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近年來(lái)，腫瘤耐藥問(wèn)題日益突出，抗腫瘤新藥開發(fā)需求更加迫切，埃博霉素 （epothilone，以下簡(jiǎn)稱EPOs) 是16元大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，1996年由Reichenbach 實(shí)驗(yàn)室首次分離得到，具有抗腫瘤、抗真菌的活性和細(xì)胞毒性。
本品通過(guò)微管穩(wěn)定作用、抗有絲分裂和作為微管形成抑制劑，發(fā)揮其強(qiáng)效的抗腫瘤作用。微管穩(wěn)定是其抗腫瘤的主要作用。對(duì)于EPOs 的生物合成基因以及發(fā)酵生產(chǎn)等方面的研究已成為研究的熱點(diǎn)。微管是由α，β-微管蛋白異二聚體聚合形成的長(zhǎng)管狀細(xì)胞器結(jié)構(gòu)，EPOs能夠誘導(dǎo)和促進(jìn)微管蛋白聚合，防止解聚，干擾腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，甚至誘導(dǎo)其凋亡。EPOs 的藥理活性和理化性質(zhì)等方面均優(yōu)于紫杉醇，有望發(fā)展成為比紫杉醇更有效的抗腫瘤藥物。眾多臨床研究關(guān)注 EPOs 治療紫杉烷類抗惡性腫瘤的療效。
對(duì) EPOs 生物合成以及發(fā)酵生產(chǎn)的研究已成為該領(lǐng)域中研究的一大熱點(diǎn)。但由于產(chǎn) EPOs 纖維堆囊菌聚集生長(zhǎng)，生長(zhǎng)密度具有依賴性，且產(chǎn)量低的特點(diǎn)，往往難以進(jìn)行大規(guī)模發(fā)酵。其思路是通過(guò)對(duì)EPOs 基因簇的研究和改造，篩選高產(chǎn)異源表達(dá)菌株；另一種思路則是通過(guò)優(yōu)化 EPOs 產(chǎn)生菌及天然培養(yǎng)基組分提高產(chǎn)量。
EPOs 生物合成基因簇，包含非核糖體肽合酶(nonribosomal peptide synthetases， NRPS)和Ⅰ型多聚乙酰合酶(polyketide synthases，PKS)模塊，由 6 個(gè)負(fù)責(zé)加工 EPOs 結(jié)構(gòu)單元的基因和一個(gè)編碼細(xì)胞色素環(huán)氧化酶 P450 的環(huán)氧化修飾基因組成，共56 kb。EPOs 生物合成基因簇結(jié)構(gòu)示意圖，見(jiàn)圖 1。
EPOs C (EPOs D) 可通過(guò)環(huán)氧化修飾轉(zhuǎn)化為EPOs A(EPOs B)， 而 EPOs A/C 與 EPOs B/D 在 C12 位單個(gè)甲基的差別則與第四步結(jié)構(gòu)單元加工時(shí)?；D(zhuǎn)移酶識(shí)別的底物是丙二酰輔酶A 還是甲基丙二酰輔酶 A 有關(guān)。纖維堆囊菌中存在2種天然EPOs合成基因簇，并分別存在于S.cellulosume SMP44 (Acc.No.AF217189)和 S.cellulosum Soce 90 Acc.No.AF210843）中， 兩者存在693 個(gè)堿基編碼的285個(gè)氨基酸的差異。
目前，EPOs 的發(fā)酵生產(chǎn)是研究的熱點(diǎn)。EPOs異源表達(dá)有很多優(yōu)勢(shì)， 如發(fā)酵時(shí)間較短，易進(jìn)行基因工程操作，可結(jié)合傳統(tǒng)菌種優(yōu)化方法以及借助蛋白質(zhì)和代謝途徑工程改造表達(dá)系統(tǒng)，提高 EPOs 活性和產(chǎn)量；另外，如選用甲基丙二酰特異性的?；D(zhuǎn)移酶，可實(shí)現(xiàn)單一生產(chǎn)臨床上效果更好的 EPOsB 或EPOs D，而不產(chǎn)生 EPOs A或 EPOs C；還可將P450 基因鈍化或敲除，從而阻斷EPOs D 的環(huán)氧化。
Oßwald 等報(bào)道采用黃色黏球菌(M.xanthus）進(jìn)行基因簇修飾后的生物合成，其產(chǎn)量為20 mg/L，且培養(yǎng)基中需加入油酸甲酯，使后期難以純化， 但該方法為 EPOs 的異源表達(dá)提供了可能。此外，Cao等報(bào)道研究了用So0157-2 菌合成 EPOs B 的產(chǎn)量與培養(yǎng)基組分的關(guān)系。結(jié)果表明糊精和蔗糖是產(chǎn)EPOs B 最好的碳源，應(yīng)用含糊精和蔗糖的 GSM 培養(yǎng)基，使其產(chǎn)量由 11.3mg/L提高到 （82.0±3.0）mg/L。糊精的作用是 EPOs 生物合成的一大限速因素。足量的糊精可產(chǎn)生豐富的乙酰CoA，提供EPOs 生物合成的前體和大量三磷酸腺苷（ATPs）。
目前，EPOs 種類的發(fā)酵生產(chǎn)菌與發(fā)酵產(chǎn)量的情況，見(jiàn)表1。表 1 顯示雖然 EPOs 在 S.coelicolor 和 E.coli中產(chǎn)量還很低，但異源表達(dá)在大量生產(chǎn)高效 EPOs方面仍具有很大的應(yīng)用前景。
臨床研究表明EPOs 對(duì)于腦轉(zhuǎn)移性腫瘤、微管相關(guān)蛋白引起的神經(jīng)退行性疾病及紫杉醇耐藥性腫瘤具有良好的治療前景。此外，對(duì)于EPOs與卡培他濱、卡鉑等藥物合用的臨床前研究和臨床研究均顯示具有較好的治療活性。目前， EPOs B類和 EPOs D是最具臨床前景的兩類 EPOs 類藥物。顧覺(jué)奮等報(bào)道將 EPOs 新產(chǎn)品的研發(fā)信息作了綜述， 并對(duì)臨床最具前景的兩類藥物 （EPOs B 類和 D 類）作了歸納。
EPOs B 類包括已上市的主要治療乳腺癌的伊沙匹隆， 以及正處于臨床研究階段的還有沙戈匹隆和帕土匹隆。目前，臨床應(yīng)用最具代表性的伊沙匹隆是由百時(shí)美施貴寶研發(fā)的 EPOs B內(nèi)酰胺衍生物，2007 年 10 月 FDA 批準(zhǔn)上市，用于其他化療藥物治療無(wú)效的轉(zhuǎn)移性或局部晚期乳腺癌的治療。根據(jù) FDA 臨床研究網(wǎng)站的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)其 2010 年—2012 年間臨床研究的資料，評(píng)價(jià)了伊沙匹隆與其他藥物聯(lián)合治療的效果。
聯(lián)用單抗或酪氨酸激酶抑制劑（TKI），在多種癌癥治療中表現(xiàn)出較好的臨床結(jié)果， 如聯(lián)用阻斷受體（VEGFR 和PDGFR 和 c-kit）酪氨酸激酶介導(dǎo)的血管生成途徑的藥物， 在卵巢癌的臨床試驗(yàn)中顯示出較好的療效。另外，研究表明伊沙匹隆易引起神經(jīng)病變等不良反應(yīng)，與其他藥品聯(lián)用或以其最佳有效劑量的研究證實(shí)可降低伊沙匹隆的不良反應(yīng)，發(fā)揮協(xié)同增效，增強(qiáng)療效。
[1]徐曉威,徐寒梅,顧覺(jué)奮.埃博霉素作用機(jī)制和臨床藥理的研究進(jìn)展[J].抗感染藥學(xué),2013,10(02):81-85.