喜树碱

1H-Pyrano[34:6,7]indolizino[1,2-6]quinoline-3,14(4H,12H-)-dione,4-ethyl-4-hydroxy-(S)-

Camptothecine

Camptothecin

348.34

浅黄色针状结晶(甲醇-乙腈),分解点264～267°, [α]25/D+31.3°(氯仿-甲醇)。在紫外光下表现强烈的兰色萤光。和酸不能生成稳定的盐。MSm/e:348(M+);NMR(DMSO-d6)δ:0.89(3H,t,c-18),1.89(2H,m,c-19),5.28(2H,s,c-5),5.43(2H,s,c-17),6.49(1H,s,c-20,OH),7.35(1H,s,c-14),7.6～8.25(4H,m,c-9,10,11,12),8.68(1H,s,c-7)。

    1.抗肿瘤作用
喜树碱无论体内或体外对多种动物肿瘤均有很强的抗癌活性。喜树碱衍生物也有抗肿瘤作用。其中10-羟基喜树碱和10-甲氧基喜树碱较好,当它们分别相当于喜树碱的1/30和1/6剂量时,就具有与喜树碱相同的抗肿瘤作用。全合成的Di-10-羟基喜树碱亦较喜树碱为优。从植物中分离得到8种喜树碱类似物,合成54种喜树碱衍生物,其抗癌活性增大,毒性降低;C、D、E环上取代的衍生物,其抗癌活性降低。
体外实验证明:喜树碱对白血病L1210和DON细胞有明显的抑制作用,其ID50分别为1.36×10-4和3.4×10-4μM/ml,对Hela细胞和其他肿瘤细胞均有一定抑制作用。体内实验证明:每日腹腔注射喜树碱0.25～25ml/kg,连续7～10d,可使白血病L1210、L5178、  K1946、P388小鼠的生存时间延长一倍以上,亦可延长白血病L615和腹水型肝癌小鼠的生存时间,还可以明显抑制多种实体肿瘤,如小鼠Lewis肺癌、黑色素瘤B16、脑瘤B22、艾氏腹水癌实体型及大鼠W256癌肉瘤、吉田肉瘤等。改变给药方案能提高疗效,喜树碱40mg/kg每4d腹腔注射比每天25mg/kg连续给药法为好,可使白血病L1210、L615y及P388小鼠的生存时间延长1.85～10倍,还可以减轻毒副作用。对其他肿瘤也有同样的情况。喜树碱对小鼠白血病L1210和P388的各种耐药株(耐亚硝脲氮芥、阿糖胞苷、6-巯基嘌呤、长春新碱等)亦均有抗肿瘤作用。联合用药可增加喜树碱的疗效,丹参水提物可明显提高喜树碱对白血病L615小鼠的疗效,丙亚胺和乙亚胺亦可明显增强喜树碱对小鼠肉瘤180的抑制作用。
喜树碱及10-羟基喜树碱等能使癌细胞发生变性、坏死、核固缩、浓染、染色质凝聚、胞浆多空泡、巨细胞等形态学改变。还能使癌细胞和宿主肝细胞的超微结构发生以下变化:核质密度下降,线粒体肿胀与开放,内质网系和高尔基体扩张,囊泡性结构与脂滴明显增加和变性,最终导致癌细胞溶解破垭而促进细胞死亡。喜树碱主要作用于细胞的DNA合成期(S期),可使S期的细胞致死,对DNA合成前期(g1期)和后期(g2期)亦有作用, 但不如S期细胞明显,并可延缓g2期进入核分裂期(M期)。较高浓度时(10mcg/ml),可抑制核的有丝分裂。对休止期(g0期)细胞没有作用。喜树碱对多核苷酸的抑制大于对蛋白质的抑制,它首先抑制癌细胞的DNA多聚酶,继而影响DNA的生物合成,亦可直接破坏DNA或首先与DNA结合,使DNA易受内切酶的攻击,进而使RNA和蛋白质合成受阻,杀伤癌细胞。有实验证明:喜树碱1mg/kg体外培养可抑制Hela细胞和L5178等细胞的DNA和RNA的合成,但是在相同浓度作用下,却不抑制大鼠的肝、脑细胞的线粒体。表明喜树碱对恶性肿瘤的影响大于正常细胞,这对肿瘤疾病的治疗是有利的。根据构效关系研究表明:喜树碱分子中的抗癌活性基团为E环的内酯,而20位羟基是不可缺少的基团。喜树碱的抗白血病特征可能是由于该化合物的环ABCD含有一个平面结构,它可能产生对DNA的嵌入作用。喜树碱对从肝癌病人分离的L16细胞,从肺癌病人分离的D6细胞均有抑制作用。采用高温加喜树碱对体外培养的人食管癌109细胞有协同杀伤作用。
喜树碱多相脂质体对肝癌细胞具有抑制增殖的效应,明显损伤S期细胞,对于g0期细胞亦有轻度损伤,g2期细胞进入M期也受到一定抑制。10mg/kg静注后肝偏组织中Camp水平明显增加,而肝癌组织中DNA和蛋白质含量显著下降,Camp与Cgmp比值大幅度提高,喜树碱多相质体对肝癌细胞DNA合成的最高抑制率为73.7%,后作用约 4h,对癌细胞RNA合成抑制率达82.9%。抑瘤试验结果表明:喜树碱前体多相脂体对S180及HepS的抑制率可达74%及82%,可使荷EAC小鼠的生命延长54%。
10-羟基喜树碱1～2mg/kg,每日腹腔注射1次,连续7～9d,可以延长白血病P388、L1210、艾氏腹水癌、腹水肝癌及网织细胞肉瘤腹水型小鼠和吉田肉瘤腹水型大鼠等的生存时间119%～280%。亦可抑制小鼠肉瘤180、肉瘤37、宫颈癌0-14和大鼠W258癌肉瘤等实体瘤的生长。用不同的给药方案进行治疗,也均能显示抗肿瘤作用,但以一次大剂量给药(10mg/kg)的作用为显著。羟基喜树碱对人体肝癌EBL、7404系细胞,可引起细胞核质密度下降,胞浆空泡变,终致细胞溶解破坏。羟基喜树碱对肿瘤细胞具有较高的选择性。但有诱发中国仓鼠卵巢细胞染色体畸变的作用。羟基喜树碱动物试验均有显著的抗肿瘤活性,其作用原理主要使细胞核有丝分裂减少。
喜树碱钠盐对多种肿瘤有抑制作用,以对小鼠白血病及大鼠吉田肉瘤疗效尤好。常规治疗可延长其生存时间达90%。
喜树碱白蛋白微球是-种可降解性末梢型栓塞剂,同时具有缓慢释放药物的性质,用于临床治疗肝癌可望达到化疗栓塞提高疗效,降低毒性反应,增加患者对药物耐受性的作用。
2.免疫抑制作用
喜树碱小剂量短疗程:0.5～1.0mg/kg腹腔注射1-2次,对小鼠腹水肝癌和网织细胞肉瘤腹水型ARS二株肿瘤相伴免疫(CTI)无明显影响;大剂量40mg/kg一次腹腔注射冲击时,对CTI抑制较小;而最大耐受量长疗程:1mg/kg每日腹腔注射1次,连续9次,对CTI有明显的抑制作用,停药9d后可恢复正常。喜树碱可使甲胎蛋白阴转或减少。
10-羟基喜树碱亦对上述两株肿瘤(CTT)和肿瘤异系转移有一定抑制作用,抑制程度较喜树碱小得多,但仍与给药方案有关,其中以:1、5、9d给药(12mg/kg)组和一次大剂量(40mg/kg)给药组对免疫抑制程度较连续给药组为轻。
3.抗病毒作用
10-羟基喜树碱体外实验能抑制疱疹病毒,10-20mg/kg 对病毒的抑制达89%～100%,喜树碱也有类以作用。
4.抗早孕作用
大鼠交配后7～9d,兔交配后7d,灌胃或皮下注射喜树碱5mg/kg,每日1次连续1～3次,抗早孕效果达100%。
5.其他作用
喜树碱能抑制上皮细胞的有丝分裂,同时能改变表皮的角化过程。可用于银屑病的治疗。
6.体内过程
(1)喜树碱及其钠盐的吸收、分布、排泄
用荧光法和酵母法研究喜树碱及其钠盐的体内过程表明,小鼠一次腹腔注射喜树碱后,15min血中浓度达最高峰,其半衰期为27min,人一次静注喜树碱后呈双指数下降曲线。
喜树碱与各种哺乳类动物和人的血心蛋白结合率十分高。其与小鼠和人的血浆蛋白结合率分别为70%和98%。用薄膜超滤法研究证明喜树碱能与多种动物血中a-球蛋白和B脂蛋白结合,对牛血清中a-球蛋白的结合率最高。
大、小鼠腹腔注射喜树碱后,药物迅速分布于消化道、肝、肾、骨髓、脾等组织,脑中未能检测出喜树碱。在胃肠组织中药物浓度下降缓慢,可能存在药物的肠-肝循环,喜树碱在体内各组织中多以原药形式存在。
胆汁是喜树碱排泄的主要途径。肾结扎的大鼠静注喜树碱后,于90min内有一半以上的药物排入胆汁内,其浓度相当于血浆浓度的300倍。该药对肠胃道的严重性反应与此有关。喜树碱亦从尿中排出,刺激泌尿道,故常引起血尿、尿频、尿急等症状。临床试验表明:注射喜树碱后,尿量排出多时(每天平均1992ml),喜树碱的血液学反应较轻;而尿量排出少时(每天平均568ml),则反应明显增加,这表示喜树碱在尿中排出量与毒性呈平等关系。将14C标记喜树碱注入小鼠体内,2h内,膀胱尿液中含有较高的放射活性,并且对膀胱粘膜有刺激作用。喜树碱能透过Visking纤维素膜,与人血清蛋白有较强的结合力。当喜树碱的浓度为1×10\-5～2×10\-5mol/L,人血清蛋白浓度条5×10\-6～10\-4mol/L时,结合常数为9.58×104mol\-1,并且喜树碱在人血清蛋白分子上有唯一的结合部位,经荧光光法测知,该结合部位在人血清蛋白分子的U部位。
(2)喜树碱混悬剂的分布与排泄
用同位素法试验结果证明:肝癌腹水瘤小鼠静注3H-喜树碱混悬剂后1、3和24h,胆、肝和胃中的放射性,都较注射3H-喜树碱钠为高。肿瘤组织中却较低。注射药后24h,二者在尿中的排出率相似,约为20%,粪中的排出率较喜树碱钠低。正常小鼠静注这两个制剂后,血中浓度混悬剂亦高于钠盐组,因此可能对造血系统的毒性较大。
(3)10-羟基喜树碱的分布、排泄
用同位素法测得,3H-羟基喜树碱10mg/kg静注后,血液中呈双相曲线下降,其分布相半衰期为4.5min,消除相半衰期为29min。以相同剂量的3H-羟基喜树碱给腹水肝癌小鼠静注后,1h以胆汁和小肠内容物的放射性最高,其次为大肠、心、脑、肌肉、胸腺和脾。4h胆汁的放射性明显上升,此时骨髓、肝组织和肠内容物放射性明显下降,癌细胞的放射性无明显改变,心、肌和大肠组织中略有上升。至24h时胆汁中的放射性近似于1h时,除肠内容物和癌细胞的量维持较高水平外,其他都呈低水平,其中脑和脾组织最低。3H-羟基喜树碱主要通过粪便排出,48h内总共排出47.8%,而48h内从尿中排出总量为12.8%。
(4)喜树碱前体的多相脂质体的分布、排泄
喜树碱前体的多相脂体静注给药后,主要分布于肺,给药后24h内组织中药物浓度时间曲线下面积AUC24/g依肺、肝、肠、肾、脾、血、胃、心、骨、脑的顺序递减,这种分布特征是脂质体运载药物的结果,其组织分布是剂量依赖性的。口服给药后,大部分药物仍保留在消化系统中。

(1)急性毒性作用 小鼠一次腹腔注射喜树碱的LD50为68.4～83.6mg/kg。小鼠一次静注喜树碱钠盐的LD50为57.3mg/kg;灌胃的LD50为153.2mg/kg,腹腔注射LD50为8.81mg/kg,可见喜树碱口服较静注的毒性大。犬一次静注的最小致死量为80mg/kg,于投药后的约10d内死亡。 (2)亚急性毒性实验 小鼠腹腔注射喜树碱钠盐,每日1次连续10d,其LD50为2.3mg/kg。犬静注喜树碱钠盐,每日1次连续14次,其MLD为0.625mg/kg,较一次给药的毒性大100倍。犬静注喜树碱钠盐,给药方案不同其MTD亦有很大的差异,每日注射1次连续14d,MTD为0.158mg/kg。 每周1次连续2周,MTD为40mg/kg。猴静注喜树碱钠盐,每日一次连续14d,其MLD小于1mg/kg;而每4d注射1次,共4次,其MLD为10mg/kg。可见大剂量短疗程较小剂量长疗程毒性反应小。犬和猴的亚急性毒性反应有以下几方面。 胃肠道的毒性反应:犬和猴反应一致,静注喜树碱钠盐后,首先出现厌食、脱水、体重下降、呕吐和不同程度的腹泻,有些动物出现血性腹泻而引起死亡。最严重的病理改变在肠道,偶见于食管和胃。组织学改变主要为上皮化生,坏死碎片积聚于扩张的腺体小窝内,覆盖上皮坏死,粘膜和膜下出血。 血液学改变:MTD存活的犬出现可逆性贫血,中性粒细胞和淋巴细胞减少,而血相恢复期可出现轻度暂时性单核细胞增多。剂量为MLD时,猴在临死前出现血色素升高,血清碱性磷酸酶、SGOT、SGPT升高,而骨髓内细胞减少。 胆、肝、肾等脏器的毒性反应:剂量为MLD时,犬出现坏死性胆囊炎;猴的肾脏出现肾小管明显损伤;少数猴还出现肝局部性坏死。 喜树碱对艾氏腹水癌(实体型)小鼠的毒性反应较正常明显,耐胺性亦较差,各脏器组织切片检查中肠道病变较突出,以结肠及盲肠为著,呈急性卡他性炎,药物浓度以肠道最高,停留时间最长,对肝脏也有轻度损害。静脉注射可出现轻度静脉炎。

用于恶性肿瘤:胃癌、直肠癌等消化道肿瘤有较好的疗效;用于银屑病,疣。

喜树碱盐注射液的总量在于100mg以上者,出现:①消化系统反应:喜树碱可引起食欲不振、恶心、呕吐、胃肠炎等症状。个别严重的病人可引起顽固性腹泻,导致水、电解质紊乱、肠麻痹而死亡。患者一旦出现水泻必须立即停药。②造血系统反应:喜树碱可抑制骨髓,使白细胞、血小板和血色素下降。③泌尿系统反应:喜树碱可引起出血性膀胱炎,出现尿频、尿痛及血尿等。其他不良反应:喜树碱可引起口腔粘膜感染和脱发等。

珙桐科植物喜树 Canptotheca acuninata Decne.全株。 茜草科植物蛇根草 Ophiorrhiza mungos Linn.叶。 茶茱萸科植物阿魏马比木 Mappia foetida Miers.

7689-03-4

1.《天然活性成分简明手册》中国医药科技出版社1998; 2.《植物药有效成分手册》人民卫生出版社1986 3.《中药有效成分药理与应用》

C20H16N2O4