第十三章
抗肿瘤抗生素及肿瘤细胞耐药性
一些常见抗肿瘤药物对 DNA作用的顺序特异性
药物名称
作用后的产物
DNA作用靶序列
嵌入型药物,
柔红霉素 /阿霉素
柔红霉素 /阿霉素
WP401
阿克拉霉素
诺加霉素
放线菌素 D
非共价型复合物
G-N2位加合物
G-N2位加合物
非共价型复合物
非共价型复合物
非共价型复合物
CG（ A/T）
CGC
CGG
CG（ A/T）
（ C/T） G
GC或 GT
双嵌入型药物,
丙霉素
刺霉素
复合物
复合物
（ A/T） CG（ A/T）
（ A/T） CG（ A/T）
小沟结合物
偏端霉素 A
倍癌霉素
复合物
A-N3加合物
～ 5（ A/T） bp
～ 4（ A/T） bp
共价结合型药物,
光神霉素
丝裂霉素 C
G-N2位加合物
在两个 G-N2位间交联
CG
富含 G区
DNA断裂药物,
博莱霉素
培洛霉素
H’断裂
H4’断裂
GT,GC
GT,GC
一些作用于 DNA
鸟嘌呤 N2的抗肿
瘤抗生素的机制
A：柔红霉素 /阿霉素；
B,Cyanomorpholinyl 阿霉素；
C,Barminomycin，次红霉素；
D：恩霉素； E：丝裂霉素；
F,Ecteinascidin,Et
DNA的立体模型（ A），以及一些药物
对 DNA小沟处碱基的作用模式（ B）
从广义的角度看,DNA可以看作是抗肿瘤药物的大分子受体，而大
多数抗肿瘤药物对 DNA的攻击是其小沟部分。
第一节 蒽环类抗肿瘤抗生素 ---一、柔红霉素和阿霉素
阿克拉霉素 A和 B的化学结构
柔红霉素和阿霉素的作用机制
? 对柔红霉素和阿霉素的作用机制研究发现，其与
DNA的嵌入 形成 2,1的 DNR-CGTACG复合物,并确定
了蒽环类抗生素结构中的三个功能部分,
? 1）嵌入（环 B-D）；
? 2） A环的锚链（如 C9-OH）；
? 3）氨基糖 ;
? 每一部分对生物学功能起着重要的作用。
? 另外一个重要的发现是：甲醛分子能够使这类药
物将药物分子中柔毛霉胺的 N3与 DNA分子中鸟嘌呤
N2进行共价结合,
由甲醛分子介导的 2,1 DNR-CGCGCG共价复合物的三维结构
箭头所示为甲醛分子介导的共价交链。
A：从 DNA小沟所示； B：从 DNA大沟所示。
另外一个蒽环类抗肿瘤抗生素诺加霉素（ nogalamycin，
Ng），它对 DNA的嵌入模式跨越小沟和大沟,
图中红色所示为诺加霉素分子中的 nogalose部分，
其嵌入在 DNA小沟中；图中紫色所示为诺加霉素分
子中的氨基葡萄糖部分，其嵌入在 DNA大沟中；金
黄色所示为诺加霉素的甙元部分。
二、双嵌入类化合物
? 对柔红霉素的结构改造，合成了双柔红霉素类
化合物 WP631和 WP652，其具有比柔红霉素和阿
霉素更强的生物活性（化学结构如图所示）。
? 这两种双柔红霉素类化合物嵌入 DNA的模式不同：
WP631优先嵌入到具有 CG(A/T)(A/T)CG的一个六
核苷的顺序中，并在两个甙元之间包裹四个碱
基对；而 WP652与一个四核苷顺序结合，如
PyGTPu。
双柔红霉素类化合物 WP631和 WP652的化学结构
双柔红霉素类化合物与 DNA的结合模型
A,WP631-ACGTACGT复合物； B,WP652-TGTACA复合物
丙霉素 A和刺霉素的化学结构
丙霉素 A与 DNA的嵌入模式
三、蒽环类抗生素的其他一些作用机制
? 一般地，蒽环类抗生素对 DNA和 RNA具有较高的亲
和力，因此认为这类抗生素通过将其分子非极性
插入到 DNA双螺旋的碱基来发挥抗肿瘤的作用，故
也称之为如上所述的嵌入型 DNA结合机制。
? 但根据对这类抗生素的结构、理化特性和毒副作
用的研究，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。
? 其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。
? 在线粒体的内膜富含心磷脂（ cardiolipin,CL），
阿霉素与这种物质的亲和力比磷脂酸高 80倍。
? 在线粒体膜上存在有很多具有一定功能的酶，如
NADH脱氢酶、细胞色素 C氧化酶和细胞色素 C还原
酶等，这些酶功能的正常发挥需要一定量的心磷
脂。
? 因此，当蒽环类抗生素与膜上的心磷脂结合后，
就在不同程度上影响了这些酶的功能，这就是所
谓的群集活性（ clustering activity）。
阿霉素的群集活性，即其与心磷脂结合后影响线粒体复合物 I－ III，其
作用模式可以是：阿霉素－心磷脂（双磷脂酰甘油）复合物与酶促复合
物 I－ III移动在一起（ a）；也可以是：阿霉素－心磷脂（双磷脂酰甘
油）复合物与酶促复合物 I－ III分开（ b）。这两种情况下，酶活性都
受到抑制。
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）。确实，巯基还原剂能够保护钙
离子外排。
? 蒽环类抗生素对钙稳态影响的分子机制似乎
又是自由基调节机制。自由基也损坏通过肌质网
对钙的收集。
3、金属离子的络合
? 实验表明：在有 DNA存在时,ADR－ Fe＋ 3复合物显著地
刺激从 H2O2产生羟基自由基。这与观察到的 ADR-Fe鳌
合物与 DNA形成稳定的三元复合物相一致，这种三元复
合物本身就是一种活化的氧化还原催化剂。
? ADR-Fe＋ 3复合物存在的情况下，自由基的形成也对真
核细胞血影膜（ ghost membrance）进行氧化破坏。
? Gianni等的研究表明,ARD-Fe＋ 3复合物的循环降低分
子氧。随着 Fe＋ 3 还原成 Fe＋ 2，形成一种阿霉素自由
基，其可能介导药物的毒性作用。
阿霉素与一种普通金属离子之间形成
的双复合物（ a）和单复合物（ b）
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,
蒽环类氧化还原循环以及由此产生自由基的过程
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。
蒽环类抗肿瘤抗生素的生物学效应和分子作用机制
第二节 丝裂霉素 C
? 丝裂霉素是一类强效抗生素，于 1950年由日本微
生物学家从 Streptomyces caesoitosus的发酵培
养物中发现。其家族成员之一丝裂霉素 C
（ mitomycin C,MC）。
? 由于丝裂霉素 C对实体瘤具有广谱的抗肿瘤活性，
已于上世纪 60年代被用于临床癌症化疗。
? MC是乳房、肺，前列腺癌症联合化疗的一种重要
药物，也是少数几种有效的抗结肠癌药物之一，
并且是治疗表皮膀胱癌所选择的药物之一和单一
治疗非小细胞型肺癌的最具活性的药物 。
丝裂霉素类的化学结构
一、丝裂霉素通过与 DNA交联，作为一种
强效的细胞毒损伤物质
? 早期的分子药物学关于 MC的研究揭示了这类抗肿瘤抗生素
的一种特殊能力,MC和该族化合物的其它成员能够使 DNA
链产生交联。
? 尽管 DNA被一些简单的化学合成双功能烷化剂交联的现象
提早两年已被发现，但丝裂霉素却是具有这种功能的唯一
一种天然抗生素。
? 关于丝裂霉素具有这种烷化作用的证据已被确证。例如：
伴随着交联，药物分子只结合在一条 DNA链上。
? 丝裂霉素主要是作为一种 DNA复制抑制剂而发挥抗细胞活
性已被证实,很多证据揭示，这种抑制基本上是由 MC诱导
的交联造成的。
二、生物还原性药物活性,
丝裂霉素 C作为原型起作用
? 在 Lyer和 Szybalski的经典论文中（ 1964）第一次描述了
有关 MC分子机制的另一个独特的特征是,DNA交联和烷化
活性需要还原醌,这才使得药物转化为高活性的烷基化形
式。这种特性被认为在癌症化疗中很重要。
? 相对于生长在有氧环境下的细胞,MC和甲基丝裂霉素对培
养在缺氧条件下细胞有选择性细胞毒性，这可通过 O2抑制
丝裂霉素的还原活性来解释。
? 这些发现使人们得到这样一个假设：丝裂霉素拥有独特的
抗肿瘤选择性，即作用于于实体瘤的缺氧区，这些区域通
常对放射治疗和其它需氧治疗有抗性。
三、由 MC导致的 DNA烷化和交联的机制
? DNA交联剂是癌症化疗药物的重要成员，最好的
例子是合成药物苯丁酸氮芥、氮芥、卡氮芥，以
及环磷酰胺等。
? 与合成药物相比,MC是这类化合物中唯一的天然
来源的物质，有更复杂的化学结构和作用机制。
? MC的复杂性提供了很好的机会来研究它的结构、
还原机制,DNA损伤、生物活性等与化疗效应之间
的关系。
MC的还原活
化途径以及
通过活化的
丝裂霉素对
DNA进行交
联的机制
KW-2149与 BMS-181174的化学结构
以及经谷胱苷肽活化的机制
FR900482和 FR66979的还原活化机制
丝裂霉素 C与 DNA单功能和双功能
活化形成加合物的机制
由 MC在对 DNA引起交联时的两步反应
活化形式的 MC中 C-10氧原子与 DNA之间的
CpG顺序－特异性的 H-键
箭头指向作为共价反应靶位的鸟嘌呤
MC单加合物存在下，专为 CG-CG序列交联
单烷化的 MC-DNA加合物模式
MC在 C4pG5中鸟嘌呤 G5残基的 N2位烷化；通过 MC分子中 C10
与鸟嘌呤 G15之间的键的作用可以形成交链的加合物。
第三节 博莱霉素类抗肿瘤抗生素
? 一、博莱霉素类抗生素的结构特征
? 博莱霉素（ bleomycin, BLM)是一族具有独特
结构和作用的广谱抗菌抗肿瘤抗生素，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。
一个典型的 BLM-A2分子由四部分组成,1）末端氨基，参与 BLM与核酸的相互作用；
2） bithiazole部分，也参与 BLM通过 DNA小沟与 DNA结合； 3） 一个假肽部分，
通过几个配位键结合过渡态金属，与识别特定 DNA序列有关； 4） 一个多聚糖部
分，其功能尚待讨论。
泰莱霉素（ talisomycin）被称为第三代博莱霉素，其疗效
比博莱霉素好，而毒副作用较小。泰莱霉素的化学结构。
N
H
H
N
H
N
N H
2
ON H
2
N
H
N
H
N H
2
C H
3
H N
O
O
N
H
H O
C H
3
O
H O
H
N
C H
3
N
H
NN
H
N
O
N H
2
N H
2
N H
2
O
H
2
N
O
N
S
N
S
R
O
N
N
H
O
H O
O
O
H O
H O
R =
O
O H
H
2
N
H
3
C
O H
R =
O
O H
O
O H
O H
O
O N H
2
T a l l y s o m y c i n A
T a l l y s o m y c i n B
O H
一、博莱霉素类抗生素的作用机制
? 有些抗肿瘤药物具有断裂 DNA的功能，其
中许多是通过氧化还原系统来活化这些
药物分子，形成具有自由基状态的药物。
? 博莱霉素和培洛霉素属于这类抗肿瘤抗
生素。
1、博莱霉素－金属－ O2 复合物氧化还原特性
? BLM能同时结合氧及氧化还原活性过渡态金属离
子，如：铁、钴、锌、镍、铜。
? 这些离子与 BLM的假肽部分的几个氨基组成螯合
物。
? 这些复合物中最稳定的是与钴形成的螯合物。
六个配位键使结合不可逆。
? BLM-Fe2＋与 O2形成三元加合物，结合到 DNA上
并在 Fe2＋氧化为 Fe3＋后对 DNA脱氧核糖 C4’位
进行亲核攻击。
在有氧（ a）或无氧（ b）情况下，将分别导致 DNA链的切割，
以及在 DNA链保持完整的情况下释放游离碱基和产生一种氧
化性破坏的糖。
1、博莱霉素－金属－ O2 复合物氧化还原特性
? 与其他金属离子形成的加合物仅在十分有限的
条件下才被激活。而 Fe2＋的再生允许三元复
合物 BLM-Fe2+-O2保持催化活性。据估计，一
个 BLM分子可产生 8～ 10个 DNA裂缝。
? 因此,BLM可以被看作一个小的核酸内切酶。
A：金属离子 Co（ III）与 PEP的
结合模式。 来源于 PEP的 5个氮
供体原子和 1个氢过氧化物基团
与钴以特有的几何性状结合；
其赤道面上的配体包括腺嘌呤
上的次级胺、嘧啶 N5的 P、咪唑
的 N1，以及酰胺氮上的 H；其轴
向对 CoPEP的配体为 Man-NH2和
HO2-（对 CodPEP的配体为 A-NH2
和 HO2-）。
B,CodPEP-CGTACG复合物的三
维结构。 红色的圆球代表钴离
子； CodPEP的金属结合结构域
在靠近 G8-T9的 DNA小沟中结合；
注意 HO2-基团与 T9的 H4’邻近。
C,CodPEP的嘧啶环通过识别一
个鸟嘌呤碱基的氢键与 G8-C5碱
基对结合，形成一个三联体。
2、与核酸的相互作用，在 DNA上的切割转移性
? BLM在 GC碱基对的水平上切割 DNA。二噻唑和末端
氨基部分通过使 BLM在 DNA上结合更稳定对 BLM的
作用机制起到很大作用，无论 Fe2＋再生的机制
实际如何，复合物在初始 GC碱基对水平的时间比
Fe2＋再生的必要时间长，因为 BLM经常可发起另
一次对反链 DNA上（无序列特异性位点，根据第
一切割位点而定＋ 1或 -1C）的亲核进攻。
? 这将导致频繁的双链 DNA断裂：平均一个双链裂
为 6～ 8个 DNA单链。
3、在染色质上的切割特异性
? 在染色质水平上，限制因素不是由 BLM所识别的 GC
碱基对，而是药物对这些序列的趋近性。已经证
实,BLM优先在活跃的被转录的染色质结构域水平
上切割 DNA；而且，在这些结构域中，优先在连接
两个相邻的染色体的 DNA连接处切割。
? 当染色质在 DNA凝胶电泳前经过足够数量的 BLM处
理后将导致寡核小体梯度的产生。
? 端粒合成序列也可以被 BLM切割。
4、其他核酸的切割
? BLM还可以在一定的部位切割 RNA。例如，
BLM可在一个特定的位置消化 5S rRNA、酵
母 tRNA、枯草芽孢杆菌 tRNA，以及 HIV1的
一个 mRNA转录产物。
? 总之,BLM结合并从单链和双链伸长连接处
破坏这些分子。
5、与蛋白质的相互作用,BLM水解酶
? BLM水解酶催化 BLM脱氨失活，此酶在动物细胞及酵母
细胞内都存在。酵母基因序列已经测定，而 BLM水解酶
与半胱氨酸蛋白酶家族有相似性。该蛋白在细胞中位
置尚未确定。
? 尽管各种细胞对 BLM的抵抗作用都归结于此酶，例如 B
淋巴瘤、肺癌、大肠癌,BLM水解酶对 BLM的特异性及
其保护细胞不受 BLM伤害的机理仍不明了。其实，它的
活性在细胞提取物中十分易测，但在完整的细胞中测
定困难。
? 然而，有研究表明，半胱氨酸蛋白酶抑制剂 E64可能通
过抑制 BLM水解酶活性而加强 BLM活性。
6、博莱霉素抑制蛋白 BRP
? BRP是一类对 BLM有高度特异性的 BLM结合蛋白。
他们在产生 BLM或 BLM衍生物，如泰莱霉素的
微生物菌体中被发现。
? 编码这些蛋白的一个基因，还在具有几种抗生
素抗性的 Tn5细菌转座子中被发现。这一基因
很短（ ca.400bp），且其编码的这些蛋白在
细胞核中组成二聚体。
? 它们通过与 BLM形成稳定的可阻止 BLM接近 DNA
的复合物使 BLM失活。
三、博莱霉素的毒理学
1、博莱霉素对动物细胞的作用
? 用 14C标记的 BLM通过放射自显影表明 BLM起先位于
细胞膜水平，几小时后博莱霉素就位于细胞核了。
? 1984年,Roy核 Horwitz证明加入介质中的 BLM只有
低于 0.1的 BLM与细胞结合。 1986年,Lyman等发现
全部 BLM与细胞的结合物呈现两种组成：一个是特
异性的另一个是非特异性的。
? 可是，这些为数不多的研究指出，就像其他细胞
毒性药物一样，渗透扩散是 BLM进入细胞的主要途
径。
2、博莱霉素遗传毒性效应
? 博莱霉素诱导的细胞死亡原因归结于 DNA双链的断
裂和染色体片断的丢失。
? 另外,BLM诱导染色体畸变：缺失、双中心粒及多
中心粒、成环、交换，以及断裂，但是 BLM不诱导
姐妹染色单体交换。
? 分裂间期用 BLM处理的细胞经常产生双核，而且经
常产生微核。这些是由放射生物学家描述的有丝
分裂细胞死亡的特征。
? BLM有微弱的诱变性，主要是通过缺失的发生。因
为 DNA修复－缺失型细胞对 BLM更敏感，所以 DNA修
复的增加可被看作是抵抗 BLM的一个机制。
3、博莱霉素细胞毒性效应
? BLM对培养细胞的细胞毒性曲线与其他所有细胞
毒性化合物不同。
? 细胞存活曲线作为 BLM浓度的函数，在通常的半
对数坐标系中作的点，表现出不寻常的无法合理
解释的连续向上的凹曲线。
? 实际上在细胞内没有对 BLM靶位的限制，与细胞
循环相位有关的毒性没有区别，而且没有抑制细
胞的快速诱导。
? 在 G2/M期内的细胞比 G1期的细胞更敏感，但是两
种细胞都显示出同样的向上的凹曲线。
4、质膜限制 BLM细胞内摄作用及 BLM细胞毒性
? 质膜显著地限制 BLM分子到达细胞内部的数量。其
实，如果用稳定的 57Co放射标记的 BLM复合物经细
胞内摄作用进入渗透化细胞内部，细胞重新密封
后，反复洗涤细胞，没有发现内部放射活性泄漏。
? 这表明,BLM不能通过质膜从细胞内部逃逸出来，
这明显证明了 BLM不能渗透通过质膜。
? 然而,BLM的细胞毒性虽然被限制了，但仍可在完
整的非渗透化细胞中检测出来，那个不寻常的向
上凹曲线的产生是由于 BLM透过细胞的质膜依赖性
限制。
? 另外，由 BLM刺激的有丝分裂细胞死亡是通过细胞
内摄作用进入细胞内部的少量 BLM分子的结果。
第四节 其他类别的抗肿瘤抗生素
一、放线菌素 D
? 放线菌素类 (actinomycins,ActD)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。
? 它也是最早用于临床的抗肿瘤抗生素。
? 自发现放线菌素对何杰金氏病有效后,人们开始从
微生物产物中寻找抗肿瘤药物。
? 至今,报道的放线菌素已有 50种以上，临床上应用
的仅为放线菌素 C和 D。
放线菌素 D的化学结构
放线菌素 D的作用机制
? 放线菌素 D通过与 DNA双链的紧密结合，干
扰 DNA的复制和转录来发挥生物学活性。
? 根据研究,ActD对 DNA作用的顺序特异性主
要为 5’-GpC结合位点，尽管诸如 GpG这样的
序列对 ActD具有特殊的亲和力。
? ActD通过位于 DNA小沟处的两个环状戊肽，
在 GpC处将其药物分子中的吩恶嗪酮稠环嵌
入到 DNA与之结合，且发现在 ActD与邻近的
N2氨基基团之间具有很强的氢键。
? 与 GpC位点的结合亲和力也受到侧序列的影
响。
ActD-GATGCTTC复合物
二、烯二炔类抗肿瘤抗生素
? 近年来，在微生物代谢产物的抗肿瘤生物
活性物质的筛选过程中，发现了许多新的
抗肿瘤抗生素，其中最引人注目的成果之
一是 1985年前后相继发现的具有环状烯二
炔结构的新型抗生素，包括：
calicheamicin；
? Esperamicin；
? dynemicinA；
? neocarzinostatin（ NCS）等。
一些烯二炔类抗肿瘤抗生素的化学结构（ A～ C）
以及通过 Bergman重排形成双自由基的机理
作用机制
? 烯二炔类抗生素切断 DNA的作用涉及到这类
抗生素与 DNA双螺旋小沟的结合，其活化形
式必须先经过 Bergman重排反应形成芳香双
自由基活性物质。
? 在 DNA小沟中的双自由基接近两根链的糖 -
磷酸骨架。通过双自由基，同时从相对链
的糖上夺取氢原子从而导致双链的断裂。
三、链黑菌素
? 1、简介
? 链黑菌素（ streptonigrin,SN）是从
Strptomyces flocculus培养物中分离到的
一种氨基苯醌类抗肿瘤抗生素。
? 由 Rao等在 1963年通过化学分析法和质谱鉴
定并最终由 Chiu和 Lipscomb于 1975年用 X-
衍射法确证。分子结构中 A,B和 C环几乎共
平面，而 D环与它们完全垂直。
链黑菌素的化学结构
2、链黑菌素的 DNA损伤效应
? 链黑菌素表现出多种对 DNA的不可逆性的金属络合
位和络合键，通过特定的金属离子如锌、铜、铁、
锰、镉、金形成链黑菌素 -金属 -DNA络合物。金属
离子的出现阻止了 SN-DNA的缔合。
? 用含有不同的锌摩尔当量的 DNA滴定链黑菌素表明：
一分子链黑菌素需要 5.7摩尔锌离子和 20～ 25摩尔
的磷酸 DNA才能形成络合物。
? Sinha报道说离体的化学温育降低链黑菌素与 DNA
的络合,250个核苷酸结合 1分子链黑菌素，而二
价锌离子的存在大大加强了成键，使络合变为 180
个核苷酸结合 1分子链黑菌素。
? 3、染色体效应
? 1） 由 SN引起的染色体畸变和 SCEs（姐妹
染色体交换）；
? 2） SN造成的染色体着丝点及 DNA损伤。
3） SN诱导的染色体及 DNA损伤的预防
? （ 1） 抗氧化化合物
? 人们发现抗氧化酶，如超氧化物歧化酶（ SOD）和
过氧化氢酶（ CAT）可以在非细胞系统中，完全抑
制由 SN诱导的脱氧核糖衰变和 DNA断裂。
? （ 2）金属螯合剂
? 金属螯合剂也被发现对防止由 SN引起的 DNA损
伤有保护作用。人们还发现螯合化合物去铁敏
（解毒药）和 2.2－ dipyridyl（二吡啶基），能
够保护游离 DNA和细菌细胞不受 SN诱导产生的毒素，
以及 TP（ 4－羟基－ 2,2,6,6－四甲基哌啶－ 1
－内酯，一种具有抗氧化特性的硝基氧自由基）
的伤害。
四、偏端霉素 A和倍癌霉素 A
? 具有（ A/T） n序列的窄小沟对于偏端霉素 A
（ distamycin A）这类称之为小沟结合物
的药物（ minor groove binders,MGBs），
是很好的结合位点。
偏端霉素 A(A)的化学结构以及偏端霉素 -
CGCAAATTTGCG复合物模式 (B)
倍癌霉素 A
? 倍癌霉素 A与偏端霉素 A的作用机制相似，
主要位点是腺嘌呤分子中 N3烷化，尽管有
时也在鸟嘌呤的 N3位烷化。
A：倍癌霉素 A-DNA（ GAAAAGG + CCTTTTC）加合物；
B:在偏端霉素 A（紫色）介导下，倍癌霉素 A（桔红色）与 CAGGTGGT +
ACCACCTG 中 G分子中 N3形成共价结合的三元加合物；,表示被烷化的核苷位点。
五、多色霉素类抗肿瘤抗生素
? 通过攻击 DNA大沟实现抗肿瘤生物学效应的药物非
常少。一些致癌物质如活化的黄曲霉毒素 B1，其
致癌作用是通过对鸟嘌呤 N7的攻击实现的。
? 有趣的是，多色霉素类（ pluramycins）抗肿瘤抗
生素通过嵌入 DNA大沟实现抗肿瘤生物学活性，这
类抗生素包括 altromycin、克大霉素
（ kidamycin）、赫大霉素（ hedamycin）、多色
霉素、新多色霉素（ neopluramycin）,DC92-B，
以及红玉黄素 A（ rubiflavin A）等。
（ a）所示为多色霉素的化学结
构；
（ b）所示为多色霉素 -（ N7-鸟
嘌呤） DNA加合物：在 C2位嵌入
部分的侧链（白色），其与鸟
嘌呤 N7发生反应，以及在 C8和
C10位的糖（黄色），其与小沟
DNA发生交互作用；
（ c）所示为多色霉素与 DNA发
生共价反应的机理，以及经过
热诱导后多色霉素 -（ N7-鸟嘌
呤） DNA加合物链的断裂。
六、丙霉素 A和刺霉素
? 丙霉素 A（ triostin A）和刺霉素（ echinomycin）
为天然的双嵌入剂抗肿瘤药物，即分子中嵌入到
DNA中间的两个环由一个链连接；
? 如下图所示的化学合成的双嵌入剂抗肿瘤药物
WP631和 WP652，其两个柔红霉素分子由一个对二
甲苯基连接。事实上，在微生物代谢产物中就发
现了一些天然的双嵌入剂抗肿瘤抗生素,
2分子丙霉素 A与 GCGTACGC形成的复合物模型
七、金霉酸类抗肿瘤抗生素
? 色霉素（ chromomycin）也叫阿布拉霉素、光神霉
素（ mithramycin）也叫普卡霉素，与橄榄霉素
（ olivomycin）属于金霉酸类抗肿瘤抗生素，其
分子中都具有一个甙元发色基团，和五个附着在
甙元上的糖环,A-B两个糖环与 C-D-E三个糖环相
对附着，其化学结构如图所示。
? 研究发现：这两个药物在 Mg2＋的介导下形成一个
二聚体，然后嵌入到一个富含 G/C序列的被拓宽的
DNA小沟中。
? 图所示为色霉素 - Mg2＋ -DNA复合物的模型。
色霉素 A3、光神霉素以及橄榄霉素的化学结构
色霉素 A3- Mg2＋ -DNA复合物的模型
八、云南霉素
? 云南霉素为一种新的胞嘧啶核苷二肽抗肿瘤抗生
素，化学结构如图所示，经由云南地区分离的链
霉菌发酵液中分离得到，中国医学科学院药物生
物技术研究所发现。
? 体外试验显示对肿瘤细胞有杀伤作用，抑制 KB细
胞蛋白质和 DNA合成，但对 RNA无影响。动物体内
试验显示，云南霉素对小鼠肝癌 22、结肠癌 26以
及肉瘤 180均有抑制作用。
云南霉素的化学结构
九、力达霉素
? 力达霉素是中国医学科学院药物生物技术
研究所从放线菌 Streptomyces
globisporus的代谢产物中筛选到的大分子
蛋白类抗肿瘤抗生素，它由一个蛋白和一
个含烯二炔结构的发色团组成，分子中蛋
白的相对分子质量为 1万左右，是迄今为止
抗肿瘤活性最强的抗生素。
力达霉素烯二炔发色团的化学结构
第五节 肿瘤细胞多药抗性的特性
? 在肿瘤化疗过程中,有两个主要的也是最基
本的问题,
? 首先是一个临床有效的肿瘤化疗剂是如何
发挥作用的；
? 接着就是肿瘤细胞是如何躲避药物的细胞
毒作用,也即肿瘤细胞如何放大内在药物的
耐受性或通过与药物相接触而产生获得性
耐受性。
肿瘤细胞的多药抗性 (multidiug resistance,
MDR)
? 在实验室里选择一种特定的细胞毒天然产物对某
些哺乳细胞进行耐药性试验发现,这些细胞不仅能
够发展成对这种药物产生耐受性,且能发展成为对
许多临床上所用的化学结构和作用机制不同的药
物产生耐药性,这一现象被称之为多药抗性 (MDR)。
? 这些与 MDR有关的肿瘤化疗剂大多为真菌或植物产
生的脂溶性化合物以及放线菌素 D、蒽环类抗生素
和长春属生物碱。
P糖蛋白
? 已有的研究表明,大多数具有 MDR类型的细
胞都有过量表达一种被称之为 P糖蛋白的大
分子 (170-180KD)血浆膜糖蛋白。
推测的 P-糖蛋白结构,它约由 1280个氨基酸构成 12个跨膜区,每 2个跨膜区组成一
个双链分子 (bipartite molecule)。这些双链分子是基因复制产物还是基因融
合产物尚有争论。由 6个跨膜区构成的 3个双链分子的一端是一个较短的疏水性氨
基末端,另一组的末端则是一个亲水性的羧基,它具有 ATP结合位点并进行水解。
P－糖蛋白引起超多药抗性的证据如,
? 1） MDR细胞株中的 P-糖蛋白水平增高,P-糖蛋白
的表达与药物的抗性程度有关；
? 2）在 MDR细胞株中,P-糖蛋白基因常被扩增；
? 3）转染 P-糖蛋白基因和具有增加 P-糖蛋白表达
的 CDNAS至受体细胞能够导致形成 MDR；
? 4）转染不同的 P-糖蛋白或突变株 CDNAS能够表达
不同 MDR的表型；
? 5） P-糖蛋白的结构特征是一种依赖于能量的膜
转运蛋白；
? 6）一系列与 MDR表型有关的药物与 P-糖蛋白结合。
非 P-
? 尽管已有大量的研究证明肿瘤细胞的多药抗性是
由 P-糖蛋白所介导，但并非所有的多药抗性的肿
瘤细胞的耐药程度与 P-糖蛋白的表达量成正相关
性。
? 如在对鼠成胶质细胞瘤细胞株的柔红霉素抗性研
究中发现，其与胞内 Ⅱ 型 DNA拓扑异构酶结构的改
变有关，而其胞内药物的积累量和保留时间都没
有改变，且其 P-糖蛋白的表达量也与敏感细胞一
样并非过量。
? 因此通常称由 P-糖蛋白介导的多药抗性为, 经典
的, MDR，而那些由非 -P糖蛋白介导的多药抗性为
,非经典的, MDR
第六节 抗肿瘤细胞多药抗性的新药开发策略
一、肿瘤细胞膜通透性改变的多药抗性机制与克服多
药抗性的策略
? 膜通透性改变主要表现在两个方面, ? 其一，膜对药物摄取减少，外排增加，使细胞内
药物绝对浓度降低；
? 其二，细胞质和细胞器水平的药物浓度在亚细胞
水平的改变，使药物有效浓度的降低。
? 引起膜通透性改变主要与以下蛋白分子有关,
? 1）产生 P-糖蛋白；
? 2 ）产生多药抗性相关蛋白（ muti-resistance
protein 1～ 5,MRP1～ 5）；
? 3） 肺抗性蛋白（ lung-resistance protein，
LRP）过量表达。
针对膜通透性改变的作用靶点，进行研究的抗肿瘤
药物主要有三类。
? 第一类为各种 ABC转运泵抑制剂,
? 第一代 MDR逆转剂研究开发如,VER、戊脉安,硫氮卓酮、
尼卡地平,尼鲁地平等钙拮抗剂，奎宁定和三氟拉嗪等
钙调素抑制剂，免疫抑制剂环孢菌素 A（ cyclosporin
A,CsA）,D和甾体激素等；
? 第二代 MDR逆转剂如，右旋 VRE、环孢菌素 D衍生物 SDZ PSC
833和氯喹等；
? 第三代逆转剂则是根据构效关系专门为逆转 MDR而设计开
发的如,S9788,GF120918,VX-710, LY335979,
XR9576和 OC144-093等。
第二类新抗肿瘤药物是单克隆抗体
? 研究开始主要用特异单克隆抗体作为检测鉴定手
段,进行免疫细胞化学法鉴定 ATP依赖性药物外排
泵的存在。
? 后来发现，部分单克隆抗体显示了良好的逆转活
性，例如 P-gP特异性单克隆抗体 C219能抑制其功
能，后又相继发现 MRK16和 MRPr1都有较好的逆转
活性。
? Hochman等进行 P-gP药物外排研究时发现：单独使
用环孢菌素 A无显著抑制作用，当 P-gP单克隆抗体
UIC2与 CsA共同作用时能有效抑制 50-80%的长春碱
的外排。
第三类是基因治疗药物
? 其优点是通过基因水平调控 MDR表达，逆转 MDR。
? 它是通过外源基因导入人体细胞，以纠正内在基
因缺陷而最终达到直接或间接杀死肿瘤细胞的治
疗方法。
? 现在研究最多的是反义寡核甘酸，在体外合成特
异性核酸序列，直接导入体内以抑制特定基因的
转录和翻译，达到封闭基因表达或 MDR mRNA表达
的目的。
二、细胞代谢酶系统改变与新抗肿瘤药物的开发
? 肿瘤细胞抗代谢药物的细胞毒作用及其耐
药性具有以下特点,
? 其一肿瘤细胞解毒酶系统活性增强使药物
灭活迅速；
? 其二抗代谢药物活化酶的缺损或活性变化，
需要经过代谢转化才成为活性结构抗代谢
类药物活化不足，使肿瘤细胞获得了对该
药的耐药性。
肿瘤细胞解毒酶系统
? 此类细胞代谢酶系统主要为谷胱甘肽依赖性解毒酶系统,
? 包括谷胱甘肽过氧化物酶 (GSH-Px)；
? 谷胱甘肽 S-转移酶（ GST)和谷胱甘肽还原酶 (GSH)三种。
? 谷胱甘肽过氧化物酶存在于细胞质和线粒体中，是体内重
要的抗氧化酶类，具有清除自由基和脂质过氧化物
（ LPO），以及保护细胞膜免受氧化物的刺激、损伤和防
止 DNA突变、细胞畸变，从而使细胞维持正常的生理功能。
? Robinson等研究发现，谷胱甘肽过氧化物酶与肿瘤发生密
切相关，谷胱甘肽过氧化物酶活性降低，肿瘤发生可能性
提高。 Sinha等研究发现肿瘤形成后，谷胱甘肽过氧化物
酶活性提高，则其抗药性明显提高。
三,靶酶量、活性或结构改变与抗肿瘤药物
的开发
? 药物靶点在质和量上改变，是肿瘤细胞产生耐药
性的另一个重要原因。
? 现已发现多种药物作用的靶酶如 DNA拓扑异构酶、
P-gp磷酸化相关酶蛋白激酶 C、二氢叶酸还原酶及
核苷酸合成补救途径的相关酶,DNA多聚酶和 O6烷
基鸟苷 DNA烷基转移酶等变化可导致耐药。
? 其中主要是拓扑异构酶 II表达减少且减弱以此酶
为靶点的药物的细胞毒性。
四,凋亡调节机制与抗肿瘤药物开发
? 凋亡调节机制是独立于药物转运和药物代谢的第
二抗性机制。
? 1976年，科学家开始认识 V-src,ras和 myc等癌基
因，十年后，注意到 Rb,P53和 P16等抑癌基因。
随着研究的深入，发现一系列凋亡调控基因及抗
凋亡基因。
? 这些基因编码一系列的信号蛋白，这些信号蛋白
对细胞的生长，分化，或发育过程中均起着十分
重要的作用。
? 一旦其发生改变，细胞正常的活动规律被破坏，
细胞就可能发生癌变。
五、肿瘤营养与新药开发
? 通过血管生长抑制剂诱导肿瘤血管萎缩和 /
或阻止血管发生，杀死肿瘤血管内皮细胞，
导致肿瘤实体局部缺血，从而有效地间接
杀死肿瘤，这已为大量的临床前研究证实，
避免了依赖于用细胞毒药物直接杀死肿瘤
细胞所导致的难以克服的 MDR。
? 用缓慢的低剂量的细胞毒化学疗剂结合抗
血管系统发生疗剂更产生了戏剧性的抗肿
瘤活性，显示了独立于肿瘤细胞 MDR现象的
作用。
六、传递阻滞耐药机制与克服 MDR的新 DDS系
统研究开发
? 药物进入肿瘤细胞内的转运障碍机理尚未完全清
楚，可能与药物的结构、理化特性和肿瘤细胞转
运有较密切的关系，有人提出传递阻滞主要是因
为,
? 一、实体瘤内血管分布的不均衡性，缺少血管的
区域不能直接从循环中接受药物；
? 二、肿瘤间质压力的异常升高，妨碍药物在肿瘤
内的扩散、渗透和分布；
? 三、肿瘤血管的结构异常和血液黏度高对药物在
肿瘤内的传递也有影响。
脂质体系统
? Dedhar S等发现脂质体在肿瘤血管中的渗透性比
正常健康组织的血管高，因为脂质体能被动累积
于实体瘤中，而且肿瘤淋巴管导液不好，导致
100nm直径的小脂质体注射入体后易选择性地为实
体瘤摄取并滞留于肿瘤细胞中达几天之久。
? 相对于用传统方法将水溶性抗肿瘤药物递释到肿
瘤细胞，脂质体使肿瘤细胞中药物浓度水平提高
10倍以上，从而在不增加药物剂量的前体下部分
克服 MDR肿瘤的抗性。
谢谢大家！
抗肿瘤抗生素及肿瘤细胞耐药性
一些常见抗肿瘤药物对 DNA作用的顺序特异性
药物名称
作用后的产物
DNA作用靶序列
嵌入型药物,
柔红霉素 /阿霉素
柔红霉素 /阿霉素
WP401
阿克拉霉素
诺加霉素
放线菌素 D
非共价型复合物
G-N2位加合物
G-N2位加合物
非共价型复合物
非共价型复合物
非共价型复合物
CG（ A/T）
CGC
CGG
CG（ A/T）
（ C/T） G
GC或 GT
双嵌入型药物,
丙霉素
刺霉素
复合物
复合物
（ A/T） CG（ A/T）
（ A/T） CG（ A/T）
小沟结合物
偏端霉素 A
倍癌霉素
复合物
A-N3加合物
～ 5（ A/T） bp
～ 4（ A/T） bp
共价结合型药物,
光神霉素
丝裂霉素 C
G-N2位加合物
在两个 G-N2位间交联
CG
富含 G区
DNA断裂药物,
博莱霉素
培洛霉素
H’断裂
H4’断裂
GT,GC
GT,GC
一些作用于 DNA
鸟嘌呤 N2的抗肿
瘤抗生素的机制
A：柔红霉素 /阿霉素；
B,Cyanomorpholinyl 阿霉素；
C,Barminomycin，次红霉素；
D：恩霉素； E：丝裂霉素；
F,Ecteinascidin,Et
DNA的立体模型（ A），以及一些药物
对 DNA小沟处碱基的作用模式（ B）
从广义的角度看,DNA可以看作是抗肿瘤药物的大分子受体，而大
多数抗肿瘤药物对 DNA的攻击是其小沟部分。
第一节 蒽环类抗肿瘤抗生素 ---一、柔红霉素和阿霉素
阿克拉霉素 A和 B的化学结构
柔红霉素和阿霉素的作用机制
? 对柔红霉素和阿霉素的作用机制研究发现，其与
DNA的嵌入 形成 2,1的 DNR-CGTACG复合物,并确定
了蒽环类抗生素结构中的三个功能部分,
? 1）嵌入（环 B-D）；
? 2） A环的锚链（如 C9-OH）；
? 3）氨基糖 ;
? 每一部分对生物学功能起着重要的作用。
? 另外一个重要的发现是：甲醛分子能够使这类药
物将药物分子中柔毛霉胺的 N3与 DNA分子中鸟嘌呤
N2进行共价结合,
由甲醛分子介导的 2,1 DNR-CGCGCG共价复合物的三维结构
箭头所示为甲醛分子介导的共价交链。
A：从 DNA小沟所示； B：从 DNA大沟所示。
另外一个蒽环类抗肿瘤抗生素诺加霉素（ nogalamycin，
Ng），它对 DNA的嵌入模式跨越小沟和大沟,
图中红色所示为诺加霉素分子中的 nogalose部分，
其嵌入在 DNA小沟中；图中紫色所示为诺加霉素分
子中的氨基葡萄糖部分，其嵌入在 DNA大沟中；金
黄色所示为诺加霉素的甙元部分。
二、双嵌入类化合物
? 对柔红霉素的结构改造，合成了双柔红霉素类
化合物 WP631和 WP652，其具有比柔红霉素和阿
霉素更强的生物活性（化学结构如图所示）。
? 这两种双柔红霉素类化合物嵌入 DNA的模式不同：
WP631优先嵌入到具有 CG(A/T)(A/T)CG的一个六
核苷的顺序中，并在两个甙元之间包裹四个碱
基对；而 WP652与一个四核苷顺序结合，如
PyGTPu。
双柔红霉素类化合物 WP631和 WP652的化学结构
双柔红霉素类化合物与 DNA的结合模型
A,WP631-ACGTACGT复合物； B,WP652-TGTACA复合物
丙霉素 A和刺霉素的化学结构
丙霉素 A与 DNA的嵌入模式
三、蒽环类抗生素的其他一些作用机制
? 一般地，蒽环类抗生素对 DNA和 RNA具有较高的亲
和力，因此认为这类抗生素通过将其分子非极性
插入到 DNA双螺旋的碱基来发挥抗肿瘤的作用，故
也称之为如上所述的嵌入型 DNA结合机制。
? 但根据对这类抗生素的结构、理化特性和毒副作
用的研究，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。
? 其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。
? 在线粒体的内膜富含心磷脂（ cardiolipin,CL），
阿霉素与这种物质的亲和力比磷脂酸高 80倍。
? 在线粒体膜上存在有很多具有一定功能的酶，如
NADH脱氢酶、细胞色素 C氧化酶和细胞色素 C还原
酶等，这些酶功能的正常发挥需要一定量的心磷
脂。
? 因此，当蒽环类抗生素与膜上的心磷脂结合后，
就在不同程度上影响了这些酶的功能，这就是所
谓的群集活性（ clustering activity）。
阿霉素的群集活性，即其与心磷脂结合后影响线粒体复合物 I－ III，其
作用模式可以是：阿霉素－心磷脂（双磷脂酰甘油）复合物与酶促复合
物 I－ III移动在一起（ a）；也可以是：阿霉素－心磷脂（双磷脂酰甘
油）复合物与酶促复合物 I－ III分开（ b）。这两种情况下，酶活性都
受到抑制。
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）。确实，巯基还原剂能够保护钙
离子外排。
? 蒽环类抗生素对钙稳态影响的分子机制似乎
又是自由基调节机制。自由基也损坏通过肌质网
对钙的收集。
3、金属离子的络合
? 实验表明：在有 DNA存在时,ADR－ Fe＋ 3复合物显著地
刺激从 H2O2产生羟基自由基。这与观察到的 ADR-Fe鳌
合物与 DNA形成稳定的三元复合物相一致，这种三元复
合物本身就是一种活化的氧化还原催化剂。
? ADR-Fe＋ 3复合物存在的情况下，自由基的形成也对真
核细胞血影膜（ ghost membrance）进行氧化破坏。
? Gianni等的研究表明,ARD-Fe＋ 3复合物的循环降低分
子氧。随着 Fe＋ 3 还原成 Fe＋ 2，形成一种阿霉素自由
基，其可能介导药物的毒性作用。
阿霉素与一种普通金属离子之间形成
的双复合物（ a）和单复合物（ b）
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,
蒽环类氧化还原循环以及由此产生自由基的过程
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。
蒽环类抗肿瘤抗生素的生物学效应和分子作用机制
第二节 丝裂霉素 C
? 丝裂霉素是一类强效抗生素，于 1950年由日本微
生物学家从 Streptomyces caesoitosus的发酵培
养物中发现。其家族成员之一丝裂霉素 C
（ mitomycin C,MC）。
? 由于丝裂霉素 C对实体瘤具有广谱的抗肿瘤活性，
已于上世纪 60年代被用于临床癌症化疗。
? MC是乳房、肺，前列腺癌症联合化疗的一种重要
药物，也是少数几种有效的抗结肠癌药物之一，
并且是治疗表皮膀胱癌所选择的药物之一和单一
治疗非小细胞型肺癌的最具活性的药物 。
丝裂霉素类的化学结构
一、丝裂霉素通过与 DNA交联，作为一种
强效的细胞毒损伤物质
? 早期的分子药物学关于 MC的研究揭示了这类抗肿瘤抗生素
的一种特殊能力,MC和该族化合物的其它成员能够使 DNA
链产生交联。
? 尽管 DNA被一些简单的化学合成双功能烷化剂交联的现象
提早两年已被发现，但丝裂霉素却是具有这种功能的唯一
一种天然抗生素。
? 关于丝裂霉素具有这种烷化作用的证据已被确证。例如：
伴随着交联，药物分子只结合在一条 DNA链上。
? 丝裂霉素主要是作为一种 DNA复制抑制剂而发挥抗细胞活
性已被证实,很多证据揭示，这种抑制基本上是由 MC诱导
的交联造成的。
二、生物还原性药物活性,
丝裂霉素 C作为原型起作用
? 在 Lyer和 Szybalski的经典论文中（ 1964）第一次描述了
有关 MC分子机制的另一个独特的特征是,DNA交联和烷化
活性需要还原醌,这才使得药物转化为高活性的烷基化形
式。这种特性被认为在癌症化疗中很重要。
? 相对于生长在有氧环境下的细胞,MC和甲基丝裂霉素对培
养在缺氧条件下细胞有选择性细胞毒性，这可通过 O2抑制
丝裂霉素的还原活性来解释。
? 这些发现使人们得到这样一个假设：丝裂霉素拥有独特的
抗肿瘤选择性，即作用于于实体瘤的缺氧区，这些区域通
常对放射治疗和其它需氧治疗有抗性。
三、由 MC导致的 DNA烷化和交联的机制
? DNA交联剂是癌症化疗药物的重要成员，最好的
例子是合成药物苯丁酸氮芥、氮芥、卡氮芥，以
及环磷酰胺等。
? 与合成药物相比,MC是这类化合物中唯一的天然
来源的物质，有更复杂的化学结构和作用机制。
? MC的复杂性提供了很好的机会来研究它的结构、
还原机制,DNA损伤、生物活性等与化疗效应之间
的关系。
MC的还原活
化途径以及
通过活化的
丝裂霉素对
DNA进行交
联的机制
KW-2149与 BMS-181174的化学结构
以及经谷胱苷肽活化的机制
FR900482和 FR66979的还原活化机制
丝裂霉素 C与 DNA单功能和双功能
活化形成加合物的机制
由 MC在对 DNA引起交联时的两步反应
活化形式的 MC中 C-10氧原子与 DNA之间的
CpG顺序－特异性的 H-键
箭头指向作为共价反应靶位的鸟嘌呤
MC单加合物存在下，专为 CG-CG序列交联
单烷化的 MC-DNA加合物模式
MC在 C4pG5中鸟嘌呤 G5残基的 N2位烷化；通过 MC分子中 C10
与鸟嘌呤 G15之间的键的作用可以形成交链的加合物。
第三节 博莱霉素类抗肿瘤抗生素
? 一、博莱霉素类抗生素的结构特征
? 博莱霉素（ bleomycin, BLM)是一族具有独特
结构和作用的广谱抗菌抗肿瘤抗生素，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。
一个典型的 BLM-A2分子由四部分组成,1）末端氨基，参与 BLM与核酸的相互作用；
2） bithiazole部分，也参与 BLM通过 DNA小沟与 DNA结合； 3） 一个假肽部分，
通过几个配位键结合过渡态金属，与识别特定 DNA序列有关； 4） 一个多聚糖部
分，其功能尚待讨论。
泰莱霉素（ talisomycin）被称为第三代博莱霉素，其疗效
比博莱霉素好，而毒副作用较小。泰莱霉素的化学结构。
N
H
H
N
H
N
N H
2
ON H
2
N
H
N
H
N H
2
C H
3
H N
O
O
N
H
H O
C H
3
O
H O
H
N
C H
3
N
H
NN
H
N
O
N H
2
N H
2
N H
2
O
H
2
N
O
N
S
N
S
R
O
N
N
H
O
H O
O
O
H O
H O
R =
O
O H
H
2
N
H
3
C
O H
R =
O
O H
O
O H
O H
O
O N H
2
T a l l y s o m y c i n A
T a l l y s o m y c i n B
O H
一、博莱霉素类抗生素的作用机制
? 有些抗肿瘤药物具有断裂 DNA的功能，其
中许多是通过氧化还原系统来活化这些
药物分子，形成具有自由基状态的药物。
? 博莱霉素和培洛霉素属于这类抗肿瘤抗
生素。
1、博莱霉素－金属－ O2 复合物氧化还原特性
? BLM能同时结合氧及氧化还原活性过渡态金属离
子，如：铁、钴、锌、镍、铜。
? 这些离子与 BLM的假肽部分的几个氨基组成螯合
物。
? 这些复合物中最稳定的是与钴形成的螯合物。
六个配位键使结合不可逆。
? BLM-Fe2＋与 O2形成三元加合物，结合到 DNA上
并在 Fe2＋氧化为 Fe3＋后对 DNA脱氧核糖 C4’位
进行亲核攻击。
在有氧（ a）或无氧（ b）情况下，将分别导致 DNA链的切割，
以及在 DNA链保持完整的情况下释放游离碱基和产生一种氧
化性破坏的糖。
1、博莱霉素－金属－ O2 复合物氧化还原特性
? 与其他金属离子形成的加合物仅在十分有限的
条件下才被激活。而 Fe2＋的再生允许三元复
合物 BLM-Fe2+-O2保持催化活性。据估计，一
个 BLM分子可产生 8～ 10个 DNA裂缝。
? 因此,BLM可以被看作一个小的核酸内切酶。
A：金属离子 Co（ III）与 PEP的
结合模式。 来源于 PEP的 5个氮
供体原子和 1个氢过氧化物基团
与钴以特有的几何性状结合；
其赤道面上的配体包括腺嘌呤
上的次级胺、嘧啶 N5的 P、咪唑
的 N1，以及酰胺氮上的 H；其轴
向对 CoPEP的配体为 Man-NH2和
HO2-（对 CodPEP的配体为 A-NH2
和 HO2-）。
B,CodPEP-CGTACG复合物的三
维结构。 红色的圆球代表钴离
子； CodPEP的金属结合结构域
在靠近 G8-T9的 DNA小沟中结合；
注意 HO2-基团与 T9的 H4’邻近。
C,CodPEP的嘧啶环通过识别一
个鸟嘌呤碱基的氢键与 G8-C5碱
基对结合，形成一个三联体。
2、与核酸的相互作用，在 DNA上的切割转移性
? BLM在 GC碱基对的水平上切割 DNA。二噻唑和末端
氨基部分通过使 BLM在 DNA上结合更稳定对 BLM的
作用机制起到很大作用，无论 Fe2＋再生的机制
实际如何，复合物在初始 GC碱基对水平的时间比
Fe2＋再生的必要时间长，因为 BLM经常可发起另
一次对反链 DNA上（无序列特异性位点，根据第
一切割位点而定＋ 1或 -1C）的亲核进攻。
? 这将导致频繁的双链 DNA断裂：平均一个双链裂
为 6～ 8个 DNA单链。
3、在染色质上的切割特异性
? 在染色质水平上，限制因素不是由 BLM所识别的 GC
碱基对，而是药物对这些序列的趋近性。已经证
实,BLM优先在活跃的被转录的染色质结构域水平
上切割 DNA；而且，在这些结构域中，优先在连接
两个相邻的染色体的 DNA连接处切割。
? 当染色质在 DNA凝胶电泳前经过足够数量的 BLM处
理后将导致寡核小体梯度的产生。
? 端粒合成序列也可以被 BLM切割。
4、其他核酸的切割
? BLM还可以在一定的部位切割 RNA。例如，
BLM可在一个特定的位置消化 5S rRNA、酵
母 tRNA、枯草芽孢杆菌 tRNA，以及 HIV1的
一个 mRNA转录产物。
? 总之,BLM结合并从单链和双链伸长连接处
破坏这些分子。
5、与蛋白质的相互作用,BLM水解酶
? BLM水解酶催化 BLM脱氨失活，此酶在动物细胞及酵母
细胞内都存在。酵母基因序列已经测定，而 BLM水解酶
与半胱氨酸蛋白酶家族有相似性。该蛋白在细胞中位
置尚未确定。
? 尽管各种细胞对 BLM的抵抗作用都归结于此酶，例如 B
淋巴瘤、肺癌、大肠癌,BLM水解酶对 BLM的特异性及
其保护细胞不受 BLM伤害的机理仍不明了。其实，它的
活性在细胞提取物中十分易测，但在完整的细胞中测
定困难。
? 然而，有研究表明，半胱氨酸蛋白酶抑制剂 E64可能通
过抑制 BLM水解酶活性而加强 BLM活性。
6、博莱霉素抑制蛋白 BRP
? BRP是一类对 BLM有高度特异性的 BLM结合蛋白。
他们在产生 BLM或 BLM衍生物，如泰莱霉素的
微生物菌体中被发现。
? 编码这些蛋白的一个基因，还在具有几种抗生
素抗性的 Tn5细菌转座子中被发现。这一基因
很短（ ca.400bp），且其编码的这些蛋白在
细胞核中组成二聚体。
? 它们通过与 BLM形成稳定的可阻止 BLM接近 DNA
的复合物使 BLM失活。
三、博莱霉素的毒理学
1、博莱霉素对动物细胞的作用
? 用 14C标记的 BLM通过放射自显影表明 BLM起先位于
细胞膜水平，几小时后博莱霉素就位于细胞核了。
? 1984年,Roy核 Horwitz证明加入介质中的 BLM只有
低于 0.1的 BLM与细胞结合。 1986年,Lyman等发现
全部 BLM与细胞的结合物呈现两种组成：一个是特
异性的另一个是非特异性的。
? 可是，这些为数不多的研究指出，就像其他细胞
毒性药物一样，渗透扩散是 BLM进入细胞的主要途
径。
2、博莱霉素遗传毒性效应
? 博莱霉素诱导的细胞死亡原因归结于 DNA双链的断
裂和染色体片断的丢失。
? 另外,BLM诱导染色体畸变：缺失、双中心粒及多
中心粒、成环、交换，以及断裂，但是 BLM不诱导
姐妹染色单体交换。
? 分裂间期用 BLM处理的细胞经常产生双核，而且经
常产生微核。这些是由放射生物学家描述的有丝
分裂细胞死亡的特征。
? BLM有微弱的诱变性，主要是通过缺失的发生。因
为 DNA修复－缺失型细胞对 BLM更敏感，所以 DNA修
复的增加可被看作是抵抗 BLM的一个机制。
3、博莱霉素细胞毒性效应
? BLM对培养细胞的细胞毒性曲线与其他所有细胞
毒性化合物不同。
? 细胞存活曲线作为 BLM浓度的函数，在通常的半
对数坐标系中作的点，表现出不寻常的无法合理
解释的连续向上的凹曲线。
? 实际上在细胞内没有对 BLM靶位的限制，与细胞
循环相位有关的毒性没有区别，而且没有抑制细
胞的快速诱导。
? 在 G2/M期内的细胞比 G1期的细胞更敏感，但是两
种细胞都显示出同样的向上的凹曲线。
4、质膜限制 BLM细胞内摄作用及 BLM细胞毒性
? 质膜显著地限制 BLM分子到达细胞内部的数量。其
实，如果用稳定的 57Co放射标记的 BLM复合物经细
胞内摄作用进入渗透化细胞内部，细胞重新密封
后，反复洗涤细胞，没有发现内部放射活性泄漏。
? 这表明,BLM不能通过质膜从细胞内部逃逸出来，
这明显证明了 BLM不能渗透通过质膜。
? 然而,BLM的细胞毒性虽然被限制了，但仍可在完
整的非渗透化细胞中检测出来，那个不寻常的向
上凹曲线的产生是由于 BLM透过细胞的质膜依赖性
限制。
? 另外，由 BLM刺激的有丝分裂细胞死亡是通过细胞
内摄作用进入细胞内部的少量 BLM分子的结果。
第四节 其他类别的抗肿瘤抗生素
一、放线菌素 D
? 放线菌素类 (actinomycins,ActD)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。
? 它也是最早用于临床的抗肿瘤抗生素。
? 自发现放线菌素对何杰金氏病有效后,人们开始从
微生物产物中寻找抗肿瘤药物。
? 至今,报道的放线菌素已有 50种以上，临床上应用
的仅为放线菌素 C和 D。
放线菌素 D的化学结构
放线菌素 D的作用机制
? 放线菌素 D通过与 DNA双链的紧密结合，干
扰 DNA的复制和转录来发挥生物学活性。
? 根据研究,ActD对 DNA作用的顺序特异性主
要为 5’-GpC结合位点，尽管诸如 GpG这样的
序列对 ActD具有特殊的亲和力。
? ActD通过位于 DNA小沟处的两个环状戊肽，
在 GpC处将其药物分子中的吩恶嗪酮稠环嵌
入到 DNA与之结合，且发现在 ActD与邻近的
N2氨基基团之间具有很强的氢键。
? 与 GpC位点的结合亲和力也受到侧序列的影
响。
ActD-GATGCTTC复合物
二、烯二炔类抗肿瘤抗生素
? 近年来，在微生物代谢产物的抗肿瘤生物
活性物质的筛选过程中，发现了许多新的
抗肿瘤抗生素，其中最引人注目的成果之
一是 1985年前后相继发现的具有环状烯二
炔结构的新型抗生素，包括：
calicheamicin；
? Esperamicin；
? dynemicinA；
? neocarzinostatin（ NCS）等。
一些烯二炔类抗肿瘤抗生素的化学结构（ A～ C）
以及通过 Bergman重排形成双自由基的机理
作用机制
? 烯二炔类抗生素切断 DNA的作用涉及到这类
抗生素与 DNA双螺旋小沟的结合，其活化形
式必须先经过 Bergman重排反应形成芳香双
自由基活性物质。
? 在 DNA小沟中的双自由基接近两根链的糖 -
磷酸骨架。通过双自由基，同时从相对链
的糖上夺取氢原子从而导致双链的断裂。
三、链黑菌素
? 1、简介
? 链黑菌素（ streptonigrin,SN）是从
Strptomyces flocculus培养物中分离到的
一种氨基苯醌类抗肿瘤抗生素。
? 由 Rao等在 1963年通过化学分析法和质谱鉴
定并最终由 Chiu和 Lipscomb于 1975年用 X-
衍射法确证。分子结构中 A,B和 C环几乎共
平面，而 D环与它们完全垂直。
链黑菌素的化学结构
2、链黑菌素的 DNA损伤效应
? 链黑菌素表现出多种对 DNA的不可逆性的金属络合
位和络合键，通过特定的金属离子如锌、铜、铁、
锰、镉、金形成链黑菌素 -金属 -DNA络合物。金属
离子的出现阻止了 SN-DNA的缔合。
? 用含有不同的锌摩尔当量的 DNA滴定链黑菌素表明：
一分子链黑菌素需要 5.7摩尔锌离子和 20～ 25摩尔
的磷酸 DNA才能形成络合物。
? Sinha报道说离体的化学温育降低链黑菌素与 DNA
的络合,250个核苷酸结合 1分子链黑菌素，而二
价锌离子的存在大大加强了成键，使络合变为 180
个核苷酸结合 1分子链黑菌素。
? 3、染色体效应
? 1） 由 SN引起的染色体畸变和 SCEs（姐妹
染色体交换）；
? 2） SN造成的染色体着丝点及 DNA损伤。
3） SN诱导的染色体及 DNA损伤的预防
? （ 1） 抗氧化化合物
? 人们发现抗氧化酶，如超氧化物歧化酶（ SOD）和
过氧化氢酶（ CAT）可以在非细胞系统中，完全抑
制由 SN诱导的脱氧核糖衰变和 DNA断裂。
? （ 2）金属螯合剂
? 金属螯合剂也被发现对防止由 SN引起的 DNA损
伤有保护作用。人们还发现螯合化合物去铁敏
（解毒药）和 2.2－ dipyridyl（二吡啶基），能
够保护游离 DNA和细菌细胞不受 SN诱导产生的毒素，
以及 TP（ 4－羟基－ 2,2,6,6－四甲基哌啶－ 1
－内酯，一种具有抗氧化特性的硝基氧自由基）
的伤害。
四、偏端霉素 A和倍癌霉素 A
? 具有（ A/T） n序列的窄小沟对于偏端霉素 A
（ distamycin A）这类称之为小沟结合物
的药物（ minor groove binders,MGBs），
是很好的结合位点。
偏端霉素 A(A)的化学结构以及偏端霉素 -
CGCAAATTTGCG复合物模式 (B)
倍癌霉素 A
? 倍癌霉素 A与偏端霉素 A的作用机制相似，
主要位点是腺嘌呤分子中 N3烷化，尽管有
时也在鸟嘌呤的 N3位烷化。
A：倍癌霉素 A-DNA（ GAAAAGG + CCTTTTC）加合物；
B:在偏端霉素 A（紫色）介导下，倍癌霉素 A（桔红色）与 CAGGTGGT +
ACCACCTG 中 G分子中 N3形成共价结合的三元加合物；,表示被烷化的核苷位点。
五、多色霉素类抗肿瘤抗生素
? 通过攻击 DNA大沟实现抗肿瘤生物学效应的药物非
常少。一些致癌物质如活化的黄曲霉毒素 B1，其
致癌作用是通过对鸟嘌呤 N7的攻击实现的。
? 有趣的是，多色霉素类（ pluramycins）抗肿瘤抗
生素通过嵌入 DNA大沟实现抗肿瘤生物学活性，这
类抗生素包括 altromycin、克大霉素
（ kidamycin）、赫大霉素（ hedamycin）、多色
霉素、新多色霉素（ neopluramycin）,DC92-B，
以及红玉黄素 A（ rubiflavin A）等。
（ a）所示为多色霉素的化学结
构；
（ b）所示为多色霉素 -（ N7-鸟
嘌呤） DNA加合物：在 C2位嵌入
部分的侧链（白色），其与鸟
嘌呤 N7发生反应，以及在 C8和
C10位的糖（黄色），其与小沟
DNA发生交互作用；
（ c）所示为多色霉素与 DNA发
生共价反应的机理，以及经过
热诱导后多色霉素 -（ N7-鸟嘌
呤） DNA加合物链的断裂。
六、丙霉素 A和刺霉素
? 丙霉素 A（ triostin A）和刺霉素（ echinomycin）
为天然的双嵌入剂抗肿瘤药物，即分子中嵌入到
DNA中间的两个环由一个链连接；
? 如下图所示的化学合成的双嵌入剂抗肿瘤药物
WP631和 WP652，其两个柔红霉素分子由一个对二
甲苯基连接。事实上，在微生物代谢产物中就发
现了一些天然的双嵌入剂抗肿瘤抗生素,
2分子丙霉素 A与 GCGTACGC形成的复合物模型
七、金霉酸类抗肿瘤抗生素
? 色霉素（ chromomycin）也叫阿布拉霉素、光神霉
素（ mithramycin）也叫普卡霉素，与橄榄霉素
（ olivomycin）属于金霉酸类抗肿瘤抗生素，其
分子中都具有一个甙元发色基团，和五个附着在
甙元上的糖环,A-B两个糖环与 C-D-E三个糖环相
对附着，其化学结构如图所示。
? 研究发现：这两个药物在 Mg2＋的介导下形成一个
二聚体，然后嵌入到一个富含 G/C序列的被拓宽的
DNA小沟中。
? 图所示为色霉素 - Mg2＋ -DNA复合物的模型。
色霉素 A3、光神霉素以及橄榄霉素的化学结构
色霉素 A3- Mg2＋ -DNA复合物的模型
八、云南霉素
? 云南霉素为一种新的胞嘧啶核苷二肽抗肿瘤抗生
素，化学结构如图所示，经由云南地区分离的链
霉菌发酵液中分离得到，中国医学科学院药物生
物技术研究所发现。
? 体外试验显示对肿瘤细胞有杀伤作用，抑制 KB细
胞蛋白质和 DNA合成，但对 RNA无影响。动物体内
试验显示，云南霉素对小鼠肝癌 22、结肠癌 26以
及肉瘤 180均有抑制作用。
云南霉素的化学结构
九、力达霉素
? 力达霉素是中国医学科学院药物生物技术
研究所从放线菌 Streptomyces
globisporus的代谢产物中筛选到的大分子
蛋白类抗肿瘤抗生素，它由一个蛋白和一
个含烯二炔结构的发色团组成，分子中蛋
白的相对分子质量为 1万左右，是迄今为止
抗肿瘤活性最强的抗生素。
力达霉素烯二炔发色团的化学结构
第五节 肿瘤细胞多药抗性的特性
? 在肿瘤化疗过程中,有两个主要的也是最基
本的问题,
? 首先是一个临床有效的肿瘤化疗剂是如何
发挥作用的；
? 接着就是肿瘤细胞是如何躲避药物的细胞
毒作用,也即肿瘤细胞如何放大内在药物的
耐受性或通过与药物相接触而产生获得性
耐受性。
肿瘤细胞的多药抗性 (multidiug resistance,
MDR)
? 在实验室里选择一种特定的细胞毒天然产物对某
些哺乳细胞进行耐药性试验发现,这些细胞不仅能
够发展成对这种药物产生耐受性,且能发展成为对
许多临床上所用的化学结构和作用机制不同的药
物产生耐药性,这一现象被称之为多药抗性 (MDR)。
? 这些与 MDR有关的肿瘤化疗剂大多为真菌或植物产
生的脂溶性化合物以及放线菌素 D、蒽环类抗生素
和长春属生物碱。
P糖蛋白
? 已有的研究表明,大多数具有 MDR类型的细
胞都有过量表达一种被称之为 P糖蛋白的大
分子 (170-180KD)血浆膜糖蛋白。
推测的 P-糖蛋白结构,它约由 1280个氨基酸构成 12个跨膜区,每 2个跨膜区组成一
个双链分子 (bipartite molecule)。这些双链分子是基因复制产物还是基因融
合产物尚有争论。由 6个跨膜区构成的 3个双链分子的一端是一个较短的疏水性氨
基末端,另一组的末端则是一个亲水性的羧基,它具有 ATP结合位点并进行水解。
P－糖蛋白引起超多药抗性的证据如,
? 1） MDR细胞株中的 P-糖蛋白水平增高,P-糖蛋白
的表达与药物的抗性程度有关；
? 2）在 MDR细胞株中,P-糖蛋白基因常被扩增；
? 3）转染 P-糖蛋白基因和具有增加 P-糖蛋白表达
的 CDNAS至受体细胞能够导致形成 MDR；
? 4）转染不同的 P-糖蛋白或突变株 CDNAS能够表达
不同 MDR的表型；
? 5） P-糖蛋白的结构特征是一种依赖于能量的膜
转运蛋白；
? 6）一系列与 MDR表型有关的药物与 P-糖蛋白结合。
非 P-
? 尽管已有大量的研究证明肿瘤细胞的多药抗性是
由 P-糖蛋白所介导，但并非所有的多药抗性的肿
瘤细胞的耐药程度与 P-糖蛋白的表达量成正相关
性。
? 如在对鼠成胶质细胞瘤细胞株的柔红霉素抗性研
究中发现，其与胞内 Ⅱ 型 DNA拓扑异构酶结构的改
变有关，而其胞内药物的积累量和保留时间都没
有改变，且其 P-糖蛋白的表达量也与敏感细胞一
样并非过量。
? 因此通常称由 P-糖蛋白介导的多药抗性为, 经典
的, MDR，而那些由非 -P糖蛋白介导的多药抗性为
,非经典的, MDR
第六节 抗肿瘤细胞多药抗性的新药开发策略
一、肿瘤细胞膜通透性改变的多药抗性机制与克服多
药抗性的策略
? 膜通透性改变主要表现在两个方面, ? 其一，膜对药物摄取减少，外排增加，使细胞内
药物绝对浓度降低；
? 其二，细胞质和细胞器水平的药物浓度在亚细胞
水平的改变，使药物有效浓度的降低。
? 引起膜通透性改变主要与以下蛋白分子有关,
? 1）产生 P-糖蛋白；
? 2 ）产生多药抗性相关蛋白（ muti-resistance
protein 1～ 5,MRP1～ 5）；
? 3） 肺抗性蛋白（ lung-resistance protein，
LRP）过量表达。
针对膜通透性改变的作用靶点，进行研究的抗肿瘤
药物主要有三类。
? 第一类为各种 ABC转运泵抑制剂,
? 第一代 MDR逆转剂研究开发如,VER、戊脉安,硫氮卓酮、
尼卡地平,尼鲁地平等钙拮抗剂，奎宁定和三氟拉嗪等
钙调素抑制剂，免疫抑制剂环孢菌素 A（ cyclosporin
A,CsA）,D和甾体激素等；
? 第二代 MDR逆转剂如，右旋 VRE、环孢菌素 D衍生物 SDZ PSC
833和氯喹等；
? 第三代逆转剂则是根据构效关系专门为逆转 MDR而设计开
发的如,S9788,GF120918,VX-710, LY335979,
XR9576和 OC144-093等。
第二类新抗肿瘤药物是单克隆抗体
? 研究开始主要用特异单克隆抗体作为检测鉴定手
段,进行免疫细胞化学法鉴定 ATP依赖性药物外排
泵的存在。
? 后来发现，部分单克隆抗体显示了良好的逆转活
性，例如 P-gP特异性单克隆抗体 C219能抑制其功
能，后又相继发现 MRK16和 MRPr1都有较好的逆转
活性。
? Hochman等进行 P-gP药物外排研究时发现：单独使
用环孢菌素 A无显著抑制作用，当 P-gP单克隆抗体
UIC2与 CsA共同作用时能有效抑制 50-80%的长春碱
的外排。
第三类是基因治疗药物
? 其优点是通过基因水平调控 MDR表达，逆转 MDR。
? 它是通过外源基因导入人体细胞，以纠正内在基
因缺陷而最终达到直接或间接杀死肿瘤细胞的治
疗方法。
? 现在研究最多的是反义寡核甘酸，在体外合成特
异性核酸序列，直接导入体内以抑制特定基因的
转录和翻译，达到封闭基因表达或 MDR mRNA表达
的目的。
二、细胞代谢酶系统改变与新抗肿瘤药物的开发
? 肿瘤细胞抗代谢药物的细胞毒作用及其耐
药性具有以下特点,
? 其一肿瘤细胞解毒酶系统活性增强使药物
灭活迅速；
? 其二抗代谢药物活化酶的缺损或活性变化，
需要经过代谢转化才成为活性结构抗代谢
类药物活化不足，使肿瘤细胞获得了对该
药的耐药性。
肿瘤细胞解毒酶系统
? 此类细胞代谢酶系统主要为谷胱甘肽依赖性解毒酶系统,
? 包括谷胱甘肽过氧化物酶 (GSH-Px)；
? 谷胱甘肽 S-转移酶（ GST)和谷胱甘肽还原酶 (GSH)三种。
? 谷胱甘肽过氧化物酶存在于细胞质和线粒体中，是体内重
要的抗氧化酶类，具有清除自由基和脂质过氧化物
（ LPO），以及保护细胞膜免受氧化物的刺激、损伤和防
止 DNA突变、细胞畸变，从而使细胞维持正常的生理功能。
? Robinson等研究发现，谷胱甘肽过氧化物酶与肿瘤发生密
切相关，谷胱甘肽过氧化物酶活性降低，肿瘤发生可能性
提高。 Sinha等研究发现肿瘤形成后，谷胱甘肽过氧化物
酶活性提高，则其抗药性明显提高。
三,靶酶量、活性或结构改变与抗肿瘤药物
的开发
? 药物靶点在质和量上改变，是肿瘤细胞产生耐药
性的另一个重要原因。
? 现已发现多种药物作用的靶酶如 DNA拓扑异构酶、
P-gp磷酸化相关酶蛋白激酶 C、二氢叶酸还原酶及
核苷酸合成补救途径的相关酶,DNA多聚酶和 O6烷
基鸟苷 DNA烷基转移酶等变化可导致耐药。
? 其中主要是拓扑异构酶 II表达减少且减弱以此酶
为靶点的药物的细胞毒性。
四,凋亡调节机制与抗肿瘤药物开发
? 凋亡调节机制是独立于药物转运和药物代谢的第
二抗性机制。
? 1976年，科学家开始认识 V-src,ras和 myc等癌基
因，十年后，注意到 Rb,P53和 P16等抑癌基因。
随着研究的深入，发现一系列凋亡调控基因及抗
凋亡基因。
? 这些基因编码一系列的信号蛋白，这些信号蛋白
对细胞的生长，分化，或发育过程中均起着十分
重要的作用。
? 一旦其发生改变，细胞正常的活动规律被破坏，
细胞就可能发生癌变。
五、肿瘤营养与新药开发
? 通过血管生长抑制剂诱导肿瘤血管萎缩和 /
或阻止血管发生，杀死肿瘤血管内皮细胞，
导致肿瘤实体局部缺血，从而有效地间接
杀死肿瘤，这已为大量的临床前研究证实，
避免了依赖于用细胞毒药物直接杀死肿瘤
细胞所导致的难以克服的 MDR。
? 用缓慢的低剂量的细胞毒化学疗剂结合抗
血管系统发生疗剂更产生了戏剧性的抗肿
瘤活性，显示了独立于肿瘤细胞 MDR现象的
作用。
六、传递阻滞耐药机制与克服 MDR的新 DDS系
统研究开发
? 药物进入肿瘤细胞内的转运障碍机理尚未完全清
楚，可能与药物的结构、理化特性和肿瘤细胞转
运有较密切的关系，有人提出传递阻滞主要是因
为,
? 一、实体瘤内血管分布的不均衡性，缺少血管的
区域不能直接从循环中接受药物；
? 二、肿瘤间质压力的异常升高，妨碍药物在肿瘤
内的扩散、渗透和分布；
? 三、肿瘤血管的结构异常和血液黏度高对药物在
肿瘤内的传递也有影响。
脂质体系统
? Dedhar S等发现脂质体在肿瘤血管中的渗透性比
正常健康组织的血管高，因为脂质体能被动累积
于实体瘤中，而且肿瘤淋巴管导液不好，导致
100nm直径的小脂质体注射入体后易选择性地为实
体瘤摄取并滞留于肿瘤细胞中达几天之久。
? 相对于用传统方法将水溶性抗肿瘤药物递释到肿
瘤细胞，脂质体使肿瘤细胞中药物浓度水平提高
10倍以上，从而在不增加药物剂量的前体下部分
克服 MDR肿瘤的抗性。
谢谢大家！
