNK/cjun/AP-1 通路在硼替佐米诱导凋亡途径中期有重要作用7 。硼替佐米可与其他分子靶向药
8、物联用，ErbB2 高表达的人乳腺癌细胞 SKBR3 对trastuzumab（曲妥单抗）抵抗，联合应用硼替佐米可以增强其疗效，其机制在于硼替佐米增加 PTEN （phosphatase and tension homolog deleted on chromosome）表达相关。PTEN 基因表达产物与抑制磷脂酰肌醇-3-激酶 PI3K/Akt 通路相关。肿瘤组织PTEN 低表达与 trastuzumab 化学敏感性较差相关8 。最新合成的蛋白酶体抑制剂 NPI-0052 结构和作用机制与硼替佐米完全不同，但对蛋白酶体胰蛋白酶、糜蛋白样活性抑制作用更强9 。NPI-50052 诱导淋巴瘤细胞
9、凋亡机制在于使线粒体膜去电势，细胞色素C 等超氧化物酶释放，激活 caspase-8/9/3 等。NPI-0052 对正常淋巴细胞毒性更低，可口服给药，与硼替佐米联合应用，可减低药物毒性，克服硼替佐米耐药，提高疗效10 。NPI-0052 也即将进入期临床研究。4 蛋白酶体抑制剂临床试验研究4.1 蛋白酶体抑制剂单药临床试验 在几项血液恶性肿瘤和实体瘤（前列腺癌，非小细胞肺癌）临床研究中，硼替佐米最大耐受剂量（MTD）在 1.041.06 mg/kg 之间，常见限制性毒性（DLT）有低血压，晕厥，腹泻，疲乏，周围神经病变，电解质紊乱，血小板减少。根据期临床试验结果，进行了一个多中心开放、非随机
10、的期临床试验，202 例复发性/ 难治性多发性骨髓瘤患者参加了试验，患者以前至少接受过 3 种治疗,患者接受硼替佐米 1.3 mg/kg静脉 bolous 给药，每 2 周 2 次后休息 1 周，此为 1 个周期，共 8个周期。共有 27.7%的患者获得完全缓解或部分缓解，首次中位反应时间为 1.3 个月,整个中位反应期为 12 个月， 202 例患者中位生存期为 16 个月。3 级以上的不良事件包括:血小板减少（28%） 、疲劳（12%） 、周围神经病变（11%） 11 。首个 期临床试验研究在 669 例复发性 /难治性多发性骨髓瘤患者中进行了硼替佐米和地塞米松单药治疗的疗效比较。硼替佐米
11、和地塞米松组的 4 级毒性反6应发生率、严重不良反应和治疗相关死亡率基本相似，并且都能持续使用。研究结果显示，与地塞米松相比，硼替佐米具有更高的有效率（分别为 38% 对 18%，包括 PR、nCR 和 CR） 、TTP（6.2 个月对 3.5 个月）和生存时间（ 1 年为 80%对 66%） 。以硼替佐米作为二线治疗的患者，在 TTP 及总生存率方面获益最大12 。进一步神经内分泌肿瘤，肾癌和乳腺癌期临床试验仅有少量证据证明硼替佐米单药使用时有相关临床作用13 15 。其他的一些临床期试验正在进行中，包括：难治性结肠癌，进展性非小细胞肺癌，复发或进展期非霍奇金淋巴瘤等。4.2 蛋白酶体抑制剂
12、与其他化疗药物联用 许多化疗药物可以诱导 NF-B，从而激活肿瘤细胞的抗凋亡程序。而蛋白酶体抑制剂可阻断放化疗对 NF-B 的激活，还可直接诱导 BCL-2 的磷酸化及剪切、抑制 P-糖蛋白的成熟、抑制细胞的DNA 损伤修复等途径，增强某些化疗药物的治疗效果。这些决定了蛋白酶体抑制剂不但可以单独用于抗肿瘤治疗，而且可以和其他的化疗药物联合应用。硼替佐米治疗复发/难治性多发性骨髓瘤的两项期临床研究结果表明，处于疾病进展期或四程化疗后仍处于平台期的患者，可以在硼替佐米的基础上加用地塞米松单药有效率分别为 30和 38，加用地塞米松后分别为 37和 5016 。Berenson JR 治疗了 34
13、例骨髓瘤患者，于 1、4、8、11、28 天给予患者硼替佐米静脉注射，美法仑从 14 天口服。硼替佐米和美7法仑 MTD 分别为 1.0 mg/m2，0.1 mg/kg，有效率（最小/部分/完全反应）为 68，其中 2 例获得完全缓解，11 例部分缓解，中位疾病进展时间 8 个月 17 。在一些实体瘤中硼替佐米也有应用，卡铂联用硼替佐米被用来治疗复发卵巢癌，在这个 I 期临床试验中观察了最大耐受剂量、药效动力学、安全性。硼替佐米最大耐受剂量为 1.5 mg/m2，卡铂对硼替佐米药效动力学没有影响，硼替佐米可以抑制卡铂对 NF-B 的激活。主要毒性有腹泻，皮疹，神经毒性，便秘，减少药物剂量后症状
14、都可控制。15 例病例有效率为 47，包括 2 例完全缓解，5 例部分缓解，建议 期临床试验时硼替佐米剂量为 1.3 mg/m218 。36 位进展期实体瘤患者（26 位为非小细胞肺癌）接受多西紫杉醇（d1 ）与硼替佐米（ d1，4 ，8，11）治疗，3 周为 1 个周期。多西紫杉醇/硼替佐米最大耐受剂量分别为75/1.0 mg/m2，患者能够较好地耐受，最常见的副反应有腹泻，疲乏，恶心，周围神经病变。2 例患者获得部分缓解， 7 例患者病情保持稳定19 。 蛋白酶体抑制剂有望成为治疗癌症的新途径,它能克服传统抗癌药物的耐受性,表现出了潜在的抗肿瘤活性,临床研究又提供了令人鼓舞的试验数据。随着
15、蛋白酶体抑制剂抗肿瘤作用机制进一步被阐明，这必将为肿瘤治疗提供新的临床思路。参考文献81 Tanaka K,Yoshimura T,Kumatori A,et al.Proteasomes （multiprotease complexes） as 20S ringshaped particles in a variety of eukaryotic cells.J Biol Chem，1988，263:16209-16217.2 Adams J,Behnke M,Chen S,et al.Potent and selective inhibitors of the proteasome:dip
16、eptidyl boronic acids.Bioorg Med Chem Lett,1998,8:3333-3338.3 Baldwin AS.Control of oncogenesis and cancer therapy resistance by the transcription factor NFB.J Clin Invest,2001,107（3）:241-246.4 Adams J.Proteasome inhibition:a novel approach to cancer therapy.Trends Mol Med,2002,8 （4）:S49-S54.5 Adams J,Palombella VJ,Sausville EA,et al.Proteasome inhibitors:a
