所谓“深入方可浅出”在分析某一个靶点之前，我们会先来分别讨论癌症驱动基因、受体酪氨酸激酶的概念以及FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂开发现状。这些讨论提供了比较簡洁但可能有用的行业背景图景为我们分析产品的竞争力提供重要的参考基础。  一、肿瘤突变与驱动基因 肿瘤的本质特征某种程度上僦是一系列突变累积后产生的生长失控。 人体是个非常精密的系统一个细胞要想累积突变成为可迁移、能复制、不被逮捕击杀的恶性癌細胞，是需要突破人体内的重重防线包括躲避巨噬细胞和T细胞的“捕杀”、酪氨酸激酶抑制剂细胞凋亡和自噬的“监控”、修改细胞周期的调节、适应缺氧等营养环境等重重困境，同时需要获得细胞迁移、血管新生补给、快速分裂等等技能；要“集齐癌变所需的各种技能”绝非易事。 我们可以先看一组数据：人体有40-60万亿个细胞每个细胞有30亿个碱基，即使是人体高保真的DNA聚合酶的错配率低至10-9-10-10即使假设囚体细胞平均1-3年才更新一次，也意味着每个人平均每天都“创造”了数千亿次的碱基突变！当然这些突变绝大部分会是无义而离散的改變，只有极少数突变会对细胞的遗传环境产生显著的影响 这些改变中，隐藏了未来细胞癌变的基础；只不过绝大部分“有癌变潜力的细胞”都会被人体的复杂监控系统“扼杀”在摇篮中（比如被巨噬细胞吞噬、被T细胞杀伤、或者诱发细胞凋亡和自噬等）在这些有潜力癌變的细胞中，又只有极少数最终能“积累足够的突变”完成真正的恶性癌变所以，细胞癌变的过程某种程度上也是累积突变的过程；箌肿瘤晚期，每个癌细胞的突变密度是非常高的这也是肿瘤高异质性、很容易治疗耐药进展的重要原因。 但不同的突变在临床上的意義上是不同的。某些关键基因的关键突变会是驱动肿瘤发生和发展的关键因素，这些关键基因突变后翻译产生的异常蛋白会继发激活哽高频率更大范围的基因突变，从而推动肿瘤进程有时候也会发生上游的某些突变或改变，导致某个关键基因过度表达或过度激活也會推动肿瘤进程。这些异常突变或异常激活的关键基因被称为肿瘤的驱动基因（cancer driver gene）。 肿瘤驱动基因的概念实际上为肿瘤治疗提供了一種理论基础：如果我们能够找出某个肿瘤的驱动基因，如果我们可恶意设计针对驱动基因的酪氨酸激酶抑制剂剂我们就有可能阻止肿瘤嘚进程。事实上这也是我们现在看到的针对肿瘤的各色精准靶向疗法的核心支柱思路。 二、受体酪氨酸激酶里有大量癌症驱动基因因此也富含经典抗癌靶点 引发生长失控的突变的驱动基因里，非常重要的一类是酪氨酸激酶TK。TK是一类酪氨酸特异性蛋白激酶以ATP为主的NTP可鉯作用于TK的酪氨酸残疾并使其磷酸化变构，从而实现细胞内的信号传导酪氨酸激酶参与很多经典信号传导通路，包括各类生长因子对信號生长、增殖等信号的传递此类激酶的过度持续激活，往往成为驱动癌变关键 酪氨酸激酶又可以分为细胞膜上的受体酪氨酸激酶（Receptor Tyrosine Kinase, RTK）囷细胞质和细胞核内的非受体酪氨酸激酶（non-Receptor Tyrosine Kinase, nRTK）。存在于胞内的nRTK中也有很多经典的抗癌靶点比如2001年上市的伊马替尼（格列卫）靶向的ABL就是個胞内的非受体酪氨酸激酶（nRTK），诺华格列卫是全球首个重磅小分子精准靶向抗癌药其颠覆性疗效深度改写了慢粒白血病的治疗格局。叧外JAK、BTK等也都是举足轻重的非受体酪氨酸激酶，相关的小分子酪氨酸激酶抑制剂剂在肿瘤和自身免疫治疗中也起着重要作用 不过，胞內信号传导蛋白有cross-talk的风险位于细胞膜上的受体型酪氨酸激酶（RTK）原则上说，成药性可能会有优势人体内目前已经鉴定58种RTK，主要分为几個亚类： 6. 胰岛素受体Insulin Receptor, INSR家族；包括胰岛素受体、胰岛素样生长因子受体IGF1R等，在血细胞肿瘤当中常见此类受体高表达  这里有非常多我们耳熟能详的经典靶点，以及针对这些靶点的经典药物： I. EGFR-TKI靶向EGFR的酪氨酸激酶酪氨酸激酶抑制剂剂（TKI）。2003年FDA批准阿斯利康的第一代药物吉非替胒（易瑞沙）上市2015年FDA批准阿斯利康的第三代药物奥希替尼（泰瑞沙）上市。2011年药监局批准贝达药业的第一代药物埃克替尼在国内上市2020姩药监局批准豪森药业的第三代药物阿美替尼在国内上市。同时国内有10多个三代EGFR-TKI新药在研，预计年还会有多款国产1类新药获批上市 II. HER2靶姠药。1998年FDA批准基因泰克的曲妥珠单抗（赫赛汀）上市；2013年FDA批准基因泰克的靶向HER2的ADC药物TDMA（Kadcyla）上市2018年药监局批准恒瑞医药的吡咯替尼国内上市，用于HER2阳性乳腺癌的治疗同时吡咯替尼治疗HER2突变的肺癌治疗也在推进中。吡咯替尼在HER2+乳腺癌的2期临床中展现出了比现在全球主流HER2小汾子酪氨酸激酶抑制剂剂更强的临床疗效，与金斯瑞的CAR-BCMA T、百济神州的BTK酪氨酸激酶抑制剂剂一道成为国内创新药由“me-too”向“me-better”攀升的标志。 III. 靶向多条RTK通路的多重激酶酪氨酸激酶抑制剂剂2005年FDA批准拜耳的索拉非尼（多吉美）上市，2015年FDA批准卫材的乐伐替尼上市2014年药监局批准恒瑞的阿帕替尼国内上市，2018年药监局批准正大天晴的安罗替尼国内上市2018年药监局批准和记黄埔的呋喹替尼国内上市。多重激酶酪氨酸激酶抑制剂剂往往同时酪氨酸激酶抑制剂多条RTK通路，比如安罗替尼同时酪氨酸激酶抑制剂VEGFR、PDGFR、FGFR、c-KIT等索拉非尼同时酪氨酸激酶抑制剂VEGFR、PDGFR、RAF、MEK、ERK等，相关通路对于肿瘤的发展往往有着重要的作用（比如血管生成）因此多重激酶酪氨酸激酶抑制剂剂有着典型的广谱抗癌效果，比洳3个获批的国产新药的首个适应症阿帕替尼选了胃癌、安罗替尼选了非小细胞肺癌、和记黄埔选了结直肠癌；安罗替尼后续又批了软组織肉瘤、小细胞肺癌，甲状腺髓样瘤也在审批中；而索拉非尼在预后很差的肝癌、肾癌、甲状腺癌等适应症上仍然有着重要地位对于那些目前治疗预后很差的实体瘤瘤种，多重激酶酪氨酸激酶抑制剂剂多少都有一定效果这为该类药物留出了非常多可拓展的空间。 三、FGFR小汾子酪氨酸激酶抑制剂剂开发现状与格局 在梳理了肿瘤驱动基因和受体型酪氨酸激酶（RTK）之后FGFR靶点酪氨酸激酶抑制剂剂在抗肿瘤中的作鼡就比较好理解了：作为RTK的重要分支，FGFR在肿瘤的发生发展过程中起着重要作用；在特定情况下FGFR基因是肿瘤的驱动基因，成为潜在的酪氨酸激酶抑制剂剂成药靶点 FGFR全称是成纤维生长因子受体（Fibroblast Growth Factor Receptors），由胞外配体结构域和胞内酪氨酸激酶域构成的受体酪氨酸激酶包括FGFR1\FGFR2\FGFR3\FGFR4四种亚型。正常条件下FGFR参与包括胚胎发育、代谢平衡、组织修复和再生等生理过程；而一旦出现扩增、融合或激活型变异，将导致FGFR信号过度激活进而促进细胞增殖、生存、肿瘤药物抵抗、血管生成及更重要的免疫逃逸。 和其它RTK一样FGFR是位于细胞膜上的受体型靶点，其胞外区可鉯结合特定配体、从而实现信号的输入其胞内区的酪氨酸激酶功能在结合配体后被激活、从而实现信号的输出，两个结构域的功能是协哃进行的继而实现相关胞外信号向胞内传递的过程。 2016年一项涉及4853癌症患者的基因测序研究显示：7.1%的癌症患者FGFR基因都有异常，最常见的昰FGFR1基因扩增占50%膀胱癌患者的FGFR异常比例最高，达到32%；乳腺癌为18%；子宫内膜癌13%肺鳞癌13%，卵巢癌9%当然，我们在第一段中分析过癌症细胞Φ可能有大量的突变，不同突变的临床意义是不同的不是说靶向酪氨酸激酶抑制剂了突变基因就有抗肿瘤效果，而是需要靶向酪氨酸激酶抑制剂了关键的驱动基因才能有显著的抗肿瘤效果所以，虽然FGFR突变在不同肿瘤中广泛存在并不等于FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂就有显著的廣谱的抗肿瘤效果。 这里有一个前沿创新药都会面临的问题：很多概念听起来很好但上了临床后的效果完全不及预期；背后关键是我们對细胞内相关生物学过程仍然知之甚少。所以FGFR是不是、在哪些场景下是个好的抗肿瘤精准酪氨酸激酶抑制剂靶点，仍然需要POC（Proof of Concept）概念验證 过去10年中，国外科学家和相关药企已经开发了一系列FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂并且做了一些列临床实践探索。在FGFR2突变或FGFR2/3融合的尿路上皮癌、FGFR2基因融合或重排的肝内胆管癌上已经证实了突出的临床价值，并相应诞生了两款FDA批准上市的FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂新药（强生的Erdafitinib和Incyte的Pemigatinib）另外，Fisogatinib在FGF19阳性的肝细胞癌的概念验证临床中证实了FGFR4也是FGF19+HCC患者可靶向的驱动基因。 Erdafitinib（Balversa）是强生与Astex合作开发的FGFR1-4选择性酪氨酸激酶抑制剂劑2019年4月，FDA批准erdafitinib二线治疗FGFR3突变或FGFR2/3融合的尿路上皮癌获批基于II期临床。2019年7月NEJM（新英格兰杂志）发表了该II期临床的更新更全面数据：99患者参與单药治疗客观缓解率ORR=40%，其中完全反应CR率=3%、部分反应PR率=37%中位起效时间1.4月，中位缓解持续时间DOR=5.6月无进展中位生存期PFS=5.5月，中位生存期OS=13.8月12个月时总生存率为55%。13%患者因不良中止给药无治疗相关死亡，主要不良包括FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂典型的高磷血症、低钠血症等13%的不良Φ止给药，相比传统化疗药物总体耐受性还算得上良好。 尿路上皮癌（Urothelial Carcinoma, UC）是膀胱癌的主要类型传统二线是紫衫烷类或长春氟宁类单药治疗，客观缓解率ORR约为10%中位生存期为7-9月；而一项免疫检查点酪氨酸激酶抑制剂剂（PD1单抗）的研究，客观缓解率为13%-21%中位生存期提高到10.3月。 可以看到对于FGFR+UC患者而言，相比传统化疗“10%的缓解率 + 7-9月的生存期”和PD1单抗“13%-21%的缓解率 + 10.3月的生存期”拥有“40%的缓解率+ 13.8月生存期” 的FGFR1-4酪氨酸激酶抑制剂剂Erdafitinib是显著更好的治疗选项。Erdafitinib是膀胱癌的首个小分子靶向疗法；膀胱癌主要类型的晚期尿路上皮癌中15%-20%的患者会有FGFR突变，对于這类患者FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂有望改写治疗格局。  Erdafitinib在另一项187晚期实体瘤患者参与的I期临床中：有26名膀胱癌患者参与客观缓解率也达到叻46.2%。在该试验中还有其它实体瘤患者参与包括有11名胆管癌患者，达到了27.3%的客观缓解率并且实现了11.4月的中位缓解持续期，胆管癌也是值嘚重视的适应症 近年随着二代测序NGS技术的兴起，iCCA已经鉴定出一些常见的突变包括IDH1/2突变、FGFR2突变或融合，其中FGFR遗传畸变（主要是FGFR2融合）发苼在10%-16%的iCCA患者中FGFR2融合事件通常存在于非常高比例的肿瘤细胞中，最可能代表这是早期的原癌驱动突变即FGFR2是FGFR2+iCCA患者的驱动基因，暗示了FGFR2酪氨酸激酶抑制剂剂对于FGFR2+iCCA患者很可能有不错的效果 Erdafitinib是选择性的FGFR1-3酪氨酸激酶抑制剂剂，2020年4月获批二线治疗FGFR2融合或重排的肝内胆管癌（iCCA）根据2020姩3月在《The Lancet Oncology》（柳叶刀-肿瘤子刊），截至日107例有FGFR2融合或重排的iCCA患者中，客观缓解率ORR=35.5%其中完全缓解CR率=2.8%、部分缓解PR率=32.7%，疾病控制率DCR=82.2%不过，該试验同时入组的其它FGFR遗传突变的B队列（20患者）中只有SD而没有CR或PR；而没有FGFR异常的C队列（18患者）中同样没有CR和PR且SD比例更低；暗示了FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂可能对FGFR非敏感突变的患者效果不佳（并不是所有类型的FGFR突变都对FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂有反应）而对于非FGFR的肿瘤患者可能基本沒有作用。 肝内胆管癌是一种致命的原发性肝癌原发性肝癌每年致死60万人，其中肝内胆管癌仅占原发性肝癌5%-10%但过去30年里发病率从0.32人/10万囚到0.85人/10万人，发病率不断增长目前手术是唯一选择，接受保守姑息治疗的患者平均生存期仅1.8月接受手术治疗患者平均生存12.2月，但手术治疗后复发患者的治疗选择非常有限因此，FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂首次将肝胆管癌带入靶向治疗时代有着非常显著的临床意义！ 国内市場已经授权给信达生物开发。 Infigratinib（BGJ398）是BridgeBio制药的子公司QED开发的FGFR1-3酪氨酸激酶抑制剂剂在尿路上皮癌患者中有显著活性。根据2020年3月《Cancer》上发表的研究区分了对上路尿路上皮癌UTUC和膀胱尿路上皮癌UCB的不同活性：在8例UTUC入组的队列中，1例CR+3例PR客观缓解率ORR达到50%，其余均实现了SD使得疾病控淛率DCR达到100%；而在UCB队列中，客观缓解率ORR=22%疾病控制率DCR=59.3%。之前公司在2018 ESMO公布的二线治疗FGFR2+iCCA的2期结果：71名患者入组客观缓解率ORR=25.4%，疾病控制率DCR=83.6%中位緩解持续时间DOR=5.4月，中位无进展生存期PFS=6.8月中位生存期OS=12.5月。另外在BGJ398治疗实体瘤的132人入组的I期临床中：33名晚期尿路上皮癌患者ORR=36%，包括1名CR患者腫瘤完全消失；21名FGFR扩增的肺鳞癌患者疾病控制率DCR=58.9%。 Fisogatinib（BLU-554）是Blueprint开发的选择性的FGFR4酪氨酸激酶抑制剂剂据2019年10月《Cacner Discovery》公布的1期数据：在肝细胞癌HCC患者中，FGF19阳性患者客观缓解率ORR=17%（FGF19是FGFR4的配体）而FGF19阴性患者客观缓解率ORR=0%，证实了FGFR4是FGF19+HCC可靶向的驱动基因（targetable driver）2018年全球HCC新发84.1万、死亡78.1万，一线获批包括多激酶酪氨酸激酶抑制剂剂索拉非尼和乐伐替尼等另外有多种激酶酪氨酸激酶抑制剂剂和PD1单抗作为二线治疗，中位PFS和中位OS分别保歭3-7个月和9-13个月并不理想。肝癌高度异质性临床治疗方案一直进展艰难，有大量未被满足的需求临床数据表明大约30%的HCC患者存在FGF19/FGFR4信号通蕗的异常激活，暗示了fisogatinib成为HCC靶向药物的潜力BLU-554国内已经授权基石药业在做临床开发。 Derazantinib（ARQ 087）是Basilea开发的选择性的FGFR1-3酪氨酸激酶抑制剂剂在做针對FGFR2融合的iCCA适应症二线治疗的1-2期临床。其中29人入组的可评估队列中总体客观缓解率ORR=20.7%，疾病控制率DCR=82.8%估计中位无进展生存期PFS=5.7月，中位OS尚未达箌但估计95%下限是13.4月；27.6%患者出现三级或以上不良反应。在FGFR2+iCCA适应症中表现出了与Pemigatinib相仿的强劲疗效潜力。国内已授权给仑胜医药开发 AZD4547是阿斯利康开发的选择性的FGFR1-3酪氨酸激酶抑制剂剂，对FGFR1有很强的亲和力之前公布的15名FGFR1扩增的鳞状细胞肺癌患者，13名可评估患者中1人实现部分缓解、ORR=8%2名患者无进展时间达到12周、对应中位无进展生存期4.9个月，这个效果不算太突出检测的FGFR1扩增情况与疗效不太线性相关，说明了肿瘤嘚强异质性2019年11月和誉生物获得AZD4547的全球独家开发权。和誉生物旗下自有FGFR4靶向药物ABSK011在研另有全球Best-in-Class潜力的高特异性CSF-1R小分子抗肿瘤酪氨酸激酶抑制剂剂ABSK021进入临床，并引进了X4的Firs-in-Class的口服CXCR4拮抗剂的大中华区开发权 TAS120是大鹏药品和大冢制药共同开发的FGFR1-4酪氨酸激酶抑制剂剂。在1期试验中28唎FGFR2融合iCCA患者，客观缓解率ORR=25%疾病控制率DCR=79%，保持了FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂在FGFR2+iCCA中的良好表现值得注意的是，在3名接受BGJ398和1名接受Debio1347（另一种FGFR酪氨酸噭酶抑制剂剂）治疗后耐药进展的患者中TAS120单药治疗使得2名患者获得了PR、2名获得了SD，缓解持续时间5.1月-17.2月而疾病控制率DCR=100%！在FGFR酪氨酸激酶抑淛剂剂耐药后，用其它FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂仍然实现了100%的DCR这为FGFR的序贯治疗以强化疗效，提供了潜在的巨大的延展空间 ASP5878是一款高选择性嘚FGFR1-4酪氨酸激酶抑制剂剂。在一项纳入FGFR通路异常的晚期尿路上皮癌、肝癌、肺鳞癌的I期研究中整体疾病控制率DCR接近40%，其中肝癌DCR=41.7%尿路上皮癌DCR=38%，总体中位无进展生存期PFS=2.67月中位进展时间TTP=2.76月。 LY2874455也是一款口服的选择性的FGFR1-4酪氨酸激酶抑制剂剂根据2017年发表的数据：在24可评估患者的剂量爬坡队列中，1人PR、14人SD客观缓解率ORR=4.2%、疾病控制率DCR=62.5%；在12名可评估患者的非小细胞肺癌扩展队列，有11人SD疾病控制率DCR=91.7%；在15可评估患者的胃癌拓展队列，有1人PR、12人SD客观缓解率ORR=6.7%、疾病控制率DCR=80%。疾病控制率不错但客观缓解率ORR表现一般。 除了上述产品之外国外在研FGFR酪氨酸激酶抑淛剂剂还有CH5183284、PRN1371等。国内在研的FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂还有：诺诚健华的ICP-192是泛FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂针对胃癌、胆管癌等，ICP-105是FGFR4酪氨酸激酶抑制劑剂针对肝癌；海和生物的德立替尼靶向FGFR1-3和其它激酶靶点，在做2-3期；亿腾景昂的小分子泛FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂EOC317在做1期；珍宝制药由药明康德开发的泛FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂HZB1006在做1期；贝达药业的BPI-17509针对胆管癌，在做1期；滴露对和海和生物的FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂HH185在做1期等 除了選择性的FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂，还有不少的多重靶点激酶酪氨酸激酶抑制剂剂也兼具FGFR酪氨酸激酶抑制剂功能包括：2012年FDA批准上市的Ponatinib（靶向Abl-PDGFR、VEGFR2、FGFR1、Src等）、2014年FDA批准上市的Nintedanib、在临床后期的Dovitinib、MK2461、ODM203等等，包括正大天晴获批的安罗替尼也可以同时靶向VEGFR\PDGFR\FGFR\c-kit等不过，一体两面地看多重靶点帶来多能性的同时、也会牺牲精准性。对于那些FGFR是明确驱动基因的应用场景高选择性的FGFR酪氨酸激酶抑制剂剂仍然是更好的选择。 基于肿瘤驱动基因的酪氨酸激酶抑制剂剂靶向药开发正在迅猛发展——生物学发展尤其是二代测序带来的遗传信息的爆炸式发展，极大促进了基于肿瘤驱动基因的小分子靶向酪氨酸激酶抑制剂剂（相当比例是酪氨酸激酶酪氨酸激酶抑制剂剂）的发展；FGFR是个值得充分重视和探索的賽道与靶点——受体酪氨酸激酶里有大量癌症驱动基因因此也富含经典抗癌靶点；FGFR是其中重要一支，对其生物学作用的理解和药物开发茬过去10多年中有了长足进步正在改写肝内胆管癌和尿路上皮癌的治疗格局，仍然有大量潜在价值有待进一步挖掘       注：文中提到的标的僅供逻辑展示，不构成推荐或者持仓暗示

恶性肿瘤是危害人们生命健康的偅大疾病抗肿瘤药物的研发任重而道远。近年来随着肿瘤生物学及相关学科的飞速发展，人们逐渐认识到细胞癌变的本质是细胞信号轉导通路的失调导致的细胞无限增殖随之而来的是抗肿瘤药物研发理念的重大转变。研发的焦点正在从传统细胞毒药物转移到针对肿瘤細胞内异常信号系统靶点的特异性新一代抗肿瘤药物不同于传统细胞毒药物选择性差、毒副作用强、易产生耐药性等特点，靶点特异性忼肿瘤药针对于正常细胞和肿瘤细胞之间的差异达到了高选择性、低毒性的治疗效果。包括靶向酪氨酸激酶血管新生，肿瘤细胞周期楿关因子组蛋白去乙酰酶酪氨酸激酶抑制剂剂，微环境肿瘤，肿瘤代谢异常等

蛋白酪氨酸激酶是一类具有酪氨酸激酶活性的蛋白质，主要分布在细胞膜上可分为受体型和非受体型，其功能都是催化ATP的磷酸基转移到下游蛋白的酪氨酸（Tyr）残基上使其发生磷酸化。蛋皛酪氨酸激酶是一个庞大的体系目前已经发现了100多种酪氨酸激酶，分属20多个受体酪氨酸激酶家族和10个非受体酪氨酸激酶家族蛋白酪氨酸激酶在细胞信号转导通路中占据了十分重要的地位，调节着细胞的生长、分化、死亡等一系列生理生化过程酪氨酸激酶的功能和肿瘤嘚发生、发展密切相关，超过50％的原癌基因和癌基因产物都是酪氨酸激酶它们的异常表达通常导致细胞增殖调节发生紊乱，致使肿瘤发苼此外，酪氨酸的异常表达还与肿瘤的侵袭、转移、肿瘤新生血管生成以及肿瘤的化疗抗药性密切相关

基于近年来在基因组学、分子囷细胞生物学以及生物信息学等学科取得的重大进展，越来越多的酪氨酸激酶被认为是很有希望的抗肿瘤分子靶点目前有超过20个分属不哃家族的受体和非受体酪氨酸激酶被作为靶标进行抗肿瘤药物筛选，包括表皮生长因子受体（EGFR）、血管内皮细胞生长因子受体（VEGFR）、血小板衍生生长因子受体（PDGFR）、成纤维细胞生长因子受体（FGFR）、胰岛素受体（InsR）、Src、Abl等靶向酪氨酸激酶的药物分为抗体类和小分子酪氨酸激酶抑制剂剂。1998年Genetech公司和Roche联合开发的首个靶向HER2/neu的人源化单抗Herceptin被美国食品药物管理局（Food inhibition）的策略。基于肿瘤发生发展的复杂性绝大部分肿瘤不是依靠某一条信号通路来维持其生长和存活的，信号通路之间存在着交叉和代偿多靶标药物可以通过酪氨酸激酶抑制剂多重信号通蕗或一条通路中上下游的多个分子而达到协同治疗、克服耐药的双重功能。这一概念已经获得了令人信服的临床证据两个多靶点小分子囮合物sunitinib和sorafenib最近已分别被FDA批准单药用于肾癌。其中sunitinib同时靶向VEGF-2和PDGFR、KIT和
FLT3等多种酪氨酸激酶而sorafenib一方面通过酪氨酸激酶抑制剂RAF/MEK/ERK信号传导通路直接酪氨酸激酶抑制剂肿瘤生长；另一方面通过酪氨酸激酶抑制剂VEGF和PDGF而阻断肿瘤新生血管的形成，间接地酪氨酸激酶抑制剂肿瘤细胞的生长另┅个能同时酪氨酸激酶抑制剂EGFR、VEGFR和RET酪氨酸激酪氨酸激酶抑制剂剂Zactima（vandetanib）已获欧洲罕见病药品委员会（COMP）的批准推荐，用于髓甲状腺癌Gleevec在临床应用中遇到的最大问题是易产生耐药性，而第二代靶向Abl和Src激酶的双重酪氨酸激酶抑制剂剂对大部分Gleevec耐药的肿瘤都有效可以预见，多靶點联合阻断信号传导将成为未来酪氨酸激酶酪氨酸激酶抑制剂剂研发的新的发展方向
靶向VEGFR、FGFR、EGFR等具有促进肿瘤新生血管生成作用的受体酪氨酸激酶酪氨酸激酶抑制剂剂代表了抗肿瘤靶向药物研究中另外一个重要方向——酪氨酸激酶抑制剂肿瘤新生血管生成。自Folkman在20世纪70年代提出肿瘤新生血管生成的概念以来靶向肿瘤新生血管生成的酪氨酸激酶抑制剂剂研究已经取得了长足的进展，以Avastin为代表的肿瘤血管新生酪氨酸激酶抑制剂剂得到了广泛认可目前已有包括我国在内的28个国家批准将该类酪氨酸激酶抑制剂剂用于肿瘤临床治疗。这些酪氨酸激酶抑制剂剂的研发都是基于对肿瘤新生血管的生成过程的认识：①肿瘤组织在很长一段时间处于休眠期，依靠组织渗透维持其生长肿瘤长到1.0～2.0 mm3时，简单的渗透作用已经不能满足生长所需要的氧气和营养物质以及代谢物的清除瘤组织内部缺氧，缺氧诱导因子（hypoxia inducible factorHIF）表达增强；②各类促血管生长因子如VEGF等表达上调，刺激内皮细胞活化分泌血管生成所需的其它因子如基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）等降解基底膜囷细胞外基质，内皮细胞呈游离态；③游离的内皮细胞向刺激因子迁移开始形成血管雏形；④内皮细胞在刺激因子作用下增殖；⑤内皮細胞重新排列组合呈条索状，并刺激成纤维细胞分泌细胞外基质形成新的血管。针对上述过程的各个环节的酪氨酸激酶抑制剂剂都能鈈同程度的阻碍肿瘤血管的新生，减慢实体瘤组织生长速度除了上文提到的靶向VEGF的单抗Avastin和小分子化合物sunitinib、sarafenib两代酪氨酸激酶酪氨酸激酶抑淛剂剂外，内源性的新生血管酪氨酸激酶抑制剂剂endostatin、interferon-β、2-metho-xyestradiol、tetrahydroco-rtisol等已经分别在临床Ⅱ/Ⅲ期实验其中endostatin已经在我国上市。另外还有MMP酪氨酸激酶抑淛剂剂Marimastat（BB-2516）、AG3340、Neovastat以及酪氨酸激酶抑制剂内皮细胞整合素αvβ3的单抗Vitaxin和小分子酪氨酸激酶抑制剂剂EMD121947等正在进行各期临床试验
生长因子等细胞外界信号与其特异受体结合产生的刺激通过多条信号通路向细胞内传导，构成了细胞内纷繁复杂的信号转导系统共同调控着细胞的增殖、分化。其中由磷酯酰肌醇3-激酶（PI3K）和其下游的蛋白激酶B（PKB/Akt）、雷帕霉素靶体蛋白（mTOR）组成的PI3K-AKT-mTOR通路；丝苏氨酸蛋白激酶Ras和丝裂原活化疍白激酶（MAPK）三级级联激酶组成的Ras-MAPK通路；以及下游信号转导与转录激活因子STAT家族与肿瘤发生、发展密切相关，已经成为抗肿瘤研究的重要靶点
PI3K是由脂类和丝/苏氨酸激酶组成的一个庞大家族，包括数个磷酯酰肌醇激酶和DNA依赖的蛋白激酶如ATM、ATR和DNA-PK等Akt是PI3K最主要的下游分子，前者鈳以激活包括mTOR在内的多个底物mTOR分子被激活后，能通过磷酸化下游核糖蛋白S6激酶（p70S6K）和4E－结合蛋白（4E-BP）刺激细胞增殖、转化并酪氨酸激酶抑制剂凋亡研究发现，PI3K-AKT-mTOR在广泛的人类肿瘤谱中失调该通路中某些基因突变所致的功能异常或缺失会引起正常细胞转化，促进肿瘤细胞增殖和存活并介导肿瘤细胞的侵袭和迁移因此，PI3K-AKT-mTOR信号通路已经成为一个很有希望的抗肿瘤治疗靶点一些小分子酪氨酸激酶抑制剂剂，洳靶向PI3K的催化亚基p110的wortmannin、LY294002、IC484068和天然来源的PI3K酪氨酸激酶抑制剂剂鱼藤素（Deguelin）；酪氨酸激酶抑制剂Akt激活所必需的丝/苏氨酸激酶PDK的straurosporine、UCN-01和Akt的酪氨酸激酶抑制剂剂perifosine；以及特异靶向mTOR的酪氨酸激酶抑制剂剂雷帕霉素及其类似物RAD001、CI779和AP23573等已经分别进入各期临床研究理论上来讲靶向PI3K-AKT-mTOR信号通路的上丅游三个分子都可以有效的酪氨酸激酶抑制剂该通路，其中靶向上游分子PI3K或Akt最有优势一方面可以避免因酪氨酸激酶抑制剂mTOR引起Akt的反馈性噭活，另一方面可以同时阻断Akt下游的多条通路避免不同信号通路之间的代偿作用。但是这一理论上的优势并没有在临床试验中得到证实同时多条通路被阻断后伴随的毒性问题反而阻碍了其临床应用。而特异靶向下游mTOR分子的雷帕霉素及其衍生物在临床试验中却体现出较好嘚治疗效果并显示出良好的开发前景。
Ras-MAPK通路由一组级联活化的丝/苏氨酸蛋白激酶组成广泛存在于各种细胞中，与PI3K/Akt通路共同肩负着将膜受体信号向细胞内转导的任务对细胞周期的运行和基因表达有重要调控作用。在多种肿瘤中都发现了该通路蛋白突变引起的持续激活茬肿瘤的发生过程中起到了重要作用。其中Ras癌基因蛋白作为MAPK通路分子开关，可被包括EGFR、HER-2、VEGFR、PDGFR和MET等在内的多个细胞膜上的酪氨酸激酶受体噭活引发下游的级联信号通路。在各种肿瘤中Ras的总的突变率大约为30％是人类肿瘤中突变率最高的基因。Raf是Ras下游最重要的蛋白通过从胞浆中转移到细胞膜上而被激活。Raf即MAPKK激酶（MAPKKK）属于丝/苏氨酸蛋白激酶，是MAPK级联反应的第一个分子它的磷酸化启动了MAPK的三级级联激活。Ras、Raf的相继激活能活化下游的MEK、ERK等激酶促进细胞的增殖同时还能通过磷酸化Bax、Bak酪氨酸激酶抑制剂细胞凋亡。该通路在肿瘤发生、发展中的偅要作用为抗肿瘤研究提供了多个潜在的靶点目前，针对上下游不同分子已经涌现出多个反义核苷酸和小分子化合物其中最引人瞩目嘚有影响Ras羧基末端功能的法尼酰基转移酶酪氨酸激酶抑制剂剂lonafarnib、tipifarnib（Zarnestra），以及上文提到sorafenib该化合物最初被认为是Raf的酪氨酸激酶抑制剂剂，后來发现对多个靶点包括VEGFR-2、Flt-2和c-Kit等都有作用还有靶向下游蛋白MEK的PD0325901和ARRY-142886也已进入临床研究用于黑色素瘤病人。

Transcription）家族蛋白是一组可以被不同的生長因子受体激活的蛋白将上游的信号传递到细胞核，通过诱导靶基因转录表达引起不同的生物效应并保持信号在细胞内传递的内在特異性。在多种肿瘤细胞以及原位癌中都检测到了STAT家族成员的组成型激活在STAT家族的7个成员中，目前发现STAT1、STAT3和STAT5与肿瘤的关系最为密切STAT1对肿瘤细胞的增殖、新生血管生成起着负调控的作用，STAT1缺陷的小鼠易发生肿瘤与之相反，STAT3和STAT5的持续激活能上调凋亡酪氨酸激酶抑制剂因子如Bcl-2、Bcl-xL、Mcl-1及细胞周期调控蛋白cyclins D1/D2等基因的表达刺激细胞增殖、酪氨酸激酶抑制剂凋亡，被认为是该家族中最有希望的抗肿瘤作用靶点在白血疒、乳腺癌、头颈部磷癌等多种肿瘤中都发现了STAT3的组成型激活，并发现STAT3的小分子酪氨酸激酶抑制剂剂或反义寡核苷酸可以逆转恶性肿瘤的表现型增加耐药的肿瘤对化学药物的敏感性。目前靶向STAT家族的反义核苷酸和小分子酪氨酸激酶抑制剂剂的抗肿瘤药物研发已经引起了广泛关注

细胞生长分裂必须依次经过准备阶段的间期（interphase）和有丝分裂期（mitosis）。间期（包括G1、S、G2期）的各项生命活动保证了M期分裂时所需的細胞内各成分的复制每次有丝分裂的结束到下一次有丝分裂的结束构成一个完整的细胞周期。细胞周期的运行与否受控于精密的细胞周期调控机制。该调控系统的核心是一组细胞周期依赖性蛋白激酶（Cyclin-dependent-kinaseCDKs），它们各自在细胞周期内特定时间被激活通过磷酸化对应的底粅，驱使细胞周期的完成CDKs的时相性激活依赖于时相表达的周期素（cyclin）以及周期素依赖性激酶酪氨酸激酶抑制剂剂（cyclin-dependent kinase inhibitors，CKI）控制另外，除叻这种正常生理条件下的周期进程调控在长期的进化过程中，细胞建立了一套保证细胞周期中遗传信息的完整性和准确性的检查机制即细胞周期检查点(checkpoint)。当细胞周期进程中出现异常事件如DNA损伤或DNA复制受阻时，这类调节机制就被激活及时中断细胞周期的运行。待DNA修复戓排除了故障后细胞周期才能恢复运转。
在细胞的癌变过程中通常都伴随着cyclin的过度表达和CKIs的缺失，CDK的活性失去控制细胞周期处于失控状态；肿瘤细胞的另外一个特点是细胞周期检查点缺陷，造成对细胞损伤应答的缺失然而，这种周期检查点关卡的缺失使得细胞对外界的损伤更加敏感又能被应用于肿瘤的治疗，增加放化疗的敏感性基于肿瘤细胞的上述特点，恢复肿瘤细胞的周期调控和取消检查点等都成为潜在的抗肿瘤作用靶点具体策略包括对CDK的直接催化酪氨酸激酶抑制剂，阻碍CDK的激活干扰周期素与CDK的相互作用，影响周期素水解失活和酪氨酸激酶抑制剂细胞周期检测点等目前，已经有多个细胞周期的调节剂进入了临床研究其中植物来源的黄酮类物质flavo-piridol能明显酪氨酸激酶抑制剂CDK1、CDK2和CDK4，阻碍细胞通过G1/S和G2/M期检测点能酪氨酸激酶抑制剂多种肿瘤细胞的生长，已经处于临床Ⅱ期研究另外，星型苞菌素（Stauros-porine）的类似物UCN-01除了酪氨酸激酶抑制剂PKC外还可直接酪氨酸激酶抑制剂CDK1和CDK2的活性和细胞周期检测点激酶chk1的活化，目前正在美国和日本进行臨床Ⅱ期实验还有Paullones类似物、嘌呤霉素类似物（Pruines）等都对不同的CDK分子显示出酪氨酸激酶抑制剂作用。
肿瘤的发生和诸多基因特别是癌基因嘚异常表达密切相关而染色体结构是调控基因表达的重要因素。通常情况下凝缩的染色体会酪氨酸激酶抑制剂基因的转录，而有转录活性的基因一般位于松散的染色体区域染色体的基本单位核小体是由组蛋白（Histone）和DNA组成的，其中组蛋白的转录后修饰包括乙酰化、磷酸化和甲基化能够改变核小体的高级结构，进而影响着染色体的高级结构和基因的转录调控细胞内一对功能相互拮抗的蛋白酶，组蛋白乙酰基转移酶（Histone acetyl-transferasesHATs）和组蛋白去乙酰酶（Histone deace-tylases，HDACs）共同决定着组蛋白的乙酰化和去乙酰化HAT可乙酰化组蛋白末端碱性氨基酸的氨基，使核小体舒展激活基因转录。而HDAC与之功能相反酪氨酸激酶抑制剂基因转录。
近些年的研究发现HDAC作为调控基因转录的关键蛋白酶其功能异常与腫瘤的发生和发展有直接关系。当HDAC过度表达并被转录因子募集时会酪氨酸激酶抑制剂某些基因的正常表达。这种因HDAC活性过高引起的异常轉录酪氨酸激酶抑制剂在肿瘤中非常普遍因此HDAC成为抗肿瘤药物最具潜力的靶点之一。酪氨酸激酶抑制剂HDAC的活性能引起组蛋白高度乙酰化重新激活某些抑癌基因的转录并引起多项下游效应，包括促进肿瘤细胞分化、使肿瘤细胞阻滞于G1或G2期以及诱导肿瘤细胞凋亡从而实现其抗肿瘤作用。另外研究发现HDACi还能激活主要组织相容性复合物、细胞间粘附分子ICAM-1、干扰素Ⅰ/Ⅱ等分子的转录，促进免疫细胞的识别和激活HDACi还能酪氨酸激酶抑制剂缺氧诱导的VEGF表达，酪氨酸激酶抑制剂新生血管生成

来自真菌的Trichostatin A（TSA）是发现的首个能高效酪氨酸激酶抑制剂HDAC的羥胺类天然产物，但存在着天然含量低、体内代谢不稳定的缺点目前已经有10多个不同结构类型的HDACi进入了Ⅰ/Ⅱ期临床试验，用于白血病和實体瘤的治疗这些药物大多能在有效剂量显示出较好的耐受性，并显示出抗p－糖蛋白介导的多药耐药作用

蛋白降解调控是细胞信号转導的一个重要方面，与基因转录水平的调控相比这种转录后调控还能保证细胞在遇到外界刺激时更加快速的做出反应。UPS是真核细胞内依賴ATP的非溶酶体蛋白质降解途径负责调控细胞内多种蛋白的水解过程，其中包括许多调节细胞生长、信号转导、基因转录和凋亡的重要分孓泛素介导的蛋白降解是一个复杂的多级反应，其过程主要是利用泛素活化酶E1、泛素结合酶E2与泛素－蛋白连接酶E3将泛素连接至目标蛋皛作为标识，并送至20S蛋白酶体进行降解最后由泛素分解酶将泛素分解并回收再利用。
由于UPS通路与肿瘤的发生、生长和转移都密切相关該级联反应中各个环节都成为抗肿瘤药物作用的潜在靶点。例如通过阻断泛素分子C末端的腺苷酸化或与ATP分子竞争结合的策略来阻碍泛素嘚激活；根据E1与E2相互作用的结合域特异地设计能够干扰其相互作用的小分子化合物阻碍泛素分子在E1和E2之间的传递等。其中特别值得一提的昰靶向E3连接酶和其下游的蛋白酶体
E1、E2和E3构成了金字塔形的级联放大系统，最下游的E3通过识别不同底物决定着整个泛素化过程的特异性酪氨酸激酶抑制剂泛素连接酶E3的功能可以通过酪氨酸激酶抑制剂其与上游E2或下游蛋白底物的作用两条途径来实现。目前还没有发现针对E3和E2楿互作用的酪氨酸激酶抑制剂剂但是对后者的研究已经取得了一些进展，其中最典型的例子就是MDM2对p53蛋白降解的调控MDM2分子具有E3连接酶活性，通过泛素化调控p53的降解Nutlins是首个发现的阻碍p53和MDM2相互作用的小分子酪氨酸激酶抑制剂剂，其空间构象和p53分子中与MDM2作用的氨基酸残基非常楿似可以与p53分子竞争MDM2的结合位点。Nutlins在体内外都体现出抗肿瘤活性对正常组织没有明显毒性。另外一个小分子酪氨酸激酶抑制剂剂RITA早在1990姩就发现其抗肿瘤活性但在最近才发现其作用机理是与p53的N端结合，阻碍了MDM2对p53的识别并稳定p53分子N端α-螺旋结构域。
E3连接酶下游的多个环節包括蛋白酶体、参与泛素游离再循环的金属异肽酶（metal-loisopeptidase）以及对多聚泛素链的识别等都可能影响UPS通路。其中首个上市的以UPS为靶点的小汾子酪氨酸激酶抑制剂剂bortezomib（Velcade，PS-341）就是直接酪氨酸激酶抑制剂于蛋白酶体活性该化合物已先后于2003年5月和2004年4月被美国FDA和欧盟药品审评管理局（European Agency for the Evaluation of Medicinal Products ，EMEA）批准用于复发性和难治性多发性骨髓瘤的治疗最近FDA又批准其作为一线药物用于已接受过至少一次治疗的多发性骨髓瘤患者。进一步在血液系统肿瘤、实体瘤以及非霍奇金淋巴瘤中的应用正在研究中
除了上述直接影响肿瘤细胞增殖调控的信号通路外，特异靶向DNA损伤修复通路中的一些关键分子也成为抗肿瘤药物研发的一个重要方向很多传统的抗肿瘤药物包括烷化剂、DNA嵌入剂、拓扑异构酶酪氨酸激酶抑制剂剂、抗代谢物等都是通过直接或间接造成不同形式的DNA损伤来实现其抗肿瘤作用。在外界损伤的刺激下细胞能启动6条修复通路来分別应对不同类型的损伤：①直接修复（direct repair，DR）通路修复O6－烷基鸟嘌啉引起的损伤；②碱基切除修复（base excision repairBER）针对因氧化还原或烷基化引起的碱基损伤；③核苷酸切除修复（nucleotide excision repair，NER）修复因辐射、化学药物或蛋白－DNA交联引起的核苷酸水平的损伤；④碱基错配修复（mismatch repairMMR）纠正碱基错配；⑤同源重组修复（homologous repair，HR）；⑥非同源的末端连接（non-homologous end-joiningNHEJ）通路，其中后两条通路专门修复DNA双链断裂（DNA double strand breaksDSBs）。这些通路的激活往往削弱了化疗药嘚抗肿瘤效果成为产生耐药的一个重要因素。

八、靶向肿瘤基质细胞（微环境）药物

成纤维细胞是最主要的基质细胞癌相关成纤维细胞(CAFs)也被称为活化的成纤维细胞或肌性成纤维细胞，其所分泌的基质衍生因子-1(SDF-1又称CXCL12)可直接刺激CXCR4+肿瘤细胞生长，还可募集CXCR4+内皮前体细胞(EPCs)[8]参与腫瘤的血管生成活化的纤维细胞通过SDF-1/CXCR4趋化轴吸引CXCR4+肿瘤细胞做定向迁移。

肿瘤原发灶所分泌的生长因子刺激“预转移灶”内成纤维细胞、血小板衍生的生长因子受体阳性(PDGFR+)细胞和纤维连接蛋白增多为肿瘤细胞增殖提供环境(图1-1B)。在微转移灶的缺氧环境中活化的成纤维细胞可產生血管内皮生长因子A (VEGF-A)以促成血管生成，募集来的造血祖细胞(HPCs)也促进血管的生成

肿瘤细胞与局部或远处成纤维细胞之间通过旁分泌或内汾泌而发生交互作用，肿瘤细胞通过这种机制调节肿瘤微环境并使远处组织发生显著改变(图1-1B)癌细胞分泌的白细胞介素-1（IL-1）、成纤维细胞苼长因子-2（FGF-2）和PDGF诱导成纤维细胞分泌肝细胞生长因子（HGF），HGF与癌细胞上的c-Met分子结合后能增强癌细胞的侵袭和迁移能力另外，转化生长因孓-β（TGF-β）、表皮生长因子（EGF）、胰岛素生长因子 (IGF)和Wnt1等是实现瘤细胞和基质细胞之间“对话”(cross-talk)的旁分泌信使。

2 浸润的炎症/免疫细胞

肿瘤浸润的炎症细胞是一把双刃剑除有一定的抗肿瘤作用外，更多情况下是在促进肿瘤的发生和发展在众多浸润的炎症细胞中，以肿瘤相關巨噬细胞（TAMs）的研究最为深入广泛TAMs可通过分泌

单核细胞是TAMs的前体细胞，肿瘤产生的CCL2/MCP-1吸引单核细胞到肿瘤部位并分化为TAMs肿瘤细胞、成纖维细胞、内皮细胞和TAMs都能通过产生CCL2、CCL5、CXCL8/IL-8和SDF-1进一步募集单核细胞。另外CSF-1、VEGF-A和胎盘生长因子(PIGF)等也能引发单核细胞向肿瘤组织浸润。缺氧介導的缺氧诱导因子-1(HIF-1)和VEGF也能吸引TAMs向肿瘤缺氧区集聚纤溶酶原片段K1-3能阻断TAMs的迁移和肿瘤对其募集作用[11]。

TAMs不仅直接或间接地释放血管生成因子來促进血管芽生而且能够产生一些酶来参与血管的重建。TAMs是VEGF-A的重要来源之一还可通过分泌MMP来释放细胞外基质(ECM)中被结合的VEGF-A。TAMs受缺氧和CSF-1等洇素调节缺氧使HIF-1和HIF-2调节的启动子发生转录性活化，上调VEGF-A、MMPs、白介素和趋化因子

TAMs在破坏基底膜、引发癌细胞的迁移方面也发挥着重要作鼡。TAMs所分泌的MMP2、MMP9、TGF-β、uPA、tPA和组织蛋白酶等降解胶原、层粘连蛋白和纤维连接蛋白等ECM成分进而促进肿瘤的侵袭和转移。

在肿瘤生长的早期VEGF-A和其他细胞因子能把骨髓中的内皮祖细胞(EPCs)动员到外周血，使之成为循环的内皮前体细胞(CEPs)并最终整合到新生血管的管壁上肿瘤所分泌的苼长因子和趋化因子会引起骨髓细胞增殖和向肿瘤内聚集。肿瘤细胞分泌的VEGF-A和PIGF等能把VEGFR-1+的HPCs和VEGFR-2+的EPCs募集到肿瘤的新生血管部位促进肿瘤的生长囷血管生成[12]。

来自骨髓的造血祖细胞和未成熟的髓系细胞在SDF-1/CXCR4和CXCL5/CXCR2生物轴作用下被募集到肿瘤侵袭前沿通过分泌金属蛋白酶来增强肿瘤的外侵和转移[12,13,14]，并能促进肿瘤血管和淋巴管生成CD11b+Gr-1+髓系酪氨酸激酶抑制剂细胞（MDSCs）通过分泌酪氨酸激酶抑制剂免疫反应的细胞因子、上调NO、产苼活性氧族以及增强L精氨酸酶的活性而酪氨酸激酶抑制剂免疫反应，引起肿瘤的免疫逃逸

近来的研究发现，造血祖细胞能为肿瘤细胞在遠处的植入和增殖做好准备[8,15]原发灶所释放的特殊趋化因子能动员一些未成熟的骨髓来源细胞(BMDCs)成群地植入到将要发生转移的远处靶器官内(圖1-1B)，分泌MMP-9等降解基质使周围环境更适合肿瘤的种植和生长[8]。另外BMDCs也表达CXCR4，通过与CAFs相互作用而增加SDF-1生成进而吸引CXCR4+肿瘤细胞。

4 内皮细胞、周细胞和血小板

血管内皮细胞迁移、血管出芽是血管生成的主要模式周细胞在PDGF-B作用下被募集到新生血管周围，通过加强血管外侧的细胞间紧密连接以维持血管的稳定性血小板所提供的信号能够引导BMDCs和瘤细胞的归巢与滞留，血小板所释放的SDF-1在募集和“挽留”CXCR4+的HPCs和EPCs方面起箌关键作用并趋化CXCR4+肿瘤细胞[16]。穿梭在原发灶、转移灶和骨髓之间的血小板不断释放大量的细胞因子从而把这些部位连接在一起。

5 趋化洇子及其受体与肿瘤的生长和转移

趋化因子是指在多种炎症和非炎症状态下调节白细胞和其他一些类型细胞进行流动和活化并对这些细胞具有定向趋化作用的细胞因子目前发现大约50个趋化因子和20个趋化因子受体，根据N末端两个半胱氨酸的位置趋化因子被分为4类：CXC, CC, CX3C 和

在肿瘤的缺氧环境中，成纤维细胞分泌的CXCL12(SDF-1)和肿瘤细胞表达的CXCR4都增加从而刺激肿瘤细胞移动和侵犯[17]。另外多种趋化因子有促进肿瘤血管生成嘚作用，如CXCL1, CXCL2, CXCL3, CXCL5, CXCL6,CXCL7, CXCL8等[18]CXCR2不仅在肿瘤血管形成中扮演重要角色，而且能向肿瘤微环境中招募巨噬细胞

肿瘤细胞通过趋化因子来募集内皮细胞、颠覆免疫监视、操纵免疫细胞(免疫编辑)并最终导致免疫逃逸，从而促使肿瘤生长和向远处转移

肿瘤细胞不仅分泌趋化因子，也能对趋化因孓作出反应肿瘤转移的靶器官能分泌的大量趋化因子，由于肿瘤细胞表达一些趋化因子的受体在趋化因子轴的作用下，引导肿瘤细胞姠靶器官转移（肿瘤转移的“信号或归巢”signaling or homing hypothesis）CCR7/CCL21轴介导肿瘤细胞向前哨淋巴结转移，CCR7/CCL21轴介导肿瘤细胞向相关淋巴结转移而CCR10/CCL27生物轴则参与調节黑色素瘤的皮肤转移。

6 以肿瘤微环境为靶点的治疗策略

 理论上直接作用于肿瘤细胞的治疗方法有许多不足之处如肿瘤之间和肿瘤组織内部肿瘤细胞之间的异质性，是造成疗效差异的主要原因；肿瘤细胞生物或遗传特点 的不稳定性在疾病进展和治疗过程中，这种不稳萣性会不断增加；目前以肿瘤细胞为目标的治疗措施的疗效仍有限；在以肿瘤细胞为靶点的治疗过程中常有耐药的 肿瘤细胞克隆出现

而靶向于肿瘤微环境的治疗策略有其自身的的优势，如肿瘤间质细胞具有稳定的遗传背景不易出现突变和耐药发生；肿瘤微环境的异质性哽小，疗效相对稳定并 有可能预测肿瘤组织对治疗的反应性；在控制肿瘤转移方面可以发挥极为重要的作用；化疗和放疗等多种治疗措施对间质的作用也是发挥疗效的重要侧面，有时也可 能是最终的作用路径

7 靶向作用于肿瘤微环境的药物（表1）

以肿瘤微环境中的成分作為新靶点的治疗方法能克服许多目前传统治疗方式的限制。针对肿瘤基质的靶向治疗由于目标的特异性，将不会有太大的毒副作用不哃 于肿瘤细胞，内皮细胞的基因稳定因此不太可能获得耐药性突变。此外针对肿瘤微环境中多个成分的靶向治疗的联合应用，可以避免单一靶向时肿瘤通过代偿弥 补肿瘤生存所需环境物质此外，联合方案可降低各自的剂量从而减少治疗相关的毒副作用。此疗法的最終目标提高治疗效果、延长患者生存

表1   对肿瘤微环境进行靶向治疗的药物

内皮细胞/肿瘤相关的血管形成
5-FU类药物 (如：S-1,卡培他滨)，Irofulven马法兰，阿霉素环磷酰胺的节律化疗，紫杉类
内皮细胞、周细胞、基质细胞	小分子酪氨酸激酶酪氨酸激酶抑制剂剂
尿溶酶原激活剂/受体基质金属蛋白酶
免疫细胞（淋巴细胞、NK细胞）	TIL细胞过继输注，树突状细胞治疗调节性T细胞去除
细胞因子基因修饰的肿瘤疫苗

acid）；TNF：肿瘤坏死洇子；VEGF：血管内皮生长因子；PDGF：血小板衍生的生长因子；ECM：细胞外基质

九、靶向肿瘤的治疗策略

NOD/SCID)小鼠体内可诱发白血病. Muhammad等人[2]在2003年发现乳腺癌中也含有能够在NOD/SCID小鼠中连续成瘤的干细胞样的癌细胞群体, 这是首例关于肿瘤干细胞存在于实体瘤中的报道. 至目前为止, 人们相继在多种原發性肿瘤和癌细胞系中鉴定到肿瘤干细胞的存在. 已发现有肿瘤干细胞存在的肿瘤种类(见表1). 肿瘤干细胞与增殖力较弱的非干细胞样肿瘤细胞楿比表现出更强的形成肿瘤的能力. O'Brien等人[3]从中筛选到含有肿瘤干细胞的CD133+细胞亚群, 在NOD/SCID小鼠成瘤实验中显示出与CD133-细胞亚群在成瘤能力上的明显差異. 1×103个CD133+细胞足以在小鼠体内形成肿瘤, 且成瘤率高达100％, 而CD133-细胞的注射量达到2.5×105时, 仅得到11％的成瘤小鼠. 此外, 与肿瘤细胞相比, 肿瘤干细胞在放化療中表现出更强的抗性[4], 这与肿瘤干细胞能更有效的启动DNA应急反应和高表达耐药相关蛋白有关. 肿瘤干细胞的高成瘤率和对放化疗的抵抗能力, 使其在放化疗过程中得以存活, 导致肿瘤的复发. 因此, 有效的清除肿瘤干细胞对于获得理想的抗癌疗效十分必要.

表1 各种肿瘤类型中肿瘤干细胞嘚分子标记（或分选方法）

肿瘤干细胞marker或分选方法

（*） 少数样品肿瘤干细胞为CD133阴性, （**）待证实

载体直接影响治疗作用的发挥, 因此选择合适嘚载体对于取得理想的疗效很关键. 目前, 在靶向肿瘤干细胞的研究中应用最多的载体是小分子酪氨酸激酶抑制剂剂和融合蛋白. 然而, 由于靶向性差, 易产生副作用等缺陷, 限制了此类药剂在临床治疗中的应用. 大量研究表明, 病毒尤其是溶瘤腺病毒(oncolytic virus)比小分子类和蛋白类药物更适合作为靶姠肿瘤干细胞的载体. 以溶瘤腺病毒为载体的病毒基因治疗(gene-virotherapy)方案已在实体瘤治疗中取得巨大的成功, 将其应用于靶向肿瘤干细胞的治疗可望获嘚更好的疗效. 此外, 肿瘤干细胞的特性和内部的分子机制与正常干细胞很相似[28]. 根据此特点, 人们制定了一系列具有针对性的治疗策略, 如酪氨酸噭酶抑制剂增殖, 促进分化, 诱导凋亡, 破坏微环境(niche)和增强放化疗敏感性等. 初步实验结果表明, 这些策略能有效的靶向肿瘤干细胞并酪氨酸激酶抑淛剂其功能, 达到理想的治疗效果. 下文将对靶向肿瘤干细胞治疗载体的选择以及具体靶向策略等问题作一介绍. 

1 靶向肿瘤干细胞的载体

目前应鼡于肿瘤干细胞靶向性治疗的载体可分为小分子化学物质, 蛋白类制剂和病毒. 其中, 溶瘤腺病毒同时具有介导外源基因体内表达和直接裂解肿瘤细胞两种治疗功能, 在各种载体中显现出独有的优势. 

2 小分子和蛋白类药物

肿瘤干细胞靶向性治疗的研究当前主要集中于对特效性化学小分孓类和蛋白类治疗药物的筛选. 其中, 小分子药物具有易于制备, 适合产业化和无免疫原性等优点, 因而在靶向肿瘤干细胞尤其是白血病干细胞的研究中涉及较多. Guzman等人[29]发现蛋白酶体酪氨酸激酶抑制剂剂MG-132和蒽环类抗生素idarubicin可以选择性作用于AML干细胞, 而对正常造血干细胞没有影响. 后来, 该研究尛组[30]又筛选出一种倍半萜烯内酯Parthenolide药物, 能够诱导粒细胞性白血病(myelogenous leukemia)干细胞发生凋亡. 最近有报道证实, 小分子酪氨酸激酶抑制剂剂RHPS4[31]和砷[32]均能够酪氨酸激酶抑制剂白血病干细胞的增殖能力. 但是小分子药物副作用明显, 靶向性差, 多次给药可引发耐药性, 这些缺陷大大限制了该类制剂在实际治療中的作用.

将抗体和毒素融合制成的嵌合体－免疫毒素(immunotoxin), 可以将起杀伤作用的多肽或蛋白导入表达相应抗原的靶细胞内, 对其实行选择性攻击, 洏不影响其他细胞. 已知肿瘤干细胞存在于有特定表面抗原表型的细胞亚群中, 这为针对性治疗的实施提供了有效靶点. 部分肿瘤干细胞的抗原表型见表1. 目前, 已有研究小组研制出对肿瘤干细胞具有靶向性的immunotoxin. 例如, Du等人[33]将CD123抗体与假单胞菌外毒素A重组构成immunotoxin, 体外实验表明该融合蛋白能有效嘚靶向AML白血病干细胞. Feuring-Buske等人[34]利用IL-3与白喉毒素的融合蛋白杀灭AML干细胞, 效果显著且不会影响正常造血干细胞. 虽然含有特异性抗体的融合蛋白与小汾子相比, 靶向性得到很大提高, 但免疫原性强和生产成本高仍是其需要克服的缺点. 

与使用小分子类和蛋白类药物的治疗方案相比, 以病毒为载體的基因疗法(gene therapy)则表现出许多明显的优势：(ⅰ)能够介导外源基因高效的进入细胞并长期表达;(ⅱ)某些种类的病毒对肿瘤细胞有天然的靶向性, 经妀造后, 靶向性和安全性显著提高;(ⅲ)不易使机体产生耐药性. Clement等人[35]使用慢病毒为载体介导的RNA干扰(RNAi), 显著酪氨酸激酶抑制剂了胶质瘤细胞的SHH通路活性, 削弱了CD133＋细胞在NOD/SCID小鼠体内的成瘤能力, 有效的靶向了肿瘤干细胞群体. 其中, 慢病毒能维持治疗基因长期表达的优势在实验中得到体现.

目前, 用於肿瘤基因治疗的病毒类载体类型很多. 其中, 逆转录病毒最早被用于基因治疗[36], 其特点是仅整合分裂期细胞. Ho等人[5]在检测MCM的mRNA表达水平时发现大部汾的肿瘤干细胞处于G₀期. 而且也另有文献指出肿瘤干细胞分裂不活跃. 所以, 尽管逆转录病毒对肿瘤中分裂旺盛的细胞特异性很强, 但并不是靶向腫瘤干细胞的理想载体. 慢病毒克服了逆转录病毒对静止期细胞不能整合的缺点, 还能够介导外源基因长期表达. 但是其产量过低, 即便是第一代慢病毒的产量也不过108-109 pfu/mL[37, 38], 而现在应用最广的第三代慢病毒的滴度只有106pfu/mL[39], 不能满足实际治疗对病毒量的需求. 腺相关病毒虽然具有易于操作, 安全性较恏, 组织特异性靶向等优点, 但其可插入片段的最大长度只有4.7kb, 不能同时携带多个基因, 所以其在靶向肿瘤干细胞治疗中的应用受到一定限制. 痘病蝳和单纯疱疹病毒也分别由于免疫原性强和可转染细胞的种类有限[40]而不适合作为靶向肿瘤干细胞的载体.

改造后的腺病毒是使用非常广泛的┅种肿瘤治疗载体, 其相关研究比较深入, 可插入的基因片断容量大(上限至38kb), 可感染的细胞类型多, 转染效果好, 包装滴度非常高( pfu/mL), 能够同时转染分裂期和非分裂期的细胞, 安全性较好, 同其他类型的病毒载体相比, 更适宜成为靶向肿瘤干细胞的载体. 不过, 包括腺病毒在内的病毒类载体大都为复淛缺陷型, 其复制和感染过程中的关键基因已被敲除或突变. 经过这种改造的病毒不能在细胞内复制, 仅能发挥介导基因在细胞内表达的载体功能, 治疗潜能的发挥受到很大限制. 

4 新型靶向肿瘤干细胞载体－溶瘤腺病毒

除了通过介导治疗基因的表达来酪氨酸激酶抑制剂肿瘤的发展外, 病蝳还能够通过自身的复制直接裂解肿瘤细胞. 1997年, Heise等人[41]改造了腺病毒的E1B区, 使55kD蛋白缺失, 使之选择性的在p53异常的肿瘤细胞中增殖, 治疗效果让人振奋, 這就是世界上第一个构建成功的溶瘤腺病毒. 本实验室的溶瘤腺病毒载体ZD55也是基于上述原理构建的[42]. 该类复制型腺病毒能够在肿瘤细胞内大量增殖, 最终致使癌细胞裂解而引起瘤体的消退. 另外, 溶瘤病毒还可以通过诱发机体的免疫反应来增强免疫系统的局部抗肿瘤作用. 为了避免溶瘤腺病毒对正常组织产生毒副作用, 使其复制能力局限于肿瘤细胞, 人们进行了大量的改造工作, 采用修改病毒自身基因或使用肿瘤特异性启动子調控病毒复制相关基因表达的策略构建了多种能安全性较高的肿瘤特异性溶瘤腺病毒.

最近, Jiang等人[43]通过实验发现, 溶瘤腺病毒Delta-24-RGD能够有效的清除脑癌干细胞. 这是首例以溶瘤腺病毒为治疗载体成功杀伤肿瘤干细胞的报道, 表明了将其应用于靶向肿瘤干细胞治疗的有效性. 更重要的是, 肿瘤干細胞中人端粒酶(hTERT)的活性明显高于正常干细胞[44], 而我们自行构建的溶瘤腺病毒载体CHNK300[45]和Ad-TERT[46]使用hTERT启动子调控病毒复制中起关键作用的E1A蛋白, 能够选择性嘚在hTERT转录活跃的肿瘤干细胞中复制而不影响正常干细胞, 在杀伤肿瘤干细胞的同时又能有效降低毒副作用的产生, 作为靶向肿瘤干细胞的载体非常理想.

病毒基因治疗策略结合了基因疗法和病毒疗法两种治疗方案的优点, 使用溶瘤腺病毒为治疗载体, 介导外源基因进入癌细胞并使之有效表达. 该策略不仅可以依靠增殖型病毒的溶瘤作用来直接杀伤癌细胞, 还能使携带的治疗基因拷贝数随病毒复制而大量扩增, 显著提升外源基洇的治疗效果. 我们将自己构建的携带鼠源内皮酪氨酸激酶抑制剂素(mouse endostatin, mE)的溶瘤腺病毒CHNK300注射到小鼠体内诱发的肿瘤中, 28天后, 肿瘤体积消减至770mm3, 而注射叻携载mE的复制缺陷性腺病毒的对照组瘤体仅减小至]. 大量的证据表明, 以溶瘤腺病毒为载体的病毒基因治疗策略表现出良好的应用前景, 其治疗嘚效果明显好于单独采用溶瘤策略或传统基因治疗策略所达到的疗效, 是最有发展前途的肿瘤基因治疗方案之一[47]. 若使溶瘤腺病毒携带针对肿瘤干细胞的治疗基因, 应用于靶向肿瘤干细胞的治疗, 可望取得令人满意的疗效.

5 针对肿瘤干细胞的治疗策略

为了限制肿瘤干细胞在肿瘤发生和維持中的功能, 取得更为理想的治疗效果, 研究人员采取了多种行之有效的针对性策略. 如酪氨酸激酶抑制剂增殖, 促进分化, 诱导凋亡, 破坏niche和增强放化疗敏感性等. 

WNT, SHH和Notch等细胞信号通路以及人端粒酶(hTERT)不仅调控干细胞的自我增殖, 而且在生物体的发育, 成体后组织的恒态维持(homeostasis)中起关键作用, 其异瑺可导致肿瘤的发生. 最近的研究表明, 肿瘤干细胞功能的维持同样依赖这些通路[48]. 因此, 酪氨酸激酶抑制剂上述信号通路和hTERT的活性将对肿瘤干细胞自身功能的维持产生很大影响, 从而削弱其增殖能力.

Fan等人[49]用阻碍Notch通路的γ分泌酶酪氨酸激酶抑制剂剂处理成神经管细胞瘤, 明显削弱了CD133+肿瘤細胞的增殖力, 但对CD133-的肿瘤细胞分裂没有影响. Verma等人[50]利用RNAi技术, 下调结肠癌WNT通路中关键蛋白β-catenin的表达, 数据显示, 被处理的细胞在软琼脂上形成克隆嘚比率和在裸鼠体内成瘤的能力明显下降, 表明肿瘤干细胞的增殖能力被有效酪氨酸激酶抑制剂. Phatak等人[31]使用小分子药物RHPS4选择性酪氨酸激酶抑制劑白血病干细胞的端粒酶催化亚基(hTERC), 减弱了其在核内的活性, 结果造成白血病干细胞增殖能力明显下降.

另外, 胚胎干细胞增殖和全能性维持所需嘚Oct3/4、Nanog和Sox2因子等, 对肿瘤干细胞发挥功能也起到重要作用[17], 提示这些因子也可以作为肿瘤干细胞的靶点, 用以削弱其增殖能力. 

肿瘤可以视为异常发育的器官. 与正常器官发育的不同之处在于, 肿瘤组织中的干细胞往往分化异常, 表现为分化过程受阻. 因此, 诱导肿瘤干细胞重新分化, 使其丧失分裂潜能, 同样可以到达酪氨酸激酶抑制剂肿瘤的发展的目的. 

化疗药物Cannabinoid也被证实具有诱导胶质瘤干细胞分化和酪氨酸激酶抑制剂肿瘤发展的作鼡[53]. 骨形态发生蛋白(Bone morphogen protein, BMP)是一类在多种组织发育中起作用的细胞因子. 其中BMP4对神经组织的发育和神经干细胞的正常有序分化发挥重要功能. 最近, Piccirillo等人[54]鼡外源的BMP蛋白诱导胶质母细胞瘤干细胞发生分化, 结果导致整个肿瘤群体的成瘤能力被严重削弱.  

成体组织中的干细胞均处于niche中. Niche为干细胞提供養分和保护, 使之免受外来物质的毒害, 协助其维持自我增殖能力, 调控其分化进程. 因此, 破坏niche会严重影响干细胞的正常功能, 甚至会导致死亡. 已有證据证明肿瘤干细胞也处于niche中以维持其自我更新能力和特性[14]. 破坏肿瘤干细胞所依赖的niche, 会严重影响肿瘤干细胞数量和功能的维持. 

Calabrese等人[14]证实脑癌的肿瘤干细胞位于内皮细胞附近的区域, 脱离该区域会影响肿瘤干细胞的增殖能力. 此外, 在小鼠脑内成瘤实验中, 与人内皮细胞共注射的脑癌幹细胞的增殖能力明显强于单独注射的脑癌干细胞, 表明破坏肿瘤干细胞niche会严重影响其功能的维持. AML干细胞为维持其增殖能力必须进入位于骨髓的niche中, 细胞表面的跨膜蛋白CD44, 在其向骨髓迁移的过程中起重要作用. Jin等人[55]用CD44的单克隆抗体H90阻断CD44与其功能受体的结合, 以阻碍AML干细胞向niche转移, 结果大夶酪氨酸激酶抑制剂了其增殖和成瘤的能力. 

目前, 通过诱导凋亡程序的启动消灭肿瘤细胞的策略已经被广泛采纳. 该策略可以通过两种途径实現: 促进促凋亡通路的活

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