恶性肿瘤是一种细胞分化障碍性疾病，其核心问题是正常细胞的分化受阻。肿瘤细胞不论在形态、功能、代谢、行为诸方面都类似未分化的胚胎细胞。长期以来一直认为肿瘤细胞一旦生成，就永远是肿瘤细胞，肿瘤的不能分化使人们自然的想到只有杀伤性措施才能治疗肿瘤。化疗和放疗作为传统的恶性肿瘤及白血病的治疗手段，其主要作用机制是通过破坏DNA遗传物质的复制、转录和修饰，抑制和杀伤高增殖状态的细胞。因此，化疗和放疗既可治疗恶性肿瘤及白血病，也可对处于增殖状态的细胞正常细胞(如正常骨髓、消化道、上皮组织等)产生杀伤效应，因而导致诸如骨髓抑制、消化道反应、脱发、肝肾损害等严重的毒副反应。而且在机体可能承受的条件下，化疗和放疗难以从根本上彻底消除患者体内的肿瘤细胞。因此，在进一步提高化疗和放疗疗效、减少其毒性的同时，开发新的治疗手段是临床上迫切需要解决的问题。

　　1960年Pierce[1]首先发现小鼠睾丸畸胎瘤细胞可自发地分化成良性的正常细胞，证实了上世纪50年代提出的是否可通过诱导肿瘤细胞分化来治愈恶性肿瘤，开创了恶性肿瘤的分化诱导研究。所谓肿瘤细胞的诱导分化是指在分化诱导剂的存在下，恶性肿瘤细胞的形态、生物学或生物化学方面的诸多标志均向正常细胞的方向演化分化，甚至完全转变成正常细胞。1971年Friend[2]报导了小鼠红白血病细胞被二甲基亚砜(DMSO)诱导分化，在DMSO作用下，血红蛋白合成增多证实了体外诱导分化的可能。1980-1983年世界各国学者应用维甲酸和异构体维甲酸作用于HL-60和U937细胞株细胞，有诱导分化作用。1986年中国上海王振义教授应用全反式维甲酸(ATRA)治疗急性早幼粒细胞白血病(APL)获得了72%的完全缓解，开创了临床应用诱导分化剂治疗白血病的先河。从1996-2007年全世界共召开了8次国际诱导分化会议，制定了肿瘤诱导分化的研究方向。

　　从1960-2007年全球已发现和合成诱导分化剂大约有80种，现已应用于临床有效的诱导分化剂大约有30种(表1)。现就主要的诱导分化剂在临床上的应用作一介绍。

　　1 维甲酸类

　　维甲酸类化合物(Retinoic acids)在调控细胞生长、分化、凋亡等生命活动中起重要作用。其在体内的生理活性代谢产物包括全反式维甲酸(ATRA)、13-顺维甲酸(13-cis-RA)和9-顺维甲酸(9-cis-RA)，它们可通过核维甲酸受体(RAR)结合于DNA应答元件，从而调节靶基因的转录；其中9-cis-RA除生物学活性较强外，尚能与维甲酸X受体(RXR)结合。现在全世界已合成的维甲酸类已有2000种以上。但至今仅有八种用于治疗癌症及白血病(表2， 3)。

　　(一)　全反式维甲酸( ATRA)

　　急性早幼粒细胞白血病是一种预后凶险的白血病，约占成人急性髓系白血病的10%。该型白血病出血倾向严重，易并发弥漫性血管内凝血(diffuse intravascular coagulation，DIC)，尤其在化疗时易发生，常导致患者早期死亡。急性早幼粒细胞白血病( acute promyelocytic leukemia，APL)是临床上第一个应用诱导分化和针对肿瘤特异性标志分子进行治疗并取得显著疗效的人类恶性肿瘤。自从1986年我国首先使用全反式维甲酸诱导分化治疗APL以来，随着对其发病机制的深入研究，不断有新药被证明对APL治疗有效，APL的疗效也在不断提高。

　　从1986年至今全世界已应用ATRA治疗了近万名APL病人，CR率已达到了80-97%，是目前治疗诱导APL最有疗效的药物(表4，5)。

　　表1　白血病及恶性肿瘤诱导分化疗法

　　年份 报告者 制剂名 肿瘤细胞 主要作用或效果

　　1990 T．Otsuka[3] 二丁酰cAMP 骨肉瘤细胞系DUNN，Moloney OST,FBJ 增殖减少，AKP活性、钙离子摄入增加，电镜观察下细胞功能增加

　　1994 H．Y．Lee[4] 熊果酸，鱼肝油醇酸 F9畸胎瘤细胞 分化为内胚层细胞

　　1997 X．N．Li[5] 二甲基甲酰胺 人恶性胶质瘤细胞系SHG-44 抑制生长，使细胞停留在G0/G1期，形态从小针状向大的多角状星状细胞分化

　　1998 S．L．Yuan[6] 丹参酮  人肝癌细胞系SMMC-7721 S期减少，Go/G1期增多，c-myc减少，c-fos增高，生长抑制，形态分化

　　1998 L．L．Siu[7] AN-9(丁酸衍化物) 黑色素瘤，卵巢癌，乳腺癌，非小细胞肺癌，直肠结肠癌 通过诱导分化，肿瘤集落形成单位减少

　　2002 G．L．Ouyang[8] tachyplesin SMMC-7721(人肝癌细胞系) 抑制生长，形态趋向分化，γ-GT下降，酪氨酸氨基转移酶活性增高，α-FP,PCNA下降，p21蛋白上调，c-myc下调

　　2002 C.P.Schröler 三丁酸甘油基 结腸癌细胞系LS174T S期细胞减少，G2/M增高，凋亡细胞增多

　　2003 Y.Yamamoto[9] HMBA+IFNα 人肺癌细胞 细胞分化凋亡

　　2004 A.R.Martirosy-an 喹啉化合物 MCF-7人乳腺癌细胞系 Ki-67抗原消失，细胞进入Go期，G1-S转录因子蛋白水平下降

　　2005 T．Kasukabe[10] 雷帕霉素+cotylenin A MCF-7细胞 抑制生长，细胞停于G1期

　　2006 D．Floryk [11] 霉酚酸 不依赖雄激素的前列腺癌细胞系DU145 抑制生长，表达分化指标CD55，簇连蛋白等

　　2007 廖、赖、Ma   尿多酸肽(CDA-2) 甲基化 APL、CML、MDS

　　表2  维甲酸化合物对有些癌及癌前病变的治疗效果

　　疾病 维甲酸化合物 病例数 CR率% 有效率%

　　皮肤基底细胞 癌 ATRA/13cRA 49 33 98
 
　　阿维甲酯 40 8 43

　　喉乳头状瘤 阿维甲酯 42 67 93

　　支气管细胞间变 阿维甲酯 30 10 87

　　口腔粘膜白斑 维胺酸 45 15显效 23好转

　　口腔扁平苔藓 维胺酸 35 4显效 33有效

　　子宫颈不典型增生 ATRA 36 33 97

　　　　维胺酸 30 53.3 30无效

　　膀胱癌 阿维甲酯 40 0 50

　　外阴白色病损 维胺酸 120 24.6 96

　　蕈样霉菌病 13-cRA 78 14 61

　　表3　维甲酸类对恶性肿瘤的临床疗效

　　报道者 方案 方案 病例数 RR% CR%

　　Lipman 13cRA+IFN 皮肤鳞状细胞癌 32 68 25

　　Lipman 同上 宫颈鳞状细胞癌 26 50 

　　Espinosa 同上 宫颈癌 32 50 12.5

　　Motzer 同上 肾癌 44 30 

　　DiPaola 同上 前列腺癌 30 26 

　　Thahasila 同上+紫杉醇 前列腺及其他癌症 14 15 

　　Kolch 同上+健择 NSCCN 16 20 

　　Fabcox ATRA+GO 复发APL 33 90 58
  
　　ATRA+CD52 CLL 18 49 10

　　表4    ATRA为基础的治疗APL方案的疗效               (45th，ASH 2006)

　　报道者 方案 病例数 CR(%) DFS%(Y) OS%(Y)

　　Haferlach(德) ATRA+HDAra-C 133 89  80(4)

　　Avvisati(意) ATRA+IDA 807 94.3 70(5)(EFS) 

　　Iland(澳大利亚) ATRA+IDA 101 90  88(5.7)

　　Bourgeois(法) ATRA+CT 576 92.5 早用化疗 84(5)

　　Ono(日) ATRA+CT 184 96.2  64 (7)

　　Fux.R(美) ATRA+IDA 242 93.1  71 (7)

　　表5  国内以ATRA为基础的方案治疗APL的疗效(2006)

　　单位 方案 病例数  转归(5年%)
    DFS OS

　　天津血研所 A   化疗

　　6mp+MTX，ATRA 81 93.4 82.7 86.6

　　上海血研所 A+ATO     化疗

　　A，ATO，MTX+6mp 56 93 97.5 97.4±2.6

　　哈尔滨血研所 A+ATO+化疗 210 92 81.0  

　　(二)　Am80
  
　　它是日本学者首先合成的一种新型的维甲酸类化合物，它具有对热点、酸化有着较好靶向的药物特性，它对APL细胞株HL-60、NB-4有较强的体外分化诱导作用，大约是ATRA诱导分化的6-8倍。同时具有接触ATRA p450蛋白(CYP26)的作用，也可降解PML/RARa融合蛋白，减少ATRA耐药性。2003年-2007年日本进行了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期Am80的临床实验。Am80 6mg/m2一次口服，达到初诊APL CR率78%；复发APL CR率 61%的较好疗效。　

　　2 丹参提取物丹参酮
　　
　　丹参酮是中药丹参的乙醚提取物，主要成分为丹参酮-A(Tan-A)，体外实验证明对APL细胞具有良好的诱导分化、抑制增殖作用，作用机制可能与抑制肿瘤基因c-myc和bcl-2表达、增强P53和c-fos表达有关。Tan-A无明显毒副作用，可作为一种高效低毒的诱导分化剂应用，对耐药及复发病人较适用。

　　3 丁酸及其衍生物
　　
　　丁酸(BA)在体外可介导多种肿瘤细胞分化，可抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC) ，促进基因转录表达，促进细胞分化。与ATRA有协同诱导分化作用，联合应用可明显减少ATRA的用量，有助于减轻维甲酸的副作用。BA的副反应小，但血浆浓度低，不易达到治疗浓度。而其衍生物，三丁酸苷脂(TB)可在体内代谢为BA，提供所需浓度，达到治疗目的。

　　4 维生素K类化合物
　　
　　除了作为止血剂外，还可氧化耗竭细胞内还原型GSH，促进氧自由基产生及巯基蛋白的芳香化，达到抑制肿瘤细胞增殖，诱导凋亡的目的。同时，可加强其他药物的效应，作为治疗APL的一种辅助用药。

　　5 AS2O3

　　AS2O3也有诱导分化的作用，主要是通过丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)通路减少甲状腺素沉默介导因子(SMRT)的磷酸化，快速抑制SMRT共抑制物与PML/RARα融合蛋白之间的相互作用，从而诱导细胞分化。AS2O3也有促进小泛素相关修饰物(SUMO)与PML/RARα融合蛋白的结合作用，增加早幼粒白血病核小体(PMLNBs)的降解而诱导细胞分化。

　　6 维生素D及衍生物

　　维生素D及衍生物最早在上世纪七十年代应用于临床，但由于受到疗效限制未见大的进展(表6)。

　　表6  维生素D及衍生物的临床应用
  
　　　　  　治疗疾病         疗效

　　VD3        乳癌、直结肠癌      个体疗效

　　EB1089 直结肠癌     延长os

　　MC903   乳腺癌   延长转移

　　VD3 淋巴瘤     有效率24%

　　VD3 MDS、骨纤    少数有效

　　7 表现遗传学(epigenetics)在肿瘤诱导分化治疗中的作用

　　表观遗传学一词是1942年Waddington 提出的，主要研究基因型和表型的关系.1987年，Holiday 对epigenetics 提出了系统的论断， 即表观遗传学是研究没有DNA序列变化的、可遗传的基因表达改变。人类表观基因组协会于2003年宣布实施人类表观基因组计划，表观遗传学的研究得到很快的发展。

　　大量实验研究结果表明，异常的表观遗传学可影响许多基因转录，包括与细胞生长、分化、凋亡、转化和肿瘤进程有关的基因。
肿瘤的表观遗传学异常包括DNA异常甲基化、组蛋白去乙酰化异常及其所致染色质结构重塑异常。

　　(一)　组蛋白去乙酰化酶抑制剂

　　组蛋白乙酰基转移酶(histoneacetylase，HAT)或组蛋白去乙酰基转移酶(Histonedeacetylase，HDAC)均能与对某些造血细胞分化、发育十分关键的信号转导途径(RAS／MAPK、JAK-STAT等)和一系列影响造血细胞发育分化的转录因子相互作用。许多类型的白血病均涉及到染色体易位、倒位和基因重排，其中某些染色体易位的共同特点之一就是能够招募HDAC／转录共抑制因子(CoR)复合体的转录因子与造血发育分化相关的转录因子融合，抑制后者所调控的靶基因表达，引起造血分化受阻和白血病发生。因此可以HDAC为作用靶点，设计HDAC抑制剂(Histonedeacetylase Inhibitor，HDACI)，通过抑制HDAC活性使组蛋白乙酰化，重新激活白血病细胞中由于不适当的组蛋白去乙酰化而表达受阻的基因，并诱导其分化。目前已发现，第二代 HDACI，suberoylanilide hydroxamic acid，(SAHA) 可显著下调BCR-ABL蛋白的表达，诱导BCR-ABL阳性细胞株的凋亡(表7、8)。

　　表7  组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACI)

　　分类 衍生物

　　短链脂肪酸  丁酸盐，丙戊酸

　　氧肟酸盐类 制滴菌素(TSA), oxamflatin, scriptaid
 suberoylanimide hydroxamic acid(SAHA)
 pyroxamide, NVP-LAQ824
 cyclic hydroxamic acid containing
  peptides(CHAPs)
 Trapoxins, HC-toxin, chlamydocin, apicidin
 Depsipeptide (FR901228,or FK228)
 MS-275,N-acetyldinaline (CI-994)

　　Sulfonamide anilides N-2-aminophenyl-3-[4-(4-methyl
 benzenesulfonylamino)-phenyl]- 2propenamide 

　　Others Depudecin

　　表8  HDACI的临床应用

　　年份 报告者 药物 诊断 病例数 RR% CR%

　　1998 Warrell[12] 苯丁酸 ATRA耐药APL 1  1

　　2001 karz depsipeptide 皮肤T细胞淋巴瘤 3 3 
   外周T细胞淋巴瘤 1 1 

　　2001 Gore[13] 苯丁酸 MDS 11  
   AML 16 11 

　　2005 Kelly[14] SAHA 各种癌症 72 5.5 1.5

　　2005 Kuendgen[15] 丙戊酸±ATRA MDS 75 52 
   AML 16  

　　2005 Garcia-M[16] SAHA MDS， AL 41 21 

　　2005 Francine SAHA 皮肤T细胞淋巴瘤 33 24 

　　2006 O’Connar SAHA 血液恶性病 39 10 2.5

　　2006 Kuendgen[17] 丙戊酸 AML±ATRA 58 5 

　　8 DNA去甲基化治疗
　　
　　DNA甲基化在DNA修复、基因稳定、分化及基因抑制方面起重要作用。在正常DNA链上 ，肿瘤刺激基因甲基化 ，肿瘤抑制基因不甲基化。在RAS致癌途径调节下，引起甲基转移酶过度表达、肿瘤抑制基因超甲基化、肿瘤刺激基因脱甲基化，导致肿瘤产生。用甲基转移酶抑制剂或反义核苷酸探针抑制转移酶活性，使肿瘤抑制基因恢复，即去甲基化，达到治疗肿瘤的目的。国外研究证明 ， 骨髓异常综合症(MDS) 和急性白血病患者骨髓中甲基转移酶比正常人高4倍。近年研究表明，5杂氮–2’-脱氧胞嘧啶(又名 5-aza-CdR)是去甲基化治疗白血病的代表性药物，肿瘤抑制基因的启动被甲基化后抑制其基因的表达，CdR可使启动子去甲基化，恢复肿瘤抑制基因表达，诱导分化。国外用5-aza 治疗MDS取得良好疗效。

　　1979年，廖明徽等发现人尿提取物可诱导HL-60细胞向成熟分化，这与其抑制异常的甲基转移酶活性有关，并将这种纯化的人尿制剂命名为CDA-2(cell differentiation agent，细胞分化剂)。2004年7月CDA-2获得中国国家食品药品监督管理局的审核通过，于当年12月份正式上市。前三期临床试验结果显示，CDA-2对多种实体肿瘤均有抗肿瘤疗效，能有效控制晚期癌症患者疾病的进展，显著改善患者的生活质量。从2005年5月开始的Ⅳ期试验，针对MDS进行临床疗效观察。25家医院，历经2年的临床观察，得到的终期结果显示，CDA-2治疗的总反应率为69.22%，CDA-2治疗MDS 2个疗程时骨髓象CR率为4.27％；PR率为18.80%。血液学改善达53.84%。

　　CDA-2的主要成分为甲基转移酶抑制剂，在体内通过抑制甲基转移酶的活性，使DNA去甲基化，解除癌细胞对分化基因的抑制，使分化基因能够正常表达，诱导癌细胞向成熟分化。因此，CDA-2以其良好的临床效果，相对低廉的价格，在国内有望成为替代AZA或DAC治疗MDS的靶向药物。

　　9 其它药物
　　
　　硒化物亚硒酸钠可通过激活caspase-3及下调bcl-2促使细胞凋亡，与ATRA联用可加强ATRA的作用，且骨髓抑制作用轻，可作为一种化疗药物应用于临床。
　　
　　干扰素-γ具有抗病毒、抗增殖、及免疫调节作用，影响PML基因表达，与ATRA在诱导分化中有协同作用，能部分逆转ATRA耐药。
　　
　　G-CSF ( granulocyte colony stimulating factor)与ATRA 联合应用可以诱导APL细胞分化，对ATRA耐药的APL 细胞也有分化作用，但两者单用均不能使之分化。
　　
　　还有一些药物在体外试验中证实与ATRA、As2O3联合使用可以增强其促分化、促凋亡的作用，不仅对一般的初次诊断的APL细胞有效，而且对复发、耐药的APL细胞也有作用。如：二十二碳六烯酸(DHA)； 抗CD33抗体类药物(mylotarg)；cAMP类似物：82CTP2cAMP等。随着研究的深入，这些药物将会被逐渐应用到临床。

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