卡非佐米治療多發(fā)性骨髓瘤的耐藥機(jī)制研究進(jìn)展

崔倩倩 馬艷萍 綜述 秦小琪 審校

1 多發(fā)性骨髓瘤的概況

多發(fā)性骨髓瘤（multiple myeloma，MM）是一種分化成熟的漿細(xì)胞惡性腫瘤，是繼非霍奇金淋巴瘤（non-Hodgkin's lymphoma，NHL）之后位于第2 位常見的血液系統(tǒng)惡性腫瘤[1]。漿細(xì)胞的惡性增殖不僅局限于骨髓中，隨著疾病進(jìn)展也可能出現(xiàn)在髓外部位，如軟組織和其他器官。在大多數(shù)MM 中，漿細(xì)胞產(chǎn)生的單克隆免疫球蛋白（M-protein，M 蛋白）和細(xì)胞因子導(dǎo)致了本病的臨床表現(xiàn)，典型表現(xiàn)為CRAB 癥狀，即高鈣血癥、腎功能不全、貧血和骨病[2]。

目前，盡管MM 仍不可治愈，但經(jīng)過(guò)積極治療后，研究顯示從1975 至2018 年，患者的5 年生存率上升了23%，超過(guò)25%的患者可以預(yù)期生存10 年以上[3]。這歸因于廣泛采用自體干細(xì)胞移植（autologous stem cell transplantation，ASCT）作為標(biāo)準(zhǔn)的MM 一線治療以及各種新藥的使用，包括蛋白酶體抑制劑（proteasome inhibitors，PIs）、如硼替佐米、伊沙佐米和卡非佐米等；及免疫調(diào)節(jié)劑（immunomodulatory drugs，IMiDs），如沙利度胺（thalidomide）、來(lái)那度胺（lenalidomide）、泊馬度胺（pomalidomide）等在內(nèi)的新型藥物。雖然上述藥物在治療療效上取得了成就，但在耐藥性和克隆進(jìn)化方面仍然存在問(wèn)題，需要新的藥物來(lái)進(jìn)一步治療。MM 治療的新方法包括抗CD38 單抗、CAR-T 細(xì)胞治療、新一代PIs、組蛋白脫乙酰酶抑制劑（histone deacetylase inhibitor，HDACI）以及靶向腫瘤微環(huán)境的藥物等[4]。其中PIs 是在過(guò)去20 年里出現(xiàn)的治療MM 的較為重要的一類藥物，臨床中經(jīng)常與IMiDs 共同用于MM 的一線治療[5]。

2 PIs 與MM

泛素-蛋白酶體系統(tǒng)（ubiquitin-proteasome system，UPS）的作用包括調(diào)控細(xì)胞內(nèi)蛋白降解系統(tǒng)，參與細(xì)胞周期進(jìn)程的基因修復(fù)和抗原呈遞以及生命周期的許多過(guò)程。UPS 由泛素、三種特殊酶、26S 蛋白酶體及其底物組成[6]。體內(nèi)大多數(shù)受損蛋白質(zhì)都是通過(guò)該系統(tǒng)降解，整個(gè)系統(tǒng)過(guò)程分為先在泛素活化酶E1、泛素結(jié)合酶E2、泛素連接酶E3 的級(jí)聯(lián)催化下完成底物的泛素化[7]，再由蛋白酶體負(fù)責(zé)降解多余、錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)[8]。UPS 功能異常與包括惡性腫瘤在內(nèi)的多種疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。因此，UPS 成為相關(guān)疾病治療的靶點(diǎn)之一，PIs 基于該機(jī)制產(chǎn)生，PIs 可以使蛋白酶體系統(tǒng)抑制，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)過(guò)載、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，最終導(dǎo)致MM 細(xì)胞死亡[9]。PIs 包括第一代藥物硼替佐米，以及第二代藥物卡非佐米、伊沙佐米和奧普羅佐米（oprozomib，ONX 0912）等。臨床上多數(shù)使用的硼替佐米及伊沙佐米的藥物療效已被證實(shí)，但在后續(xù)治療過(guò)程中產(chǎn)生了耐藥。而新一代 PIs 卡非佐米是一種四肽環(huán)氧酮結(jié)構(gòu)，其可以不可逆地結(jié)合β5 亞基位點(diǎn)，這不同于硼替佐米、伊沙佐米的硼酸鹽類結(jié)構(gòu)，從而可以不可逆地阻斷蛋白酶體功能[10]。故卡非佐米的特殊結(jié)構(gòu)，使得其可以克服硼替佐米及伊沙佐米一部分的耐藥性。在臨床使用中卡非佐米主要應(yīng)用于硼替佐米耐藥及復(fù)發(fā)難治型的多發(fā)性骨髓瘤，并且療效也被證實(shí)，但隨著藥物的應(yīng)用，也出現(xiàn)了不同程度的耐藥。

3 PIs 耐藥機(jī)制及其耐藥的解決思路

3.1 自噬水平升高

UPS 系統(tǒng)和自噬系統(tǒng)都屬于細(xì)胞質(zhì)量控制系統(tǒng)中的重要組成部分，兩者各有針對(duì)性也有聯(lián)系[11]。硼替佐米耐藥很大原因是腫瘤細(xì)胞自噬水平的提高[12]?？ǚ亲裘椎某霈F(xiàn)可以克服部分硼替佐米在該原因下的耐藥性，但后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)卡非佐米的耐藥也與某些促生存自噬水平升高有關(guān)，在攜帶t（4；14）易位基因的MM 患者中，同時(shí)伴有KLF4 高水平表達(dá)。有研究表明，在不同腫瘤及環(huán)境下，KLF4 可以作為腫瘤抑制因子或致癌基因[13]。而在MM 細(xì)胞中，KLF4 蛋白的表達(dá)水平升高和卡非佐米的耐藥相關(guān)[14]。該項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)，KLF4 通過(guò)與一種介導(dǎo)自噬的受體蛋白SQSTM1/p62（sequestosome 1）啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合，增加編碼SQSTM1/p62 的基因表達(dá)，該蛋白可連接蛋白酶體途徑和選擇性自噬途徑，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞的逃逸及耐藥。這可能是由于在抗腫瘤藥物長(zhǎng)期的作用下，自噬可以增加腫瘤細(xì)胞的活力，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞對(duì)抗腫瘤治療耐藥[15]。進(jìn)一步證實(shí)了自噬水平的提高是某些復(fù)發(fā)難治性MM耐藥的潛在機(jī)制。如果t（4；14）易位基因陽(yáng)性患者出現(xiàn)卡非佐米耐藥，則可以通過(guò)聯(lián)合自噬抑制類藥物，如聯(lián)合氯喹協(xié)同治療以降低其自噬水平，從而克服腫瘤細(xì)胞對(duì)卡非佐米的耐藥。但近期研究表明聯(lián)合某些藥物，如大黃素（emodin），增加誘導(dǎo)MM 細(xì)胞凋亡和自噬途徑，進(jìn)一步使卡非佐米療效增強(qiáng)。所以自噬水平的提高與MM 預(yù)后的關(guān)系，目前還未有明確的定論[16]。

3.2 藥物代謝方面

藥物的外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，與抗腫瘤藥物的耐藥相關(guān)，ABC 超家族（ATP-binding cassette superfamily）是與癌癥相關(guān)的外排轉(zhuǎn)運(yùn)體中研究最多的一類，其與化療藥物的外排密切相關(guān)，從而導(dǎo)致多種藥物耐藥[17]。ABC 超家族包括P-gp（P-glycoprotein）、MRP 家族（multidrug resistance protein family）和BCRP（brest cancer resistance protein），關(guān)于硼替佐米、伊沙佐米與藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體相互作用的研究尚不充分，并且ABCB1（multidrug resistance protein-1，MDR-1/P-glycoprotein，P-gp）在MM 患者中的高表達(dá)以及高活性和硼替佐米、伊沙佐米耐藥機(jī)制方面的研究，出現(xiàn)了相矛盾的結(jié)果。而目前研究探討卡非佐米與ABCB1 的過(guò)表達(dá)的關(guān)系，證實(shí)了無(wú)論是在體外[18]還是體內(nèi)研究卡非佐米的細(xì)胞毒性強(qiáng)度均與ABCB1 的過(guò)度表達(dá)高度相關(guān)[19]。對(duì)于這一項(xiàng)耐藥機(jī)制，加用奈非那韋和洛匹那韋可抑制由ABCB1 引起的外排作用，增加卡非佐米的敏感性，進(jìn)一步證實(shí)了ABCB1 可引起藥物外排機(jī)制導(dǎo)致耐藥。Byrgazov 等[20]研究也指出了ABCB1 水平升高會(huì)引起大多數(shù)抗腫瘤藥物的排出，應(yīng)考慮受ABCB1 外排影響小且具有高細(xì)胞毒性的藥物，或聯(lián)合具有調(diào)節(jié)ABCB1 作用的藥物治療。美氟芬是具有上述條件的藥物，其能夠在低濃度下抑制復(fù)發(fā)難治性骨髓瘤細(xì)胞的克隆生長(zhǎng)，且在后續(xù)研究中并未出現(xiàn)明顯耐藥性。Soriano 等[21]添加ABCB1 抑制劑維拉帕米或利血平顯著降低了對(duì)卡非佐米耐藥的MM 細(xì)胞的生存期，研究結(jié)果提示ABCB1 抑制劑為復(fù)發(fā)難治及晚期MM的治療提供了新的選擇。

3.3 蛋白酶體結(jié)構(gòu)及數(shù)量變化

PSMB5 的單點(diǎn)突變以及PSMB5 的過(guò)表達(dá)已經(jīng)被大量的研究證實(shí)為硼替佐米的耐藥機(jī)制之一[22]，大部分PSMB5 的單點(diǎn)突變都與硼替佐米的耐藥相關(guān)，與硼替佐米相比，卡非佐米則可以更好地克服突變引起的耐藥性。但后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)，PSMB5 的 CDK5調(diào)節(jié)亞基的突變使硼替佐米及卡非佐米均產(chǎn)生耐藥[23]。這些位點(diǎn)的突變引起了蛋白酶體與PIs 結(jié)合位點(diǎn)的構(gòu)象或空間變化，從而引起了大部分蛋白酶體的耐藥。PSMB5 突變引起的的蛋白酶體活性變化可以由其他的分子途徑來(lái)平衡，如VCP（the ATPase valosin-containing protein/p97）是一種膜結(jié)合蛋白質(zhì)，通常在細(xì)胞的蛋白質(zhì)降解與細(xì)胞周期調(diào)控中起作用，VCP 的抑制導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)蛋白毒性應(yīng)激和細(xì)胞死亡[24]。研究表明，突變的PSMB5 介導(dǎo)的PIs 耐藥可以通過(guò)抑制P97 的途徑來(lái)克服，但目前P97 抑制劑正在研究階段或臨床試驗(yàn)階段[25]。蛋白酶體β2 亞基的活性上調(diào)導(dǎo)致骨髓瘤細(xì)胞對(duì)卡非佐米耐藥。Zhou 等[26]研究發(fā)現(xiàn)，卡非佐米耐藥細(xì)胞中蛋白酶體β2 和β1 亞基的水平升高，這也是一種潛在的耐藥機(jī)制，抑制β2 亞基能夠克服卡非佐米的耐藥性。Kraus 等[27]開發(fā)了一種選擇性的蛋白酶體β2 亞基活性抑制劑 LU-102，聯(lián)合卡非佐米可顯著延長(zhǎng)蛋白酶體抑制作用。另一方面，有研究發(fā)現(xiàn)蛋白酶體的19S 亞基的減少也導(dǎo)致了反常的耐藥性，相關(guān)聯(lián)的19S 亞基的基因缺失或突變導(dǎo)致了蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換途徑的選擇性上調(diào)，蛋白質(zhì)降解的因子的選擇性積累，隨之導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)治療藥物的敏感下降[28]。此外，MM 的緩解率也與19S 亞基的水平升高相關(guān)，其數(shù)量可以預(yù)測(cè)患者的預(yù)后情況。

3.4 基因修飾的變化

SUMO（small ubiquitin-like modififier）信號(hào)通路是指一些小的泛素樣修飾物（small ubiquitin-like modifiers，SUMOs）對(duì)翻譯后的蛋白質(zhì)進(jìn)行修飾，進(jìn)而參與維持基因組的完整性，調(diào)控基因表達(dá)和細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。該信號(hào)通路與泛素化類似，包括SUMO 特異性E1 激活酶（SUMO-specifific E1-activating enzyme，SAE1/UBA2）、E2 偶聯(lián)酶（E2-conjugating enzyme，UBE2I）和 SUMOE3 樣連接酶（SUMO E3-like ligases）的復(fù)雜作用[29]。Heynen 等[30]研究表明，過(guò)度活躍的SUMO 信號(hào)通路與卡非佐米的耐藥有關(guān)，并且證實(shí)了一種SUMO 抑制劑在MM 細(xì)胞系中的療效。SUMO抑制劑聯(lián)合卡非佐米治療增強(qiáng)了細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)，并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。該研究進(jìn)行了體內(nèi)外詳細(xì)的研究分析，兩者均表明SUMO 抑制劑對(duì)PIs 耐藥的患者有效。但需要進(jìn)一步研究SUMO 過(guò)度表達(dá)與卡非佐米的耐藥之間的機(jī)制，該研究提出，可能是由于MM 細(xì)胞激活SUMO 機(jī)制來(lái)應(yīng)對(duì)PIs 誘導(dǎo)的蛋白質(zhì)毒性，從而導(dǎo)致進(jìn)一步的線粒體應(yīng)激，最終導(dǎo)致PIs 耐藥。另外，Zhuang 等[31]研究表明，泛素激活酶（SUMO 信號(hào)通道的酶之一）抑制劑誘導(dǎo)未折疊蛋白反應(yīng)可以克服MM對(duì)PIs 的耐藥 。

3.5 細(xì)胞代謝

Findlay 等[32]研究表明，編碼MPC（mitochondrial pyruvate carrier）復(fù)合體中的MPC1 亞基的基因過(guò)表達(dá)與卡非佐米的耐藥有關(guān)。MPC1 是一種使丙酮酸進(jìn)入線粒體基質(zhì)的運(yùn)輸關(guān)鍵蛋白，通過(guò)促進(jìn)丙酮酸的運(yùn)輸，從而給線粒體呼吸提供底物，最終推動(dòng)三羧酸循環(huán)和促進(jìn)氧化磷酸化[33]。另外Weir 等[34]參與的多項(xiàng)研究表明，卡非佐米的耐藥機(jī)制可能與線粒體代謝、蛋白質(zhì)折疊和鞘磷脂合成的轉(zhuǎn)換有關(guān)，抑制細(xì)胞的氧化磷酸化是一個(gè)用來(lái)對(duì)抗耐藥性的潛在目標(biāo)。Bennett 等[35]研究表明，SK2（sphingosine kinase 2）抑制劑K145 聯(lián)合卡非佐米，作用于鞘脂代謝可誘導(dǎo)卡非佐米耐藥的骨髓瘤細(xì)胞的死亡。原因可能是：鞘脂是關(guān)鍵的膜成分和重要的信號(hào)分子，SK2 是調(diào)節(jié)鞘脂代謝關(guān)鍵的靶點(diǎn)，這可作為潛在的抗癌途徑，其催化S1P（sphingosine-1-phosphate）的形成，抑制SK2，從而激活UPR（unfolded protein response）誘導(dǎo)骨髓瘤細(xì)胞死亡，所以SK2 抑制劑聯(lián)合卡非佐米可以在誘導(dǎo)細(xì)胞死亡方面發(fā)揮協(xié)同作用。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

隨著PIs 類藥物的更新，以該類藥物為基礎(chǔ)的方案用于治療MM 患者的研究證據(jù)不斷更新。PIs 在MM 治療中的獲益已經(jīng)使其成為該領(lǐng)域的治療基石。新型PIs 卡非佐米的作用靶點(diǎn)與第一代藥物硼替佐米不同，卡非佐米能夠不可逆的選擇性結(jié)合β5 亞基，從而抑制蛋白酶體的活性。因此對(duì)于硼替佐米耐藥的MM 患者，新一代PIs 卡非佐米不僅能夠克服耐藥性，而且其與不同藥物聯(lián)合如IMiDs、CD38 單抗以及核輸出蛋白抑制劑等都有一定的療效，可以克服硼替佐米或伊沙佐米的耐藥，從而延長(zhǎng)MM 患者的生存期。但隨著卡非佐米的應(yīng)用，亦出現(xiàn)不同程度的耐藥，目前已有多項(xiàng)研究從不同的方面證實(shí)了卡非佐米耐藥的機(jī)制，并且給出相應(yīng)的解決方案。目前，為了緩解卡非佐米耐藥僅考慮聯(lián)合其他藥物，但大多還未進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，甚至還有一部分僅存在于假設(shè)階段。未來(lái)在此領(lǐng)域仍需深入探索耐藥機(jī)制和及時(shí)精準(zhǔn)地進(jìn)行疾病危險(xiǎn)分層，也期待更大樣本人群循證醫(yī)學(xué)證據(jù)的積累和醫(yī)療政策的完善，從而使患者獲益。

本文無(wú)影響其科學(xué)性與可信度的經(jīng)濟(jì)利益沖突。