多肽类化合物抗肿瘤作用机制的研究进展

李 悦，高 欢，金 芳，张永凯

(吉林大学第一医院药剂科，长春 130021)

多肽类物质是一类与动植物和微生物关系密切的肽类混合物，可作用于机体的细胞、神经、激素等，调节体内细胞、器官及系统的功能活动。小分子多肽类化合物因靶向性强、安全性高、来源广泛等特点受到研究者的广泛关注[3]。研究发现，小分子抗肿瘤多肽的种类较多，结构多样，其结构多样性决定了抗肿瘤途径及机制的多样性[4-5]。多肽类化合物可直接或间接作用于肿瘤细胞，调控肿瘤细胞的生长和凋亡，抑制与肿瘤生长相关的物质或信号，促进与肿瘤凋亡相关的物质或信号[6-7]。现对近年来多肽类化合物抗肿瘤作用机制的研究进展予以综述。

1 免疫功能调节作用机制

肿瘤细胞由受物理、化学、基因、辐射等因素影响发生突变的体细胞转化而来，肿瘤细胞分泌的相关细胞因子可影响机体免疫系统对肿瘤细胞的识别及清除。免疫功能调节可通过自身免疫系统对肿瘤细胞起作用，达到消除肿瘤细胞的目的[8]。除手术治疗和放化疗外，免疫疗法作为一种生物治疗方法已成为临床肿瘤治疗的重要手段[9]。研究发现，大豆蛋白肽可刺激免疫系统的活性、增强巨噬细胞的吞噬能力、提高淋巴细胞的增殖功能[10]。免疫系统作为阻挡病原的屏障，可增强肿瘤细胞的敏感性和免疫原性，从而发挥协同抑制或清除肿瘤细胞的作用[11]。

1.1非特异性免疫应答 非特异性免疫应答由自然杀伤(natural killer，NK)细胞、巨噬细胞、树突状细胞等介导，又称为固有免疫，通过固有模式或有限的多样性抗原方式识别受体发挥非特异性抗肿瘤作用。非特异性免疫应答细胞因子以信息载体的形式影响肿瘤细胞特性的变化，如将与肿瘤密切相关的巨噬细胞作为抗肿瘤治疗靶点[12]。

1.1.1对NK细胞的影响 NK细胞在血液和淋巴器官中分布，是非特异性免疫的主要免疫细胞，可直接作用于肿瘤细胞，也可间接通过效应细胞分泌白细胞介素(interleukin，IL)等物质参与免疫监视及早期抗肿瘤进程[13]。研究表明，细胞酰二肽可通过激活NK细胞、促进炎症因子释放等发挥免疫佐剂作用[14]。Lu等[15]发现，胃癌来源的热激蛋白gp96肽复合物可增强T细胞活性，促进树突状细胞的抗原活性，且经热激蛋白gp96肽复合物处理后，NK细胞活性显著升高。给予脾多肽治疗的乳腺癌化疗患者的NK细胞数量较常规化疗患者显著升高[16]。

1.1.2对巨噬细胞的影响 巨噬细胞在人体广泛分布的免疫细胞，参与机体的特异性免疫和固有免疫。巨噬细胞对维持机体自身稳定、免疫监视及防御均有重要作用[17]。在不同环境诱导下，巨噬细胞可极化为M1和M2两种表型，M1和M2型巨噬细胞可通过调节诱导条件相互转化[18-19]。M1和M2型巨噬细胞的功能相反，M1型可抑制、杀伤、吞噬肿瘤细胞，M2型可促进肿瘤细胞的发生、生长和转移，抑制机体免疫功能[20]。

一些多肽类化合物可提高吞噬细胞的吞噬能力。经美洲大蠊多肽提取物处理后的小鼠肉瘤腹腔巨噬细胞的吞噬能力显著提高，显示出其抗肿瘤活性[21]。与环磷酰胺对照组相比，经蛤蚧肽灌胃治疗的S180和Hepa1-6荷瘤小鼠腹腔巨噬细胞抗肿瘤活性和吞噬功能显著升高[22]。研究发现，胸腺五肽可提高实验大鼠巨噬细胞吞噬金黄色葡萄球菌的功能[23]。绿豆肽能促进巨噬细胞的增殖，提高巨噬细胞活性，促使其发挥免疫作用[24]。

1.1.3对细胞因子的影响 细胞因子由免疫效应细胞及相关细胞刺激产生，可在细胞间传递信息、调节免疫的一类蛋白或多肽类化合物。细胞因子主要通过直接杀伤肿瘤细胞、刺激造血系统、提高机体免疫力，从而发挥抗肿瘤作用。细胞因子参与细胞间传递信息，并介导免疫调节功能，包括肿瘤坏死因子、生长因子、干扰素、趋化因子家族和转化生长因子家族[25]。研究报道，大豆肽联合细胞因子作用于淋巴瘤患者外周血单核细胞的研究发现，NK细胞分泌肿瘤坏死因子-α的活性提高，抗肿瘤作用增强[26]。云芝糖肽可提高Lewis肺癌小鼠肿瘤坏死因子和干扰素水平，增强免疫功能，发挥抗肿瘤作用[27]。Sun等[28]研究发现，杏鲍菇菌丝体多肽在不同浓度下均能刺激巨噬细胞产生肿瘤坏死因子-α等，从而增强巨噬细胞吞噬能力，抑制肿瘤细胞增殖，起到抗肿瘤的作用。

1.2特异性免疫应答 特异性免疫应答分为T淋巴细胞介导的细胞免疫和B淋巴细胞介导的体液免疫。T细胞分为CD4+T细胞和CD8+T细胞，在特异性免疫中发挥主要效应的细胞为细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocyte，CTL)。CTL可特异性杀伤肿瘤细胞和病原体感染细胞。Sun等[29]研发的免疫原性肽可特异性诱导乳腺癌抗原CTL的产生，并引起人类白细胞抗原转基因小鼠及乳腺癌患者淋巴细胞发生CTL应答反应。Xie等[30]研究发现，来自Eps8的人类白细胞抗原A*2402限制性表位肽327、534和755可诱导特异性CTL产生，促进γ干扰素分泌，增强细胞毒活性。人类白细胞抗原A*2402限制性表位肽327可作为抑制表皮生长因子的新型肽抑制剂，为肿瘤治疗提供新的方法。

B细胞为体液免疫的主要细胞，根据功能不同分为调节性B细胞和效应性B细胞[31]。调节性B细胞与肿瘤的发生和发展关系密切，调节性B细胞通过分泌IL-10，减少辅助性T细胞1和辅助性T细胞17等的分化，降低肿瘤抑制性相关因子的表达，从而促进肿瘤的生长；调节性B细胞还可分泌转化生长因子-β、IL-10和协同共刺激分子，诱导调节性B细胞生成，对免疫效应细胞功能产生抑制作用，导致无法有效杀伤肿瘤细胞。效应性B细胞分为Ⅰ型效应性B细胞和Ⅱ型效应性B细胞两种亚型，Ⅰ型效应性B细胞通过分泌IL-12、肿瘤坏死因子-α和γ干扰素等促炎细胞因子发挥抗肿瘤作用；Ⅱ型效应性B细胞主要分泌IL-4、IL-13等细胞因子，参与辅助性T细胞2相关的细胞反应。Huang等[32]研究发现，接种CpG肽疫苗小鼠的癌基因抑制剂的抗肿瘤活性受损，CpG肽可使循环B细胞数量增加，导致肿瘤坏死因子-α数量随之增加，从而增强癌基因抑制剂的肿瘤抗性。

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2 促进肿瘤细胞凋亡机制

细胞凋亡是细胞正常死亡的主要方式。细胞凋亡进程异常会引发多种疾病，如细胞癌变。肿瘤发生与细胞凋亡关系密切[33]。细胞凋亡主要包括外源性和内源性两种通路，外源性通路通过刺激细胞表面的凋亡受体激活；内源性通路被凋亡信号激活可破坏线粒体膜的完整性[34]。与细胞凋亡关系密切的信号通路包括B淋巴细胞瘤-2 (B-cell lymphoma-2，Bcl-2)家族和凋亡相关因子(factor associated suicide，Fas)/凋亡相关因子配体(factor associated suicide ligand，FasL)信号通路。由动植物及微生物体内提取分离或按照特定结构及序列利用生物或化学方法合成的多肽成分，具有诱导肿瘤细胞凋亡以及控制肿瘤发生发展的作用[35]。

2.1Bcl-2家族 Bcl-2家族包括促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白，正常细胞促凋亡蛋白/抗凋亡蛋白比值保持相对平衡状态，共同参与调节细胞凋亡周期。在肿瘤细胞中，抗凋亡蛋白过度表达，细胞周期调节失衡，造成肿瘤细胞生长无法调控，多肽类可通过影响抗凋亡蛋白诱导肿瘤细胞凋亡[36-37]。张丹等[38]发现，美洲大蠊多肽可下调抗凋亡蛋白表达，上调促凋亡蛋白表达，从而诱导人肝癌细胞的凋亡作用，抑制癌细胞增殖。Wang等[39]研究发现，菜籽肽可通过上调促凋亡蛋白表达或下调抗凋亡蛋白表达对人肝癌细胞HepG2增殖产生抑制作用。因此，靶向调节Bcl-2家族可作为治疗肿瘤的有效途径。

Bcl-2家族是一类典型的促凋亡蛋白，包涵BH1、BH2、BH3及BH4结构域，BH3为p53上调凋亡调控因子的效应结构域，具有极强的促凋亡活性。天然蛋白分离的BH3结构域并无生物活性，但人工合成的蛋白具有与BH3相似的结构域，其构象稳定、抗降解能力强，可特异性结合靶蛋白，实现跨膜转运，从而发挥促肿瘤细胞凋亡作用[40]。研究发现，设计合成的与卵巢癌特异性结合的促分裂原活化的蛋白激酶6突变体融合肽能够特异性地作用于卵巢癌细胞，诱导卵巢癌细胞的凋亡[41]。

2.2Fas/FasL信号通路 研究发现，活化的T淋巴细胞中存在Fas表达，活化的NK细胞和T淋巴细胞中存在FasL表达，且两者的表达水平与机体免疫状况以及细胞凋亡程度关系密切，两者表达水平升高，则会加速肿瘤细胞凋亡，提高机体免疫力[42]。Fas/FasL信号通路的激活对细胞凋亡具有诱导作用[43]。采用实时定量聚合酶链反应和流式细胞仪检测发现，经抗菌肽处理的巨噬细胞的FasL基因表达上调，并促进了免疫细胞成熟，增强了免疫功能[44]。Kuo等[45]研究发现，低浓度海洋抗菌肽即可激活Fas/FasL信号通路，对骨髓瘤细胞凋亡发挥诱导作用，实现抗肿瘤作用。多肽类化合物激活Fas/FasL信号通路，诱导肿瘤细胞凋亡可作为创新替代方法用于肿瘤治疗。研究发现，乳酸菌代谢的多肽可通过内源性分子诱导Fas/FasL介导的细胞凋亡[46]。

2.3多肽成分诱导 海洋生物是多肽类化合物的重要来源，目前已从海洋生物中分离出300余种多肽类化合物[47]。膜海鞘素B是从被囊动物中分离出的多肽，具有抑制B16黑色素瘤、诱导HL-60肿瘤细胞凋亡的作用。此外，膜海鞘素B还可抑制非霍奇金淋巴瘤[48]。与膜海鞘素B相比，Aplidine诱导肿瘤细胞凋亡的活性更强，且心脏和神经不良反应更低[49]。

凋亡抑制蛋白(inhibitor of apoptosis protein，IAP)是肿瘤细胞中存在的一种通过与半胱氨酸蛋白酶3、半胱氨酸蛋白酶7、半胱氨酸蛋白酶9结合抑制细胞凋亡的调控蛋白。IAP结合蛋白能竞争性抑制IAP活性，引起线粒体损伤，从而诱导肿瘤细胞凋亡[50]。正常细胞中也存在IAP结合蛋白，且通常肿瘤细胞中IAP结合蛋白的表达量低于正常细胞。利用修饰融合技术制备与IAP结合蛋白具有类似结构的多肽，与IAP结合蛋白相比，该多肽具有更强的细胞膜穿透能力和特异性，能够更好地诱导促进肿瘤细胞凋亡[51]。

3 抑制肿瘤新生血管形成

从新生血管获取营养是肿瘤维持自身发展的重要途径，故血管的病理性生成可为肿瘤细胞活动提供营养。肿瘤细胞血管生成是体内多种因子共同作用的结果，主要是抑制因子和促进因子。血管内皮生成因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)在血管生成过程中具有重要的调节作用，血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)包括VEGFR-1、VEGFR-2、VEGFR-3。有研究认为，阻断肿瘤组织血管病理性生成、降低肿瘤组织血液供给对抑制肿瘤增殖及转移具有重要意义，可作为治疗肿瘤的有效措施。正常体细胞中VEGF的表达水平较低，肿瘤细胞中的表达水平较高。VEGF能与细胞表面VEGFR结合，激活下游信号通路，促进血管生成[52-53]。

秦浙学等[54]利用与无活性VEGF外显子序列相似的十二肽188Re-MAG3-QKRK-RKKSRYKS与肿瘤细胞表面VEGFR特异性结合的研究发现，其可显著抑制肿瘤血管的生长，从而抑制肿瘤细胞生长。随后，对十二肽188Re-MAG3-QKRK-RKKSRYKS的肽段进行多次改造后，其与VEGFR的结合能力显著升高，抗肿瘤能力进一步加强[55]。Han等[56]通过体外血管生成实验发现，枳椇子可诱导VEGF增殖、迁移，并抑制亚毒性剂量下的管道生成，可显著抑制绒毛尿囊膜的体内血管生成，且无细胞毒性。枳椇子不仅对VEGFR-2信号表达具有抑制作用，对肝癌低氧诱导因子-1的表达也具有抑制作用。目前，抑制血管生成机制抗肿瘤肽类药物的研发已成为研究热点。Qi等[57]对小鼠模型的研究发现，基质金属蛋白酶-3的组织抑制剂可阻断受体VEGFR-2与VEGF结合，并可有效抑制VEGF介导的血管生成。Bracci等[58]研究发现，支链肽在重组蛋白-2和凝血酶诱导的作用下可影响内皮细胞增殖、迁移和血管形成。因此，可将多肽类化合物抗血管生成机制作为肿瘤靶向药研究的新线索。

整合素在肿瘤内皮血管细胞表面特异性表达，可作为重要靶向位点对肿瘤血管病理性生长产生抑制作用。精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸三肽序列对整合素具有较强的亲和力。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肿瘤血管生成、促进肿瘤细胞坏死或凋亡的作用。梁爱玲[59]设计合成的融合多肽，可与肿瘤细胞中特异存在的膜性趋化因子受体特异性结合，发挥调节肿瘤转移作用；同时融合多肽能靶向结合到肿瘤细胞表面，竞争性地抑制肿瘤细胞中特异存在的膜性趋化因子受体与肿瘤细胞结合，发挥抑制肿瘤迁移的作用。

4 小 结

肿瘤细胞具有免疫监视逃逸、促进自身血管生成、抗细胞凋亡等特殊的生长方式，严重威胁人类的健康，目前尚无根治肿瘤的方法及药物。人们一直致力于开发效果显著、损伤性小、预后好的新型抗肿瘤药物。近年来，多肽类化合物是新型抗肿瘤药物的研究热点，其具有调节免疫、抑制肿瘤血管生成和诱导肿瘤细胞凋亡等作用，具有显著的抗肿瘤功效。以多肽类化合物本身靶向性强、不良反应小、易分离改造等优势为基础，结合现代先进的技术手段，未来有望分离、改造、合成出新型抗肿瘤多肽药物。但目前多肽类化合物抗肿瘤机制的研究尚不完全清楚，相关临床和药理研究仍较少，免疫调节作用固有免疫和适应性免疫机制尚未清晰，仍需进一步的深入研究，以期为新型抗肿瘤药物的研发提供依据。