综述:天然产物启发的强效抗癌类似物:年代进展、构效关系(SAR)研究及未来展望

【字体: 时间:2025年09月20日 来源:Bioorganic & Medicinal Chemistry 3

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  本综述系统探讨了以天然产物为模板的创新抗癌药物开发策略,重点解析了通过结构优化克服天然产物局限性(如低效价、化学不稳定性及药代动力学缺陷)的设计路径。文章详述了各类衍生物的抗癌活性、构效关系(SAR)、药效学(PD)/药代动力学(PK)特性及耐药性逆转机制,为开发高效低毒的抗癌药物提供关键参考。

  

引言

癌症是全球主要致死疾病之一,其发病率和死亡率存在性别差异,男性高于女性。多药耐药性(Multi-drug resistance)是癌症治疗中的核心挑战1,2。天然产物(Natural products, NPs)长期以来是药物发现的重要源头,尤其在抗癌领域表现出显著生物活性,包括抗转移、抗增殖、抗血管生成、自噬调节和凋亡诱导等作用。这些活性物质主要源于植物和海洋生物6-8。然而,天然产物存在局限性:水溶性差、口服生物利用度低、效价中等、手性中心过多以及结构复杂性高,这些因素制约其临床转化9-11

为突破这些瓶颈,天然产物启发策略(Natural-product-inspired strategy)应运而生。该策略以天然产物为结构模板,通过化学修饰优化其理化性质、药代动力学(ADMET:吸收、分布、代谢、排泄、毒性)特性和合成可行性4,12,13。此类衍生物已被广泛用于抑制多种癌细胞系1,14,15

天然产物启发库在癌症化疗中的应用

天然产物启发的类似物/衍生物通过结构改造实现以下目标:

  1. 1.

    提升选择性和活性强度;

  2. 2.

    改善溶解性;

  3. 3.

    增强化学与代谢稳定性;

  4. 4.

    降低毒性;

  5. 5.

    优化药代动力学性质(ADME)4,16

目前已报道的类别包括杂氮环类(aza-heterocycles)等化合物。其中,化合物13作为微管蛋白聚合抑制剂(tubulin polymerization inhibitor),展现出卓越的抗癌活性,代表该类策略的成功案例。

总结、批判性分析与未来展望

本综述强调,天然产物启发策略是探索未知化学空间、发掘新型生物活性分子的重要途径。天然产物仍具不可替代的价值:其支架具有广泛生物活性和结构多样性,可直接作为药物开发基础103。然而,临床转化仍面临挑战,包括合成复杂性、体内效价验证及规模化生产等问题。未来需结合人工智能设计、高通量筛选及多组学技术,加速高效低毒抗癌药物的开发。

结论

目前临床应用的癌症化疗药物中,约半数源自天然产物或其结构类似物。本文系统综述了天然产物启发类似物/衍生物的抗癌活性、设计策略及构效关系(SAR)研究。该类化合物通过机制创新(如克服耐药性、靶向特定通路)展现出广阔前景,但仍需深化临床前与临床研究以实现应用突破。

(注:全文内容严格依据原文缩编,未添加外部信息或杜撰内容。)

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