抗血管生成因子的多聚体偶联物研究进展

康勤洪

(湖北省荆州市妇幼保健院，湖北 荆州 434020)

血管生成在肿瘤的生长、转移中发挥了重要作用。人们很早就懂得利用栓塞肿瘤的滋养血管、切断肿瘤血供来治疗肿瘤，近年来，以肿瘤血管为目标的抗血管生成治疗日益引起重视。抗血管生成治疗可导致氧和营养物质中断，使细胞处于饥饿状态，抑制肿瘤细胞生长，最终使其处于所谓的休眠状态[1]。众多的临床前和临床研究数据强调，血管生成抑制药可协调甚至叠加放大细胞毒药或放射治疗的作用。Haag等[2]提出在休眠状态下，即临近正常细胞周期的间期运用相对低剂量的化学治疗，可损坏肿瘤血管中的内皮细胞。这些细胞可能分化并阻断血管内皮生长因子(VEGF)，削弱内皮细胞中关键的存活信号，选择性地放大化学治疗内皮细胞的靶向效应，从而提高对肿瘤细胞的杀伤作用。随着生命科学和高分子科学的发展，众多的低毒或无毒高分子材料被应用到药物研发领域。聚合物偶联血管生成抑制药物可以改进药物代谢动力学性质，控制药物的释放，使药物到达肿瘤血管的靶向部位[3－5]。

1 多聚体偶联物的特点

聚合物偶联药物的优点归纳为:药物与聚合物偶联后，可被高分子链缠绕包裹住，从而可避免药物达到作用部位前就被人体内的一些酶代谢、失活，高分子链对药物起到保护作用;用水溶性高分子修饰难溶性药物，可改善药物的水溶性，达到增溶的目的;高分子偶联药物在血液循环中稳定，且不能自由穿越细胞壁，这使得高分子偶联药物在血液循环中停留的时间延长，即延长了药物的作用时间;高分子偶联药物能在特定组织部位或细胞内释放药物。

2 调控血管生成因子的类型

肿瘤血管的生成是肿瘤细胞和血管内皮细胞通过旁分泌和自分泌的不同形式，诱发体内多种细胞因子介导产生的瀑布式反应，这种反应能否发生取决于促血管生成因子(proangio genicfactor)和抗血管生成因子(anti－angiogenic factor)，两者决定“血管生成开关”(angiogenic switch)系统平衡状态。人体内存在多种促血管生成因子[如VEGF、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)]和血管生成抑制因子[如血管抑素(angiostatin)、癌抑素(canstatin)、肿瘤抑素(tumstatin)和内皮抑素(endostatin)等]，当两者间的平衡状态被打破，血管生成促进因子表达或产生高于血管生成抑制因子时，“血管生成开关”即开启，肿瘤血管开始形成。

3 血管生成抑制药的作用机制

肿瘤血管生成抑制药是以血管生成的各个环节为靶点，控制肿瘤生长和转移的血管生成抑制药的作用机制主要有:阻断内皮细胞降解周围基质的能力;直接抑制内皮细胞的功能;阻断促血管生成因子的合成和释放，拮抗其作用;阻断内皮细胞表面整合素的行为。目前，已开发的抗血管生成制剂主要分为两大类:一类是特异性抑制剂，即能特异性抑制肿瘤血管内皮细胞，而对非内皮细胞无作用，如三壬基苯基亚磷酸酯(TNP－470)、血管抑素、内皮抑素等。另一类是非特异性抑制剂，即既抑制内皮细胞又抑制肿瘤细胞的血管生成抑制药，如白细胞介素－12(IL－12)、干扰素(IFN)和肿瘤抑素等。这些多肽往往都能抑制内皮细胞增殖、迁移或诱导其凋亡，抑制血管生成，从而发挥抗肿瘤作用。

4 聚合物与抗血管生成因子的偶联

4.1 聚合物与抗血管生成因子直接偶联

聚合物载体与药物直接偶联是指具有药理活性的小分子与高分子载体通过化学反应形成共价键或离子键而连接起来的药物。直接偶联所选择的载体不仅要从化学角度考虑其稳定性和反应性，而且要考虑聚合物的可代谢性和代谢产物的毒性。

聚乙二醇(PEG)是目前正被热点研究的一个共轭聚合物，在水中溶解度高，且可溶于各种有机溶剂，无毒性和免疫原性，其连接方式灵活[6]。聚乙二醇化蛋白质常常失去生物活性，如聚乙二醇化α－干扰素派罗欣，只保留7% 抗病毒活性的天然蛋白质，但仍然显示了很大的药物代谢动力学的改善[7]。

Folkman等[8]将乙醇酸乙酯(mPEG)与血管生成抑制剂TNP－470连接，然后与聚乳酸(PLA)相连，形成嵌段共聚物，并将其命名为“Lodamin”。这个小分子配方设计口服给药作为抗血管生成治疗，两亲性高分子药物自我组装胶束，将TNP－470包裹其中，这样TNP－470可以避开胃酸的破坏，提高口服生物利用度。生物学分布研究发现，口服给药Lodamin可被小肠吸收，并最终浓集于肿瘤组织。还发现Lodamin在肝脏的浓度也较高，说明Lodamin被小肠吸收后有一部分会被转移到肝脏。可水解的聚乳糖部分处于水分子环境中，随着聚乳酸的水解，被包裹的TNP－470得以缓慢释放。体外研究表明，Lodamin中的TNP－470可持续释放1个多月，而经试验得知药物开始释放多数在第4天。TNP－470在酸性环境中的缓慢释放部分是由于聚乙二醇外壳掩蔽效应，从而延缓渗漏，而通过聚乳酸层也能延缓药物的扩散。经角膜微囊袋法(micropocket assay)检测及小鼠肿瘤模型试验，证明Lodamin能抑制血管新生，并能抑制肿瘤血管内皮细胞增殖。

用苯乙烯与马来酸酐作为结构单元合成的多聚物树脂(SMA)具有良好的细胞膜透过能力，所带羧基则可作为功能基团与药物分子相连接。将SMA与蛋白质新制癌菌素相连而研制的偶合物，可选择性地对哺乳动物细胞和G+细胞产生细胞毒性。与日本聚酯(NCS)相比，由于SMA较NCS疏水性提高，透过肿瘤细胞膜的能力显著增强，在肿瘤组织中的累积量比在肌肉中高30倍，且半衰期(t1/2)明显增长。

4.2 抗体－聚合物－药物偶联

单克隆抗体(monoclonal antibody，MAb)的使用为抗癌导向治疗开辟了新途径。单克隆抗体与抗癌药物可通过直接或间接的方式联接，目前多采用共价偶联法制备MAb复合物。使用直接交联法，一分子MAb只能携带较少数量的药物分子，药物载荷增大，则MAb的活性会急剧降低。中间载体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羟丙基甲基丙烯酰胺(HPMA)等。单克隆抗体交联药物以肿瘤细胞特定的受体或特定的基因表达蛋白作为靶点，特异地结合到靶细胞表面，经过受体介导的内化过程进入靶细胞，对肿瘤血管上皮细胞产生选择性的杀伤作用。

4.3 聚乙二醇－短肽修饰的脂质体

聚乙二醇修饰的脂质体已被证实具有重要的长期循环特点，通过药物载体系统可避免由网状内皮系统(RES)捕获，如肝、脾等[9]。改善后的药物代谢动力学特征使经修饰的脂质体可由肿瘤的滞留和高通透性(EPR)效应，经过长循环逐渐被动靶向到肿瘤组织[10]。Goh等[11]设计了一种PEG连接可靶向连接肿瘤血管的多肽APRPG，并与包载有阿霉素的脂质体相偶联，命名为DSPE－PEG－APRPG。体外试验显示了DSPE－PEG－APRPG与血管内皮细胞高度的亲和能力，体内试验也显示了其长循环特性及肿瘤靶向性。同时，与未与APRPG相连的脂质体相比，DSPEPEG－APRPG也表现出了更强的肿瘤抑制作用，但同时也发现两者在肿瘤组织中的浓度是相似的。

5 结语

以肿瘤血管为目标的抗血管生成治疗相对于以肿瘤细胞为目标的化学治疗的优越性是显而易见的，如抗血管生成治疗的抗瘤谱较广，药物不需穿透血管，从而易进入肿瘤区，靶向作用稳定，耐药可能性小，组织毒性小，不易影响其他生理过程等。而且众多聚合物材料为抗血管生成药物的靶向设计提供了非常好的模板，如果将两者有机地结合起来，必将大大提高抗血管生成药物的实际应用前景。但聚合物偶联药物的研究和发展还需依赖于药理学和细胞生物学以及免疫学等学科的发展，选择合适的载体和偶联工艺，可提高药物和载体的偶联量，保证药物的活性，提高偶联药物的特异性，也有利于药物在靶部位释放活性，提高药效。随着聚合物载体与药物之间相互作用和各种聚合物偶联药物的靶向作用机制的进一步探讨，相信会有更多、更理想的聚合物偶联抗血管生成药物将为患者带来福音。

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