多肽類化合物抗腫瘤作用機制的研究進展

李 悅，高 歡，金 芳，張永凱

(吉林大學第一醫院藥劑科，長春 130021)

多肽類物質是一類與動植物和微生物關系密切的肽類混合物，可作用于機體的細胞、神經、激素等，調節體內細胞、器官及系統的功能活動。小分子多肽類化合物因靶向性強、安全性高、來源廣泛等特點受到研究者的廣泛關注[3]。研究發現，小分子抗腫瘤多肽的種類較多，結構多樣，其結構多樣性決定了抗腫瘤途徑及機制的多樣性[4-5]。多肽類化合物可直接或間接作用于腫瘤細胞，調控腫瘤細胞的生長和凋亡，抑制與腫瘤生長相關的物質或信號，促進與腫瘤凋亡相關的物質或信號[6-7]。現對近年來多肽類化合物抗腫瘤作用機制的研究進展予以綜述。

1 免疫功能調節作用機制

腫瘤細胞由受物理、化學、基因、輻射等因素影響發生突變的體細胞轉化而來，腫瘤細胞分泌的相關細胞因子可影響機體免疫系統對腫瘤細胞的識別及清除。免疫功能調節可通過自身免疫系統對腫瘤細胞起作用，達到消除腫瘤細胞的目的[8]。除手術治療和放化療外，免疫療法作為一種生物治療方法已成為臨床腫瘤治療的重要手段[9]。研究發現，大豆蛋白肽可刺激免疫系統的活性、增強巨噬細胞的吞噬能力、提高淋巴細胞的增殖功能[10]。免疫系統作為阻擋病原的屏障，可增強腫瘤細胞的敏感性和免疫原性，從而發揮協同抑制或清除腫瘤細胞的作用[11]。

1.1非特異性免疫應答 非特異性免疫應答由自然殺傷(natural killer，NK)細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞等介導，又稱為固有免疫，通過固有模式或有限的多樣性抗原方式識別受體發揮非特異性抗腫瘤作用。非特異性免疫應答細胞因子以信息載體的形式影響腫瘤細胞特性的變化，如將與腫瘤密切相關的巨噬細胞作為抗腫瘤治療靶點[12]。

1.1.1對NK細胞的影響 NK細胞在血液和淋巴器官中分布，是非特異性免疫的主要免疫細胞，可直接作用于腫瘤細胞，也可間接通過效應細胞分泌白細胞介素(interleukin，IL)等物質參與免疫監視及早期抗腫瘤進程[13]。研究表明，細胞酰二肽可通過激活NK細胞、促進炎癥因子釋放等發揮免疫佐劑作用[14]。Lu等[15]發現，胃癌來源的熱激蛋白gp96肽復合物可增強T細胞活性，促進樹突狀細胞的抗原活性，且經熱激蛋白gp96肽復合物處理后，NK細胞活性顯著升高。給予脾多肽治療的乳腺癌化療患者的NK細胞數量較常規化療患者顯著升高[16]。

1.1.2對巨噬細胞的影響 巨噬細胞在人體廣泛分布的免疫細胞，參與機體的特異性免疫和固有免疫。巨噬細胞對維持機體自身穩定、免疫監視及防御均有重要作用[17]。在不同環境誘導下，巨噬細胞可極化為M1和M2兩種表型，M1和M2型巨噬細胞可通過調節誘導條件相互轉化[18-19]。M1和M2型巨噬細胞的功能相反，M1型可抑制、殺傷、吞噬腫瘤細胞，M2型可促進腫瘤細胞的發生、生長和轉移，抑制機體免疫功能[20]。

一些多肽類化合物可提高吞噬細胞的吞噬能力。經美洲大蠊多肽提取物處理后的小鼠肉瘤腹腔巨噬細胞的吞噬能力顯著提高，顯示出其抗腫瘤活性[21]。與環磷酰胺對照組相比，經蛤蚧肽灌胃治療的S180和Hepa1-6荷瘤小鼠腹腔巨噬細胞抗腫瘤活性和吞噬功能顯著升高[22]。研究發現，胸腺五肽可提高實驗大鼠巨噬細胞吞噬金黃色葡萄球菌的功能[23]。綠豆肽能促進巨噬細胞的增殖，提高巨噬細胞活性，促使其發揮免疫作用[24]。

1.1.3對細胞因子的影響 細胞因子由免疫效應細胞及相關細胞刺激產生，可在細胞間傳遞信息、調節免疫的一類蛋白或多肽類化合物。細胞因子主要通過直接殺傷腫瘤細胞、刺激造血系統、提高機體免疫力，從而發揮抗腫瘤作用。細胞因子參與細胞間傳遞信息，并介導免疫調節功能，包括腫瘤壞死因子、生長因子、干擾素、趨化因子家族和轉化生長因子家族[25]。研究報道，大豆肽聯合細胞因子作用于淋巴瘤患者外周血單核細胞的研究發現，NK細胞分泌腫瘤壞死因子-α的活性提高，抗腫瘤作用增強[26]。云芝糖肽可提高Lewis肺癌小鼠腫瘤壞死因子和干擾素水平，增強免疫功能，發揮抗腫瘤作用[27]。Sun等[28]研究發現，杏鮑菇菌絲體多肽在不同濃度下均能刺激巨噬細胞產生腫瘤壞死因子-α等，從而增強巨噬細胞吞噬能力，抑制腫瘤細胞增殖，起到抗腫瘤的作用。

1.2特異性免疫應答 特異性免疫應答分為T淋巴細胞介導的細胞免疫和B淋巴細胞介導的體液免疫。T細胞分為CD4+T細胞和CD8+T細胞，在特異性免疫中發揮主要效應的細胞為細胞毒性T淋巴細胞(cytotoxic T lymphocyte，CTL)。CTL可特異性殺傷腫瘤細胞和病原體感染細胞。Sun等[29]研發的免疫原性肽可特異性誘導乳腺癌抗原CTL的產生，并引起人類白細胞抗原轉基因小鼠及乳腺癌患者淋巴細胞發生CTL應答反應。Xie等[30]研究發現，來自Eps8的人類白細胞抗原A*2402限制性表位肽327、534和755可誘導特異性CTL產生，促進γ干擾素分泌，增強細胞毒活性。人類白細胞抗原A*2402限制性表位肽327可作為抑制表皮生長因子的新型肽抑制劑，為腫瘤治療提供新的方法。

B細胞為體液免疫的主要細胞，根據功能不同分為調節性B細胞和效應性B細胞[31]。調節性B細胞與腫瘤的發生和發展關系密切，調節性B細胞通過分泌IL-10，減少輔助性T細胞1和輔助性T細胞17等的分化，降低腫瘤抑制性相關因子的表達，從而促進腫瘤的生長；調節性B細胞還可分泌轉化生長因子-β、IL-10和協同共刺激分子，誘導調節性B細胞生成，對免疫效應細胞功能產生抑制作用，導致無法有效殺傷腫瘤細胞。效應性B細胞分為Ⅰ型效應性B細胞和Ⅱ型效應性B細胞兩種亞型，Ⅰ型效應性B細胞通過分泌IL-12、腫瘤壞死因子-α和γ干擾素等促炎細胞因子發揮抗腫瘤作用；Ⅱ型效應性B細胞主要分泌IL-4、IL-13等細胞因子，參與輔助性T細胞2相關的細胞反應。Huang等[32]研究發現，接種CpG肽疫苗小鼠的癌基因抑制劑的抗腫瘤活性受損，CpG肽可使循環B細胞數量增加，導致腫瘤壞死因子-α數量隨之增加，從而增強癌基因抑制劑的腫瘤抗性。

唐飛霄道：“好事賴事，還在大師的一念之間。小生斗膽，請問大師，近日云浮天葬院中，可曾收留了一位中州女子？該女子十六七的年歲，白膚黑發，著綠絲裙，持竹葉刀。”

2 促進腫瘤細胞凋亡機制

細胞凋亡是細胞正常死亡的主要方式。細胞凋亡進程異常會引發多種疾病，如細胞癌變。腫瘤發生與細胞凋亡關系密切[33]。細胞凋亡主要包括外源性和內源性兩種通路，外源性通路通過刺激細胞表面的凋亡受體激活；內源性通路被凋亡信號激活可破壞線粒體膜的完整性[34]。與細胞凋亡關系密切的信號通路包括B淋巴細胞瘤-2 (B-cell lymphoma-2，Bcl-2)家族和凋亡相關因子(factor associated suicide，Fas)/凋亡相關因子配體(factor associated suicide ligand，FasL)信號通路。由動植物及微生物體內提取分離或按照特定結構及序列利用生物或化學方法合成的多肽成分，具有誘導腫瘤細胞凋亡以及控制腫瘤發生發展的作用[35]。

2.1Bcl-2家族 Bcl-2家族包括促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白，正常細胞促凋亡蛋白/抗凋亡蛋白比值保持相對平衡狀態，共同參與調節細胞凋亡周期。在腫瘤細胞中，抗凋亡蛋白過度表達，細胞周期調節失衡，造成腫瘤細胞生長無法調控，多肽類可通過影響抗凋亡蛋白誘導腫瘤細胞凋亡[36-37]。張丹等[38]發現，美洲大蠊多肽可下調抗凋亡蛋白表達，上調促凋亡蛋白表達，從而誘導人肝癌細胞的凋亡作用，抑制癌細胞增殖。Wang等[39]研究發現，菜籽肽可通過上調促凋亡蛋白表達或下調抗凋亡蛋白表達對人肝癌細胞HepG2增殖產生抑制作用。因此，靶向調節Bcl-2家族可作為治療腫瘤的有效途徑。

Bcl-2家族是一類典型的促凋亡蛋白，包涵BH1、BH2、BH3及BH4結構域，BH3為p53上調凋亡調控因子的效應結構域，具有極強的促凋亡活性。天然蛋白分離的BH3結構域并無生物活性，但人工合成的蛋白具有與BH3相似的結構域，其構象穩定、抗降解能力強，可特異性結合靶蛋白，實現跨膜轉運，從而發揮促腫瘤細胞凋亡作用[40]。研究發現，設計合成的與卵巢癌特異性結合的促分裂原活化的蛋白激酶6突變體融合肽能夠特異性地作用于卵巢癌細胞，誘導卵巢癌細胞的凋亡[41]。

2.2Fas/FasL信號通路 研究發現，活化的T淋巴細胞中存在Fas表達，活化的NK細胞和T淋巴細胞中存在FasL表達，且兩者的表達水平與機體免疫狀況以及細胞凋亡程度關系密切，兩者表達水平升高，則會加速腫瘤細胞凋亡，提高機體免疫力[42]。Fas/FasL信號通路的激活對細胞凋亡具有誘導作用[43]。采用實時定量聚合酶鏈反應和流式細胞儀檢測發現，經抗菌肽處理的巨噬細胞的FasL基因表達上調，并促進了免疫細胞成熟，增強了免疫功能[44]。Kuo等[45]研究發現，低濃度海洋抗菌肽即可激活Fas/FasL信號通路，對骨髓瘤細胞凋亡發揮誘導作用，實現抗腫瘤作用。多肽類化合物激活Fas/FasL信號通路，誘導腫瘤細胞凋亡可作為創新替代方法用于腫瘤治療。研究發現，乳酸菌代謝的多肽可通過內源性分子誘導Fas/FasL介導的細胞凋亡[46]。

2.3多肽成分誘導 海洋生物是多肽類化合物的重要來源，目前已從海洋生物中分離出300余種多肽類化合物[47]。膜海鞘素B是從被囊動物中分離出的多肽，具有抑制B16黑色素瘤、誘導HL-60腫瘤細胞凋亡的作用。此外，膜海鞘素B還可抑制非霍奇金淋巴瘤[48]。與膜海鞘素B相比，Aplidine誘導腫瘤細胞凋亡的活性更強，且心臟和神經不良反應更低[49]。

凋亡抑制蛋白(inhibitor of apoptosis protein，IAP)是腫瘤細胞中存在的一種通過與半胱氨酸蛋白酶3、半胱氨酸蛋白酶7、半胱氨酸蛋白酶9結合抑制細胞凋亡的調控蛋白。IAP結合蛋白能競爭性抑制IAP活性，引起線粒體損傷，從而誘導腫瘤細胞凋亡[50]。正常細胞中也存在IAP結合蛋白，且通常腫瘤細胞中IAP結合蛋白的表達量低于正常細胞。利用修飾融合技術制備與IAP結合蛋白具有類似結構的多肽，與IAP結合蛋白相比，該多肽具有更強的細胞膜穿透能力和特異性，能夠更好地誘導促進腫瘤細胞凋亡[51]。

3 抑制腫瘤新生血管形成

從新生血管獲取營養是腫瘤維持自身發展的重要途徑，故血管的病理性生成可為腫瘤細胞活動提供營養。腫瘤細胞血管生成是體內多種因子共同作用的結果，主要是抑制因子和促進因子。血管內皮生成因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)在血管生成過程中具有重要的調節作用，血管內皮生長因子受體(vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)包括VEGFR-1、VEGFR-2、VEGFR-3。有研究認為，阻斷腫瘤組織血管病理性生成、降低腫瘤組織血液供給對抑制腫瘤增殖及轉移具有重要意義，可作為治療腫瘤的有效措施。正常體細胞中VEGF的表達水平較低，腫瘤細胞中的表達水平較高。VEGF能與細胞表面VEGFR結合，激活下游信號通路，促進血管生成[52-53]。

秦浙學等[54]利用與無活性VEGF外顯子序列相似的十二肽188Re-MAG3-QKRK-RKKSRYKS與腫瘤細胞表面VEGFR特異性結合的研究發現，其可顯著抑制腫瘤血管的生長，從而抑制腫瘤細胞生長。隨后，對十二肽188Re-MAG3-QKRK-RKKSRYKS的肽段進行多次改造后，其與VEGFR的結合能力顯著升高，抗腫瘤能力進一步加強[55]。Han等[56]通過體外血管生成實驗發現，枳椇子可誘導VEGF增殖、遷移，并抑制亞毒性劑量下的管道生成，可顯著抑制絨毛尿囊膜的體內血管生成，且無細胞毒性。枳椇子不僅對VEGFR-2信號表達具有抑制作用，對肝癌低氧誘導因子-1的表達也具有抑制作用。目前，抑制血管生成機制抗腫瘤肽類藥物的研發已成為研究熱點。Qi等[57]對小鼠模型的研究發現，基質金屬蛋白酶-3的組織抑制劑可阻斷受體VEGFR-2與VEGF結合，并可有效抑制VEGF介導的血管生成。Bracci等[58]研究發現，支鏈肽在重組蛋白-2和凝血酶誘導的作用下可影響內皮細胞增殖、遷移和血管形成。因此，可將多肽類化合物抗血管生成機制作為腫瘤靶向藥研究的新線索。

整合素在腫瘤內皮血管細胞表面特異性表達，可作為重要靶向位點對腫瘤血管病理性生長產生抑制作用。精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸三肽序列對整合素具有較強的親和力。融合多肽中的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸三肽序列能起到抑制靶向腫瘤血管生成、促進腫瘤細胞壞死或凋亡的作用。梁愛玲[59]設計合成的融合多肽，可與腫瘤細胞中特異存在的膜性趨化因子受體特異性結合，發揮調節腫瘤轉移作用；同時融合多肽能靶向結合到腫瘤細胞表面，競爭性地抑制腫瘤細胞中特異存在的膜性趨化因子受體與腫瘤細胞結合，發揮抑制腫瘤遷移的作用。

4 小 結

腫瘤細胞具有免疫監視逃逸、促進自身血管生成、抗細胞凋亡等特殊的生長方式，嚴重威脅人類的健康，目前尚無根治腫瘤的方法及藥物。人們一直致力于開發效果顯著、損傷性小、預后好的新型抗腫瘤藥物。近年來，多肽類化合物是新型抗腫瘤藥物的研究熱點，其具有調節免疫、抑制腫瘤血管生成和誘導腫瘤細胞凋亡等作用，具有顯著的抗腫瘤功效。以多肽類化合物本身靶向性強、不良反應小、易分離改造等優勢為基礎，結合現代先進的技術手段，未來有望分離、改造、合成出新型抗腫瘤多肽藥物。但目前多肽類化合物抗腫瘤機制的研究尚不完全清楚，相關臨床和藥理研究仍較少，免疫調節作用固有免疫和適應性免疫機制尚未清晰，仍需進一步的深入研究，以期為新型抗腫瘤藥物的研發提供依據。