藥物化學第二章抗腫瘤藥物

第二章抗 腫 瘤 藥,Antineoplastic agents,本章學習重點,抗腫瘤藥物按照作用靶點和作用原理的分類； 烷化劑的分類，干擾DNA和核酸合成的藥物的分類，抗代謝藥物分類;烷化劑中氮芥類的主要藥物的結(jié)構(gòu)、作用機理、理化性質(zhì)、相關(guān)的合成方法。 重點藥物氮甲、環(huán)磷酰胺、卡莫斯汀、順鉑、氟尿嘧啶、鹽酸阿糖胞苷、磺巰嘌呤鈉、甲氨喋呤,腫瘤分類,什么是腫瘤？,腫瘤是指人體器官組織的正常細胞在各種因素影響下突變?yōu)楫惓＜毎?，且過度增殖失控生長，而形成的新生物。,腫瘤的治療方法？,手術(shù)治療放射治療藥物治療(化學治療)生物治療/基因治療,抗腫瘤藥物的分類,作用機制和靶標不同,1 直接作用于DNA的藥物,作用原理：主要通過直接和DNA相作用，從而影響或破壞DNA的結(jié)構(gòu)和功能、使DNA在細胞增殖過程中不能發(fā)揮作用。分類：烷化劑類 金屬鉑絡合物 作用于DNA的天然物質(zhì) DNA拓撲異構(gòu)酶抑制劑等,一、烷化劑,作用原理：在體內(nèi)能形成缺電子活潑中間體或其它具有活潑的親電性基團的化合物，進而與生物大分子中含有豐富電子的基團發(fā)生共價結(jié)合，使其喪失活性或使DNA分子發(fā)生斷裂。 毒副作用：具有細胞毒作用，對其它增生較快的正常細胞也同樣產(chǎn)生抑制作用，因而會產(chǎn)生許多嚴重的副反應?；瘜W結(jié)構(gòu)：分為氮芥類、氮丙啶類、甲磺酸酯類、亞硝基脲類、三氮烯咪唑類和肼類等。,P-11,（一）氮芥類,烷基化部分是抗腫瘤活性的功能基； 載體部分可以用以改善藥物在體內(nèi)的吸收、分布等藥代動力學性質(zhì)，提高選擇性和抗腫瘤活性，也會影響藥物的毒性。,脂肪氮芥 芳香氮芥 氨基酸氮芥 雜環(huán)氮芥 甾類氮芥,載體部分,烷基化部分,P-11,氮芥類抗腫瘤藥物的起源,第一次世界大戰(zhàn)期間作為毒氣。發(fā)現(xiàn)芥子氣對淋巴癌有治療作用。由于對人的毒性太大，不可能作為藥用。,芥子氣,P-11,1氮芥類藥物的作用機制,X、Y分別代表細胞成分的親核中心,脂肪氮芥的氮原子和位的氯原子作用生成乙撐亞胺離子，極易與細胞成分的親核中心起烷化反應。,R為脂肪烴推電子作用SN2反應強烷化劑選擇性差,P-12,R為芳香烴 吸電子作用 SN1反應 降低毒性,P-12,芳香氮芥由于氮原子的孤對電子和苯環(huán)產(chǎn)生共軛作用，減弱氮原子的堿性，作用機制也發(fā)生改變。,2氮芥類藥物及其發(fā)展,苯丁酸氮芥（瘤可寧）,美法倫（溶肉瘤素）,烏拉莫司汀,P-13,苯乙酸氮芥,磷酸雌莫司?。ㄇ傲邢侔⒁认侔?潑尼莫司?。◥盒粤馨土觯?P-13,腫瘤細胞中存在甾體激素受體,3. 代表藥物,*氮甲（formylmerphalan）,化學名：（）N-甲酰對雙（氯乙基氨基)苯丙氨酸 臨床應用：本品對精原細胞瘤的療效較為顯著、對多發(fā)性骨髓瘤、惡性淋巴瘤也有效。 手性：存在二個旋光異構(gòu)體，左旋體效用強，右旋體比較弱，臨床使用消旋體。,P-13,異芳芥（抗瘤氨酸）對慢性粒細胞型白血病、睪丸精原細胞瘤療效較好。,鄰脂苯芥對鼻咽癌、肺癌、乳腺癌有效，但毒性較大。,P-13,* 環(huán)磷酰胺（Cyclophosphamide）,化學名：N,N雙（2氯乙基）四氫2H1,3,2氧氮磷雜環(huán)己烷2胺2氧化物一水合物，又名癌得星。 結(jié)構(gòu)特點：在氮芥的氮原子上連有一個吸電子的環(huán)狀磷酰氨基。,P-14,合成,P-14, 臨床應用：本品的抗瘤譜較廣，主要用于惡性淋巴瘤，急性淋巴細胞白血病，多發(fā)性骨髓瘤、肺癌、神經(jīng)母細胞瘤等。,異環(huán)磷酰胺比環(huán)磷酰胺治療指數(shù)高、毒性小，與其它烷化劑無交叉耐藥性。臨床用于乳腺癌、肺癌、惡性淋巴瘤、卵巢癌有效。,曲磷胺對何杰金氏病和慢性白血病療效較好。,P-16,（二）亞乙基亞胺類(氮丙啶類),最早用于臨床，其治療作用和毒性與鹽酸氮芥相似。,P-16,曲他胺（TEM）,氮芥類藥物通過轉(zhuǎn)變?yōu)榈ゆf活性中間體發(fā)揮烷化作用。因此而合成了一系列的氮丙啶的衍生物。,X = O 替派X = S 塞替派,用于臨床的：替哌主要用于治療白血病。塞替哌主要用于乳腺癌、卵巢癌、肝癌、膀胱癌的治療。,P-16,亞胺醌,三亞胺醌,卡波醌,苯醌類化合物：可干擾酶的氧化-還原過程，能抑制有絲分裂。降低了氮原子的電子云密度，也降低其毒性。,P-16,苯醌類藥物作用機制：,P-17,生物還原過程,絲裂霉素 C（Mitomycin C）,化學名：laS（1a,8,8a,8b）6氨基8（氯甲酰氧基）甲基1,la,2,8 ,8a,8b六氫8a甲氧基5甲基氮雜環(huán)丙烷并2,3：3,4吡咯并1,2a吲哚4，7二酮。,P-17,作用機制：,臨床應用：絲裂霉素對各種腺癌有效。通常與其它抗癌藥合用，治療胃的腺癌。,P-18,（三）甲磺酸酯類,作用機制：甲磺酸酯是較好的離去基團，生成的正碳離子可與DNA中鳥嘌呤結(jié)合產(chǎn)生單分子或雙分子交聯(lián)，毒害腫瘤細胞。臨床應用：臨床上對慢性粒細胞白血病的療效顯著，也可用于原發(fā)性血小板增多癥及紅細胞增多癥。,白消安,P-19,非氮芥類烷化劑；1-8個次甲基的雙甲磺酸酯具抗腫瘤活性，為雙功能烷化劑。,（四）亞硝基脲類,卡莫司汀（carmustine）,P-19,化學名：N,N-雙(2-氯乙基)-N-亞硝基脲，別名卡氮芥，BCNU。,特點：易通過血腦屏障，用于治療腦瘤和某些中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤；化學性質(zhì)：酸性條件下穩(wěn)定，堿性條件下分解放出氮和二氧化碳；作用機理：亞硝基使氮原子與相鄰羰基之間的鍵不穩(wěn)定，分解生成親電性基團，使DNA產(chǎn)生烷基化，造成鏈間交聯(lián)和單鏈的破壞；臨床應用：用于腦瘤及轉(zhuǎn)移性腦瘤，惡性淋巴瘤、多發(fā)性骨髓瘤、急性白血病和何杰金氏病，與其它抗腫瘤藥合用可增強療效。,P-19,其它亞硝基脲類藥物：,P-20,1 直接作用于DNA的藥物,作用原理：主要通過直接和DNA相作用，從而影響或破壞DNA的結(jié)合和功能、使DNA在細胞增殖過程中不能發(fā)揮作用。分類：烷化劑類 金屬鉑絡合物 DNA拓撲異構(gòu)酶抑制劑等,二、金屬鉑配合物,物理學家B.Rosenberg（ 1961年），細胞有絲分裂形狀非常象電場或磁偶極場方向圖。猜想在細胞分裂中或許有類似偶極子的物質(zhì)參加。用大腸桿菌作試驗，發(fā)現(xiàn)在電場作用下，變成比正常長300倍的絲狀物?；瘜W家分離可能是(NH4)2PtCl6，但把其加入到培養(yǎng)基沒有出現(xiàn)絲狀化。有趣的是，配制的溶液放置日久后再試有絲狀化。活性物為Pt(NH3)2Cl4。通過小鼠試驗，1969年首次報道順鉑對動物腫瘤有強烈抑制活性。從化學、生物學、醫(yī)學進行研究，花費10多年，合成大約1000種配合物。,發(fā)現(xiàn),P-21,* 順鉑（cisplatin）,化學名：順式-二氨二氯鉑，反式異構(gòu)體無效臨床應用：用于治療膀胱癌、前列腺癌、肺癌、頭頸部癌、乳腺癌、惡性淋巴瘤和白血病等。與甲氨蝶呤、環(huán)磷酰胺等有協(xié)同作用，而無交叉耐藥性，并有免疫抑制作用。,P-21,作用機理：與腫瘤細胞的DNA結(jié)合，使腫瘤細胞DNA復制停止，阻礙細胞分裂。 活潑離子與DNA的兩個鳥嘌呤堿基結(jié)合成一個封閉的五元螯合環(huán)，破壞兩條多核苷酸鏈上嘌呤基和胞嘧啶之間的氫鍵，擾亂DNA的正常雙螺旋結(jié)構(gòu)。,P-21,結(jié)構(gòu)改造：用不同的胺類和酸根與鉑（）絡合，合成了一系列鉑的配合物。,P-22,該藥物水溶性差，水溶液不穩(wěn)定，水解和轉(zhuǎn)化為反式，生成水合物和有毒低聚物。,*中性絡合物一般比離子絡合物具有更高的抗腫瘤活性。 *烷基伯胺或環(huán)烷基伯胺取代順鉑中的氨，可明顯增加其治療指數(shù)。 *雙齒配位體替兩個單齒配位體，一般可以增加其抗腫瘤活性。 *取代的配位體要有合適的水解速率，以讓配合物有足夠的穩(wěn)定性達到作用部位。它們的水解速率和藥物活性有如下的關(guān)系： NO3H2OCl BrIN3SCNNH3CN 高毒性 活性 非活性 低毒性 *平面正方形和八面體構(gòu)型的鉑配合物抗腫瘤活性高于其它構(gòu)型的鉑配合物。,鉑類化合物基本構(gòu)效關(guān)系,P-22,三、作用于DNA的天然產(chǎn)物,直接作用于腫瘤細胞的DNA，使DNA鏈斷裂和裂解。,博來霉素（bleomycin，BLM）,P-23,根據(jù)作用機制不同,四、作用于DNA拓撲異構(gòu)酶的藥物,P-25,DNA拓撲異構(gòu)酶(Topo)：細胞的一種基本核酶，在與DNA有關(guān)的遺傳功能，如細胞復制、轉(zhuǎn)錄及有絲分裂中顯示重要作用。,（一）作用于Topo的抗腫瘤藥物,P-26,（二）作用于Topo的抗腫瘤藥物,1. 嵌入型抗腫瘤藥物,作用機制：結(jié)構(gòu)中的蒽醌嵌合到DNA的CG堿基對層之間，使DNA與Topo 形成的復合物僵化，DNA斷裂。每6個堿基對嵌入2個蒽醌環(huán)。,P-28,米托蒽醌,比生群,P-29,2. 非嵌入型抗腫瘤藥物,鬼臼毒的糖苷衍生物,P-30,結(jié)構(gòu)改造：增加藥物的水溶性在依托泊苷的4 位酚羥基上引入磷酸酯結(jié)構(gòu)，得到依托泊苷的前藥： 依托泊苷磷酸酯,P-30,抗腫瘤藥物的分類,作用機制和靶標不同,2 抗代謝的抗腫瘤藥物,藥物作用機理：抑制DNA合成中所需的葉酸、嘌呤、嘧啶和嘧啶核苷的生物合成途徑，從而抑制腫瘤細胞的生存和復制所必需的代謝途徑，導致腫瘤細胞死亡。作用特點：抗代謝藥物的抗瘤譜比較窄，臨床上多數(shù)用于治療白血病。由于抗代謝藥物的作用點各異，一般無交叉耐藥性。結(jié)構(gòu)特點：與代謝物很相似，且大多數(shù)抗代謝物是將代謝物的結(jié)構(gòu)作細微的改變而得。常用的抗代謝藥物有嘧啶拮抗物，嘌呤拮抗物、葉酸拮抗物等。,P-31,一、嘧啶拮抗物,（一）尿嘧啶衍生物,* 氟尿嘧啶(fluorouracil),化學名：5氟2,4（1H,3H）嘧啶二酮，又名5氟尿嘧啶（5Fu）。臨床應用：本品抗癌譜比較廣，是治療實體腫瘤的首選藥物。,P-31,理化性質(zhì)：白色或類白色結(jié)晶，略溶于水，微溶于乙醇，幾乎不溶于氯仿。稀鹽酸或氫氧化鈉中溶解,藥物設計思路,本品為尿嘧啶的衍生物。尿嘧啶摻入腫瘤組織的速度較其他嘧啶快。 由電子等排原理，以鹵原子代替氫原子合成的鹵代尿嘧啶衍生物中，以5-Fu抗腫瘤作用最好。,尿嘧啶,5-氟尿嘧啶,氟的原子半徑和氫的原子半徑相近，氟化物的體積與原化合物幾乎相等；C-F鍵穩(wěn)定，在代謝過程中不易分解。,用氟取代尿嘧啶中的氫原子后，由于氟的原子半徑和氫的原子半徑相近，氟化物的體積與原化合物幾乎相等，加之C-F鍵穩(wěn)定，在代謝過程中不易分解，可在分子水平代替正常代謝物，抑制胸苷酸合成酶（TS）。 5-Fu及其衍生物在體內(nèi)首先轉(zhuǎn)變?yōu)榉蜞奏っ撗鹾塑账?FUDRP)，與TS結(jié)合，再與5，10-次甲基四氫葉酸作用，由于C-F鍵穩(wěn)定，導致不能有效地合成胸腺嘧啶脫氧核苷酸（TDRP），使酶（TS）失活。從而抑制DNA的合成，導致腫瘤細胞死亡。,作用機制,作用機制,胸甘酸合成酶,結(jié)構(gòu)改造：前藥原理-氟尿嘧啶衍生物,前藥卡培他濱,P-33,卡培他濱,（二）胞嘧啶衍生物,* 鹽酸阿糖胞苷（cytarabine hydrochloride）,化學名：4-氨基-1-D-阿拉伯呋喃糖基2-(1H)-嘧啶酮，又稱ARA-C。理化性質(zhì)：白色細小針狀結(jié)晶，極易溶于水，略溶于乙醇，幾乎不溶于乙醚。,P-33,通過在在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為活性的三磷酸阿糖胞苷（Ara-CTP）發(fā)揮抗癌作用。Ara-CTP通過抑制DNA多聚酶及少量摻入DNA，阻止DNA的合成，抑制細胞的生長。,作用機制,主要用于治療急性粒細胞白血病。與其它抗腫瘤藥合用可提高療效。,臨床應用,合成,結(jié)構(gòu)改造：阿糖胞苷在體內(nèi)容易脫氨基失活，將其氨基用脂肪酸?；?，得到前藥，在體內(nèi)代謝為阿糖胞苷而起作用，抗腫瘤效果比阿糖胞苷強而持久,P-33,二、嘌呤拮抗物,腺嘌呤和鳥嘌呤是DNA和RNA的主要組分，次黃嘌呤是腺嘌呤和鳥嘌呤合成的重要中間體。嘌呤類抗代謝物主要是次黃嘌呤和鳥嘌呤的衍生物。,H2O,.,巰嘌呤 (mercaptopurine),化學名： 6-嘌呤硫醇一水合物，別名 6-巰基嘌呤，6-MP,理化性質(zhì)：黃色結(jié)晶性粉末，無臭，水中和乙醇中極微溶解，乙醚中幾乎不溶。,巰嘌呤 磺巰嘌呤鈉（mercaptopurine） （sulfomercaprine sodim）,P-35,水溶性差,在巰基上以二硫鍵引入水溶性的磺酸基,巰嘌呤和磺巰嘌呤鈉的合成,其它衍生物：,P-36,三、葉酸拮抗物,葉酸（Folic Acid）是核酸生物合成的代謝物，葉酸缺乏時，白細胞減少，因此葉酸的拮抗劑可用于緩解急性白血病。,P-36,甲氨蝶呤（methotrexate，MTX）,化學名：N4（2,4-二氨基6蝶啶基）甲基甲氨基苯甲?；鵏谷氨酸。理化性質(zhì)：橙黃色結(jié)晶粉末，幾乎不溶于水和乙醇，可溶于稀鹽酸，易溶于稀堿溶液。,P-37,作用機制,甲氨蝶呤為葉酸的拮抗劑，和二氫葉酸還原酶的親和力比二氫葉酸強1000倍，二氫葉酸還原酶的結(jié)合幾乎是不可逆的，使二氫葉酸不能轉(zhuǎn)化為四氫葉酸，從而影響輔酶F的生成，干擾胸腺嘧啶脫氧核苷酸和嘌呤核苷酸的合成，因而對DNA和RNA的合成均可抑制，阻礙腫瘤細胞的生長。,臨床應用：主要用于治療急性白血病，絨毛膜上皮癌和惡性葡萄胎。中毒解救：甲氨蝶呤大劑量引起中毒，可用亞葉酸鈣解救。亞葉酸鈣可提供四氫葉酸，與甲氨蝶呤合用可降低毒性。,抗腫瘤藥物的分類,作用機制和靶標不同,G1期,S期,G2期,M期,細胞周期,3 抗有絲分裂的藥物,P-39,藥物干擾細胞周期的有絲分裂階段（M期），可抑制細胞分裂和增殖?？褂薪z分裂藥物作用于細胞中的微管，阻止了染色體向兩極中心體的移動，抑制細胞分裂和增殖。,P-39,1、在微管蛋白上有一個結(jié)合位點的藥物,秋水仙堿（colchicine）,P-39,一、微管組裝抑制劑,百合科植物秋水仙典型抗有絲分裂藥物毒性較大,長春堿類,P-39,2、在微管蛋白上有兩個結(jié)合位點的藥物,一、微管組裝抑制劑,長春瑞濱（Vinorelbine, NRB）,P-40,長春堿類抗腫瘤藥物通過與為受損的微管蛋白在“生長末端”(the growing ends)有較高親和力，而阻止微管蛋白雙聚體聚合成微管。又可誘導微管的解聚，使仿錘體不能形成，使有絲分裂停止于中期，從而阻止癌細胞分裂增值。,作用在聚合狀態(tài)微管的藥物,二、微管穩(wěn)定劑及微管組裝促進劑,紫杉烷類藥物,紫杉醇(paclitaxel,商品名taxol),最先從美國西海岸的短葉紅豆杉的樹皮中提取得到的具有紫杉烯環(huán)的二萜類化合物。,紫杉烷類藥物,P-41,作用機制：通過誘導和促使微管蛋白聚合成微管，同時抑制所形成微管的解聚，產(chǎn)生穩(wěn)定的微管束。使維管束的正常動態(tài)再生受阻，細胞在有絲分裂時不能形成正常的有絲分裂紡錘體，抑制細胞分裂和增殖。,臨床作用：紫杉醇主要用治療卵巢癌、乳腺癌及非小細胞肺癌。 多西紫杉醇較紫杉醇抗腫瘤譜更廣，對除腎癌、結(jié)腸癌、直腸癌以外的其他實體瘤都有效。,抗腫瘤藥物的分類,作用原理不同,蛋白激酶抑制劑蛋白酶體抑制劑,四、作用于腫瘤信號轉(zhuǎn)導機制的藥物,1、Bcr-Abl蛋白激酶抑制劑,2、表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑,3、多激酶靶點的抑制劑,1.烷化劑類抗腫瘤藥物的結(jié)構(gòu)類型不包括（ ）A. 氮芥類 B. 乙撐亞胺類 C. 亞硝基脲類 D. 磺酸酯類E. 硝基咪唑類2.抗腫瘤藥物卡莫司汀屬于（ ）A. 亞硝基脲類烷化劑 B. 氮芥類烷化劑 C. 嘧啶類抗代謝物 D. 嘌呤類抗代謝物 E. 葉酸類抗代謝物3.下列哪個藥物不是抗代謝藥物（ ）A. 鹽酸阿糖胞苷 B. 甲氨喋呤 C. 氟尿嘧啶 D. 卡莫司汀E. 巰嘌呤,比較選擇題A. 鹽酸阿糖胞苷 B. 甲氨喋呤 C.