放疗利用高能粒子(如 X 射线、γ 射线和质子)破坏癌细胞 DNA。自发现 X 射线以来,放疗技术不断进步,3D 适形立体定向(体部)放疗(SBRT)、调强放疗(IMRT)和图像引导放疗(IGRT)等技术提高了多种癌症患者的总生存率(OS)。 过去,健康细胞对放疗耐受性低限制了其应用,现在通过识别辐射增敏剂和保护剂,可根据患者需求调整治疗方案。如氨磷汀(WR2721)可保护正常细胞,而 2 - 脱氧 - D - 葡萄糖、6 - 氨基烟酰胺、姜黄素和小白菊内酯等可提高癌细胞内活性氧(ROS)水平,增强放疗效果。 技术发展使放疗能更好地针对肿瘤,SBRT 可精准治疗小肿瘤,IMRT 能根据肿瘤形状和大小调整剂量。正在研究的 FLASH 放疗可在微秒内给予超高剂量,保护正常组织功能;近距离放疗(内部放疗)则通过在肿瘤部位或附近植入放射源,减少对周围组织的损伤。 不过,部分癌细胞对放疗有抗性,复发风险高。放疗会诱导 DNA 损伤,细胞内抗氧化剂浓度、基因和代谢差异以及氧气含量都会影响放疗效果。治疗前通过 CT、MRI 或 PET 等成像技术可详细了解肿瘤情况,自适应放疗方案能根据肿瘤变化调整治疗计划,综合护理可缓解放疗副作用,这些都有助于提高放疗效果。
4. 化疗
化疗是常用的癌症治疗方法,通过作用于细胞周期关键阶段诱导细胞死亡。
4.1 烷化剂
烷化剂是化疗的重要药物,1942 年氮芥气的临床应用开启了化疗新时代。这类药物与大分子亲核位点共价结合,形成 DNA 加合物,导致 DNA 交联,干扰复制和转录,最终使细胞死亡。但它无法选择性作用于肿瘤细胞,对正常细胞也有影响。氮芥家族成员各有特点,如氮芥在生理 pH 下易激活产生副作用,环磷酰胺(CP)需经肝混合氧化酶系统代谢激活,异环磷酰胺(IFO)肝转化慢且易产生毒性代谢物。此外,还有如白消安(Bu)、亚硝基脲类和铂类等烷化剂,它们在临床应用中都面临稳定性、毒性和耐药性等问题。
4.2 抗代谢物
抗代谢物通过干扰 DNA 复制机制发挥作用,包括消耗脱氧核苷酸或掺入化学修饰核苷酸。进入细胞后,核苷酸前体类似物转化为核苷酸类似物,抑制 DNA 合成关键酶,促使细胞凋亡。如阿非迪霉素可暂时抑制 DNA 合成,甲氨蝶呤靶向二氢叶酸还原酶(DHFR),阿扎胞苷可影响 DNA 甲基化和蛋白质合成等。部分抗代谢物还具有放射增敏作用,与放疗联合可提高患者生存率。
4.3 抗肿瘤抗生素
抗肿瘤抗生素多来源于链霉菌属,作用于多个细胞周期阶段,诱导细胞生长停滞。博来霉素(BLM)通过金属依赖的氧化切割作用切割核酸,对其结构修饰可降低毒性;烯二炔类是高效的 DNA 损伤剂,有 9 元环和 10 元环两类,如 C - 1027 和新制癌菌素(NCS);丝裂霉素(MTM)与 DNA 共价结合,类似烷化剂,其活性受肿瘤缺氧环境影响,但易产生耐药性;光神霉素和色霉素则通过与富含 GC 的 DNA 小沟结合,抑制 RNA 合成和 DNA 复制。
4.4 拓扑异构酶抑制剂
拓扑异构酶在维持 DNA 完整性中起关键作用,以此为靶点的药物可治疗肿瘤,但存在剂量限制毒性、耐药性和引发二次恶性肿瘤等问题。喜树碱(CPT)是植物生物碱,虽有抗癌活性,但溶解度低且副作用大,其衍生物如拓扑替康等可提高疗效。此外,黄连素、鲁托品 A 等多种化合物也具有抑制拓扑异构酶的活性,过渡金属配合物在癌症治疗中也展现出潜力。