提 綱
一、化療藥物的發(fā)展
二、腫瘤的藥物治療
三、抗腫瘤藥物篩選及評(píng)價(jià)
四、體外抗腫瘤活性試驗(yàn)
五、體內(nèi)抗腫瘤活性試驗(yàn)
一、化療藥物的發(fā)展
• 近代腫瘤化療學(xué)始于20世紀(jì)40年代。
• 50年代通過(guò)動(dòng)物篩選化療藥物發(fā)現(xiàn)了5FU、MTX、CTX等,化療學(xué)有了發(fā)展。
• 60年代認(rèn)識(shí)到腫瘤細(xì)胞動(dòng)力學(xué)及化療藥藥代動(dòng)力學(xué)的重要性。大部分目前所用的抗癌藥已發(fā)現(xiàn),有急淋、HD、睪丸癌等可化療治愈。
• 70年代形成腫瘤內(nèi)科學(xué),更多腫瘤有了比較成熟的化療方案。
• 80年代研究以生物反應(yīng)修飾劑等藥物來(lái)提高化療療效,探索抗藥性產(chǎn)生的原因,5%腫瘤患者可治愈。
• 90年代新抗癌藥進(jìn)入臨床,多藥耐藥基因發(fā)現(xiàn),生物治療,基因治療輔助治療改善等,療效進(jìn)一步提高。
二、腫瘤的藥物治療
1、細(xì)胞毒類(lèi)抗腫瘤藥
a、拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑
原理:
真核細(xì)胞DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ(Topo Ⅰ)是生物體內(nèi)及其重要的細(xì)胞核內(nèi)酶,參與DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和修復(fù)等所有關(guān)鍵的核內(nèi)過(guò)程。DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ已成為重要的抗腫瘤藥物研究新靶點(diǎn)。拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ抑制劑已成為高選擇性抗腫瘤藥物研究的一個(gè)主攻方向。
代表藥物:喜樹(shù)堿類(lèi)化合物
對(duì)S期的毒性作用,這一作用需共價(jià)TopoI-DNA復(fù)合物的形成和DNA復(fù)制。TopoI抑制劑誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡而非DNA斷裂是引起細(xì)胞最終死亡的原因。
b、胸苷酸合成酶抑制劑
原理:
胸苷酸合成酶(TS)把單磷酸脫氧尿嘧啶(DUMP)轉(zhuǎn)換成單磷酸胸腺嘧啶(TMP),在DNA復(fù)制和細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。是已知抗腫瘤藥物的重要有效靶點(diǎn)之一。胸苷酸合成酶抑制劑導(dǎo)致了DNA斷裂從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。
代表藥物:培美曲塞
它是一種結(jié)構(gòu)上含有核心為吡咯嘧啶基團(tuán)的抗葉酸制劑,通過(guò)破壞細(xì)胞內(nèi)葉酸依賴(lài)性的正常代謝過(guò)程,抑制細(xì)胞復(fù)制,從而抑制腫瘤的生長(zhǎng)。體外研究顯示,培美曲塞能夠抑制胸苷酸合成酶、二氫葉酸還原酶和甘氨酰核苷酸甲酰轉(zhuǎn)移酶活性,這些酶都是合成葉酸所必需的酶。一旦培美曲塞進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),它就在葉酰多谷氨合成酶的作用下轉(zhuǎn)化為多谷氨酸的形式。多谷氨酸存留于細(xì)胞內(nèi)成為胸苷酸合成酶和甘氨酰胺核苷酸甲酰轉(zhuǎn)移酶的抑制劑。多谷酸化在腫瘤細(xì)胞內(nèi)呈現(xiàn)時(shí)間-濃度性過(guò)程,而在正常組織內(nèi)濃度很底。多谷氨酸化代謝物在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的半衰期延長(zhǎng),從而也就延長(zhǎng)了藥物在腫瘤細(xì)胞內(nèi)的作用時(shí)間。
c、鉑類(lèi)抗腫瘤藥物
原理:
鉑絡(luò)合物產(chǎn)生抗腫瘤活性的原因,是由于其與腫瘤細(xì)胞DNA結(jié)合,從而干擾DNA的復(fù)制,抑制腫瘤細(xì)胞的分裂。
代表藥物:順鉑和奧沙利鉑
2、以細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子為靶點(diǎn)的抗腫瘤藥物
a、蛋白酪氨激酶(PTK)抑制劑
原理:
PTK是一組酶系,能催化ATP上的磷酸基轉(zhuǎn)移到許多重要的蛋白質(zhì)的酪氨酸殘基上,使其殘基磷酸化,從而激活各種底物酶,通過(guò)一系列反應(yīng)影響細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和分化。
代表藥物:依馬替尼
依馬替尼一種抑制Bcr-Abl酪氨酸激酶的蛋白酪氨酸激酶抑制劑,Bcr-Abl酪氨酸激酶是CML中由費(fèi)城異常染色體引起的異常酪氨酸激酶。它能抑制Bcr-Abl陽(yáng)性細(xì)胞系和費(fèi)城染色體陽(yáng)性CML新鮮白血病細(xì)胞的增殖并誘導(dǎo)其凋亡。
b、表皮生長(zhǎng)因子受體酪氨酸激酶抑制劑
原理:通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)入腫瘤細(xì)胞,與 EGFR 的胞內(nèi)段激酶結(jié)合區(qū)結(jié)合,從而抑制 EGFR 受體的磷酸化,阻斷受體下游信號(hào)通路的傳導(dǎo),發(fā)揮抗腫瘤作用。
代表藥物:吉非替尼
研究表明吉非替尼的作用通過(guò)上調(diào) P27KIP1和 P21CIP/WAF1 的表達(dá),導(dǎo)致細(xì)胞 G1 期阻滯或誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。
C、法尼基轉(zhuǎn)移酶抑制劑
原理:
法尼基轉(zhuǎn)移酶是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的與Ras蛋白異戊二烯化修飾密切相關(guān)的一種必需酶。抑制法尼基轉(zhuǎn)移酶活性,阻止Ras蛋白的活化,可以有效地抑制腫瘤細(xì)胞的增殖
代表藥物:替匹法尼
3、腫瘤新生血管生成抑制藥物
原理:
原發(fā)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移是依賴(lài)于新生血管生成的,開(kāi)發(fā)和研究能夠破壞或抑制血管生成、有效地抑制腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移的藥物(稱(chēng)為T(mén)A 抑制劑),是新型抗腫瘤藥物研究的活躍領(lǐng)域之一。
代表藥物:angiostatin和endostatin
Avastin Endostatin可直接與血管內(nèi)皮細(xì)胞受體結(jié)合抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增生;可與肝素樣的硫酸蛋白結(jié)合,抑制血管生成;可抑制VEGF等血管生長(zhǎng)因子,從而抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增殖與腫瘤的生長(zhǎng);可抑制抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-x1,促使血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡加速。
4、腫瘤耐藥逆轉(zhuǎn)劑
原理:
根據(jù)腫瘤耐藥的特點(diǎn)可分為原藥耐藥(PDR)和多藥耐藥(MDR)兩大類(lèi)。前者只對(duì)誘導(dǎo)藥物產(chǎn)生耐藥性而對(duì)其它藥物不產(chǎn)生交叉耐藥性,如抗代謝藥甲氨蝶呤(MTX),5-氟尿嘧啶(5-Fu)等;后者則是指腫瘤細(xì)胞一旦對(duì)某種化療藥物產(chǎn)生耐藥性,同時(shí)對(duì)其它結(jié)構(gòu)上無(wú)關(guān)、作用機(jī)制各異的藥物也產(chǎn)生交叉耐藥性,這是一種獨(dú)特的廣譜耐藥現(xiàn)象。許多天然來(lái)源的抗腫瘤藥物如秋水仙堿、紫杉醇等及蒽環(huán)類(lèi)抗癌抗生素如阿霉素、柔紅霉素都極易發(fā)生MDR。
腫瘤耐藥產(chǎn)生的可能原因是藥物代謝障礙、DNA修復(fù)機(jī)制障礙、DNA多聚酶活性改變等。另外,耐藥是凋亡抑制的表現(xiàn)。一些與凋亡抑制相關(guān)的癌基因(如bcl-2,bcr/abl,NF/KB等)的表達(dá)產(chǎn)物可阻斷或阻礙多種因素(如化療藥物、輻射、激素等)誘導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞凋亡,產(chǎn)生耐藥性。 研究表明MDR的產(chǎn)生是由于細(xì)胞內(nèi)藥物積聚發(fā)生障礙,此后研究證實(shí)細(xì)胞內(nèi)藥物積聚降低的同時(shí),有一分子量約為170 000細(xì)胞膜蛋白過(guò)度表達(dá),稱(chēng)之為P-糖蛋白(Pgp)
代表藥物:鈣拮抗藥(維拉帕米及其衍生物)、鈣調(diào)蛋白拮抗藥(包括氯丙嗪等吩噻嗪類(lèi)衍生物)、環(huán)孢素類(lèi)(環(huán)孢素及其衍生物PSC833,SDZ280-466等)及抗雌激素類(lèi)化合物(他莫昔芬)等。
5、分化誘導(dǎo)劑
原理:
通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡達(dá)到腫瘤縮小、消退的目的已成為當(dāng)今腫瘤治療的研究熱點(diǎn)。促進(jìn)惡性細(xì)胞向成熟分化的抗癌藥物稱(chēng)分化誘導(dǎo)劑。
代表藥物:維A酸類(lèi)化合物
咪唑衍生物利阿唑
維A酸類(lèi)化合物維甲酸類(lèi)化合物(Retinoic acids)在調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、凋亡等生命活動(dòng)中起重要作用。其在體內(nèi)的生理活性代謝產(chǎn)物包括全反式維甲酸(ATRA)、13-順維甲酸(13-cis-RA)和9-順維甲酸(9-cis-RA),它們可通過(guò)核維甲酸受體(RAR)結(jié)合于DNA應(yīng)答元件,從而調(diào)節(jié)靶基因的轉(zhuǎn)錄。
6、基因調(diào)節(jié)藥物
a、反義藥物
反義藥物又稱(chēng)反義寡核苷酸藥物(AODNs) ,是指人工合成長(zhǎng)度為10~30個(gè)堿 基的DNA分子及其類(lèi)似物。根據(jù)核苷酸雜交原理,反義藥物能與特定的 基因雜交,在基因水平上干擾致病蛋白質(zhì)的產(chǎn)生過(guò)程。 AODNs 可以與其靶RNA鏈互補(bǔ)結(jié)合,形成RNA-DNA雜交雙鏈。形成的雜交雙鏈可以被RNA酶H識(shí)別并消化RNA鏈,由此釋放出的 AODN可以繼續(xù)與靶RNA鏈結(jié)合,最終導(dǎo)致編碼基因沉默。由此可推RNA酶H過(guò)多表達(dá)可增強(qiáng)各種AODNs效應(yīng),反之RNA酶H受抑則降低其作用。有些AODNs 并不能激活RNA酶H,相反與翻譯元件競(jìng)爭(zhēng)空間因此可抑制RNA翻譯。另外,AODNs 如果和mRNA結(jié)合可作用于內(nèi)含子外顯子接合處以中斷其拼接過(guò)程。AODNs還可以占領(lǐng)校正RNA細(xì)胞內(nèi)定位的蛋白-RNA作用序列,從而擾亂RNA運(yùn)輸,
藥物:Vitravene
b、Decoy核酸
Decoy核酸是與靶轉(zhuǎn)錄因子具有高親和性的雙鏈寡聚核酸 ,通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制轉(zhuǎn)錄因子與調(diào)控區(qū)域的結(jié)合 ,調(diào)控轉(zhuǎn)錄來(lái)改變下游基因的異常表達(dá) ,從而抑制腫瘤惡性增殖 .
體外篩選結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子AP2的decoy核酸藥物 ,結(jié)果OG03對(duì)多種腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)有顯著的抑制作用 ,在異植人腫瘤細(xì)胞NCI-H460的裸鼠模型中 ,靜脈注射高中低三劑量組的decoy核酸OG03 ,抑瘤率分別達(dá) 71.8%、64.4 %及 57.3%.通過(guò)凝膠阻抑試驗(yàn) ,驗(yàn)證了OG03與轉(zhuǎn)錄因子產(chǎn)生特異性結(jié)合 .實(shí)驗(yàn)結(jié)果為decoy核酸轉(zhuǎn)錄調(diào)控藥物的研究提供了依據(jù)。
C、RNA干擾
RNA干擾(RNAinterference,RNAi)是由雙鏈RNA(double-stranded RNA,dsRNA)引發(fā)的轉(zhuǎn)錄后基因靜默機(jī)制. RNAi是真核生物中普遍存在的抵抗病毒入侵、抑制轉(zhuǎn)座子活動(dòng)、調(diào)控基因表達(dá)的監(jiān)控機(jī)制。由于RNA干擾是針對(duì)轉(zhuǎn)錄后階段的基因沉默,相對(duì)于傳統(tǒng)基因治療對(duì)基因水平上的敲除,整個(gè)流程設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)便,且作用迅速,效果明顯,為基因治療開(kāi)辟了新的途徑。其總體思路是通過(guò)加強(qiáng)關(guān)鍵基因的RNAi機(jī)制,控制疾病中出現(xiàn)異常的蛋白合成進(jìn)程或外源致病核酸的復(fù)制及表達(dá)。
7、單克隆抗體藥物
單克隆抗體(單抗)藥物就是通過(guò)淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù)或基因工程技術(shù)制備的抗體。起初用于診斷劑或檢測(cè)劑,后來(lái)用于治療腫瘤、病毒性感染、心血管病以及其它疾病。治療腫瘤的優(yōu)越性:
(1)單抗藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞的選擇性殺傷作用
(2)單抗藥物具有更高的療效
(3)單抗藥物對(duì)腫瘤相關(guān)靶點(diǎn)的特異性作用
其研究重點(diǎn)主要集中在將抗體與化學(xué)藥物、酶、放射性核素、毒素和生物誘導(dǎo)劑等耦聯(lián)后直接殺傷腫瘤或者利用抗體促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡和抑制腫瘤血管生成等方面。目前,國(guó)際上與腫瘤治療相關(guān)的抗體研究主要集中在將抗體與耦聯(lián)物作用后直接殺傷腫瘤細(xì)胞,利用抗體促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡和抑制腫瘤血管生成等方面。
代表藥物:曲妥珠單抗(trastuzumab, Herceptin )
Trastuzumab為靶向結(jié)合HER2的人IgG1類(lèi)單抗,HER2為酪氨酸激酶受體,在約20%~25%的進(jìn)展期乳腺癌患者過(guò)表達(dá)。HER2分子具有以下的特點(diǎn),因此成為乳腺癌治療的靶分子:
①HER2的表達(dá)水平與乳腺癌的發(fā)病機(jī)理及預(yù)后相關(guān);
②腫瘤的HER2表達(dá)水平及基因拷貝數(shù)遠(yuǎn)高于正常組織,有效的減輕了HER2靶向治療藥物的毒性;
③HER2表達(dá)陽(yáng)性的腫瘤細(xì)胞比例很高,而且在腫瘤細(xì)胞表面高表達(dá),因此在患者體內(nèi)可以靶向大多數(shù)的腫瘤細(xì)胞;
④HER2在原發(fā)腫瘤及轉(zhuǎn)移灶均有表達(dá),因此HER2靶向治療對(duì)原發(fā)及轉(zhuǎn)移病灶均有效。
曲妥珠單抗(trastuzumab)的作用機(jī)制:
①抑制受體信號(hào)傳導(dǎo)。HER2可以活化多種信號(hào)傳導(dǎo)通路,包括PI3K、MAPK等。Trastuzumab減少了這些信號(hào)通路的傳導(dǎo),將細(xì)胞阻滯于調(diào)定點(diǎn),誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。受體信號(hào)傳導(dǎo)的降低是由于trastuzumab介導(dǎo)的HER2受體內(nèi)化及降解。
②通過(guò)調(diào)節(jié)p27kipl阻滯細(xì)胞于G1調(diào)定點(diǎn)。Trastuzumab處理的細(xì)胞被阻滯于G1調(diào)定點(diǎn),細(xì)胞增殖減少。細(xì)胞阻滯于G1調(diào)定點(diǎn)與細(xì)胞周期依賴(lài)的激酶抑制蛋白p27kipl相關(guān)。
③誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。體內(nèi)研究表明trastuzumab可以誘導(dǎo)乳腺癌細(xì)胞凋亡,凋亡的發(fā)生與Ki67的表達(dá)無(wú)關(guān)。
④抑制血管形成。高表達(dá)HER2的腫瘤細(xì)胞新生血管及VEGF的表達(dá)顯著增加。體內(nèi)研究結(jié)果顯示trastuzumab處理后,乳腺癌腫瘤體積減小,微血管密度降低;體外研究表明trastuzumab處理后,內(nèi)皮細(xì)胞的遷移能力下降。
⑤ 抑制DNA修復(fù)。體外研究顯示可與許多化療藥物產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。Trastuzumab或聯(lián)合化療藥物促進(jìn)DNA損傷,并抑制DNA的修復(fù),最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。
三、抗腫瘤藥物篩選及評(píng)價(jià)
以國(guó)立腫瘤研究所(Nationai Cancel Institute NCI)為代表的美國(guó)抗腫瘤藥物篩選模式經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。
• 1955-1985年,以動(dòng)物移植性腫瘤為基本模型,以動(dòng)物生命延長(zhǎng)率和瘤重抑制率為藥物活性的基本評(píng)價(jià)指標(biāo),此階段是以化合物為本位的體內(nèi)篩選方法。
• 1985-1990年,NCI提出并在廣泛研究和試點(diǎn)的基礎(chǔ)上逐漸完善以人腫瘤細(xì)胞株為基礎(chǔ)、疾病本位的體外抗腫瘤藥物篩選模型。這階段是新舊篩選模型并存,新的篩選體系逐漸取代舊篩選體系的過(guò)渡階段。
• 1990-至今,以人腫瘤細(xì)胞株為基礎(chǔ)、疾病本位的體外抗腫瘤藥物篩選體系,其目的在于發(fā)現(xiàn)對(duì)某種組織類(lèi)型腫瘤活性強(qiáng)但可能對(duì)其他組織類(lèi)型腫瘤活性弱的化合物。在該體系中,樣品先經(jīng)過(guò)9大類(lèi)60種人類(lèi)腫瘤細(xì)胞株進(jìn)行體外篩選,結(jié)果通過(guò)評(píng)估后,再進(jìn)行裸鼠體內(nèi)的人類(lèi)腫瘤異種移植研究。
國(guó)內(nèi)抗腫瘤藥物篩選和研究體系雖與NCI相似,但也形成了自己的特點(diǎn)。
❶根據(jù)我國(guó)腫瘤發(fā)病情況,選擇試驗(yàn)瘤株組成,主要選擇白血病、肺癌、胃癌、結(jié)腸癌、肝癌、乳腺癌、卵巢癌等細(xì)胞株,相當(dāng)一部分是細(xì)胞株是國(guó)內(nèi)自己建的。
❷體外抗瘤譜試驗(yàn)選用了正常細(xì)胞株,綜合考慮了受試樣品對(duì)正常組織的毒性。
❸選用了人腫瘤耐藥細(xì)胞株,測(cè)試受試樣品的耐藥逆轉(zhuǎn)作用和耐藥細(xì)胞株增殖的直接抑制作用,以期發(fā)現(xiàn)具有抗耐藥作用的藥物。
❹選用人血管內(nèi)皮細(xì)胞株進(jìn)行同步體外試驗(yàn),初步考察受試樣品是否具有血管生成抑制作用。
抗腫瘤藥的臨床前藥理研究包括藥效學(xué)和毒性研究兩部分
抗腫瘤藥物藥效學(xué)需研究?jī)?nèi)容:
體外抗腫瘤試驗(yàn)、體內(nèi)抗腫瘤試驗(yàn)
評(píng)價(jià)藥物的抗癌活性時(shí),以體內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果為主,同時(shí)參考體外試驗(yàn)結(jié)果以做出正確的結(jié)論。
四、體外抗腫瘤活性試驗(yàn)
目的:
❶對(duì)候選化合物進(jìn)行初步篩選;
❷了解候選化合物的抗瘤譜;
❸為隨后進(jìn)行的體內(nèi)抗腫瘤試驗(yàn)提供參考,如劑量范圍、腫瘤類(lèi)別等 。
體外試驗(yàn)常用方法有:
1、染料排斥法
試驗(yàn)原理:活細(xì)胞有排斥某些染料如伊紅、臺(tái)盼藍(lán)、苯胺黑等的能力,而死細(xì)胞由于膜完整性的破壞,可被著色。因此培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞中加入這些染料,一定時(shí)間后,對(duì)著色和未著色的細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù),即可算出被殺死的細(xì)胞比例。
方法要點(diǎn):向一定容積的待檢細(xì)胞懸液加入定量的某種染液,最常用的是0.4%臺(tái)盼藍(lán)液,混勻,室溫染色5-15min,將已染色的細(xì)胞懸液滴加至血細(xì)胞計(jì)數(shù)板,直接在光鏡下計(jì)數(shù)活細(xì)胞數(shù)和細(xì)胞總數(shù)。
觀測(cè)指標(biāo):按(未染色細(xì)胞數(shù)/細(xì)胞總數(shù))X100%計(jì)算活細(xì)胞率,對(duì)照組活細(xì)胞率應(yīng)在90%以上。根據(jù)活細(xì)胞率計(jì)算受試樣品的半數(shù)致死劑量(IC50)作為藥物抗腫瘤活性的指標(biāo)。
2、四氮唑鹽還原法
試驗(yàn)原理:四氮唑[MTT,3-(4,5-dimethylibiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide]是一種能接受氫原子的染料。活細(xì)胞線粒體中與NADP相關(guān)的脫氫酶在細(xì)胞內(nèi)可將黃色的MTT轉(zhuǎn)化成不溶性的藍(lán)紫色的甲[月替] (formazan),而死的細(xì)胞則無(wú)此功能。用二甲基亞諷(DMSO)溶解甲[月替]后,在一定波長(zhǎng)下用酶標(biāo)儀測(cè)定光密度值,即可定量測(cè)出細(xì)胞的存活率。
方法要點(diǎn):受試樣品處理細(xì)胞結(jié)束后,加入5mg/ml MTT液20微升/孔,繼續(xù)培養(yǎng)四小時(shí)。再加三聯(lián)液并培養(yǎng)過(guò)夜。在酶標(biāo)儀上于570nm波長(zhǎng)處檢測(cè)OD值。
觀測(cè)指標(biāo) 直接指標(biāo)為96孔板上各被測(cè)孔的OD值;然后按公式(對(duì)照組OD值-治療組OD值)/對(duì)照組OD值×100%計(jì)算出相應(yīng)的細(xì)胞生長(zhǎng)抑制率;劇情況可進(jìn)一步采用Logit法計(jì)算50%生長(zhǎng)抑制濃度IC50值。
3、阿拉馬藍(lán)法
試驗(yàn)原理:非熒光性藍(lán)色底物阿拉馬藍(lán)可被活細(xì)胞中的線粒體內(nèi)的NADPH相關(guān)的脫氫酶類(lèi)還原為強(qiáng)熒光性粉紅色底物,采用微培養(yǎng)板自動(dòng)讀數(shù)儀在激發(fā)與發(fā)射波長(zhǎng)分別為530nm和590nm處讀取熒光強(qiáng)度值,與活細(xì)胞數(shù)呈良好的線性關(guān)系。
方法要點(diǎn):細(xì)胞經(jīng)受試樣品處理后,加入10-20ul阿拉馬藍(lán)染液,繼續(xù)培養(yǎng)一定時(shí)間,用微培養(yǎng)板自動(dòng)讀數(shù)儀在激發(fā)與發(fā)射波長(zhǎng)分別為530nm和590nm處讀取熒光強(qiáng)度值。
觀測(cè)指標(biāo):根據(jù)熒光強(qiáng)度可以計(jì)算細(xì)胞生長(zhǎng)抑制率,適當(dāng)時(shí)可進(jìn)一步計(jì)算IC50值。
4、磺酰羅丹明染色法
試驗(yàn)原理:SRB是一種蛋白質(zhì)結(jié)合染料,粉紅色,可溶于水。 SRB可與生物大分子中的堿性氨基酸結(jié)合。其在515 nm波長(zhǎng)的OD讀數(shù)與細(xì)胞數(shù)呈良好的線性關(guān)系。故可用作細(xì)胞數(shù)的定量。MTT法的一個(gè)缺點(diǎn)是OD值可隨放置時(shí)間而變,而SRB法無(wú)此現(xiàn)象。因此更適用于進(jìn)行大規(guī)模的試驗(yàn)。
方法要點(diǎn): 用10%冷三氯乙酸與4℃固定已經(jīng)受試樣品處理的細(xì)胞1h,洗滌,干燥;加入4mg/ml SRB液100微升/孔 染色15min,1%冰醋酸洗滌,干燥;最后加入150微升/孔 的Tris溶液,在酶標(biāo)儀上與515nm波長(zhǎng)處檢測(cè)OD值。
觀測(cè)指標(biāo) 同MTT法。另外,NCI目前采用以下指標(biāo)評(píng)價(jià)化合物的體外抗腫瘤活性。測(cè)定的OD值包括對(duì)照組、加藥組及加藥時(shí)的細(xì)胞的OD值C、T、和T0。據(jù)此計(jì)算:
生長(zhǎng)抑制率(%)=(T-T0)/(C—T0)×100% ;細(xì)胞死亡率(%)=(T—T0)/ T0 ×100% 。
按生長(zhǎng)抑制率或細(xì)胞死亡率對(duì)樣品濃度繪出量效關(guān)系曲線圖,并求出:
GI50,即生長(zhǎng)抑制率為50%時(shí)的樣品濃度;
TGI,即生長(zhǎng)抑制率為100%時(shí)的樣品濃度:
LC50,即細(xì)胞死亡率為50%時(shí)的樣品濃度。
5、集落形成法
試驗(yàn)原理:克隆原細(xì)胞具有持續(xù)增殖能力,當(dāng)單個(gè)細(xì)胞分裂6代或6代以上時(shí),其后代所組成的群體(集落)便含50個(gè)以上細(xì)胞。通過(guò)集落計(jì)數(shù)可對(duì)克隆原細(xì)胞作定量分析。它反映了單個(gè)細(xì)胞的增殖潛力,故能較靈敏地測(cè)定抗癌藥的活性,日前被認(rèn)為是一種較理想的檢測(cè)方法。
方法要點(diǎn):將濃度為500個(gè)細(xì)胞/ml的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞懸液2ml種至35ml的培養(yǎng)皿,并加受試樣品適量,培養(yǎng)7d或更長(zhǎng)時(shí)間,姬姆薩染色,解剖顯微鏡下計(jì)數(shù)含50細(xì)胞以上的集落。
觀測(cè)指標(biāo):根據(jù)集落數(shù)計(jì)算集落形成率,對(duì)照組集落形成率不應(yīng)低于40%,再計(jì)算用藥組的集落形成抑制率,根據(jù)情況可進(jìn)一步采用Logit法計(jì)算受試樣品的IC50值。
集落形成率=集落數(shù)/細(xì)胞接種數(shù)X100%
集落形成抑制率=(1-用藥組集落形成率)/對(duì)照組集落形成率X100%
6、生長(zhǎng)曲線測(cè)定法
試驗(yàn)原理:在最適條件下,腫瘤細(xì)胞在培養(yǎng)液中呈指數(shù)生長(zhǎng),如取細(xì)胞數(shù)的對(duì)數(shù)與培養(yǎng)時(shí)間作圖可得一條直線,故稱(chēng)此時(shí)為對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。隨著細(xì)胞密度不斷增高,由于代謝產(chǎn)物的積聚及營(yíng)養(yǎng)物的消耗,細(xì)胞生長(zhǎng)逐漸減慢以致停止,此時(shí)稱(chēng)高坪期或穩(wěn)定期。因此藥物對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的影響可通過(guò)生長(zhǎng)曲線反映出來(lái) 。
方法要點(diǎn): 將濃度為10000個(gè)細(xì)胞/ml的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞懸液按每瓶5ml種至25ml的培養(yǎng)瓶,或按每孔100微升種至96孔板,并加受試樣品適量,培養(yǎng)后分別于即刻和1、2、3、4、5、6、7d進(jìn)行檢測(cè)。前者可采用臺(tái)盼藍(lán)染色計(jì)數(shù)活細(xì)胞,后者可采用MTT法或SRB法讀取OD值,并據(jù)此進(jìn)行作圖與計(jì)算。
觀測(cè)指標(biāo) 1、倍增時(shí)間(TD),將實(shí)際生在曲線進(jìn)行直線回歸求出0和t時(shí)刻的理論細(xì)胞數(shù)N0和N t,據(jù)此計(jì)算:TD=0.301t/(log N t—log N0);2 增殖細(xì)胞殺傷率(%)=( N0—N0’)/ N0×100%;3 細(xì)胞生長(zhǎng)飽和密度(N s),代表高坪期每毫升細(xì)胞數(shù)的均數(shù)。
藥物與細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí)間一般為48-72 小時(shí),貼壁細(xì)胞需先貼壁24 小時(shí)后再給藥。試驗(yàn)應(yīng)設(shè)陽(yáng)性及陰性對(duì)照組,陽(yáng)性對(duì)照用一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)抗腫瘤藥,陰性對(duì)照為溶媒對(duì)照
a、體外篩選方法的優(yōu)點(diǎn):
❶操作簡(jiǎn)單;
❷用藥量少;
❸取材可直接用于人體腫瘤;
❹得出結(jié)果快速;
b、體外篩選方法的缺陷:
❶細(xì)胞毒性易顯陽(yáng)性,有毒物質(zhì)也常常顯陽(yáng)性,故假陽(yáng)性率高;
❷非直接對(duì)腫瘤細(xì)胞作用的藥物顯示假陰性;
❸體外細(xì)胞并不能完全代表體內(nèi)腫瘤的惡性細(xì)胞;
五、體內(nèi)抗腫瘤活性試驗(yàn)
1、自發(fā)性腫瘤
2、誘發(fā)的腫瘤
3、移植性腫瘤
(a)皮下腫瘤模型
選擇腫瘤生長(zhǎng)旺盛且無(wú)潰破的荷瘤小鼠,頸椎脫臼處死,在無(wú)菌條件下(超凈臺(tái)或接種罩),用碘酒、酒精或新潔爾滅消毒動(dòng)物皮膚,切開(kāi)皮膚,剝離腫瘤。將瘤組織剪成1.5 mm3左右,用套管針接種于動(dòng)物一側(cè)或雙側(cè)腋窩皮下;或制成細(xì)胞懸液,然后按一定比例加入無(wú)菌生理鹽水,一般每只小鼠接種腫瘤細(xì)胞數(shù)量為(1-5)×106。
(b)腹水瘤模型
無(wú)菌條件下,消毒動(dòng)物皮膚,吸取生長(zhǎng)良好的動(dòng)物腹水,以生理鹽水按一定比例稀釋后接種于動(dòng)物腹腔,接種細(xì)胞數(shù)量一般為(1-5)×106。
(c)原位接種模型
原位接種是指將來(lái)源于某臟器的腫瘤接種在動(dòng)物的某臟器,如將人肝癌接種在裸小鼠的肝臟。原位接種不是常規(guī)的方法,但有其優(yōu)越性,是鼓勵(lì)使用的方法。主要有肺、肝、胃、腸、乳腺、顱內(nèi)等原位接種方法。
小鼠腫瘤模型 淋巴細(xì)胞白血病腹水瘤L1210和P388、白血病L-615、宮頸癌U14、肝癌H22、Lewis肺癌、黑色素瘤B16、網(wǎng)織細(xì)胞瘤M5076、腸癌26、腸腺癌38、乳腺癌CD8F1、艾氏腹水瘤(EAC)、肉瘤-180等,以及各種小鼠腫瘤的亞型和耐藥株等。
人癌裸小鼠移植瘤模型 應(yīng)選用體外試驗(yàn)敏感細(xì)胞株進(jìn)行體內(nèi)抗人癌裸小鼠移植瘤試驗(yàn)。
模型建立和使用應(yīng)注意:
❶移植瘤一般由相應(yīng)的細(xì)胞株移植而建立,對(duì)細(xì)胞株和移植瘤的化療敏感性應(yīng)予了解;
❷ 移植瘤復(fù)蘇后一般應(yīng)傳2-3代后再用于體內(nèi)抗腫瘤試驗(yàn);
❸ 對(duì)模型生長(zhǎng)情況應(yīng)全面了解,尤其是生長(zhǎng)快的模型;
❹ 為了保持移植瘤的生物學(xué)特性和遺傳特性,復(fù)蘇后移植瘤體內(nèi)傳代應(yīng)少于 15-20代 ;
給藥方案和給藥途徑
分組當(dāng)日開(kāi)始給藥,根據(jù)不同藥物的代謝動(dòng)力學(xué)和毒性反應(yīng)等確定給藥方案。給藥途徑應(yīng)與推薦臨床用藥的途徑相同。 給藥次數(shù)較多,或被試物質(zhì)溶解性較差,靜脈給藥有困難時(shí),可考慮使用腹腔給藥,但在評(píng)價(jià)藥效時(shí)要注意這兩種給藥途徑是有差別的。 可采取瘤周、瘤內(nèi)、肌肉、皮下給藥途徑。腹水瘤試驗(yàn)時(shí)一般不能應(yīng)用腹腔給藥途徑。