抗血管生成因子的多聚體偶聯物研究進展

康勤洪

(湖北省荊州市婦幼保健院，湖北 荊州 434020)

血管生成在腫瘤的生長、轉移中發揮了重要作用。人們很早就懂得利用栓塞腫瘤的滋養血管、切斷腫瘤血供來治療腫瘤，近年來，以腫瘤血管為目標的抗血管生成治療日益引起重視。抗血管生成治療可導致氧和營養物質中斷，使細胞處于饑餓狀態，抑制腫瘤細胞生長，最終使其處于所謂的休眠狀態[1]。眾多的臨床前和臨床研究數據強調，血管生成抑制藥可協調甚至疊加放大細胞毒藥或放射治療的作用。Haag等[2]提出在休眠狀態下，即臨近正常細胞周期的間期運用相對低劑量的化學治療，可損壞腫瘤血管中的內皮細胞。這些細胞可能分化并阻斷血管內皮生長因子(VEGF)，削弱內皮細胞中關鍵的存活信號，選擇性地放大化學治療內皮細胞的靶向效應，從而提高對腫瘤細胞的殺傷作用。隨著生命科學和高分子科學的發展，眾多的低毒或無毒高分子材料被應用到藥物研發領域。聚合物偶聯血管生成抑制藥物可以改進藥物代謝動力學性質，控制藥物的釋放，使藥物到達腫瘤血管的靶向部位[3－5]。

1 多聚體偶聯物的特點

聚合物偶聯藥物的優點歸納為:藥物與聚合物偶聯后，可被高分子鏈纏繞包裹住，從而可避免藥物達到作用部位前就被人體內的一些酶代謝、失活，高分子鏈對藥物起到保護作用;用水溶性高分子修飾難溶性藥物，可改善藥物的水溶性，達到增溶的目的;高分子偶聯藥物在血液循環中穩定，且不能自由穿越細胞壁，這使得高分子偶聯藥物在血液循環中停留的時間延長，即延長了藥物的作用時間;高分子偶聯藥物能在特定組織部位或細胞內釋放藥物。

2 調控血管生成因子的類型

腫瘤血管的生成是腫瘤細胞和血管內皮細胞通過旁分泌和自分泌的不同形式，誘發體內多種細胞因子介導產生的瀑布式反應，這種反應能否發生取決于促血管生成因子(proangio genicfactor)和抗血管生成因子(anti－angiogenic factor)，兩者決定“血管生成開關”(angiogenic switch)系統平衡狀態。人體內存在多種促血管生成因子[如VEGF、堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)]和血管生成抑制因子[如血管抑素(angiostatin)、癌抑素(canstatin)、腫瘤抑素(tumstatin)和內皮抑素(endostatin)等]，當兩者間的平衡狀態被打破，血管生成促進因子表達或產生高于血管生成抑制因子時，“血管生成開關”即開啟，腫瘤血管開始形成。

3 血管生成抑制藥的作用機制

腫瘤血管生成抑制藥是以血管生成的各個環節為靶點，控制腫瘤生長和轉移的血管生成抑制藥的作用機制主要有:阻斷內皮細胞降解周圍基質的能力;直接抑制內皮細胞的功能;阻斷促血管生成因子的合成和釋放，拮抗其作用;阻斷內皮細胞表面整合素的行為。目前，已開發的抗血管生成制劑主要分為兩大類:一類是特異性抑制劑，即能特異性抑制腫瘤血管內皮細胞，而對非內皮細胞無作用，如三壬基苯基亞磷酸酯(TNP－470)、血管抑素、內皮抑素等。另一類是非特異性抑制劑，即既抑制內皮細胞又抑制腫瘤細胞的血管生成抑制藥，如白細胞介素－12(IL－12)、干擾素(IFN)和腫瘤抑素等。這些多肽往往都能抑制內皮細胞增殖、遷移或誘導其凋亡，抑制血管生成，從而發揮抗腫瘤作用。

4 聚合物與抗血管生成因子的偶聯

4.1 聚合物與抗血管生成因子直接偶聯

聚合物載體與藥物直接偶聯是指具有藥理活性的小分子與高分子載體通過化學反應形成共價鍵或離子鍵而連接起來的藥物。直接偶聯所選擇的載體不僅要從化學角度考慮其穩定性和反應性，而且要考慮聚合物的可代謝性和代謝產物的毒性。

聚乙二醇(PEG)是目前正被熱點研究的一個共軛聚合物，在水中溶解度高，且可溶于各種有機溶劑，無毒性和免疫原性，其連接方式靈活[6]。聚乙二醇化蛋白質常常失去生物活性，如聚乙二醇化α－干擾素派羅欣，只保留7% 抗病毒活性的天然蛋白質，但仍然顯示了很大的藥物代謝動力學的改善[7]。

Folkman等[8]將乙醇酸乙酯(mPEG)與血管生成抑制劑TNP－470連接，然后與聚乳酸(PLA)相連，形成嵌段共聚物，并將其命名為“Lodamin”。這個小分子配方設計口服給藥作為抗血管生成治療，兩親性高分子藥物自我組裝膠束，將TNP－470包裹其中，這樣TNP－470可以避開胃酸的破壞，提高口服生物利用度。生物學分布研究發現，口服給藥Lodamin可被小腸吸收，并最終濃集于腫瘤組織。還發現Lodamin在肝臟的濃度也較高，說明Lodamin被小腸吸收后有一部分會被轉移到肝臟。可水解的聚乳糖部分處于水分子環境中，隨著聚乳酸的水解，被包裹的TNP－470得以緩慢釋放。體外研究表明，Lodamin中的TNP－470可持續釋放1個多月，而經試驗得知藥物開始釋放多數在第4天。TNP－470在酸性環境中的緩慢釋放部分是由于聚乙二醇外殼掩蔽效應，從而延緩滲漏，而通過聚乳酸層也能延緩藥物的擴散。經角膜微囊袋法(micropocket assay)檢測及小鼠腫瘤模型試驗，證明Lodamin能抑制血管新生，并能抑制腫瘤血管內皮細胞增殖。

用苯乙烯與馬來酸酐作為結構單元合成的多聚物樹脂(SMA)具有良好的細胞膜透過能力，所帶羧基則可作為功能基團與藥物分子相連接。將SMA與蛋白質新制癌菌素相連而研制的偶合物，可選擇性地對哺乳動物細胞和G+細胞產生細胞毒性。與日本聚酯(NCS)相比，由于SMA較NCS疏水性提高，透過腫瘤細胞膜的能力顯著增強，在腫瘤組織中的累積量比在肌肉中高30倍，且半衰期(t1/2)明顯增長。

4.2 抗體－聚合物－藥物偶聯

單克隆抗體(monoclonal antibody，MAb)的使用為抗癌導向治療開辟了新途徑。單克隆抗體與抗癌藥物可通過直接或間接的方式聯接，目前多采用共價偶聯法制備MAb復合物。使用直接交聯法，一分子MAb只能攜帶較少數量的藥物分子，藥物載荷增大，則MAb的活性會急劇降低。中間載體一般是生物大分子如人血清蛋白(HSA)、牛血清蛋白、聚氨基酸以及葡聚糖、聚N－2羥丙基甲基丙烯酰胺(HPMA)等。單克隆抗體交聯藥物以腫瘤細胞特定的受體或特定的基因表達蛋白作為靶點，特異地結合到靶細胞表面，經過受體介導的內化過程進入靶細胞，對腫瘤血管上皮細胞產生選擇性的殺傷作用。

4.3 聚乙二醇－短肽修飾的脂質體

聚乙二醇修飾的脂質體已被證實具有重要的長期循環特點，通過藥物載體系統可避免由網狀內皮系統(RES)捕獲，如肝、脾等[9]。改善后的藥物代謝動力學特征使經修飾的脂質體可由腫瘤的滯留和高通透性(EPR)效應，經過長循環逐漸被動靶向到腫瘤組織[10]。Goh等[11]設計了一種PEG連接可靶向連接腫瘤血管的多肽APRPG，并與包載有阿霉素的脂質體相偶聯，命名為DSPE－PEG－APRPG。體外試驗顯示了DSPE－PEG－APRPG與血管內皮細胞高度的親和能力，體內試驗也顯示了其長循環特性及腫瘤靶向性。同時，與未與APRPG相連的脂質體相比，DSPEPEG－APRPG也表現出了更強的腫瘤抑制作用，但同時也發現兩者在腫瘤組織中的濃度是相似的。

5 結語

以腫瘤血管為目標的抗血管生成治療相對于以腫瘤細胞為目標的化學治療的優越性是顯而易見的，如抗血管生成治療的抗瘤譜較廣，藥物不需穿透血管，從而易進入腫瘤區，靶向作用穩定，耐藥可能性小，組織毒性小，不易影響其他生理過程等。而且眾多聚合物材料為抗血管生成藥物的靶向設計提供了非常好的模板，如果將兩者有機地結合起來，必將大大提高抗血管生成藥物的實際應用前景。但聚合物偶聯藥物的研究和發展還需依賴于藥理學和細胞生物學以及免疫學等學科的發展，選擇合適的載體和偶聯工藝，可提高藥物和載體的偶聯量，保證藥物的活性，提高偶聯藥物的特異性，也有利于藥物在靶部位釋放活性，提高藥效。隨著聚合物載體與藥物之間相互作用和各種聚合物偶聯藥物的靶向作用機制的進一步探討，相信會有更多、更理想的聚合物偶聯抗血管生成藥物將為患者帶來福音。

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