摘要：随着全球癌症患病比例的逐年增加，癌症已经成为全球死亡的主要原因和重大的公共卫生问题。抗癌肽能破坏肿瘤细胞膜结构或抑制癌细胞增殖和迁移以及肿瘤血管的形成，几乎不表现溶血性且对正常的人体细胞基本无损伤等优点，已经成为抗肿瘤新药研究的一大热点。抗癌肽主要来源可分为4类：抗菌肽类如牛乳铁蛋白肽（LfcinB）、天蚕素等，对细菌等微生物具有广谱高效的抑制活性，同时能够抑制多种癌细胞的增殖和生长，诱导癌细胞凋亡；多肽激素类如心房利钠肽（ANP）以及在ANP形成过程中的其他一些多肽，在临床上具有增加血管通透性、降压、利钠、利尿、舒张血管平滑肌、调节水盐平衡和抑制细胞增殖等作用，最近研究发现它们可以直接杀死肿瘤细胞或强力抑制癌细胞DNA的合成，从而抑制癌细胞的生长；多肽毒素类如蜂毒、蛇毒、蝎毒等毒性较强的生物毒素，对多种肿瘤均有抑制作用；内皮抑制素可以抑制肿瘤血管的生成抑制癌细胞的生长和转移。抗癌肽主要通过诱导细胞凋亡、破坏细胞的膜结构，改变细胞周围或细胞内pH以及增强免疫应答等多种机制来抑制癌细胞增殖。综述抗癌肽的来源、抑癌机理，并对抗癌肽的应用前景进行分析，旨为抗癌肽的深入研究和开发应用提供参考。

目前已有少数抗癌肽处于临床实验阶段。从加利福尼亚海域海鞘中得到的3种缩酚环肽Didemin A，B，C，均具有体内外抗肿瘤和抗病毒作用，其中以B活性最强，其对白血病细胞L-1210的IC50为7.5×10-4 μg/mL。在剂量为0.1 μg/mL时，对乳腺癌、卵巢癌、子宫癌、前列腺癌、膀胱癌和胃肠道癌等均有明显抑制作用，现已成功地对其进行了化学全合成，合成品的抗肿瘤活性与天然品基本相同，并成为第一个正式进入Ⅱ期临床研究的天然海洋多肽类抗肿瘤药物[4]。Kahalalide F是从海洋软体动物中提取的环状缩酚肽，治疗癌症的效果良好，目前已经进入Ⅱ期临床研究[5]。Elisidepsin（PM02734）是通过人工合成的Kahalalide F，也进入了Ⅱ期临床试验阶段[6]。Tasidotin（ILX-651）是合成的海兔毒素15衍生物，用于肺癌的治疗已经进入Ⅲ期临床[7]。Glembatumumab vedotin是海兔毒素10的衍生物，一种抗体和多肽的结合，主要用于治疗乳腺癌，其中两项研究分别处于Ⅰ期临床和Ⅱ期临床[8]。Plitidepsin是从地中海被囊类动物Aplidium albicans中分离得到，用于治疗肺类癌、黑色素瘤、神经母细胞瘤、白血病、多发性骨髓瘤和淋巴瘤。目前主要采用人工合成的方法得到，已经进入Ⅲ期临床研究[9]。这些抗癌肽最初从动物中分离得到，后期可以人工合成，并对其进行适当的修饰，使其发挥更好的效果。

本文通过对各类抗癌肽的研究进展进行分析，为抗癌肽的深入研究和新药研发提高参考，以期更多的抗癌肽早日进入临床研究。

1 抗癌肽的来源

抗菌肽是许多生物体先天免疫的成员，参与机体的固有免疫过程。这类活性多肽对细菌具有广谱高效杀菌活性，某些抗菌肽对真菌、原虫和病毒具有明显杀伤作用，而且还可以促进伤口愈合，对癌细胞和癌实体瘤有攻击作用而不破坏正常细胞。随着对抗菌肽的不断地深入研究，人们发现一些阳离子的抗菌肽具有独特的抗癌能力，对许多癌细胞都表现出强有力的杀伤作用。牛乳铁蛋白肽（LfcinB），是牛乳铁蛋白在消化道内经胃蛋白酶水解后释放出的一种含25个氨基酸残基的短肽。LfcinB抗菌谱广，可抑制多种革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌和霉菌，且对热和pH稳定，不能被多种蛋白酶失活，其中LfcinB第八位的色氨酸和分子内二硫键为其重要抗菌作用位点。近年来研究表明，抗菌肽LfcinB对肿瘤细胞具有细胞毒性作用，能够抑制人白血细胞、卵巢癌细胞、乳腺癌细胞、纤维肉瘤细胞、恶性黑色素瘤细胞和纤维神经细胞瘤细胞的增殖和生长，诱导肿瘤细胞凋亡。

天蚕素是昆虫、哺乳动物免疫血淋巴中广泛存在的成分[10]。1974年瑞典科学家Boman等[11]首次从惜古比天蚕（Hyalophola cecropia）的蛹诱导出天蚕素并测定了其一级结构。现已证明天蚕素有多种（Cecropins A、B、C、D、E和F），同属于一个家族，均由34-39个氨基酸组成，且序列高度同源。在天蚕素家族中，天蚕素B（Cecropin B，CB）是一种具有高效抗菌和溶解细胞特性的两亲的多聚阳离子肽。已有研究表明CB不仅能瓦解细菌细胞膜，同时也能杀死包括白血病细胞、胃癌、肺癌在内的癌细胞。为了生产一种效果更强的抗癌肽，必须将天然CB的序列加以设计和改造。于是，一种将CB N端的两亲结构（KWKVFKKIEK）重复3次，重复序列由Ala-Gly-Pro（AGP）桥连的新型抗癌肽，CB1a应运而生[12]。已有研究表明[13]CB1a有着抵抗几种癌细胞株的活性，而对正常细胞的毒性很小。动物实验证明，CB1a能极大地抑制移植了人肺癌细胞的小鼠身上肿瘤的生长。如果在进行异种移植癌细胞后给小鼠施用CB1a，它能抑制肿瘤体积的增长。CB1a的皮下注射位点与癌细胞的皮下移植点为小鼠体长的2/3，这个距离表示CB1a能在血液中存留足够长的时间来移至遥远的位点发挥它的抗癌作用；这个结果亦表明CB1a在小鼠的血液中有着比较长的半衰期。

在哺乳动物中，利钠肽家族（NPS）包括心房利钠肽（Atrial natriuretic peptide，ANP），脑利钠肽（Brain natriuretic peptide，BNP），C型利钠肽（C-typenatriuretic peptide，CNP），也有人将从绿树眼镜蛇毒液中发现的D型利钠肽（Dendroaspis natriuretic peptide，DNP）[14]。心房利钠肽是一种由28个氨基酸残基组成的多功能活性肽，亦称心房利钠因子、心房利尿肽、心钠素或心房肽[15]。1984年，De bold从大鼠以及人的心房组织中分离出一种具有利钠利尿的活性多肽物质——心房利尿肽，其在临床上具有增加血管通透性、降压、利钠、利尿、舒张血管平滑肌及抑制细胞增殖等作用，在维持血压，水、钠平衡及在心血管疾病的病理生理过程中发挥的重要作用已得也到了广泛的认可[16]。2015年，研究发现，它可以直接杀死肿瘤细胞或强力抑制癌细胞DNA的合成，从而抑制癌细胞的生长，而对正常的人体细胞不会产生毒性反应。在心脏内pro-ANP可通过Corin酶解为长效利钠肽（LANP）、血管扩张素（VD）、利钾肽（KP）和心房利钠肽（ANP）[17]。LANP可抑制醛固酮的分泌，还能影响内分泌系统，减少游离T4和T3，增加循环TSH水平，这是直接作用于甲状腺减少T4和T3释放。并且LANP对各种癌细胞的生长都有抑制作用，可望成为新型抗癌药。有研究表明，采用ANP治疗可显著降低癌症患者手术后的复发率[18]。α1胸腺肽联合化疗治疗老年晚期胃癌临床效果良好，可提高CD3+1、CD4+的浓度，增强机体的免疫功能[19]。这些多肽激素类抗癌肽来源于人体内分泌调节系统，本身具有一定的生理调控作用，如果用于癌症的治疗一般都会有比较好的生物兼容性。

蜂毒肽又称溶血肽，约占蜂毒干重的50%，是蜂毒中最主要的成分[20]。蜂毒肽由26个氨基酸残基组成，中间区域具有19个疏水性氨基酸残基，因其分子中存在2个脯氨酸残基和3个精氨酸残基，使其成为一个强碱性肽，其分子量约为2.84 kD[21]。蜂毒肽能导致血管平滑肌细胞核和肝癌细胞的凋亡[22]。体内试验结果也表明，蜂毒肽在Balb/c裸鼠中产生显著的癌细胞生长抑制。蝎毒在mRNA水平上对p21基因表达无明显影响，而在蛋白水平上则大大增强了p21基因的表达，并以100 μg /mL为其最适浓度，由此说明了蝎毒抑制癌细胞增殖的其中一种机制是通过增强癌细胞内p21基因的蛋白表达[23]，阻止细胞进入细胞周期。蛇毒是一种毒性较强的生物毒素，对多种肿瘤均有抑制作用[24]。目前已从蛇毒中分离、纯化出不同的组分用于肿瘤的治疗研究，蛇毒毒素通过3种组分（解离素、细胞毒素以及诱导凋亡的组分）起抗肿瘤作用，而这3种组分并不是完全彼此孤立的，有时某一毒素提取物从两方面协同起到抗肿瘤作用。

2 抗癌肽抑癌机理

LfcinB对肿瘤细胞择性破坏效应的两个重要目标分别是细胞质膜和线粒体。LfcinB是一种阳离子肽，可通过肿瘤细胞表面电负性分子的相互作用与肿瘤细胞结合。LfcinB空间构象呈α-螺旋结构，当解离下来后α-螺旋结构消失，转变为扭曲的反向平行的以β-折叠为主的两亲性空间构象[30]。许多研究都证实了含有β-折叠结构的肽要比含有α-螺旋结构的肽的生物学活性强，更容易穿透细胞膜，击穿瘤细胞膜从而启动细胞凋亡途径最终达到使瘤细胞凋亡的目的。另外，在实验中还发现，LfcinB能与纯化的线粒体迅速结合，诱导活性氧的产生，caspase -2活化后破坏了线粒体的跨膜电位，伴随caspase-3，9的活化，细胞色素C的释放，引发癌细胞的凋亡[31]。

硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（Heparan sulfate proteoglycans，HSPGs）是肿瘤癌细胞内表皮基质的重要组成部分，癌细胞表面比正常细胞有更多的HSPGs，带正电荷的CB1a分子通过静电引力靠近带有负电荷的癌细胞膜，CB1a中结合了肝素的结构与HSPGs识别并与其结合在癌细胞表面。CB1a从水溶液中的随机卷曲构象变为膜环境中的螺旋构象，借助N端与C端间结构的柔性，疏水端先插入质膜中，随后整个α-螺旋插入质膜，作为跨膜实体存在于癌细胞膜中，破坏了肿瘤癌细胞膜的结构。并使带正电荷CB1a分子通过膜内分子间的位移而相互聚集在一起，在膜上形成离子通道。CB1a中用于连接两个α-螺旋的AGP铰链桥结构中的脯氨酸残基对肽的离子通道门控和寡聚化起着促进作用[32]。在脯氨酸的作用下CB1a螺旋结构形成的寡聚体或多聚体会造成癌细胞膜的点穿孔或大面积的瓦解，这个损伤会启动癌细胞的程序性死亡[33]，即凋亡。

另外，昆虫产生的绝大多数裂解肽，包括从蜂毒中分离的肽，具有两性分子属性，它们通过造成缺陷、破坏或气孔形成，扰乱细胞膜双分子层的完整性。与正常细胞较低膜电位相比，肿瘤细胞膜有一个很高的膜电位。因此，与正常细胞相比，裂解肽在肿瘤细胞中更大程度选择性破坏膜结构。

ANP可以直接或间接的影响Wnt信号级联，通过抑制Wnt/β-catenin信号通路级联发挥其抗增殖活性。具体地说：（1）发现ANP诱导核和胞质以及细胞与细胞间连接点β-catenin再分配；（2）刺激破坏复杂复合体从而降解β-catenin；（3）抑制Wnt通路的靶基因如C-myc、细胞周期蛋白D1和E-cadherin的表达。研究还进一步表明，ANP降低β-catenin对核内的肿瘤抑制因子APC的早期易位，APC和β-catenin通过从核到细胞质的穿梭功能破坏复合体。ANP诱导影响的Wnt /β-catenin信号通路是通过ANP与Wnt受体直接相互作用，这个涉及到Frizzled受体的介导机制。Vesely的研究表明ANP和其他利尿激素，LANP、VSDL和KP能够降低癌细胞β-catenin含量[34]。ANP可以与Wnt配体竞争性结合受体β-catenin，最终抑制癌细胞的转录。

癌细胞生存和适应细胞外酸环境是通过大量表达细胞表面pH调节分子来实现的。该调节分子能避免H+在胞内积累而造成的毒性作用，维持细胞外和细胞内pH平衡。Na+/H+交换器（NHE-1）作为重要的pH调节分子，能够对肿瘤细胞微环境pH进行调节，减少细胞内pH的变化和维持肿瘤细胞的活力。早期研究证明，通过刺激NHE-1驱动导致细胞质的碱化，是细胞致瘤性转化的早期结果。这表明，通过调节肿瘤细胞外微环境pH值的平衡，可以导致癌细胞微环境酸性比正常组织细胞更酸。ANP可以抑制或刺激NHE-1来调节细胞内pH值。在HepG2肝癌细胞中，ANP通过降低NHE-1表达和活性，诱导细胞内酸化。由于NHE-1在维持酸碱平衡和保持肿瘤细胞的生存起到至关重要的作用，ANP诱导的NHE-1调节细胞内酸化也可能是通过作用于Wnt信号通路导致肿瘤细胞中抗增殖活性产生。ANP可以通过调节质子泵（PP）和Na+/H+交换器（NHE-1）对肿瘤细胞微环境pH调节作用，最终抑制肿瘤的生长和转移，致使癌细胞的化学敏感和凋亡。

ANP启动NHE-1使癌细胞的细胞内酸度增加的同时，Wnt/β-catenin信号也受到抑制。相反地，Wnt信号通路的特异性激活剂Wnt1a，能迅速调节细胞内pH值呈碱性。ANP诱导细胞内pH的作用，是通过阻止配体Wnt1a与Frizzled的特异性受体结合。这说明ANP通过介导一种依赖Frizzled受体的机制或ANP直接相互作用介导使NHE-1启动增加了细胞内的酸性。ANP可以诱导迅速降低pAktT308的活性，当肿瘤细胞处于增殖、侵袭、转移以及化学敏感性降低时，ANP作为Frizzled的配体，中和Wnt信号，导致GSK-3β Ser9磷酸化的失活。所以AKT具有双重功能，使GSK-3的Ser9磷酸化失活和NHE-1的ser648磷酸化激活，表明Akt活性降低可能与ANP诱导抑制Wnt/β-catenin信号通路级联和NHE-1活性相关。ANP可以作为Akt信号在结肠癌、胰腺癌和肾癌等癌细胞的抑制剂[35-36]。ANP可同时参与调控多种细胞信号，实现癌细胞的逆转，最终达到治疗癌症的目的。

免疫调节是乳铁蛋白肽发挥抗肿瘤作用的重要机制。乳铁蛋白肽具有刺激抗肿瘤免疫的功能，可通过诱导细胞因子的产生、增加免疫细胞的数量以及增强免疫细胞的活性而提高宿主防御肿瘤的能力。乳铁蛋白肽通过抑制促炎性和促转移性细胞因子的产生而改变肿瘤的细胞因子环境，增强细胞免疫及Th1型应答[37]，活化自然杀伤（NK）细胞，并增加肿瘤细胞对NK细胞溶胞作用的敏感性。细胞毒性T淋巴细胞（CTL）也是乳铁蛋白发挥抗肿瘤功能的效应细胞，从而发挥抗肿瘤效应。

眼镜蛇蛇毒因子与单克隆抗体形成的复合物（McAb-CVF）对黑色素瘤细胞显示了特有的溶细胞活性，其机制可能为McAb-CVF复合物形成稳定的C3/C5转换酶，通过替代补体途径最终形成膜攻击单位，导致肿瘤细胞的溶解。此外，膜毒素可通过自然杀伤细胞活性，非特异性杀伤肿瘤细胞。

3 抗癌肽研究中的问题和展望

寻找高效、低毒的抗癌药物是目前世界范围内的研究热点之一。截至目前为止，已经有数百种生物活性肽被发现有抗癌特性，包括豹毒素、蛙皮素、蜂毒素、人LL-37和宿主的防御性多肽等。尽管抗癌多肽因其独特的治疗作用而越来越受到人们的重视，但是依然存在着一系列问题亟待解决。第一，因为其天然产量较低，并且提取纯化技术复杂，而人工合成抗癌肽的成本太高，不利于商业化批量生产。利用DNA重组技术，可以通过重组DNA产生的工程菌来大量高效地合成多种生物活性多肽[38]；第二，需要解决其在血清中半衰期短活性弱的问题，因此只有找到能够延长其在血清中半衰期的类似物才能用于临床治疗；第三，虽然现有研究表明其对正常细胞几乎没有细胞毒性，但若作为药物和食品添加剂还是需要进一步进行药理，毒理的研究；第四，抗癌肽通常是一种短肽，在体内很容易被降解。我们目前研究通过生物表达系统表达和纯化抗癌肽或者在体表达抗癌肽应该可以将上述问题得以解决；另外，对抗癌肽进行化学修饰、提高其靶向性、增强稳定性、降低毒性、更充分地发挥其抗癌作用，开发出有应用前景的抗癌肽药物是研究的重要方向。

癌症每年夺走数百万人的生命。化疗作为癌症治疗的传统手段，存在着选择性低、毒副作用大、多药耐药等缺陷。与传统化疗药物相比，多肽作为抗癌症化合物具有高选择性、低毒性[39]。对抗癌肽进行修饰，并与传统药物相结合，可以更好地发挥抗癌肽的作用效果，这将成为抗癌肽发展的一个重要方向。随着基因工程、分离工程等技术的发展，通过原核、真核表达可大量生产抗癌肽，这将为以后抗癌肽药物的工业化生产提供可能。随着对生物活性肽不断深入的研究，我们将能克服现有技术的不足，研发出专一、高效地抑制癌症的生物活性肽，用于临床预防与治疗癌症[40]。肽类药物在将来有希望成为癌症治疗的新兴药物之一。

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