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1、抗肿瘤抗生素,抗肿瘤抗生素,由微生物产生的具有抗肿瘤活性的化学物质，其研究始于20世纪40年代，是在抗感染抗生素研究基础上发展起来的。,分类,一、蒽环类抗肿瘤抗菌素 二、丝裂霉素类抗肿瘤抗菌素三、博莱霉素类抗肿瘤抗菌素四、放线菌素类抗肿瘤抗菌素 五、光辉霉素类抗肿瘤抗菌素,一、蒽环类抗肿瘤抗菌素,临床常见药物： 1.柔红霉素（daunorubicin, DNR ） 2.阿霉素（ADM） 3.表阿霉素（EPI或E-ADM）、 4.米托蒽醌（MTT、DHAD）、 5.吡喃阿霉素（THP）,蒽环类抗肿瘤抗菌素,结构中具有蒽环，且环上还有一个以六元环为基础的侧链与1个氨基糖。 阿霉素是柔红霉素14-羟
2、基类似物 表阿霉素是阿霉素的4-OH差向异构体,柔红霉素背景：,1957年 Farmitalia实验室的学者从链霉素peucetius培养液中提取出柔毛霉素。1963年Di Marco等在临床前试验中证实了其具有抗肿瘤作用。与此同时，法国Rhome- Pouleuc 实验室也从链霉素ceruleorubidus的培养液中分离提取了同种物质称为红比霉素。1970年国内学者由河北正定县土壤中获得同类菌株并提取同类物质，取名为正定霉素。后来统一命名为柔红霉素。,一、柔红霉素,化学名称：5,10-并四苯醌,8-乙酰基-10-（3-氨基-2,3,6-三去氧-a-L-来苏己吡喃基）-氧-7,8,9,10-
3、四氢-6,8,11-三羟基-1-甲氧基的盐酸盐其结构式为：分子式：C27H29NO10HCl分子量：563.99,作用原理：,柔红霉素,柔红霉素作用机制：,1.本品与ADM都具有一个蒽环平面，可通过它嵌合于DNA碱基对之间并紧密地结合到DNA上，因而使核酸中含有相当高浓度的药物，这种嵌合可导致DNA空间结构的障碍，从而抑制DNA及DNA依赖的RNA合成，对RNA的影响尤为明显，并可选择性作用于嘌呤核苷。,柔红霉素作用机制：,2.在细胞毒作用浓度下，还可抑制核内拓扑异构酶的活力，干扰拓扑异构酶所以起得DNA断裂-重接反应，导致DNA双链断裂，也可引起DNA单链断裂。,柔红霉素,本品为细胞周期非特
4、异性药物，对增殖细胞各期均有杀伤作用。 血中t1/2 为30-50h,转化为醇的形式由尿中排除，也有相当部分由胆汁排除。,柔红霉素,柔红霉素是一种临床一线抗癌药物，被广泛应用于急性粒细胞性白血病、急性淋巴细胞性白血病及其他肿瘤。其作用机制酷似阿霉素。但柔红霉素的抗瘤谱远较阿霉素为窄，对实体瘤疗效大不如阿霉素和表阿霉素。,柔红霉素不良反应,1 心肌损伤、心电图异常、心动过速等。总投药量超过25mg/kg时可致严重心肌损伤；2 抑制骨髓造血功能；贫血、粒细胞减少，出血；3 过敏；发烧、皮疹4 肝脏损伤；GOP、GPT、AI-P升高，黄疸；5 肾脏损伤；BUN升高、蛋白尿；6 消化器官；溃疡性口腔炎
5、，食欲不振、恶心、呕吐7 其它：脱发；倦怠、头痛、眩晕等精神症状；畏寒，呼吸困难等。,柔红霉素,DNR累积量300mg/m2时心脏毒性发生率明显上升，且生存期越长、累积量越大，心脏毒性越明显，因此提出了DNR最大累积量的概念。DNR最大累积量不得300mg/m2，以避免不可逆性的心肌损害。,柔红霉素心脏毒性临床表现：,1 急性或亚急性心脏毒性 较少见。在治疗中或治疗后的短时间内发生，主要表现为短暂的心脏电生理和心脏节律改变，心电图上表现为非特异性ST-T改变、QRS波低电压、QT间期延长、一过性心律失常等。急性或亚急性心脏毒性的发生并不是使用蒽环类药物的禁忌症，也不预示慢性心脏毒性的发生5。,
6、柔红霉素心脏毒性临床表现：,2. 慢性心脏毒性 最为常见，且对临床影响较大。发生在化疗结束1年内，主要表现为充血性心力衰竭和(或)心肌病，多为不可逆改变，症状多隐匿，实验室检查可见心脏增大、ST-T改变、左室射血分数降低等，可迅速进展为双室心衰。3. 迟发性心脏毒性 见于化疗结束1年以后。Veronika6等长期随访了211例接受蒽环类药物(包括DNR在内)化疗的白血病病人，发现18%的患者出现了心肌损害，主要表现为心肌收缩和舒张功能异常、充血性心力衰竭以及心律失常。,二、阿霉素Adriamycin (Doxorubicin,ADM),别名：羟柔红霉素、羟正定霉素、多柔比星、ADR 化学名称为
7、：10-(3-氨基-2，3，6-三去氧-a-L-来苏己吡喃基)-氧-7，8，9，10-四氢-6，8，11-三羟基-8-(羟乙酰基)-1-甲氧基-5，12-萘二酮的盐酸盐。 分子式：C27H29NO11HCl分子量：579.99,阿霉素和柔红霉素的结构基本相同（差异只在一个羟基上）,作用机制在于可直接作用于DNA，插入DNA的双螺旋链，使后者解开，改变DNA的模板性质，抑制DNA聚合酶从而既抑制DNA，也抑制RNA合成。在细胞毒作用浓度下，阿霉素还可抑制核内拓扑异构酶的活力，干扰拓扑异构酶所以起得DNA断裂-重接反应，导致DNA双链断裂，也可引起DNA单链断裂。影响线粒体的结构和功能，使线粒体的
8、氧耗及ATP形成减少。阿霉素具有形成超氧基自由基的功能，并有特殊破坏细胞膜结构和功能的作用。,阿霉素,在临床上抗瘤谱广，主要用于实体瘤，对恶性淋巴瘤、乳腺癌、肺癌、肝癌、胃癌、骨及软组织肉瘤等有效，对急性白血病也有良好疗效。,阿霉素：,不良反应： 1.骨髓抑制：主要表现为白细胞减少，用好后10-14天白细胞降至最低值，3周内恢复。 2.心脏毒性：本品心肌病变与年龄有关，总剂量不宜超过550mg/m2。 既往用过环磷酰胺及纵膈区域放疗者，总剂量必须控制在400mg/m2以下。,表阿霉素 (EPI),别名：表柔比星; 表阿霉素; 结构式： (8S,10S)-10-(3-氨基-2,3,6-三脱氧-a
9、lpha-L-阿拉伯吡喃糖基)-O-6,8,11-三羟基-8-羟乙酰基-1-甲氧基-7,8,9,10-四氢并四苯-5,12-二酮盐酸盐 分子式： C27H29NO11.HCl 分子量：579.99,表阿霉素,表阿霉素是C-4 上的羟基由阿霉素的a键变为e键,表阿霉素,作用机制：是直接嵌入DNA核碱对之间，干扰转录过程，阻止mRNA的形成，从而抑制DNA和RNA的合成。此外，表阿霉素对拓朴异构酶也有抑制作用。为一细胞周期非特异性药物，对多种移植性肿瘤均有效。,表阿霉素,已证实表阿霉素具有广谱的抗肿瘤作用。用于治疗白血病，恶性淋巴瘤，多发性骨髓瘤，乳腺癌 、肺癌 、软组织肉瘤、胃癌 、肝癌、结肠直
10、肠癌、卵巢癌等。 疗效与阿霉素相等或略高，而毒性尤其是心脏毒性低于阿霉素。,表阿霉素,药代动力学:体内代谢和排泄较阿霉素快，平均血浆半衰期约40小时，主要在肝脏代谢，经胆汁排泄。对有肝转移和肝功能受损的病人，该药在血浆中的浓度维持时间较长，故应适当减小剂量。肾功能正常与否对本品的药代动力学特性影响不大。,吡柔比星,别名：吡喃阿霉素，THP,THP-ADM为半合成的新的蒽环类抗癌药，化学结构、作用机制、抗瘤谱、毒性等均与阿霉素相似。但疗效略优于阿霉素，如抑制小鼠肺癌的肺转移灶明显优于阿霉素。尤以软组织转移较好。,吡柔比星,吡柔比星,米托蒽醌Mitoxantrone,其结构及抗癌作用与阿霉素相近，
11、因其无氨基糖结构，不产生自由基，且有抑制脂质过氧化作用，故对心脏毒性较低。,蒽环类抗生素的其他一些作用机制,研究发现还有一个重要的作用机制：线粒体作为亚细胞作用靶位。可能通过以下机制来影响线粒体：,1、与脂质的亲和力：对这类抗肿瘤抗生素心脏毒性的研究表明：其细胞毒性的主要作用靶位是线粒体膜。,2、钙浓度与膜去极化,体外研究表明：在一定的钙浓度下，线粒体起着钙储存的作用从细胞质收集，蒽环类抗生素具有影响稳态钙浓度的作用。这种作用模式使阿霉素保持为一种弱的氧化剂，来氧化蛋白质上关键的巯基（这种蛋白为钙离子传运通道或孔）。巯基还原剂能够保护钙离子外排。,3、金属离子的络合：铁调节蛋白-铁效应元件结合
12、的改变，也可能是蒽环类药物心脏毒性的重要机制。,4、自由基的诱导,在1970年至1980年间，人们开始认识到阿霉素的心脏毒性并非其本身的结构所致，而是由于在体内被还原成为半醌自由基。该自由基在厌氧条件下相当不稳定，它很容易地将氧还原成为超氧化物，超氧化物离子可以进一步使脂质过氧化。超氧化物将启动导致产生活性.OH和H2O2的级联放大反应。这些自由基都涉及到对细胞的损伤，包括DNA的断裂、DNA蛋白的交链，以及蛋白质的破坏。由于心脏组织中基本不存在具有解毒作用的酶类，因此，其毒性往往比其他组织要大。另外，蒽环的氧化还原循环抑制了谷光苷肽超氧酶的活性.,蒽环类抗肿瘤抗生素的生物学效应和分子作用机制
13、,多重作用机制:,蒽环类抗肿瘤抗生素进入胞内与线粒体发生交互作用后，引起一系列的生物学效应：一、是导致细胞色C的释放，其诱导细胞发生调亡；二、是产生自由基，导致脂质过氧化、DNA断裂和蛋白质破坏，以及钙离子释放；三、是与金属离子形成复合物，导致自由基的产生；四、是与脂质发生交互作用，导致膜结构的改变和某些酶的抑制；五、是抑制某些酶的活性。,丝裂霉素,丝裂霉素C(MMC)又称自力霉素，是1956年日本微生物学家从头状链霉菌培养液中分离提取的一种广谱抗肿瘤抗生素。,丝裂霉素,丝裂霉素C的分子式为C15H18N4O5苯醌 、 氨基甲酸酯基、环乙亚胺基三种有效基团,在一定程度上破坏了DNA稳定的双螺旋
14、构象。和DNA结合时候大部分只和其中的一条链结合，一部分形成交联而阻碍了DNA双链的拆开。同时也引起单链断裂。,丝裂霉素C与DNA作用机理,MMC属于DNA交联剂，分子中的氮丙啶与氨甲酰基具有烷化功能，在活化条件下，具备反应活性进入双链DNA的疏水性沟槽（Minor Groove）内，并与其中的碱基发生双烷基化交联反应。而高浓度条件下，MMC分子还可能部分地嵌入到碱基对之间与双链DNA上的其他碱基继续发生交联反应。在一定程度上破坏了DNA稳定的双螺旋构象。和DNA结合时候大部分只和其中的一条链结合，一部分形成交联而阻碍了DNA双链的拆开，同时也引起单链断裂。3,丝裂霉素,对多种癌症有抗癌作用，
15、为细胞周期非特异性药物，其抗肿瘤谱较广，作用迅速，但治疗指数不高，毒性较大。 临床适用于消化道癌，如胃癌、肠癌、肝癌及胰腺癌等，疗效较好。对肺癌、乳腺癌、宫颈癌及绒毛膜上皮癌等也有效。还可用于恶性淋巴瘤、癌性胸腹腔积液。,丝裂霉素,丝裂霉素,博来霉素,别名：争光霉素、博莱霉素Bleocin，BLM英文名称：Bleomycin,博来霉素,博莱霉素（bleomycin ，BLM)是日本微生物化学研究所梅泽宾夫首先从轮枝链霉菌(Streptomyces vertillus )中分离到的，属于糖肽类抗生素。BLM组分繁多，在天然组份中结构衍生物有十几个。,博来霉素,本品为细胞周期非特异性药物.可明显抑
16、制DNA的合成，对RNA及蛋白质合成的影响较小。可引起DNA单链断裂，也可引起双链断裂。,本品通过其氨基未端肽与DNA结合，在有氧和铁的情况下，形成DNA-Fe-博来霉素复合体，活化产生游离基（羟自由基）。然后再由游离基将DNA链切断，损伤DNA，抑制DNA，RNA及蛋白质合成。,博来霉素作用机制,本品经与O2和Fe2十相互作用可使DNA断裂。在O2和一种还原剂（如二硫苏糖醇）存在下，本品与铁络合成复合物，该金属一药物复合物被活化，其功能就如一种亚铁氧化酶，把电子从Fe2转到分子氧，产生活性氧。金属博来霉素复合物也可经与黄素酶（NADPH-细胞色素P450还原酶）反应，被活化，本品通过其氨基未
17、端肽与DNA结合，活化复合物，产生游离基。然后再由游离基将DNA链切断，损伤DNA，抑制DNA，RNA及蛋白质合成。,博来霉素：,临床主要用于治疗肺癌、宫颈癌、阴道癌、食道癌、头颈部及皮肤鳞状癌。不良反应：肺部毒性：是该药最严重的毒副作用，主要表现为肺炎样症状及肺纤维化，发生率5%10%。,博来霉素,与下列因素有关：计量：总计量在400-500mg以下，发生率在2%-3%，超过500mg,发生率明显升高。肺部放疗：应用该药以前或同时行胸部放疗，约有35%的病例出现严重肺毒性。既往6个月或6个月以内应用该药，须严格控制计量，应把既往用过的剂量计算在内。,平阳霉素,平阳霉素为从我国浙江平阳县土壤中
18、的放线菌培养液中分离得到的抗肿瘤抗生素。经研究与国外的博来霉素(Bleomycin)成分相近。其作用类似于博来霉素，为周期非特异性。在体内与铁复合物结合后嵌入DNA,使DNA双链或单链断裂，阻碍DNA复制。,平阳霉素,临床对鳞癌疗效优于博来霉素，肺毒性小于博来霉素。如头颈部、食管鳞癌疗效较好，可使部分肺鳞癌环节，对前列腺癌有效。,放线菌素D,又称更生霉素，迄今发现的放线菌素至少有50种以上，只有放线菌素D和放线菌素C有临床应用价值。 放线菌素D是从Str.parvul-lus培养液中提取的一种多肽抗生素；1957年我国上海药物所从广西桂林土壤中分离出的Str.melanochromogenes
19、培养液中提取的一种抗生素，被定名为更生霉素，实验证明两者理化性质完全相同。,放线菌素D,放线菌素类是一类含有环肽的抗生素，结构中含有两条对称的五肽内酯环,连接于一个吩恶嗪酮发色团，如图所示:,ActD-GATGCTTC复合物,放线菌素D actinomycin D,分子中含有一个苯氧环结构，通过它连接两个等位的环状肽链。此肽链可与DNA分子的脱氧鸟嘌呤发挥特异性相互作用，使dactinomycin D嵌入DNA双螺旋的小沟中，与DNA形成复合体，阻碍RNA多聚酶的功能，抑制RNA的合成，特别是mRNA的合成。,放线菌素D,属于周期非特异性药物。 一次静脉注射给药后，很快从血浆消除，多数药物以原形经胆汁和尿液排出。抗瘤谱较窄，用于肾母细胞瘤、绒毛膜上皮癌、横纹肌肉瘤和神经母细胞瘤等。有放疗增敏作用；维生素k可降低其效价。,光辉霉素,该药可抑制DNA和RNA的合成。可与DNA形成稳定的复合物，干扰DNA的模板作用，从而选择性的抑制RNA合成也可抑制DNA聚合酶，从而干扰DNA的合成。为周期非特异性药物。,光辉霉素,适应症： 对睾丸胚胎瘤、肺转移性或扩散性睾丸胚胎瘤、脑瘤、恶性淋巴瘤及恶性黑素色瘤有一定疗效。对恶性肿瘤引起的高钙血症有明显疗效，使血钙下降。,
