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癌症即恶性肿瘤,其主要危害是侵袭相邻组织或向远端脏器转移并破坏侵袭,致机体衰亡。癌症产生的主要特征是正常的细胞周期和凋亡调节失控。癌症根据组织学来源主要分为上皮癌(起源于上皮细胞)、肉瘤(起源于结缔组织、骨和肌肉等)和血液肿瘤。由于各类癌症的病程发展速度都很快,从目前的临床实践来看,大多数癌症患者发现后为晚期,治疗难度大,预后的结果不理想。因此,癌症的治疗是全球医学界面临的重大问题。化学药物治疗在现代肿瘤内科治疗中具有很重要的作用,目前大部分化疗药物在临床上仍然作为一线药在使用。但是,由于这些化疗药物对肿瘤细胞和正常细胞均有抑制或杀伤作用,导致化疗的副作用令人难以承受,患者大多不得不使用化学药物治疗以延续生命,但并未从根本上改善患者生活质量。随着分子生物学、基因工程的飞速发展和肿瘤发生发展分子机制的深入研究,抗肿瘤药物的研发也进入了一个新的阶段,出现了生物技术抗肿瘤药物,因其针对性强、多靶向性、疗效好、不良反应小等特点成为目前发展最快的抗肿瘤药物研发方向之一。重组抗肿瘤抗病毒蛋白是一种新型的集成干扰素(商品名:乐复能)。它是采用DNA穿梭和高通量筛选技术,通过酶切等方法使12种人IFN-α亚型基因产生断点不同、长短不一的核苷酸小片段,混合后经过多轮PCR扩增,不同分子的同源片段就会相互替换并随机组合,得到大量的同源基因分子间相互杂交的新分子来构建杂交库,并表达出10多万个克隆株进行抗肿瘤、抗病毒活性的高通量筛选而得到的一株高活性人工重组干扰素的克隆株,其抗肿瘤比活性和抗病毒比活性比普通rhIFN-α2b明显提高。由于其具有抗肿瘤活性高、副作用较小且对临床晚期恶性肿瘤的治疗效果显著等优点,对于改善癌症患者预后,提高其生活质量具有重要的意义。因此,对此类生物制品进行质量控制和抗肿瘤机制研究对其广泛用于临床实践是至关重要的。在本课题的第一部分,对重组抗肿瘤抗病毒蛋白的质量标准研究与普通干扰素rhIFN-α2b的质量标准进行了对比研究。研究的具体内容主要包括抗肿瘤活性、抗病毒活性、纯度(电泳纯度和HPLC纯度)、蛋白含量、分子量、等电点、外源DNA残留量、宿主菌蛋白质残留量、残余抗生素活性、细菌内毒素检查、紫外光谱、肽图和N端氨基酸测序。本部分研究成果主要包括:根据相关的国际标准化原则(ICH、WHO相关指南和欧洲药典等)、《重组DNA产品质量控制要点》及2010版《中国药典》Ⅲ部等的相关要求,进行质量标准研究,并选用了目前国际上通用的Daudi细胞抗肿瘤活性测定法测定了抗肿瘤活性,完成了重组抗肿瘤抗病毒蛋白的生物学活性等14个检测项目的质量标准研究。研究结果显示:①重组抗肿瘤抗病毒蛋白与rhIFN-α2b的纯度、宿主菌蛋白质残留量、残余抗生素活性和紫外光谱的质量标准是一致的;抗肿瘤比活性、抗病毒比活性、蛋白含量、分子量、等电点、外源DNA残留量、细菌内毒素检查、肽图和N端氨基酸测序的质量标准是不同的;②在重组抗肿瘤抗病毒蛋白与rhIFN-α2b的生物学比活性研究中发现二者的抗肿瘤、抗病毒比活性差异明显:重组抗肿瘤抗病毒蛋白的抗肿瘤比活是IFN-α2b的238倍、抗病毒比活是rhIFN-α2b的10倍;③重组抗肿瘤抗病毒蛋白分子量的测定结果与文献报道的质谱测定精确分子量基本一致。④在肽图测定方法中使用温和的不稳定表面活性剂RapiGest SF进行胰蛋白酶切处理,解决了药典方法对重组抗肿瘤抗病毒蛋白进行酶切不充分的难题,优化了复杂生物大分子的酶切方法。在本课题的第二部分,对重组抗肿瘤抗病毒蛋白的抗肿瘤机制进行了研究,并和普通干扰素rhIFN-α2b进行对比。研究主要包括体内裸鼠抑瘤实验、体外肿瘤细胞杀伤实验、细胞周期阻滞、凋亡、与肿瘤细胞增殖、凋亡及肿瘤内血管生成相关的免疫组化、重组抗肿瘤抗病毒蛋白和rhIFN-α2b与同一干扰素受体IFNR2的亲和力测定。研究结果显示:①重组抗肿瘤抗病毒蛋白能在体内抑制裸鼠肿瘤生长,其抑制作用明显高于rhIFN-α2b;②重组抗肿瘤抗病毒蛋白能在体外抑制肿瘤细胞增殖,其抑制作用明显高于rhIFN-α2b;③重组抗肿瘤抗病毒蛋白通过促凋亡、抑制肿瘤内部血管生成而抑制肿瘤生长,且其促凋亡、抑制肿瘤血管生成的作用强于rhIFN-α2b;④重组抗肿瘤抗病毒蛋白可以使细胞周期中S期发生阻滞而产生抗肿瘤细胞增殖的作用,且其对S期阻滞的作用强于rhIFN-α2b;⑤重组抗肿瘤抗病毒蛋白能提高肿瘤细胞的凋亡率,且其作用后肿瘤细胞的凋亡率高于rhIFN-α2b;⑥重组抗肿瘤抗病毒蛋白与受体IFNR2的亲和力明显高于rhIFN-α2b与的IFNR2亲和力。综上所述,本课题对新型的集成干扰素重组抗肿瘤抗病毒蛋白与rhIFN-α2b的质量标准和抗肿瘤机制进行了对比研究。其结果显示重组抗肿瘤抗病毒蛋白的抗肿瘤、抗病毒比活性明显高于rhIFN-α2b;进一步研究发现其诱导了细胞周期S期阻滞、促进肿瘤细胞的凋亡和抑制肿瘤内部的血管生成等,其在上述作用机制方面明显强于rhIFN-α2b。分子水平的研究结果提示重组抗肿瘤抗病毒蛋白与IFNR2亲和力比rhIFN-α2b与IFNR2亲和力显著增强,分析其可能是重组抗肿瘤抗病毒蛋白比rhIFN-α2b比活性明显增强的原因。本课题建立并完善了新型集成干扰素重组抗肿瘤抗病毒蛋白的质控方法和质量标准,并初步研究了其抗肿瘤作用的机制,其研究结果为集成干扰素的质量控制提供技术支持,为进一步研制更高效的集成干扰素提供了参考。