BTPCs在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤治療中的研究進(jìn)展

樂利明 荔志云 孫建軍 李長(zhǎng)棟 孫英甲 楊 平 耿毛毛 關(guān)海濱

膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（glioblastoma，GBM）是成人神經(jīng)上皮性腫瘤中惡性程度最高、最具侵襲性、預(yù)后最差的腫瘤[1]，中位生存期僅12～18.5個(gè)月[2]。腦膠質(zhì)瘤的細(xì)胞來源仍眾說紛紜，星形膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞和少突膠質(zhì)前體細(xì)胞等均有可能是膠質(zhì)瘤的起源細(xì)胞[3]。研究表明，高級(jí)別膠質(zhì)瘤更有可能起源于神經(jīng)干細(xì)胞（neural stem cell，NSCs）[4]。在成人哺乳動(dòng)物大腦中，室管膜下區(qū)（subventricular zone，SVZ）與海馬齒狀回顆粒下層（subgranular zone，SGZ）均可產(chǎn)生NSCs[5]。NSCs 的增殖受細(xì)胞本身、鄰近細(xì)胞以及相鄰血管的內(nèi)在和外在因素的嚴(yán)格調(diào)節(jié)[6]。這些調(diào)節(jié)機(jī)制的破壞可產(chǎn)生腦腫瘤繁殖細(xì)胞（brain tumor propagating cells，BTPCs）[7]，其中SVZ 的星形細(xì)胞樣神經(jīng)干細(xì)胞（astrocytic-like NSCs，AL-NSCs）比其他有絲分裂后的神經(jīng)細(xì)胞更容易、更快速地轉(zhuǎn)化為BTPCs[8]。BTPCs在GBM的發(fā)生、發(fā)展及腫瘤復(fù)發(fā)等過程中都起著極其重要的作用。本文就BTPCs的特征及其在GBM治療中的研究進(jìn)展做一綜述。

1 BTPCs的特征

BTPCs 的特征包括細(xì)胞緩慢的分裂速度、持續(xù)的自我更新特性、極強(qiáng)的DNA修復(fù)能力和藥物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白高表達(dá)[9]。目前，主要挑戰(zhàn)是識(shí)別及定位這個(gè)細(xì)胞群。BTPCs 能夠通過多種方式獲得耐藥性。ATP結(jié)合盒藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體的高表達(dá)可阻止細(xì)胞毒性藥物進(jìn)入細(xì)胞，導(dǎo)致BTPCs 對(duì)包括替莫唑胺在內(nèi)的烷基化劑類化療藥物耐藥，并增加腫瘤復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)[10]。除了化學(xué)抗性外，BTPCs 還能夠通過激活DNA 修復(fù)機(jī)制，促進(jìn)干細(xì)胞標(biāo)志物CD133的表達(dá)，使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生抗放療的能力[11]。這種化學(xué)和放射性抗性嚴(yán)重阻礙了腫瘤治療的成功率，因此許多GBM病人需要采用綜合治療的策略提高生存率。此外，BTPCs 通過腫瘤微管進(jìn)行遷移，因此有學(xué)者建議使用新型抗腫瘤微管抑制劑IG-105治療GBM[12]。

2 BTPCs作為GBM的治療靶點(diǎn)

多年來，多種方法被嘗試用于針對(duì)BTPCs 的靶向治療，其中絕大多數(shù)是與傳統(tǒng)治療相結(jié)合，并且取得了一定的成功[13]。

2.1 靶向特異性細(xì)胞表面標(biāo)志物、信號(hào)通路或BTPCs微環(huán)境

2.1.1 針對(duì)BTPCs的特異性細(xì)胞表面標(biāo)志物 細(xì)胞表面標(biāo)志物最經(jīng)典的是CD133。CD133單獨(dú)或與增殖標(biāo)志物Ki67 聯(lián)合表達(dá)往往提示GBM 病人預(yù)后較差[14]。然而與CD133+細(xì)胞相比，CD133-且增殖率較低的BTPCs 群體具有相同的致瘤特性[15]。此外，表皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體VⅢ（epidermal growth factor receptor，EGFRvⅢ）僅表達(dá)于高級(jí)別膠質(zhì)瘤[16]，其抑制劑AG1478和吉非替尼不僅可以降低細(xì)胞增殖，還可以誘導(dǎo)BTPCs凋亡。研究發(fā)現(xiàn)酸性神經(jīng)酰胺酶抑制劑卡莫氟增加腫瘤干細(xì)胞對(duì)放、化療更加敏感，促使細(xì)胞內(nèi)神經(jīng)酰胺累積，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[17]。

2.1.2 針對(duì)異常信號(hào)傳導(dǎo)途徑 多種腫瘤細(xì)胞Notch信號(hào)傳導(dǎo)、Wnt/β-catenin 通路和PI3K/Akt 級(jí)聯(lián)途徑都顯著上調(diào)，這是靶向治療GBM 中BTPCs 的焦點(diǎn)[18]。例如，NSCs中Notch途徑上調(diào)促使細(xì)胞增殖和存活，從而在腫瘤發(fā)生中起重要作用[19]，還直接調(diào)節(jié)BTPCs 的維持和細(xì)胞分化。γ-分泌酶抑制劑抑制Notch 信號(hào)傳導(dǎo)通路，減緩膠質(zhì)瘤的生長(zhǎng)，同時(shí)也會(huì)誘導(dǎo)干細(xì)胞壁龕中神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞分化，從而減少CD133陽(yáng)性BTPCs的數(shù)量[20]。

2.1.3 針對(duì)BTPCs的微環(huán)境 腫瘤微環(huán)境存在維持細(xì)胞生長(zhǎng)所必需的基本信號(hào)通路，通過缺氧調(diào)節(jié)腫瘤血管生成。缺氧誘導(dǎo)因子（hypoxia inducible factor，HIF）影響著許多基因的表達(dá)，其中包括VEGF[21]。HIF-1α和HIF-2α過度表達(dá)與腫瘤病人預(yù)后不良有關(guān)。HIF-2α陽(yáng)性細(xì)胞與BTPC 密切接觸，表明BTPCs 可能通過與周圍細(xì)胞的聯(lián)系，促使血管生成，維持自我調(diào)節(jié)[22]。研究表明，貝伐單抗（VEGF抗體）可以特異性地抑制BTPCs 的促血管生成作用[23]。因此，針對(duì)腫瘤細(xì)胞和血管生成的聯(lián)合治療可能是消滅BTPCs的一種重要治療策略。

2.2 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、自噬或干細(xì)胞分化 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡是減少BTPCs數(shù)量和消除腫瘤起源的一種有效方法[24]。自噬是一種細(xì)胞成分的降解和循環(huán)過程[25]。抑制自噬降低BTPCs的自我更新能力。有報(bào)道顯示化療增加腫瘤細(xì)胞的自噬，抑制自噬增加BTPCs 化療敏感性[26，27]。此外，替莫唑胺可將烷基基團(tuán)轉(zhuǎn)移至DNA，若沒有及時(shí)的損傷修復(fù)，可直接導(dǎo)致DNA 損傷，最終引起細(xì)胞死亡[28]。

干細(xì)胞分化也是一種很有前景的治療方向，能限制具有致瘤潛力細(xì)胞的數(shù)量，并產(chǎn)生對(duì)放射性和化學(xué)療法具有更高敏感性的細(xì)胞。影響細(xì)胞分化的抗癌藥物可通過影響子代干細(xì)胞的有絲分裂細(xì)胞周期，阻止膠質(zhì)瘤的發(fā)展和減少CD133陽(yáng)性細(xì)胞[29，30]。

2.3 疫苗或表觀遺傳藥物的應(yīng)用 組蛋白去乙?；福╤istone deacetylase，HDAC）抑制劑屬于表觀遺傳藥物，作用于可逆組蛋白乙?；图谆倪^程。HDAC抑制劑伏立諾他（Vorinostat）能阻斷沉默信息調(diào)節(jié)因子HDAC SirT1，增加CD133 陽(yáng)性膠質(zhì)瘤細(xì)胞的凋亡和細(xì)胞分化[31]。

免疫細(xì)胞療法潛力巨大，受到越來越多的關(guān)注。樹突細(xì)胞疫苗ICT-107 由AIM-2，MAGE1，TRP-2，gp100，HER2/neu 和IL-13Rα2 等六種合成肽組成，這些多肽來自腫瘤相關(guān)和神經(jīng)膠質(zhì)瘤BTPCs 過表達(dá)的抗原。ICT-107 的Ⅲ期臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，ICT-107 治療可降低CD133 陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)并延長(zhǎng)病人的生存期[32]。研究發(fā)現(xiàn)，GBM 中BRAF 基因的熱點(diǎn)密碼子會(huì)錯(cuò)義突變?yōu)閂600E，BRAF抑制劑維莫非尼治療小兒GBM 能使BRAF V600E 突變恢復(fù)[33]。因此，對(duì)BRAF突變進(jìn)行分子檢測(cè)或DNA 測(cè)序并對(duì)BRAF V600E 特異性抗體進(jìn)行免疫組織化學(xué)檢測(cè)等方法，或許為研發(fā)消除BTPCs的靶向藥物極有價(jià)值。

綜上所述，目前GBM的傳統(tǒng)治療方法成功率很低，這可能是由于具有侵襲性的腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)?quán)徑哪X組織、腫瘤細(xì)胞的異質(zhì)性和不同腫瘤細(xì)胞群體產(chǎn)生治療抗性所致。研究發(fā)現(xiàn)，BTPCs 是導(dǎo)致GBM瘤復(fù)發(fā)的主要原因，它們通常不受傳統(tǒng)治療手段的影響。BTPCs 可分化成腫瘤細(xì)胞或分裂成新的BTPCs，為GBM 細(xì)胞庫(kù)提供源源不斷的儲(chǔ)備。此外，BTPCs 的化學(xué)和放射抵抗性反過來導(dǎo)致復(fù)發(fā)性GBM 對(duì)傳統(tǒng)治療方法出現(xiàn)抵抗性。如何將針對(duì)GBM 中的BTPCs 治療方法與傳統(tǒng)療法相結(jié)合，這對(duì)于徹底消除腫瘤干細(xì)胞，減少GBM 復(fù)發(fā)，尤為重要。雖然，一些藥物已經(jīng)進(jìn)入了臨床試驗(yàn)階段，但這仍需要進(jìn)一步研究加以驗(yàn)證以及研發(fā)出更多的BTPCs 靶向治療藥物，消滅腫瘤干細(xì)胞增殖，增加GBM病人的存活率?？傊?，BTPCs為GBM的治療研究提供了一個(gè)行之有效的突破口。