順鉑治療鼻咽癌耐藥機(jī)制與逆轉(zhuǎn)策略研究進(jìn)展*

韓蜜,伍夢玲,龍遠(yuǎn)雄,鄧桂明

(1.湖南省腫瘤醫(yī)院藥學(xué)部,長沙 410013;2.湖南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院科研部,長沙 410007)

鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma )是一種常見的頭頸部惡性腫瘤[1]。鼻咽癌與Epstein Barr病毒(EB病毒)感染密切相關(guān),EB病毒在鼻咽癌的患者中均有檢測到[2-3]。由于鼻咽部解剖位置隱匿,首發(fā)癥狀缺乏特異性,大部分患者初診時病情已進(jìn)入中晚期(Ⅲ期和Ⅳ期)[4],且部分已發(fā)生轉(zhuǎn)移[5]。臨床上鼻咽癌治療采用放射治療(放療)為主,對于中晚期、復(fù)發(fā)性及轉(zhuǎn)移性鼻咽癌的治療,單純放療效果不佳。2021年《中國臨床腫瘤學(xué)會(CSCO)鼻咽癌診療指南》繼續(xù)推薦將誘導(dǎo)化學(xué)治療(化療)加同期放化療作為Ⅲ或ⅣA期鼻咽癌的治療模式[6],對于復(fù)發(fā)性及轉(zhuǎn)移性的鼻咽癌采用鉑類為主的雙藥或三藥治療。目前,對于一線含鉑治療方案出現(xiàn)耐藥的復(fù)發(fā)性或轉(zhuǎn)移性鼻咽癌患者,缺乏標(biāo)準(zhǔn)的挽救治療方案,臨床上通常選擇一線未使用的藥物進(jìn)行治療。至于免疫療法,雖然國家藥品監(jiān)督管理局已批準(zhǔn)特瑞普利單抗用于二線以上系統(tǒng)治療失敗的鼻咽癌患者,但目前尚無抗PD-1/PD-L1抗體治療鼻咽癌的Ⅲ期研究結(jié)果公布[6]。

順鉑是目前鼻咽癌化療中經(jīng)常使用的一種細(xì)胞毒藥物,在體內(nèi)水解1個或2個氯離子之后,與DNA堿基共價結(jié)合形成Pt-DNA加合物,抑制DNA復(fù)制及轉(zhuǎn)錄,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凋亡[7]。順鉑對提高鼻咽癌患者生存率、減少遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移起著重要作用。但由于鼻咽癌細(xì)胞對順鉑的耐藥削弱對化療的敏感性,導(dǎo)致治療失敗。順鉑的耐藥機(jī)制一般是DNA損傷修復(fù)、細(xì)胞凋亡抑制、藥物外排和藥物代謝改變等,這些耐藥機(jī)制會影響腫瘤患者的治療和預(yù)后[8-10]。因此,克服多藥耐藥問題成為鼻咽癌化療過程的關(guān)鍵。

1 鼻咽癌化療中的順鉑耐藥機(jī)制

1.1腫瘤細(xì)胞DNA損傷自我修復(fù)能力增加 順鉑與鼻咽癌細(xì)胞DNA結(jié)合,形成復(fù)合物,造成DNA損傷,抑制其轉(zhuǎn)錄和復(fù)制,但部分損傷的DNA被修復(fù),使已遭到破壞的鼻咽癌細(xì)胞繼續(xù)存活。研究發(fā)現(xiàn),DNA修復(fù)能力缺乏的細(xì)胞相比修復(fù)能力活躍的細(xì)胞,其對順鉑的治療更加敏感。核酸剪切修復(fù)(nucleotide excision repair,NER)是腫瘤細(xì)胞修復(fù)鉑類造成 DNA 破壞的主要途徑,核苷酸切除修復(fù)交叉互補(bǔ)基因1(excision repair cross-complementary gene 1,ERCC1)是NER復(fù)合物的主要成分[11],ERCC1是核酸切除修復(fù)家族中重要的基因,具有識別DNA鏈損傷、切割的雙重功能,其表達(dá)量可直接影響 DNA修復(fù)的生理過程[12]。ERCC1可以與著色性干皮病基因家族F(XPF)形成二聚體,共同切除DNA 5'端的損傷部位,促進(jìn)DNA修復(fù)[13]。因此,ERCC1的表達(dá)量增加可以使NER通路活性增強(qiáng),最終使順鉑破壞的DNA修復(fù)能力增強(qiáng),腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥,只有腫瘤組織中ERCC1低表達(dá)的患者可以從鉑類藥物中獲益[14]。研究顯示,ERCC1基因表達(dá)異?？赡苡绊懕茄拾┗颊呤褂庙樸K的療效,其蛋白的表達(dá)可以影響基因的改變,鼻咽癌患者中ERCC1表達(dá)增加者,生存率低,對順鉑耐藥性增加[15]。除了上面提到的 NER,與順鉑耐藥相關(guān)的DNA修復(fù)通路還有堿基切除修復(fù)(base excision repair,BER),X射線交錯互補(bǔ)修復(fù)基因1(X-ray repair cross-complementing gene 1,XRCC1)是該通路中的重要蛋白,改變蛋白的多態(tài)性可改變修復(fù)酶的結(jié)構(gòu)從而影響其腫瘤易感性。XRCC1在BER 通路修復(fù)過程中主要扮演骨架蛋白的角色,它可以與DNA連接酶Ⅲ和多聚ADP核糖聚合酶同時相結(jié)合,作用于順鉑所導(dǎo)致的DNA損傷處,將各個有活性的不同組分聚合在一起,把損傷的DNA移除,發(fā)揮修復(fù)作用,目前已發(fā)現(xiàn)XRCC1的突變,例如rs25487(R399Q),該突變可以導(dǎo)致XRCC1介導(dǎo)的DNA修復(fù)能力下降,從而對順鉑更加敏感。XRCC1的多態(tài)性與鼻咽癌關(guān)系研究已有部分報道,劉龍靜[16]收集158例采用PF化療方案鼻咽癌患者外周血,發(fā)現(xiàn)XRCC1codon399Gln/Gln基因型攜帶者化療敏感性為Arg/Arg基因型攜帶者的3.500倍。

1.2藥物攝取減少 順鉑主要通過被動擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞,細(xì)胞對順鉑的攝取與其濃度呈正比[17]。研究表明,順鉑進(jìn)入細(xì)胞還有其他攝取方式,最有可能的候選者為銅轉(zhuǎn)運蛋白CTR1 和CTR2,以及有機(jī)陽離子轉(zhuǎn)運蛋白OCT2,這些跨膜蛋白的下調(diào)與鉑類藥物的耐藥性有關(guān)[18-19]。銅代謝途徑參與順鉑的攝取和排除,CTR1蛋白通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)銅穩(wěn)態(tài)而發(fā)揮作用,這一結(jié)論最初在酵母中發(fā)現(xiàn)。ISHIDA等[20]使用誘變篩選,明確CTR1是酵母中順鉑的攝取轉(zhuǎn)運蛋白,在mCTR1等位基因缺失的小鼠細(xì)胞系中順鉑的攝取減少,耐藥性增加[21]。CTR2可將CTR1剪切成較小的片段,調(diào)節(jié)銅/順鉑的儲存,使得銅/順鉑的轉(zhuǎn)運能力減弱[22]。有專家做過臨床試驗,使用銅螯合劑可以使耐順鉑的腫瘤細(xì)胞恢復(fù)對順鉑的敏感度,腫瘤患者重新接受順鉑化療。OCT2蛋白是有機(jī)陽離子轉(zhuǎn)運蛋白,是一種多特異性轉(zhuǎn)運蛋白,能將鉑化合物轉(zhuǎn)運至細(xì)胞內(nèi)[23]。此外,另一種順鉑結(jié)合蛋白即抗氧化蛋白 (Atox1),也與順鉑耐藥相關(guān)。Atox1是一種由68個氨基酸組成的可溶性蛋白質(zhì),通過直接與C端相互作用來獲取銅,Atox1缺失導(dǎo)致對順鉑的耐藥性增加[24]。

1.3藥物排除增加 造成鉑類藥物胞內(nèi)累積降低其中一種重要機(jī)制是在藥物到達(dá)細(xì)胞內(nèi)靶點之前被主動泵出。順鉑從細(xì)胞中排除是通過膜轉(zhuǎn)運蛋白進(jìn)行,主要由ATP驅(qū)動泵所導(dǎo)致。ATP水解釋放能量,為膜轉(zhuǎn)運蛋白提供能源,將藥物排出細(xì)胞。P-糖蛋白(P-gp,ABCB1)是 ATP結(jié)合盒 (ABC)轉(zhuǎn)運蛋白,當(dāng)過表達(dá)時,可介導(dǎo)順鉑偶聯(lián)物的外排,從而減少藥物在細(xì)胞內(nèi)蓄積,鼻咽癌細(xì)胞對順鉑產(chǎn)生耐藥[25]。ABC轉(zhuǎn)運蛋白還包括多藥耐藥蛋白 (MRPs)、MRP1、MRP2、MRP3 和 MRP5,MRP不僅定位于細(xì)胞膜上,還存在于高爾基濾泡處及內(nèi)質(zhì)網(wǎng),可將細(xì)胞內(nèi)藥物隔離,使藥物不能與靶點結(jié)合,從而產(chǎn)生耐藥[26]。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),在順鉑耐藥的鼻咽癌細(xì)胞中,MRP表達(dá)水平上調(diào)。

1.4藥物被內(nèi)源性硫醇分子滅活 腫瘤細(xì)胞內(nèi)過表達(dá)的含硫生物分子,如谷胱甘肽(GSH)和金屬硫蛋白(MT)等與順鉑具有很高的反應(yīng)活性,這些富含半胱氨酸的低分子量蛋白質(zhì)通過硫醇基團(tuán)與順鉑結(jié)合,形成加合物,發(fā)生解毒作用使藥物在細(xì)胞內(nèi)失活[27]。這一類別硫醇分子的過度表達(dá),使順鉑在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的蛋白結(jié)合增加,從而減少順鉑到達(dá)細(xì)胞核。谷胱甘肽是一種三肽硫醇分子(谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸),其作用是維持細(xì)胞生物功能,在細(xì)胞內(nèi)與順鉑的解毒和清除有關(guān),通過谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶1,形成Pt2+-GSH復(fù)合物,使得順鉑更容易被MRP2泵出細(xì)胞。有學(xué)者研究,順鉑能誘導(dǎo)鼻咽癌干細(xì)胞CNE-2增加谷胱甘肽、超氧化物歧化酶(SOD)的活性,CNE-2抗氧化應(yīng)激能力增強(qiáng),從而導(dǎo)致對順鉑的耐藥。金屬硫蛋白MT是一種高巰基含量蛋白,可與大量金屬離子(如:銅、鉻、鋅和汞)等結(jié)合,調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)金屬穩(wěn)態(tài)以及細(xì)胞內(nèi)重金屬解毒[28]。MT也已被證明其清除自由基和抗氧化能力比谷胱甘肽強(qiáng),使藥物沒有到達(dá)細(xì)胞核即被清除,導(dǎo)致順鉑耐藥,另一方面,使用順鉑治療也會相應(yīng)導(dǎo)致MT的表達(dá)增加。

1.5凋亡調(diào)控基因表達(dá)失控 順鉑誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡依賴于凋亡信號通路的正常表達(dá)[29],耐藥相關(guān)基因的改變可導(dǎo)致細(xì)胞對凋亡信號的敏感性降低[30]。Bcl-2基因是一種細(xì)胞凋亡抑制基因,80%鼻咽癌中檢測到Bcl-2蛋白的異常過表達(dá)[31],Bcl-2基因過表達(dá)可抑制順鉑誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡,從而使鼻咽癌細(xì)胞產(chǎn)生耐藥[32]。YUAN等[33]研究發(fā)現(xiàn),miR-125b可通過調(diào)節(jié)抗凋亡因子Bcl-2的表達(dá)水平來逆轉(zhuǎn)鼻咽癌細(xì)胞對順鉑的耐藥。可見,Bcl-2的高表達(dá)是導(dǎo)致其細(xì)胞凋亡受抑制的原因之一。抑癌基因p53作為一種重要的G2/M期檢查點蛋白,通過阻斷p53功能而調(diào)控G2期檢查點基因表達(dá)而使腫瘤細(xì)胞對化療藥物敏感[37]。當(dāng)p53基因發(fā)生突變時,順鉑誘發(fā)的細(xì)胞凋亡受到抑制,致使鼻咽癌細(xì)胞對順鉑的耐受明顯增強(qiáng)[35]。MAPK通路已被證明在介導(dǎo)鼻咽癌對順鉑的敏感性發(fā)面發(fā)揮一定的作用。LIU等[36]通過Western blotting檢測鼻咽癌細(xì)胞Rsf-1、Ras、MEK1、ERK1/2等蛋白水平,并通過移植瘤實驗探討RNA核旁斑組裝轉(zhuǎn)錄本1(NEAT1)在裸鼠體內(nèi)生長中的作用,發(fā)現(xiàn)NEAT1/let-7a-5p軸通過靶向Rsf-1和調(diào)節(jié)Ras-MAPK信號通路調(diào)控鼻咽癌順鉑耐藥。MIAO等[37]建立HNE-1/DDP和CNE-2/DDP兩株耐順鉑鼻咽癌細(xì)胞系,通過體外評價IAP-1對順鉑耐藥鼻咽癌細(xì)胞增殖、凋亡、耐藥性及相關(guān)細(xì)胞信號的影響,發(fā)現(xiàn)沉默IAP-1可誘導(dǎo)caspase-3上調(diào),增強(qiáng)順鉑的抗增殖和促凋亡作用。

1.6外泌體與化療耐藥 腫瘤微環(huán)境中的外泌體在腫瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移和耐藥等方面均具有一定作用。外泌體作為媒介使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥,其機(jī)制主要是在耐藥細(xì)胞與敏感細(xì)胞之間進(jìn)行信號傳遞,在鼻咽癌中,外泌體通過向靶細(xì)胞遞送生物分子(如非編碼RNA和蛋白質(zhì))[38],操縱腫瘤微環(huán)境,鼻咽癌耐藥細(xì)胞內(nèi)的外泌體可誘導(dǎo)敏感細(xì)胞對順鉑產(chǎn)生耐藥[39]。LI等[40]研究發(fā)現(xiàn),順鉑耐藥CNE1細(xì)胞含有外泌體miR-106a-5p,將信號傳遞給順鉑敏感的CNE1細(xì)胞,miR-106a-5p與ARNT2的3'UTR結(jié)合,ARNT2的下調(diào)增加了AKT磷酸化,證實miR-106a-5p通過調(diào)節(jié)ARNT2 /AKT抑制鼻咽癌細(xì)胞凋亡,促進(jìn)順鉑耐藥性。

2 逆轉(zhuǎn)鼻咽癌順鉑耐藥的策略

2.1西藥逆轉(zhuǎn)耐藥 體外試驗證明,藥物能逆轉(zhuǎn)鼻咽癌細(xì)胞順鉑耐藥。YIN等[41]發(fā)現(xiàn)氯喹能降低HNE-1/DDP細(xì)胞中P-gp、ABCB1、ABCC1的表達(dá)水平,與順鉑聯(lián)合應(yīng)用在裸鼠移植瘤模型中顯示出明顯的抗腫瘤作用。CHEN等[42]分別用順鉑、塞來昔布及兩者聯(lián)合處理鼻咽癌TW03細(xì)胞、TW03/DDP細(xì)胞和TW03/DDP-siRNA細(xì)胞,結(jié)果順鉑與塞來昔布聯(lián)合應(yīng)用在誘導(dǎo)TW03細(xì)胞和TW03/DDP細(xì)胞凋亡方面具有協(xié)同作用。SUN等[43]用300 Gy射線照射人鼻咽癌CNE-1細(xì)胞,然后用順鉑、二甲雙胍及兩者聯(lián)合處理。結(jié)果表明,單藥二甲雙胍能夠抑制受照射的CNE-1細(xì)胞的生長并誘導(dǎo)其凋亡,與順鉑有協(xié)同作用;此外,二甲雙胍可下調(diào)PECAM -1,而PECAM -1可以調(diào)節(jié)多藥耐藥相關(guān)蛋白(MRPs )的表達(dá)。PPAR-γ激動劑羅格列酮對人鼻咽癌CNE-1/DDP細(xì)胞順鉑耐藥性有逆轉(zhuǎn)作用,且呈劑量依賴性,其原因可能與其抑制Akt磷酸化和耐藥基因MDR1、MRP表達(dá)有關(guān)[44]。

2.2中藥活性成分逆轉(zhuǎn)耐藥 目前,中藥抗腫瘤多藥耐藥是眾多學(xué)者專家研究的主流。我國中醫(yī)藥資源豐富,從中尋找低毒高效的耐藥逆轉(zhuǎn)劑具有相當(dāng)大的潛力。近年來,隨著提取與分離技術(shù)的逐漸成熟,中藥活性成分逐漸成為有效的細(xì)胞毒性藥物耐藥的逆轉(zhuǎn)劑。WEI等[45]研究設(shè)計合成8種含噻吩基團(tuán)的苦參堿衍生物,并分別檢測8種化合物對鼻咽癌細(xì)胞和順鉑耐藥的鼻咽癌細(xì)胞 (CNE-2/DDP)的細(xì)胞毒性和初步協(xié)同作用,其中化合物3f通過下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-w對CNE-2/DDP細(xì)胞增殖起到抑制作用。人參多糖不僅能有效提高人體免疫力,同時還具有良好的抗腫瘤作用,其通過β-catenin信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑誘導(dǎo)CNE-2凋亡,對耐順鉑人鼻咽癌細(xì)胞有著顯著逆轉(zhuǎn)作用[46]。異長春花堿屬于長春堿類阻止細(xì)胞分裂的細(xì)胞周期特異性抗腫瘤藥物,可逆轉(zhuǎn)CNE-2/DDP細(xì)胞對順鉑的耐藥性,降低細(xì)胞中MDR1、MRP1的表達(dá),其機(jī)制可能與抑制c-Jun N-terminal protein kinase (JNK)磷酸化、下調(diào)AP-1活性有關(guān)[47]。和厚樸酚可部分逆轉(zhuǎn)CNE-2/DDP細(xì)胞對順鉑耐藥,其逆轉(zhuǎn)CNE-2/DDP細(xì)胞耐藥性的可能機(jī)制之一是通過下調(diào)Bcl-2 mRNA的表達(dá),誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的發(fā)生,增加CNE-2/DDP細(xì)胞對化療藥物的敏感性[48]?？等R特注射液的成分為薏苡仁油,不同濃度的康萊特注射液呈濃度依賴性地抑制人鼻咽癌細(xì)胞CNE-2和CNE2/DDP細(xì)胞的增殖,且可逆轉(zhuǎn)人鼻咽癌CNE-2/DDP細(xì)胞的耐藥性,其機(jī)制可能與康萊特注射液能夠抑制P-gp蛋白的表達(dá)、增加Cleaved Caspase-3蛋白的表達(dá)有關(guān)[49]。HSIEH等[50]發(fā)現(xiàn)五環(huán)三萜類雷公藤紅素通過ERK1/2和p38MAPK信號通路誘導(dǎo)順鉑耐藥的鼻咽癌細(xì)胞凋亡。

3 總結(jié)與展望

順鉑是臨床治療鼻咽癌的主要化療藥物,但在治療過程中產(chǎn)生的耐藥性使其療效受到影響。順鉑的耐藥機(jī)制較為復(fù)雜,筆者主要從DNA損傷修復(fù)能力的增強(qiáng)、藥物外排增加及攝取減少、藥物體內(nèi)滅活、凋亡調(diào)控基因表達(dá)失控方面闡述了鼻咽癌順鉑耐藥的機(jī)制。相關(guān)基因ERCC1、XRCC1可以預(yù)測順鉑化療敏感性,個體化治療方案可根據(jù)上述基因的表達(dá)水平進(jìn)行制定,而對一些生物標(biāo)志物及相關(guān)蛋白MRP、P-gp、CTR1、OCT2等深入研究有望成為解決順鉑耐藥問題。目前,為規(guī)避鼻咽癌患者順鉑耐藥,西醫(yī)臨床上能采用的藥物治療手段主要為聯(lián)合化療或者免疫治療,單純逆轉(zhuǎn)順鉑耐藥的藥物大多還處于體外研究階段,未來仍需進(jìn)一步研究更多逆轉(zhuǎn)鼻咽癌化療順鉑耐藥的藥物,使順鉑在鼻咽癌患者中發(fā)揮更好的應(yīng)用價值。