对新生血管形成有阻断功能的多肽化合物及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多肽化合物及其应用，特别是一种可以阻断新生血管形成并有效地抑制实体瘤生长的多肽化合物及其应用。
【背景技术】
[0002]肿瘤是严重威胁人类生命的常见病和多发病，随着社会经济的发展，生活、工作环境的改变，人群肿瘤的患病率有升高趋势。如今其死亡率仅次于心脑血管病而位居第二，已经成为人类死亡的主要病因。我国每年肿瘤新生患者不断增加，死于恶性肿瘤的人数也不断增加，全球肿瘤发病率更是逐年上升。鉴于此，寻求高效低副作用的新型的预防和治疗肿瘤的药物有着重要的现实和社会意义。
[0003]在抑制和治疗肿瘤发生上，传统的方法包括物理治疗与化学治疗。物理治疗主要指放射疗法和手术摘除等。放射治疗对身体其他正常组织损害较大，手术摘除亦存在物理损伤和提高癌细胞释放和转移的风险。化学治疗又称化疗，采用化学药物直接破坏或杀伤癌细胞，如烷化剂类抗肿瘤药，抗代谢类抗肿瘤药，抗生素类抗肿瘤药，激素类等。烷化剂(环磷酰胺、塞替派、司莫司汀、盐酸氮芥等)属于细胞毒类药物，又称生物烷化剂(B1alkylating agents)，在体内能形成碳正离子或其他具有活泼的亲电性基团的化合物，进而与细胞中的生物大分子(DNA，RNA，酶)中含有丰富电子的基团(如氨基，巯基，羟基，羧基、磷酸基等)发生共价结合，使其丧失活性或使DNA分子发生断裂，导致肿瘤细胞死亡，抗肿瘤活性强，但在实际临床应用上其对患者引起的恶心、呕吐副作用严重；抗代谢类抗肿瘤药(阿糖胞苷、甲氨蝶呤、羟基脲等)，其主要作用是与合成正常代谢物所必需的酶相结合，从而干扰核酸的合成，抑制肿瘤细胞的生长和增殖，但由于肿瘤组织与正常组织的代谢过程无明显质的差别，因此抗代谢药的选择性较差，对增殖较快的正常组织如骨髓、胃肠道粘膜、生殖系统和毛发等都有相当的毒性；抗生素类抗肿瘤药，一类是直接与DNA交叉结合，破坏DNA结构与功能，阻止DNA复制的抗生素，如丝裂霉素、博莱霉素等。另一类是嵌入DNA中干扰模板功能，抑制RNA合成的抗生素，如放线菌素D、正定霉素、阿霉素等，这些为细胞周期非特异性药物，广泛用于对癌症的治疗。激素类(地塞米松、法乐通氨、氨鲁米特、氟他胺等)抗肿瘤药使用的局限性较大，一般通过改变体内激素水平，对激素依赖性的肿瘤进行抑制。此外，还有一些天然来源抗肿瘤药(长春花碱酰胺、喜树碱、紫杉醇、高三尖杉酯碱等)，这类药物多作用于细胞分裂的Μ期，阻止有丝分裂，使癌细胞致死；还有一些铂类抗肿瘤药物等，现今用的较多的铂类药物如顺铀，其类似于双功能烷化剂，可抑制DNA的复制来达到抑制肿瘤细胞生长的目的，但其具有较大的毒性，对患者副作用较大。因此化疗治疗在杀伤癌细胞的同时也会对正常体细胞有较强的杀伤作用，化疗在起到治疗肿瘤患者的同时，药物的耐药性以及其对患者引起的毒性和副作用也不容忽视。
[0004]以上所述对肿瘤治疗的机制主要是通过物理化学方法直接杀死肿瘤细胞，这些方法往往会因为肿瘤细胞的转移扩散和产生耐药性等而不能彻底治疗肿瘤，由于原发肿瘤的生长和转移是依赖于新血管生成的，所以近年来抗肿瘤新生血管疗法越来越得到重视，其机理是通过拮抗血管生成因子，发挥高效抗肿瘤作用。肿瘤侵袭转移是肿瘤治疗失败的主要原因，以肿瘤的血管生成的各个环节及其发生过程中的生化改变作为治疗靶点，可以有效地阻止肿瘤的生长和转移。因此，以肿瘤新生血管为靶点来抑制肿瘤生长正好可以解决传统物理和化学疗法上的不足，从根本上解决肿瘤细胞因转移而复发的状况。近些年来，抗肿瘤血管生成疗法显示了良好的应用前景，它与传统疗法作用机制的互补性，为肿瘤的治疗提供了一个新的有效途径。所以，以肿瘤新生血管生成作为靶点开发和研究抑制肿瘤的药物，是当今抗肿瘤药物研究最活跃的领域之一。目前以促血管形成因子为靶位点已经开发了多种抑制剂药物，其中以血管内皮生长因子(VEGF)及其受体为主。但因为肿瘤血管生成是一个多步骤过程，受多种分子和多种信号途径的调控，单一位点的抑制药物常常达不到理想的结果。所以采用多位点，多途径的方案来抑制新生血管形成成为一个新的突破点。
[0005]新生血管形成是从既有的血管上生长出新的血管，这个过程主要依赖于血管内皮细胞的迀移、增殖，重组和管腔的形成，是促血管形成因子(VEGF、TOGF等)和抑制血管形成因子协调作用的结果。首先，血管内皮细胞上的促血管形成因子受体被激活；其次，活化的内皮细胞开始释放蛋白酶来降解基底膜；然后，内皮细胞迀移并增殖并形成周围基质及萌芽状机构；进而芽状机构扩大形成环形，最后形成完整的血管腔。异常的血管生成是肿瘤的一个显著标志。1787年，Johon Hunter首次用血管生成(ang1genesis)—词描述血管新生的过程；1971年，Judah Folkman提出“肿瘤的生长和转移都依赖于新生血管的生成”的观点。迄今，大量研究表明，实体瘤的生长和转移都伴随着新生血管的生成。研究发现，维持原发肿瘤的生长必须有新生血管提供氧气和养料，运走代谢产生的有害物质，而且还以旁分泌形式刺激肿瘤的生长，促进肿瘤细胞进入血液循环，从而向其他组织器官浸润转移。如果能有效抑制新生血管的形成，便切断了肿瘤细胞生长所需的营养物质，从而限制了肿瘤的生长，促使肿瘤细胞的坏死。肿瘤细胞与血管细胞可相互作用，肿瘤细胞能够分泌血管内皮细胞生存和增殖因子如bFGF、VEGF等，其中最主要的是VEGF。VEGF在内皮细胞的增殖、迀移和血管构建中起着重要的作用，其通过与两个高亲和力的受体结合发挥其促内皮细胞增殖以及促血管通透性增加的生物学功能。VEGF在个体胚胎发育及成年个体的心脏、肺脏、骨骼组织中均有表达，在创伤和大多数肿瘤(包括实体瘤和血液系统瘤)的生长过程中有高度表达；并且，VEGF调控肿瘤血管的生成受整合素信号的调控。另一方面，大多数基质金属蛋白酶(MMP)的表达活化与肿瘤的生长、侵袭和转移存在正相关，在恶性肿瘤中MMP经常过度表达，其主要通过以下3方面促进肿瘤的转移:①降解细胞外基质，从而解除阻止肿瘤转移的第一道屏障促进新生血管的形成；③调节细胞粘附等。所以抑制血管生长因子或MMP活性都可达到控制肿瘤的效果。目前针对肿瘤新生血管抑制剂类的药物研究主要有:①抑制基底膜降解的药物，由于基质金属蛋白酶(MMP)和金属蛋白酶抑制剂(TIMP)是细胞外基质合成和降解代谢平衡调节中两个重要的因素，金属蛋白酶抑制剂，如 marimastat (BB-2516)、batimastat (BB-94)、neovastat (AE-941)等，能阻断胞外基质的降解，进而抑制肿瘤的转移和血管的新生；②直接抑制内皮细胞的药物，如内皮抑素(endostatin)、TNP470、A_4Prodrug等，此类药物直接作用于血管内皮细胞，使之在细胞增殖过程中受阻，从而达到抑制肿瘤新生血管的作用；③针对血管生长因子的药物，如SU-5416和IFN-α等，多数通过抑制血管内皮生长因子受体信号以及阻断血管内皮生长因子的产生，从而有效地控制肿瘤的发展；④另外还有抑制血管内皮细胞特异性整合素的药物，其通过作用于血管内皮细胞特异性整合素配基的结合部位，抑制整合素的信号通路并进而抑制肿瘤新生血管的生成。
[0006]与传统的肿瘤治疗相比，肿瘤血管生成抑制剂具有如下优点:①药物可通过血液系统输入到靶位点(靶细胞为血管内皮细胞)具有广谱效应；③药物可针对于多种肿瘤类型；④血管内皮细胞突变少，产生耐药性的可能性小；⑤用药毒副作用小并可联用其他治疗方法等。
[0007]近些年来，血管内皮细胞黏附分子对肿瘤血管生成的作用越来越受到关注。细胞黏附分子主要包括4个家族:整合素(integrin)、|丐联蛋白(cadherin)、选择素(selectin)及免疫球蛋白样蛋白(immunoglobin-like protein)。其中，整合素家族是一类介导细胞和细胞之间以及细胞和基质之间相互识别的跨膜粘连蛋白分子，每个整合素成员是由α和β两亚基组成的异二聚体。目前，在哺乳动物中共发现18种α亚基和8种β亚基，它们相互组合可形成24种不同的整合素分子，并且几乎所有不同组织的细胞上都有一种或几种整合素分子表达。整合素的活性由穿膜双向信号通路调控，其激活后可以识别并结合胞外配基，介导细胞的粘附和迀移；而配基的结合可以诱导胞内多种调控信号，从而进一步调控细胞形态，生长，分化和凋亡等。整合素作为一类具有信号转导功能的细胞表面粘附分子，与肿瘤的发生、发展密切相关。整合素能与细胞内多种信号分子相互协调，从多方面影响肿瘤的增殖、侵袭和转移等过程。肿瘤的发生与发展是一个多因素参与、多步骤演进的复杂过程，而整合素参与了其中的多个步骤，并扮演着重要的角色。整合素能够与多种生长因子、细胞因子受体和多种重要信号蛋白分子相互作用，调节着肿瘤细胞的增殖、粘附、侵袭和转移等生物学行为，并