叶酸受体介导的抗肿瘤药物研究进展
· 110 · 药学学报 Acta Pharmaceutica Sinica 2009, 44 (2): 109 114
内分离的难易程度。已有的研究发现，缀合物分子中如含有二硫键、酰肼键等，在细胞内比较容易释放出有效成分，有利于提高药物的效力。 1 叶酸-药物缀合物的结构
如图1所示，典型的叶酸-药物缀合物通常由载体、Spacer、可断裂键（cleavable bond）和药物4部分组成[7]。
图1 叶酸-药物缀合物的典型结构
图3 叶酸-药物缀合物在叶酸受体介导下，通过内吞进入细胞而发挥作用的示意图
常用的载体是叶酸，其结构如图2所示，包括蝶酸部分和谷氨酸部分。研究发现，叶酸受体主要是识别叶酸中的蝶酸部分，谷氨酸残基对亲和力的影响不
大[8, 9]，所以载体部分既可以是叶酸，也可以是蝶酸。
3 已有的叶酸-药物缀合物及其抗肿瘤活性 3.1 叶酸-丝裂霉素缀合物
Leamon等[12, 13]将叶酸γ -半胱氨酸和N-7位连有取代基的丝裂霉素通过二硫键连接，合成了叶酸-丝裂霉素缀合物EC72 (1) (图4)。体外活性测试结果表明，化合物1对许多叶酸受体呈阳性的细胞株都有剂量依赖活性（dose responsive activity）。加入过量的叶酸会明显影响它的活性，且对叶酸受体呈阴性的细
图2 叶酸的结构
胞株无活性，表明它是由叶酸受体介导进入细胞的, 而且具有选择性。体内活性测试表明化合物1对同种移植和异种移植的肿瘤细胞都有活性，对KB细胞和M109细胞的抑制活性都很好，其中对KB细胞的IC50达到5 nmol·L 1。将化合物1与紫杉醇联合作用于KB细胞，抑制效果比单独使用这两种药物更好。在对小鼠的M109细胞毒性测试中，化合物1连续给药30天，在主要器官（包括对叶酸受体呈阳性的肾脏）中未发现有明显毒性。化合物1将被考虑用于临床研究。
为了考察二硫键对活性的影响，Reddy等[13]同时合成了EC72的类似物EC110 (2) (图4)，其结构中无二硫键，而代之以等长度的碳链。EC110对叶酸受体呈阳性的肿瘤细胞没有明显的抑制活性，说明可断裂的二硫键对生物活性的影响很大。
为了进一步考察可断裂键和不同的Spacer对抗肿瘤活性的影响, Reddy等[13]又设计合成了新的叶 酸-丝裂霉素缀合物EC118 (3) (图4)，该分子中既包含二硫键，又包含对pH敏感的酰肼键，并且将Spacer部分由碳链变为亲水的四肽链。EC118在细胞酸性条件下（pH = 5），几分钟内酰肼键就断开，同时二硫键被还原，释放出药物。活性测试结果表明，EC118对M109细胞的抑制活性比EC72更加显著，对各种
缀合物中的Spacer部分也称作Linker部分，其作用是控制叶酸与药物的距离。Spacer部分也可以连接一些官能团以改进缀合物的性质，如水溶性、透膜性等。常用的Spacer是肽链、聚合物等。
缀合物中常用的可断裂键有两种：二硫键（disulfide bonds）和腙键（hydrazone bonds）。前者可以被细胞中的谷胱甘肽（glutathione, GSH）还原断而后者主要在细胞内吞腔pH较低的条件下水裂[10]，解断裂[11]。
2 叶酸-药物缀合物的作用机制
如图3所示，叶酸-药物缀合物在肿瘤细胞表面与叶酸受体结合，通过细胞膜的内吞作用进入细胞，形成独立的内吞腔。由于离子泵的作用使内吞腔的pH下降，使可断裂键断裂，从而使小分子药物与结合的叶酸分开，跨出内吞腔膜，进入细胞核发挥活性。叶酸受体将重新回到细胞膜表面，而叶酸分子则通过还原叶酸载体（reduced folate carrier, RFC）排出细胞外。缀合物不能直接通过RFC作用逸出细胞膜，这样就保证了药物能有效地作用于肿瘤细胞的细胞核，并减少对正常细胞的毒性[12]。