药物化学-7抗肿瘤药

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第七章 抗肿瘤药,antineoplastic,agents,概述,恶性肿瘤：一种严重威胁人类健康的常见病和多发病。细胞异常增殖引起。,因恶性肿瘤引起的死亡率，居所有疾病死亡率的第二。,手术治疗,目前治疗方法 放射治疗 单一化疗,药物治疗（主要）,联合化疗,综合化疗,化疗药物分类,按作用靶点分：,以,DNA,为作用靶点：烷化剂，抗代谢物等,直接作用于,DNA,干扰,DNA,和核酸合成,以有丝分裂过程为靶点：天然活性成分等,按作用机制和来源分（本书大纲）,生物烷化剂,抗代谢物,抗肿瘤抗生素,抗肿瘤植物药 来源,抗肿瘤金属化合物,机制,第一节 生物烷化剂（,bioalkylating,agents,）,也称烷化剂，抗肿瘤药中使用最早的一类。,作用机理：,在体内形成缺电子活泼中间体，及其它有活泼,亲电基团,的化合物，与生物大分子（,DNA,，,RNA,或酶）中含有丰富电子的基团，亲电共价结合，使大分子失活，阻碍其正常生理功能。,缺点：,烷化剂属细胞毒作用，故而对其它增生较快的正常细胞也产生抑制，产生严重的副反应。,易产生耐药性,烷化剂的分类,目前该类药物，按化学结构分,氮芥类,乙撑亚胺类,亚硝基脲类,甲磺酸酯及多元醇类,金属铂类配合物,一、氮芥类,1.,盐酸氮芥*,N-,甲基,-N-(2-,氯乙基,)-2-,氯乙胺，盐酸盐,性质：对皮肤、粘膜有腐蚀性（只能静脉注射，并防止外漏）,pH7,发生水解，失活，故制成盐酸盐，使,pH,在,3.05.0,临床应用：主要治疗淋巴肉瘤和何杰金氏病,缺点：抗瘤谱窄，毒性大，不能口服，选择性差。,作用机制：,氮芥类化合物分子由两部分组成,烷基化部分是抗肿瘤的功能基,载体部分的改变可改善药物在体内的药代动力学性质,根据载体的不同可分为脂肪氮芥和芳香氮芥,盐酸氮芥是最简单的脂肪氮芥,一、氮芥类,一、氮芥类,脂肪氮芥作用机制,氮原子碱性较强，,-,氯原子可离去，生成高度活泼的,乙撑亚胺离子,，成为亲电性的强烷化剂，与细胞成分的亲核中心起烷化作用。,在,DNA,鸟嘌呤间进行,交联时阻断,DNA,复制,烷基化过程是,SN,2,双分子亲核取代反应,一、氮芥类,对其进行结构改造：通过减少氮原子上的电子云密度以降低其反应性，达到降低毒性的作用，但同时也降低了抗肿瘤活性。,一、氮芥类,2.,氧氮芥,氮原子上引入一个氧（吸电子），使,N,上电子云密度减少 形成乙撑亚胺离子的可能性降低，所以烷基化能力降低，毒性及活性,一、氮芥类,芳香氮芥,引入的芳环与,N,上孤对电子产生共轭，减弱了,N,的碱性。,作用机制：失去氯原子，形成,碳正离子,中间体，与亲核中心作用，属于,SN,1,单分子亲核取代反应,一、氮芥类,4.,苯丁酸氮芥 美法仑 氮甲*,瘤可宁 溶肉瘤素,用其钠盐，水溶 引入氨基酸，以 降低毒性,性好，易吸收 期达到靶向作用 提高作用选择性,一、氮芥类,5.,环磷酰胺（癌得星）*,命名：,P-N,，,N-,双,(-,氯乙基,)-1-,氧,-3-,氮,-2-,磷杂环己烷,-P-,氧化物一水合物,物理性质：白色结晶，乙醇中易溶，水中溶解度不大，且不稳定，遇热易分解,1,2, H,2,O,一、氮芥类,设计原理：引入环状磷酰胺内酯，有两个考虑,肿瘤细胞内的磷酰胺酶的活性高于正常细胞，利用,前体药物,起到靶向作用。,磷酰基吸电子作用，降低,N,上电子云密度，从而降低烷基化能力。,体内代谢：在肝内活化（不是肿瘤组织）被细胞色素,P450,酶氧化成,4-OH,环磷酰胺，最终生成丙稀醛、磷酰氮芥、去甲氮芥，都是较强的烷化剂。,一、氮芥类,合成方法,一、氮芥类,异环磷酰胺,将环磷酰胺环外氮原子上的一个氯乙基移至环上的氮原子上，结构改造得到。,作用机制：同环磷酰胺，体外无效，需体内代谢活化，,不同：环上,N-,氯乙基易被代谢脱去，生成单氯乙基环磷酰胺（有神经毒性），抗瘤谱不同。,二、乙撑亚胺类,合成原理：脂肪氮芥类药物以转变为乙撑亚胺活性中间体发挥烷基化作用，故合成直接含有乙撑亚胺基团的化合物。,某些结构在氮原子上取代吸电子基团，降低其反应性，达到降低毒性的作用,二、乙撑亚胺类,1.,塞替派,硫代磷酰基体积大，脂溶性大（吸收差，分布快），对酸不稳，不能口服，需静脉注射。,代谢：在肝内被,P450,酶系代谢成替派，发挥作用，可看作替派的,前药,。,与,DNA,作用时，氮杂环丙基分别和核苷酸中的腺嘌呤、鸟嘌呤的,N,进行烷基化。,是治疗膀胱癌的首选药，直接注入膀胱效果佳。,三、亚硝基脲类,结构特征：,具有,-,氯乙基亚硝基脲的结构单元,-,氯乙基的较强亲脂性，使之易通过血脑屏障进入脑脊液，适于脑瘤，中枢神经系统肿瘤等,具有最广谱的抗肿瘤作用,N-,亚硝基的存在，使得,N,与相邻,C=O,之间的键不稳定，生理条件下就分解成亲核试剂，与,DNA,的组分发生烷基化,作用机制：亲核试剂与,DNA,形成链间交联产物（发生在一条,DNA,链的鸟嘌呤和另一条链的胞嘧啶之间）,三、亚硝基脲类,1.,卡莫司汀（卡氮芥）,命名：,1,3-,双（,-,氯乙基）,-1-,亚硝基脲,性质：无色或微黄，结晶，无臭，溶于乙醇、聚乙二醇，不溶于水，注射剂为聚乙二醇的灭菌溶液,3 2 1,三、亚硝基脲类,2.,洛莫司汀,3.,司莫司汀,对何杰金病、肺癌 抗肿瘤疗效优,及转移性肿瘤疗效 毒性低,优于卡莫司汀,三、亚硝基脲类,4.,链佐星,结构中引入糖基作为载体，改变,理化性质，水溶性增加，提高对,某些器官的亲和力，即提高药物,的选择性，毒副作用降低，尤其,骨髓抑制,糖基很容易被胰岛的,-,细胞摄取，故在胰岛中有较高的浓度，对胰小岛细胞癌有,独特疗效,。,三、亚硝基脲类,5.,氯脲霉素,链佐星的,N,位甲基取代成为,-,氯乙基，,活性相似，毒副作用更小，尤其对骨髓的抑制副作用更小,四、甲磺酸酯及多元醇类,非氮芥类烷化剂,特点：甲磺酸酯易离去，生成碳正离子,1.,白消安（又名马利兰）*代表药,命名：,1,，,4-,丁二醇二甲磺酸酯,性质：白色结晶性粉末，几乎无臭，溶于丙酮，微溶于水、乙醇,在碱性条件下水解，生成丁二醇，脱水成四氢呋喃（有特殊臭味）,四、甲磺酸酯及多元醇类,作用机制,双功能烷化剂：,与,DNA,分子中鸟嘌呤核苷酸的,N,烷基化交联,与氨基酸、蛋白质中,-SH,反应，从分子中去除,S,原子,四、甲磺酸酯及多元醇类,体内代谢：口服吸收良好，分布快，代谢慢，反复使用有蓄积。代谢生成甲磺酸，自尿中排出。,临床应用：主要慢性粒细胞白血病的治疗，效果优于放疗。主要不良反应为消化道反应及骨髓抑制。,四、甲磺酸酯及多元醇类,二溴甘露醇 二溴卫矛醇 脱水卫矛醇,R=-H,DADAG R=-Ac,体内通过脱去溴化氢，形成 疗效更强，能通过血,双环氧化物，产生烷化作用 脑屏障，,DADAG,毒性,更低,五、金属铂配合物,1.,顺铂（又称顺氯铂氨）,命名：,(Z)-,二氨二氯铂,性质：亮黄色或橙黄色结晶性粉末，无臭。易溶于二甲亚砜，略溶于二甲基甲酰胺，,微溶于水,，不溶于乙醇。,本品加热至,170,时即转化为反式，,反式无效,，并生成有毒的低聚物，溶解度降低。,继续加热至,270,熔融，分解成金属铂。对光和空气不敏感。,本品水溶液不稳定，能逐渐水解和转化成反式。,五、金属铂配合物,作用机制：活泼离子与,DNA,双股螺旋上链内或链间的两个鸟嘌呤碱基,N7,结合，从而破坏了两条多核苷酸链上嘌呤基和胞嘧啶之间的氢键，扰乱了,DNA,的正常双螺旋结构，从而使肿瘤细胞,DNA,复制停止，阻碍细胞分裂。反式无此作用。,合成，侧重于无机反应。,五、金属铂配合物,2.,卡铂（碳铂）,3.,奥沙利铂,毒性小，解决水溶性 第一个对膀胱癌有效,第二代铂配合物 第一个手性铂类药物,五、金属铂配合物,构效关系,结构改造思路：与顺铂无交叉耐药性，有较好的口服吸收活性，与顺铂有不同的剂量限制性毒性,双齿配位体代替单齿可增加活性,取代体有适当的水解速率,烷基伯胺或环烷基伯胺取代可明显增加治疗指数,中性配合物比离子配合物活性高,整体平面正方形和八面体构型活性高,第二节 抗代谢抗肿瘤药物,Antimetabolic,Agents,作用机制：通过抑制,DNA,合成所必需的叶酸、嘌呤、嘧啶及嘧啶核苷途径，从而抑制肿瘤细胞的生存和复制所必需的代谢途径，导致肿瘤细胞死亡。,抗代谢药物仍以杀死肿瘤细胞为主。但其选择性也较小，对增殖较快的正常组织如骨髓、消化道粘膜等也呈现毒性。,特点：,抗代谢药物的抗瘤谱相对烷化剂较窄。,由于抗代谢药物的作用点各异，交叉耐药性较少。,抗代谢药物结构上与代谢物很相似，大多数抗代谢物正是将代谢物的结构作细微的改变而得的。,抗代谢药物分类,嘧啶拮抗剂,嘌呤拮抗剂,叶酸拮抗剂,生物电子等排体：具有相似的物理和化学性质，又能产生相似的生物活性的相同价键的基团。,尿嘧啶衍生物,胞嘧啶衍生物,一、嘧啶拮抗剂,1.,氟尿嘧啶*,5-FU,命名：,5-,氟,-2,4-(1H,3H)-,嘧啶二酮,性质：空气及水溶液中非常稳定，亚硫酸马水溶液、强碱中不稳。,P236,特点：尿嘧啶掺入肿瘤组织的速度较其它嘧啶快,改造物中以,5-FU,抗肿瘤效果最好,是胸腺嘧啶合成酶（,Ts,）的抑制剂,抗瘤谱广，是治疗实体瘤的首选药,合成,氯乙酸乙酯在乙酰胺中与无水氟化钾作用进行氟化，得氟乙酸乙酯，然后与甲酸乙酯缩合得氟代甲酰乙酸乙酯烯醇型钠盐，再与甲基异脲缩合成环，稀盐酸水解即得本品。,结构改造,5-FU,毒副作用大，结构改造主要,N1,位，,替加氟,双呋氟尿嘧啶,5-FU,的前药，毒性降低,卡莫夫,去氧氟尿苷,(,氟铁龙,),选择性较高,2.,盐酸阿糖胞苷*,化学名：,1-D-,呋喃型阿拉,伯糖胞嘧啶盐酸盐,性质：极易溶于水。,本品口服吸收较差，通常是通过静脉连续滴注给药，才能得到较好的效果,作用机制：在体内转化为活性的三磷酸阿糖胞苷发挥抗癌作用。,Ara,-CTP,通过抑制,DNA,多聚酶及少量掺入,DNA,，阻止,DNA,的合成，抑制细胞的生长。与其它抗肿瘤药合用可提高疗效。,设计思路：阿糖为核糖的差向异构体，阿糖胞苷代替核糖苷，做胞嘧啶的拮抗物。,缺点：口服吸收较差，作用时间短，在肝被胞嘧啶脱氨酶脱去氨基，生成无活性的尿嘧啶阿糖胞苷,改造：为了阻止阿糖胞苷在体内脱氨而失活，延长作用时间，将其氨基用链烃基酸酰化，做成前药，抗肿瘤作用强而持久。,依诺他宾，棕榈酰阿糖胞苷，氮杂胞苷,二、嘌呤拮抗剂,设计思路：腺嘌呤和鸟嘌呤是的组成部分，次黄嘌呤是二者生物合成的重要中间体，嘌呤拮抗剂主要是次黄嘌呤和鸟嘌呤的衍生物。,1.,巯嘌呤,6-MP,化学名：,6-,嘌呤巯醇一水合物,性质：极微溶于水和乙醇，遇光变色,作用机制：体内经酶促转变为有活性的,6-,硫代次黄嘌呤核苷酸（即硫代肌苷酸），抑制腺酰琥珀酸合成酶，阻止次黄嘌呤核苷酸（肌苷酸）转变为腺苷酸（,AMP,）；还可抑制肌苷酸脱氢酶，阻止肌苷酸氧化为黄嘌呤核苷酸，从而抑制,DNA,和,RNA,的合成。,（,1,）磺巯嘌呤钠,(,溶癌呤,)*,化学名：,6-,巯基嘌呤,-S-,磺酸钠二水合物,特点：增加水溶性，可在肿瘤细胞中分解，释放出,6-MP(,前药,),，选择性提高，显效快，毒性低。,合成,(,受人工合成胰岛素启发,),（,2,）巯鸟嘌呤,6-TG,化学名：,2-,氨基,-6-,巯基嘌呤或,6-,巯基鸟嘌呤,体内转化为硫代鸟嘌呤核苷酸,(TGRP),，阻止嘌呤核苷酸的相互转换，影响,DNA,和,RNA,的合成。更重要的是,TGRP,能掺入,DNA,和,RNA,，使,DNA,不能复制。,三、叶酸拮抗剂,叶酸是核酸生物合成的代谢物,叶酸缺乏时，白细胞减少，因此叶酸的拮抗剂可用于缓解急性白血病。,甲氨蝶呤*,化学名：,N-4-(2,，,4-,二氨基,-6-,蝶啶基,),甲基,),甲氨基,苯甲酰基,-L-,谷氨酸,几乎不溶于水，溶于稀盐酸，在强酸性溶液中不稳定，酰胺基会水解,因此,在强酸中生成谷氨酸及蝶呤酸而失去活性。,与还原酶的亲和力比二氢叶酸强,1000,倍。,主要用于治疗急性白血病，绒毛膜上皮癌和恶性葡萄胎。,甲氨蝶呤大剂量引起中毒时，可用亚叶酸钙解救。亚叶酸钙可提供四氢叶酸。,第三节 抗肿瘤抗生素,抗肿瘤抗生素是由微生物产生的具有抗肿瘤活性的化学物质。,其作用机制大多是直接作用于,DNA,或嵌入,DNA,双股螺旋中干扰模板的功能。为细胞周期非特异性药物。,按结构特征可分为多肽类和蒽醌类。,一、多肽类抗生素,1.,放线菌素,D,，又称更生霉素,性质：遇光极不稳定,水中几乎不溶,特点：放线菌素,D,与,DNA,结合的能,力较强，但结,合的方式是可,逆的，主要是通过抑制以,DNA,为模板的,RNA,多,聚酶，从而抑制,RNA,的合成。,2.,博来霉素,又称争光霉素。,易溶于水,水溶液呈弱碱性，,较稳定。,直接作用于肿瘤细胞的,DNA,，使,DNA,链断裂和裂解，最终导致肿瘤细胞死亡。,二、蒽醌类,1.,盐酸多柔比星,(,阿霉素,),易溶于水，且水溶液稳定，在碱性条件下不稳定迅速分解。,抗瘤谱较广，用于治疗急、慢性白血病和恶性淋巴瘤，乳腺癌等实体瘤。但心脏毒性大。,特点：作用于,DNA,而达到抗肿瘤目的。药物结构中的蒽醌环因其平面刚性结构可嵌合到,DNA,的,C-G,碱基对层之间，每,6,个碱基对嵌入,2,个蒽醌环,.,蒽醌环的长轴几乎垂直于碱基对的氢键方向，,9,位的氨基糖位于,DNA,的小沟处，,D,环插到大沟部位。由于这种嵌入作用使碱基对之间的距离由原来的,0.34nm,增至,0.68nm,，因而引起,DNA,的裂解 。,有脂溶性蒽环配基和水溶性肉红糖氨 易通过细胞膜,有酸性酚羟基和碱性氨基 药理作用强,蒽环类抗肿瘤药物的构效关系,A,环的几何结构和取代基结构对保持其活性至关重要，,C13,的羰基和,C9,的羟基与,DNA,双螺旋的碱基对产生氢键作用。,C9,和,C7,位的手性不能改变，否则将失去活性。若,9,，,10,位引入双键，则使,A,环结构改变而活性丧失。,若将,C9,位由羟基换成甲基，则蒽酮与,DNA,亲和力下降，而活性丧失。,N-O-O,三角形环状结构为药效基团 。,2.,盐酸米托蒽醌,化学名：,1,，,4-,二羟基,-5,，,8,-,双,2-(2-,羟乙基,),氨乙基,氨基,-9,，,10-,蒽二酮二盐,酸盐,性质：有吸湿性，水中溶解，固体非常稳定，在碱性水溶液中可能降解。,特点：细胞周期非特异性药物，能抑制,DNA,和,RNA,合成。抗肿瘤作用是阿霉素的,5,倍，心脏毒性小。用于治疗晚期乳腺癌，非何杰氏病、淋巴肿瘤和成人急性非淋巴细胞白血病复发。,第四节 抗肿瘤的植物药有效成分及其衍生物,1.,羟基喜树碱,10-,羟基喜树碱,五环稠和内酯生物碱,机制：以,DNA,拓扑异构酶,I,作为作用靶点,缺点：毒性较大，水溶性不好,结构改造：,伊立替康（前药，广谱，盐酸盐溶于水）,托扑替康（广谱，盐酸盐有很好的水溶性）,2.,硫酸长春碱,VLB,结构：吲哚环极易被氧化，对热不稳定。,机制：与微管蛋白结合，阻止双微体聚合为微管，又可诱导微管解聚，使纺锤体不能形成，细胞停止于分裂中期，阻止癌细胞分裂繁殖。,缺点：骨髓抑制，神经毒性,长春地辛：抗瘤谱较广，神经毒性为长春碱的一半,长春瑞滨：对神经的毒性比长春碱和长春新碱低,3.,紫杉醇*,taxol,性质：最早从红豆杉科植物短叶红豆杉的树皮中提取得到。作用机理独特，对很多耐药患者有效。,机制*：诱导和促使微管蛋白聚合成微管，同时抑制所形成的微管解聚，从而导致微管束的排列异常，形成星状体，使细胞在有丝分裂是不能形成正常的忧思分裂纺锤体，抑制细胞分裂和增殖,导致细胞死亡,主要问题：,(1),水溶性很差，难以制成合适制剂，生物利用度低,(2),植物中含量低，植物紫杉生长缓慢，树皮资源有限，合成路线复杂，成本昂贵。,解决：,(1),半合成,(2),植物组织和细胞培养及利用内生真菌生产,(3),结构改造,紫杉特尔,(,Taxotere,),是半合成得到的紫杉烷类抗肿瘤药物。,其水溶性比紫杉醇好，抗肿瘤谱更广，对除肾癌、结、直肠癌以外的其它的实体瘤都有效。在相当的毒性剂量下，其抗肿瘤作用比紫杉醇高,1,倍，且同样情况下，活性优于紫杉醇。,当化疗失败后可再用它来治疗。,思考题：,抗肿瘤药物是如何分类的？,烷化剂按结构分为几大类，每类各举一例药物。,写出,Cyclophosphamide,的合成路线，说明其作用机理。,Fluorouracil,的设计原理是什么。,为何顺铂,(,Cisplatin,),的异构体反式的二氨二氯铂配合物没有抗肿瘤活性？,主要的抗有丝分裂的抗肿瘤药物有哪些。,Dont let anyone steal the dream from you especially yourself.,