恶性肿瘤的发病率和死亡率近年来一直不断升高,严重危害着人类的生命健康。在发达国家和中等发达国家,恶性肿瘤是仅次于心血管疾病的第二生命杀手;而在中国,恶性肿瘤已经成为死亡原因之首,因此寻找有效的治疗方法成为当务之急。自从第二次世界大战后第一个抗肿瘤药问世以来,医药工作者就试图寻找有效的抗肿瘤的药物。多年以来,抗肿瘤的药物主要是静脉注射的细胞毒性药物,它的作用靶点限于细胞水平,通过改变细胞核DNA的化学结构,微管蛋白合成,干扰核酸的合成和转录等抑制肿瘤细胞的增殖和肿瘤的生长,特异性和专一性不佳。同时其抗肿瘤作用遵循一级动力学原则,即杀伤一定比例而不是一定数量的肿瘤细胞,其疗效呈剂量或时间依赖性。药物在作用于肿瘤细胞的同时也对某些正常细胞产生毒性作用,很多患者出现脱发,消化道症状和骨髓抑制等,而且这种毒性作用也呈剂量或时间依赖性。因此,寻找一种高效低毒的靶向性抗肿瘤药一直是医药工作者努力的目标。近年来,随着人类基因组的阐明,分子和细胞生物学、结构生物学和生物信息学的进步,人们对肿瘤的发生,发展和转归有了全新的认识,肿瘤的药物治疗出现了突破性进展——分子靶向治疗,它是以肿瘤组织或细胞所具有的特异性结构分子作为靶点,使用某些能与这些靶分子结合的抗体、配体等达到直接治疗或导向治疗肿瘤的一类疗法。其最大的优点是选择性地抑制或杀死肿瘤细胞,而不损伤人体的正常细胞,因而是一类极具发展前景的癌症治疗药物。目前已有多种分子靶向药物用于肿瘤治疗,包括肺癌、乳腺癌、大肠癌、胃肠道间质瘤,恶性淋巴瘤,白血病,多发性骨髓瘤等。分子靶向药物按照分子大小可以分为两类:大分子单克隆抗体,如Rituximab、Heceptin、Erbitux和Avastin等;小分子酪氨酸激酶抑制剂,如Glivec、Iressa、Tarceva等。蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine kinases,PTKs)是一类具有酪氨酸激酶活性的蛋白质,可使重要蛋白质的酪氨酸残基发生磷酸化,进而激活细胞内众多信号传导通路,包括Ras/MAPK、STAT、JNK、PI3K/AKT等,调节着细胞的生长、分化和增殖等过程。蛋白酪氨酸激酶可分为受体型(RTKs)和非受体型(NRTKs)。RTKs是跨膜结构,胞外区域和对应配体结合,而胞内区域具有酪氨酸激酶催化活性,RTK家族包括胰岛素受体和多种生长因子受体,如EGF,PDGF,FGF,NGF等。NRTKs虽无胞外和跨膜结构,但是也具有靶向亚细胞结构和催化活性的区域,NRTK家族包括Src,Abl,FAK和JAKs等。蛋白酪氨酸激酶的异常表达将导致细胞增殖调节发生紊乱,进而导致肿瘤发生、侵袭和转移,并与肿瘤的化疗抗性密切相关,因此PTKs就成为肿瘤治疗的靶点。小分子蛋白酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitors,TKIs)是一类能明显抑制了酪氨酸激酶活性的药物。与靶向抗体作用于细胞膜不同,酪氨酸激酶抑制剂进入细胞后发挥作用,通过与ATP位点竞争性结合选择性地抑制酪氨酸激酶活性,从而阻止下游蛋白的磷酸化,切断异常的酪氨酸激酶的信号传导,从而阻止细胞的增殖和肿瘤的形成。因为抑制剂特异性地作用于肿瘤细胞,故而与传统化疗相比毒性较低。目前已经有多个靶向酪氨酸激酶的ATP竞争性抑制剂被批准用于治疗肿瘤,在我国已经上市的共有四个,它们是依马替尼,吉非替尼(gefitinib),埃罗替尼(erlotinib)和索拉非尼(sorafenib)。因为疗效好,毒性低,易于服用而为人们所喜爱。但是其昂贵的价格让人望而却步,因此自主研发一些疗效好,同时价格又可以是广大病人承受的靶向性抗肿瘤药是我国医药工作者的当务之急。2001年,分子靶向性药物甲磺酸伊马替尼(imatinib mesylate,Gleevec,STI571)的上市,标志着靶向性肿瘤治疗的开端。甲磺酸伊马替尼是苯氨嘧啶的衍生物,又称CGP57148B,是一种强效酪氨酸激酶抑制剂,其作用靶位主要有3种:BCR╱ABL,c-Kit(CD117),血小板衍生物生长因子(PDGF)受体。已被批准用于治疗慢性粒细胞白血病(CML)加速期、急变期和慢性期干扰素耐药的患者,及不能手术或转移的胃肠道间质瘤(GISTs)。依马替尼的药物代谢动力学表明,在人体内95%依马替尼与血浆蛋白结合(主要是白蛋白和α1酸糖蛋白),消除半衰期为18小时,主要在肝脏和肠道经细胞色素P450同工酶代谢(主要是肝脏中的CYP3A4 and CYP3A5),通过其甲基哌嗪环上的去甲基而产生去甲基的依马替尼(去甲基STI571,CGP74588),该主要代谢物在人体内有着较长的半衰期,约40个小时,但对此代谢物的生物学作用迄今尚未有研究。仔细分析依马替尼的药物结构和研发过程可以得知,该药物分子的活性部分在其苯氨衍生物上,而甲基哌嗪环的作用主要是增加药物的溶解性和生物利用度。因此从理论上来推论,CGP74588的生物活性应该存在的,而且它的毒性应该是低的。因此本文报道了CGP74588的化学合成,抗白血病活性以及毒性试验。我们研究的目的是试图以STI571作为模型分子来发现新的靶向性抗癌分子。本研究在成功阐述了CGP74588的化学合成,在此基础上,首先观察了CGP74588和STI571对BCR╱ABL阳性的白血病细胞株K562和BCR/ABL阴性的U937的抑制作用,体外研究结果表明,CGP74588和STI571都对K562细胞有明显的抑制作用,并呈明显的量效和时效关系。而且CGP74588对K562细胞的作用与依马替尼十分接近,其IC50略小于0.8μM。CGP74588对K562细胞的杀伤作用在24小时已经为最大作用的50%,48小时后作用已经趋于饱和。而CGP74588对U937细胞无明显的的抑制作用。CGP74588对白血病患者外周血白细胞的生长有明显的抑制作用,此抑制作用与浓度成正比;但CGP74588对正常人外周血的白细胞只有轻微的非特异的抑制。以K562细胞作为研究对象,观察CGP74588促凋亡作用。形态学观察发现,CGP745881μM作用于K562细胞24小时后即出现明显的凋亡形态学改变:细胞胞体变小,胞膜皱缩,核固缩及凋亡小体等;DNA琼脂糖电泳显示CGP745881μM作用于K562细胞48小时后出现特征性的“梯级”调亡条带;流式细胞仪DNA倍体分析检出典型的亚二倍体(sub-G)凋亡峰和G1期抑制,呈明显的时间和浓度依赖性。上述结果充分说明,CGP74588具有诱导K562细胞凋亡的作用,并与STI571作用相似。细胞毒性试验观察了CGP74588对2种Ph-白血病细胞株(HL60和NB4),2种实体瘤细胞株(A549和HT29)和正常人外周血单个核细胞的作用,结果显示CGP74588对上述细胞不敏感,仅有非特异的毒性作用,CGP74588在10Um时开始对它们产生毒性作用,此浓度是K562细胞IC50的13倍,CGP74588对细胞的毒性作用和STI571十分接近。动物试验的结果也验证了细胞学毒性的结果,CGP74588 50mg/kg时小鼠出现体重下降,呈时间依赖性,最大为24.4%,而且出现食纳下降,腹泻,疼痛等症状。而CGP74588 5mg/kg时小鼠几乎无异常表现,所以小鼠对CGP74588有着很好的耐受性。本研究的结果表明,CGP74588对BCR/ABL阳性的白血病细胞株K562和CML病人的白血病细胞都有高效的杀伤作用,能明显的诱导K562细胞凋亡和G1期抑制,且与STI571活性相似。而CGP74588对BCR/ABL阴性的细胞和动物的毒性较低。因此CGP74588是一个极有应用前途的药物分子。进一步的开发还需要做动物的药效学试验和动物药理药代等一系列临床前研究。