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1、肿瘤分子生物治疗新靶位、新策略、新药物的研究和临床应用 大家好！我汇报的项目是，“肿瘤分子生物治疗新靶位、新策略、新药物的研究和临床应用”。肿瘤历经百年研究，虽然不断有所进展，但许多恶性肿瘤迄今仍然是“不治之症”，仍为我国人口因病死亡的主要原因。目前临床上最常用的化疗和放疗，因缺乏特异性，疗效有限。近年发展起来的分子靶向治疗，在临床上引发了革命性突破，再次成为肿瘤治疗的希望和未来。但是，靶向治疗的发展仍然存在着许多障碍，特别是肿瘤细胞的关键信号通路不清、所知理想靶位不足、因此有效的药物不多。急需进一步找靶、瞄靶、才可能实现精确打靶。然而，肿瘤细胞中的分子有成千上万，时至今日，我们并不知道哪些是
2、肿瘤发生发展的关键分子，哪些又可以作为肿瘤治疗的有效靶位。 本项目的第一个科学贡献，就是发现了 26 个调控肿瘤增殖与凋亡的关键新靶位。通过创新高通量靶位筛选技术，历经 21 年，我们发现了 246 个肿瘤相关分子，对这些分子进行了功能解析，又经 4620 例临床验证，发现其中的 26 个是对肿瘤更为特异的关键靶位。在这 26 个分子中，又有 4 个，即 NDRG2、miR-139、RBP-J 和 QKI 为我们在国际上首次报道。举例说明，NDRG2 是我们在国际上最先发现的一个抑癌基因。它在一半以上的肿瘤中含量下降，这种下降与肿瘤的分期、患者的生存时间显著相关。恢复它的含量，可明显抑制肿瘤生
3、长。那么，这个基因的重要性体现在哪里呢？大家知道，Myc 和 p53 分别是最为关键的癌基因和抑癌基因，它们作用的下游分子始终是肿瘤研究的热点。我们发现，NDRG2 是这两个基因共同的下游分子，对于肿瘤的发展具有双刃剑的作用。一方面，它能抑制 Myc 的促肿瘤增殖作用，另一方面又可加强 p53 的抑制肿瘤能力，形成了控制肿瘤发展的一个分子开关。抓住这一靶位，可以实现肿瘤治疗的一箭双雕。我们关于这一分子的研究，已经被他引了 402 次。全球最权威的生物信息中心，美国国家生物信息中心，即 NCBI，在注释 NDRG2基因的功能时，一共用了 43 篇论文，其中有 17 篇来自我们的研究。该项成果已被
4、写入了肿瘤学界世界著名的百科全书，Encyclopedia of Cancer。我们在国际上首次发现的 RBP-J、QKI 和 miR-139 等其他分子，也被证明在肿瘤的增殖与凋亡的调控中分别发挥着重要作用。这部分的研究成果在 Gastroenterology、Cancer Research 等发表了 SCI 论文86 篇，获得国家发明专利授权 3 项，并获得了我们的第一个省科学技术一等奖。发现肿瘤靶位是我们工作的重要一步，但是这些分子是以什么样的方式、通过什么路径发挥作用，来促进肿瘤的发生和发展的呢？我们的第二个贡献是，发现了 3 条新的、调控肿瘤发展的关键信号通路。我们发现，本研究中的
5、26 个靶位分子，共同参与形成了 7 条调控肿瘤增殖、凋亡和转移的信号通路。其中 3 条是我们发现的新通路。它们 1 个位于 HER2 分子的下游，另外两个分别位于 TNF 分子的上游和下游。我们在国际上首次发现，在 HER2-miR139-CXCR4 这一信号通路中，HER2 分子之所以能够促进肿瘤转移，是通过抑制 miR-139 基因的表达，继而上调 CXCR4 的含量来实现的。这一重要发现，回答了一个长期解决不了的临床难题：即 HER2 阳性的肿瘤为什么具有高转移能力。这一新的信号通路为靶向 HER2 的肿瘤治疗提供了理论支持。研究结果发表在消化病学顶尖杂志 Gastroenterolo
6、gy 上。我们发现的另外两条新通路分别位于 TNF 信号的上游和下游。大家知道，TNF 的抗肿瘤作用已被公认，但其上游调控机制和下游效应分子有待阐明。我们发现，Notch/RBP-J 通路是调控 TNF 产生的 1 个关键信号。激活Notch，可促进肿瘤相关巨噬细胞产生 TNF ，发挥抗肿瘤作用。Notch 是现代遗传学之父摩尔根发现的基因，百年来的研究都集中在形态发育领域中，我们的研究首次发现了 Notch 在抗肿瘤免疫，这一功能调控领域中的作用。论文被选作 Cancer Res 的封面题目发表。著名巨噬细胞专家 Mantovani 立即在 Nat Immunol 上发表综述予以肯定。在 T
7、NF- 信号通路的下游，我们发现，RNA 结合蛋白 QKI 作为抑癌基因，显著抑制肿瘤增殖、促进其凋亡。上述这三条新通路的发现，为肿瘤的分子治疗策略和新药研究提供了新的理论根据。这部分研究，共发表了 SCI 论文 47 篇，获国家发明专利授权 2 项，并获得了我们的第二个省科学技术一等奖。发现了三条新通路是我们工作的第二步，怎样才能干预这些通路，实现对肿瘤的高效杀伤呢？我们的第三个贡献是，创建了 3 种研制肿瘤靶向药物的新策略。我们的新策略之一是针对 TNF 通路的。大家知道，TNF 曾在世界范围内进行过大量研究，但一直未能用于临床，因为毒性太大。我们对 TNF 进行分子改造，获得了一系列高效
8、低毒的新型突变体，并由此创建了肿瘤血管靶向 TNF 的新策略。我们的新策略之二，是针对着 HER2 通路的，包括 HER2 和它的下游信号分子利用嵌合泛素连接酶 Cbl，实现了对癌蛋白的靶向降解。我们的新策略之三，是综合利用两条信号通路，即利用 TNF 通路下游的凋亡执行分子，同时针对着 HER2 通路，创建了免疫凋亡素新策略。作为抗肿瘤药物，免疫毒素曾被寄予极大希望，动物实验也取得了显著效果，但进入临床试验后均告失败，主要原因是细菌毒素组分的非特异性毒性太大。我们用人的凋亡执行分子替换了细菌毒素组分，研制成功了一种新型肿瘤杀伤分子，并命名为免疫凋亡素，immunoapoptotin。免疫凋亡
9、素可特异进入 HER2 阳性细胞，它的杀伤效率高，毒副作用低，不易诱发耐药，在动物体内可显著抑制肿瘤的生长。美国 MD Anderson 癌症中心等 14 家国内外著名研究机构，先后采用我们的策略，开展了针对多种肿瘤的靶向新药研究，在 PNAS、Cancer Res 等发表论文 17 篇。肿瘤免疫学家 Krammer 在 Journal of Clinical Investigation 上发表综述，高度评价了我们的免疫凋亡素策略，称其“为发展肿瘤治疗药物创建了一个新平台”。Springer 09 年出版的【癌症治疗药学展望】一书，汇集了全世界 9 种针对凋亡通路的抗肿瘤新药或新策略，来自中国
10、的只有两种，均为我们所创建。上述 3 种肿瘤分子靶向治疗新策略，共获得 6 项国家发明专利授权，在Cancer Research、JBC 等发表 SCI 论文 28 篇，也获得了我们的第三个省科学技术一等奖。说一千，道一万，肿瘤研究的最终目的还是要做成新药。我们的第四个贡献是：利用上述各种新策略，进行了 6 种具有自主知识产权的抗肿瘤新药研制。这些新药，分别作用在 HER2 和 TNF 通路的各个环节，其中 5 个已经作为国家新药创制科技重大专项立项，以新药 rmhTNF 的研制为例。如前所述，天然 TNF 的抗肿瘤作用一度备受各大制药公司青睐，但进入大规模临床试验后发现，它的毒副作用严重，患
11、者难以耐受，所有的临床试验都被迫终止。我们采用蛋白改构新策略，对天然 TNF 进行了分子突变。再从 11 种成功突变的分子中，筛选得到了 1 种活性最高、毒性最低的新型重组改构人 TNF ，命名为rmhTNF。结果，它的活性比天然分子提高了 1200 倍。它的急性毒性降低了近 90 倍，长期毒性下降更为明显。药效学试验证明，rmhTNF 在体内对多种肿瘤都有明显的抑制效果，因此成功获得批准，进入了临床试验。我们的新药研究获得了 5 项国家发明专利授权，在 Clinical Cancer Research 等发表了 45 篇 SCI 论文，获得了我们的第四个省科学技术一等奖。然而，新药研制中，真
12、正能够成功进入临床应用的仅占非常小的比例，在我国，具有原创意义的国家 1 类抗肿瘤新药更是少之又少。我们的第五个贡献是：研制的抗肿瘤新药 rmhTNF 获批国家一类新药，并在超万名中晚期肿瘤患者取得了良好疗效。由华西医院牵头的 II、III 期临床试验证明，rmhTNF 可用于多种肿瘤治疗，疗效明显好于单纯化疗；特别是对放疗、化疗已经失败的晚期病人，我们的新药依然有效。在对化疗不敏感的非小细胞肺癌患者，联用我们新药的有效率比单纯化疗提高了 23 个百分点，对复发的非小细胞肺癌，有效率从 6%提高到了 33%。该制品被批准为国家 1 类新药，成为全球第一个上市的直接针对凋亡通路的抗肿瘤生物制品。
13、新药上市后，先后在 19 个省区的 63 家医院应用，在临床上治疗肿瘤病人12497 例。其中的 1644 例，还由使用医院进行了系统的疗效分析，并独立发表了 30 篇临床疗效观察的研究论文。统计结果显示，我们的新药与化疗联用时，有效率比单纯化疗提高了 21.1%-34.9%，rmhTNF 单药应用，治疗晚期恶性胸腹水有效率达到了81.2%-92.9%。这是代表晚期肿瘤患者生活质量的 KPS 评分，在使用我们新药的病人中，KPS 评分明显高于对照组。我们的新药对中晚期肿瘤的疗效，达到了目前国际和国内市场上的分子靶向生物制品，赫赛汀和阿瓦斯汀的同等水平。这是 2 个典型病例。一例非小细胞肺癌，压
14、迫支气管导致右肺不张入华西医院，单纯化疗两个疗程无效，改用我们的新药两个疗程，影像学检测表明肿瘤明显消退，肺复张，通气恢复。另一例，非小细胞肺癌浸润到肺动脉，单纯化疗两个疗程无效，改用我们的新药两个疗程，肿瘤明显消退。国家 1 类新药的研制成功和临床应用获得了我们的第五个省科学技术一等奖。本项目共有以下 5 项科技创新：一是发现了 26 个控制肿瘤增殖与凋亡的关键靶位分子，其中 NDRG2、mir-139、RBP-J 和 QKI 等在肿瘤中的作用为国际首报。二、发现了 3 条新的调控肿瘤发展的关键信号通路，揭示了 HER2 和 TNF-a 信号通路的调控新机制。三是建立了 3 种研制肿瘤分子靶
15、向治疗药物的新策略，为肿瘤新药研制创建了新平台。四、研制了 6 种具有自主知识产权的抗肿瘤候选新药，5 项作为国家新药创制科技重大专项立项。抗肿瘤生物药 rmhTNF 获批国家 1 类新药证书，并广泛用于临床，显著提高了中晚期肿瘤的临床疗效。在推广应用方面，本项目共计发表了 SCI 论文 207 篇， 影响因子大于 5.0 的有 31 篇，大于10.0 的有 5 篇。所发表的论文被他引了 1936 次，其中被影响因子大于 5 的期刊引用了 279 次，引用期刊包括了 Nature of Cell Biology、JNCI、JCI 等等。论文被国际综述文章引用了 486 次，其中包括了 Natu
16、re Rev of Cancer、Nature Rev of Immunology 等著名的国际综述类期刊。研究结果还先后 37 次被写入了 29 部国际英文专著。受邀为 BBA-Reviews on Cancer 等国际期刊撰写英文综述 6 篇主编参编了 16 部专著，其中有 3 部国际英文专著。在国际会议作特邀报告 27 次。作为大会主席，主办了为纪念化疗之父、5-氟尿嘧啶发明者而创办的第十七届查尔斯海德伯格国际癌症研讨会。 项目共获得国家发明专利授权 17 项，实现专利技术转让 3750 万元。研究成果先后获得了 5 项省科学技术一等奖。本项目的全部工作，都是由国家教育部首批创新团队，在第四军医大学肿瘤生物学国家重点实验室独立完成。在过去的 21 年里，本项目得到 3 项国家杰出青年科学基金、创新团队、国家 863 计划、973 计划、国家自然科学基金重点及面上等 53 项国家级课题的资助，在此一并致谢
