作用于DNA结构和功能的药物

(一)作用于DNA结构和功能的药物

1.烷化剂 烷化剂通过促进DNA烷化导致DNA损伤,阻止DNA复制,最终导致细胞死亡。氮芥作为烷化剂最早在1942年被发现。烷化剂是细胞周期非特异性药物,可用于治疗多种肿瘤,如肺癌、卵巢癌、淋巴瘤、白血病、乳腺癌等。常用的烷化剂有环磷酰胺、白消安、卡莫司汀、洛莫司汀和塞替派等。

(1)环磷酰胺(cyclophosphamide,CTX):又称环磷氮芥,是氮芥与磷酸氨基结合形成的化合物。环磷酰胺是前药,在体外时无活性,其进入体内后经细胞色素P450氧化,生成中间产物醛磷酰胺。由于一些癌细胞高水平表达能裂解磷-氮键的磷酰胺酶,醛磷酰胺在肿瘤细胞内分解成氮芥后,与细胞内的DNA发生烷化作用,导致DNA交叉联结,阻止DNA复制,从而抑制肿瘤细胞的生长。环磷酰胺抗瘤谱广,治疗恶性淋巴瘤效果显著,也常用于卵巢癌、急性淋巴细胞白血病、多发性骨髓瘤、乳腺癌等。环磷酰胺常见的不良反应有恶心、呕吐、骨髓抑制、脱发等。大剂量环磷酰胺可能会导致出血性膀胱炎,其发生机制与环磷酰胺的代谢物丙烯醛通过泌尿道排泄有关,用药的同时应用美司钠可预防出血性膀胱炎的发生。

(2)白消安(busulfan),又被称为马利兰,属于甲烷磺酸酯类,是一种双功能烷化剂,能够与DNA和核蛋白反应,白消安的双功能DNA烷化导致DNA-DNA交联,并通过亲核取代产生与鸟嘌呤的链内或链间反应。白消安在小剂量时即可明显抑制粒细胞生成,治疗慢性粒细胞性白血病疗效显著。白消安早在1950年代被用于口服姑息治疗慢性粒细胞白血病,但其在儿童和成人中的口服吸收的生物利用度和峰值血浆浓度不同。白消安被用于治疗各种血液系统恶性肿瘤(如白血病、淋巴瘤)。白消安的绝大部分在代谢成甲烷磺酸后由尿排出。白消安主要不良反应为骨髓抑制、消化道反应,久用可能导致闭经或雄性不育。

(3)卡莫司汀(carmustine):属于亚硝脲类烷化剂。亚硝基脲类烷化剂的细胞毒作用基于其对DNA、RNA以及蛋白质合成的抑制作用。卡莫司汀具有高度脂溶性,分子量小,血浆蛋白结合率低,能迅速透过血脑屏障,是颅内胶质瘤化疗的标准方案。卡莫司汀是广谱抗癌药,对霍奇金淋巴瘤和急性白血病有较好的疗效,对乳腺癌、肺癌、恶性淋巴瘤、骨髓瘤、脑瘤以及癌的骨转移等,也有一定的疗效。卡莫司汀的高烷基化活性可能通过损伤肺泡内衬细胞导致肺毒性,其他的不良反应有胃肠道反应、骨髓抑制等。卡莫司汀必须静脉给药,因其口服给药可能因为导致呕吐而导致药物剂量摄取不足。

(4)洛莫司汀(lomustine):属于亚硝基脲家族烷化剂,除了氨基酸氨甲酰化外,它可将DNA和RNA烷基化,并可使DNA交联,从而发挥细胞毒作用。洛莫司汀脂溶性强,可以通过血脑屏障,是复发性胶质母细胞瘤的标准治疗药物。洛莫司汀具有广谱抗肿瘤活性,临床上用于治疗霍奇金淋巴瘤以及原发性和转移性脑瘤病。洛莫司汀口服后经肝脏和肠道转化为单羟基代谢物。肺纤维化是洛莫司汀罕见但危险的副作用,应对有肺部风险的患者在接受洛莫司汀治疗前后接受肺功能检查;肺纤维化患者应避免使用。洛莫司汀口服吸收完全,应空腹服用,服用后约2 h应摄入食物/饮料。洛莫司汀可能引起恶心、呕吐,通常发生在给药1~2 h后,持续不超过24 h。

(5)塞替派(thiotepa):此药为合成的抗肿瘤药,具有三个烷基化功能团,是乙烯亚胺类烷化剂的代表,其对DNA的烷化有两种作用通路。塞替派抗瘤谱较广,对多种实体瘤均有效,临床上主要用于治疗肝癌、膀胱癌、乳腺癌、卵巢癌和恶性黑色素瘤等。其主要不良反应为胃肠道反应(恶心、呕吐、腹泻)、肝脏毒性、骨髓抑制等。高剂量给药可致黏膜炎和中枢神经系统毒性。塞替派局部刺激小,可肌内注射、静脉注射、动脉内注射和腔内给药。

2.铂类药物 铂类抗肿瘤药物属于细胞周期非特性药物,常用药物有顺铂、卡铂、奥沙利铂等,在消化道肿瘤、妇科肿瘤中应用广泛。其抗癌机制为,药物在进入细胞核后与DNA分子反应形成Pt-DNA化合物,导致DNA结构发生变化,进一步导致DNA的复制和转录出现障碍,最终导致细胞死亡。常见的铂类药物有顺铂、卡铂、奥沙利铂等。

(1)顺铂(cisplatin,DDP):此药为二价铂与氯和氨基形成的金属配合物,其化学结构是平面四边形。顺铂进入细胞后发生解离反应,生成水合配离子,此后与DNA配位形成Pt-DNA加合物,导致DNA的合成受阻。顺铂是细胞周期非特异性抗肿瘤药物,其抗肿瘤谱广,在临床上常与其他化疗药组合用于治疗肺癌、卵巢癌等。顺铂的主要不良反应有骨髓抑制、肾毒性、消化道反应、耳毒性、周围神经炎。顺铂引起肾毒性的重要原因是顺铂在水化代谢过程中产生大量的氧自由基。临床应用顺铂时通常对患者水化(补液和电解质),保证顺铂治疗后至少6h内尿量在100~200mL/h来减轻顺铂的肾毒性。此外,由于顺铂的肾毒性,在治疗过程中可能需要调整某些抗逆转录病毒药物的计量,尤其是替诺福韦。(https://www.daowen.com)

(2)卡铂(carboplatin,CBP):又名碳铂,为第二代铂类配合物。卡铂的作用机制与顺铂类似。卡铂与DNA配位结合后与DNA交叉联结,从而影响DNA复制,抑制肿瘤细胞生长。相比顺铂,卡铂的主要特点是稳定的化学性质,更好的水溶性以及较顺铂更低的副作用。临床上用于治疗卵巢癌、宫颈癌、非小细胞肺癌等。卡铂的主要不良反应是骨髓抑制。

(3)奥沙利铂(oxaliplatin):第三代铂类抗肿瘤药物,与顺铂无交叉耐药。其2002年获得美国FDA批准,2005年在中国上市。临床上,奥沙利铂常与卡培他滨或5-氟尿嘧啶联用,用于治疗转移性结肠癌,此外其在临床上还常用于胰腺癌、胆管细胞癌与胃癌等。在一项二期临床研究中,卡培他滨/奥沙利铂联合放疗被用于治疗局部肛门癌,该方案疗效显著,安全性较好。奥沙利铂对骨髓、肝肾和胃肠道的毒性较顺铂和卡铂明显减轻,耐受性良好。奥沙利铂的主要不良反应有胃肠系统损伤、血液系统受损、周围神经病变等,主要临床表现有恶心、呕吐、腹泻、白细胞减少、贫血等。

3.破坏DNA的抗生素类 临床上常见的有博来霉素和丝裂霉素。

(1)博来霉素(bleomycin):一种含有多种糖肽的复合抗生素,由日本学者梅泽滨夫于1966年从轮枝链霉菌的培养液中分离得到。博来霉素的抗肿瘤作用机制是:博来霉素先与铜或铁离子结合,再与O2结合活化,活化的博来霉素-金属离子-氧复合物可导致DNA、RNA链断裂,从而干扰细胞分裂繁殖。博来霉素对鳞状上皮癌(宫颈、头颈部等)、恶性淋巴瘤、睾丸癌等有效。博来霉素还被用于治疗艾滋病相关的卡波西肉瘤。博来霉素不引起骨髓移植,也不抑制机体的免疫功能,其不良反应有恶性、呕吐、发热、脱发等,最严重的不良反应是可导致肺纤维化或间质性肺炎。

(2)丝裂霉素(mitomycin):Wakaki等人从头状链霉菌(streptomyces caespitosus)中提取到的一种DNA烷化剂,属于细胞周期非特异性抗生素。丝裂霉素可以产生氧自由基/烷基化物,与DNA发生反应,导致DNA交联,抑制DNA合成,从而产生细胞毒作用。丝裂霉素可用于治疗恶性淋巴瘤、慢性白血病和一些上皮肿瘤。丝裂霉素的主要不良反应是血小板减少和白细胞减少,罕见但严重的不良反应是溶血性尿毒症综合征、心力衰竭和肺炎,在大多数情况下可以通过糖皮质激素来预防。

4.拓扑异构酶抑制剂 临床常用的拓扑异构酶抑制剂有依托泊苷和伊立替康。

(1)依托泊苷(etoposid):又称为依托泊苷,是鬼臼毒素(鬼臼属植物的有效成分)的半合成衍生物。依托泊苷可抑制DNA拓扑异构酶Ⅱ活性,从而干扰DNA结构和功能。依托泊苷主要作用于S期和G2期,是细胞周期非特异性抗肿瘤药物。依托泊苷对白血病、恶性淋巴瘤、肺癌、睾丸肿瘤等有良好效果。临床上,依托泊苷被用于治疗艾滋病相关卡波西肉瘤;依托泊苷联合顺铂常被用于治疗非小细胞肺癌。依托泊苷毒性较低,不良反应有骨髓抑制及消化道反应等。

(2)伊立替康:半合成水溶性喜树碱类衍生物,1994年在日本首先上市。伊立替康特异性地抑制DNA拓扑异构酶Ⅰ,干扰DNA的复制和细胞分裂。伊立替康在体内的活性代谢产物SN-38(7-乙基-10-羟基喜树碱),可抑制DNA单链断裂后的修复,具有比伊立替康更强的细胞毒作用。伊立替康于1998年获得FDA批准,用于转移性结直肠癌。目前已广泛应用于卵巢癌、宫颈癌、肺癌等的治疗。其主要不良反应有延迟性腹泻和骨髓抑制。