白血病骨髓净化剂——亲溶酶体剂的设计(血液病学 血液肿瘤分子药理学)

亲溶酶体剂W2作为白血病骨髓净化剂是根据粒细胞白血病细胞富含溶酶体，溶酶体内的pH（3～5）低的特点设计的一类长脂肪链哌吡嗪衍生物，它的作用机制是特异地积聚在溶酶体内，使溶酶体膜破裂释放出蛋白水解酶将细胞溶解。它已成功地用于临床白血病骨髓净化并取得较好的疗效。

选择哌吡嗪作为药物的母核是因为它的分子含有两个叔胺基，一个可以用来连接活性必须的长的碳链，这条长的碳链具有高度亲脂性使整个分子能自由通过细胞膜和溶酶体膜，而与它连接的叔胺基的pKa为5～9，一旦进入溶酶体内叔胺基就质子化带正电荷而定位在溶酶体内，并以其亲脂性长的碳链伸入溶酶体膜脂质层改变膜的表面张力，使溶酶体膜破裂，释放的溶酶体酶将细胞溶解，从而杀灭细胞。另一个叔胺基可以连接不同的取代基，从合成的角度是比较有利的。以取代基的油水分配系数（logP）作为参数，研究增加取代基的油水分配系数对分子活性的影响。从实验结果采用多元回归方法得出一个方程式：

亲溶酶体剂取代基•物理参数和活性

^*实验值　^#理论值

log（1/C₅₀）= 1. 54（0. 21）+1. 215（0. 213）logP-0. 089（0. 013）（logP）²

（n=12，r=0. 959，s=0. 23，F=46. 75，logP=6. 82）

式中n代表化合物数目，r代表相关系数，s是标准差，F是显著性测验，logP是最高活性化合物的油水分配系数值。

根据这一结果，可以发现增加取代基的油水分配系数是可以提高药物分子杀灭白血病细胞的活性，但增加到一定程度就到达最高值，再增加取代基的油水分配系数反而降低其活性。因此，通过取代基的油水分配系数这一参数与活性关系的分析，可以得出它们构效关系方程式。从这一方程式可以检查它的精确性和可靠性。同时也根据该方程对新设计的化合物的活性进行预测。即计算出设计新的化合物的油水分配系logP数值代入方程就可计算出该化合物的活性。进一步对方程进行分析，通过改变油水分配系数来优化化合物的目的已经达到，即通过增加油水分配系数使活性提高到最大值的化合物，已经包括在所合成的化合物系列中，因此没有必要再合成了。当然研究者可以在此基础上进一步选择其他参数再进行优化或一开始就用多参数进行优化，但从方程的相关系数r = 0. 959来看，r²= 0. 92。这就是说，只用logP这一参数已经能够说明活性变异的92%，这已是很高的相关了。

最高活性的化合物不一定是理想的候选药物。第二步就要进行毒性优化，就是从活性较高的化合物中挑选毒性相对较低的化合物，也即相似于化疗指数。在此系列中，选择代号为W2和W3两个化合物进行比较，比较它们对人CFU-GM和CFU-L作用。结果发现W3对两者抑制作用强于W2，但它的化疗指数却小于W2。因此选择了W2作为候选药物作进一步研究。首先在小鼠体内进行模拟骨髓净化实验。但实验小鼠用致死量照射，输进骨髓就可延长它的寿命。但如果输入的骨髓含有5%的白血病细胞（模拟临床自体骨髓移植）小鼠不死于放射病而是死于白血病。如果将含有5%的白血病细胞的骨髓先用W2处理（模拟临床自体骨髓净化）后再输入小鼠体内，则大部分小鼠可以长期存活，证实了它在体内的有效性。

IHW2对CFU-AML和正常CFU-GM的杀伤作用（%，X±s）

IHW2和IHW3对CFU-GM和CFU-L作用比较

亲溶酶体剂IHW2治疗小鼠的生存曲线

在上述实验基础上，将W2用于临床粒细胞白血病患者的骨髓净化取得很好效果。