質子泵抑制劑提高女性惡性腫瘤化療敏感性的研究進展

何 靜，肖 蘭 綜述 顏士杰 審校

腫瘤酸化是引起腫瘤耐藥的機制之一[1]。一些非細胞毒性藥物可作為增敏劑，能夠改善化療藥物的療效或逆轉腫瘤對于化療藥物耐藥性。因此尋找低毒有效的化療增敏劑將為腫瘤的治愈帶來新的希望。近年來質子泵抑制劑(proton pump inhibitors，PPIs)的抗腫瘤效應引起了眾多學者的關注。Luciani et al[2]證實奧美拉唑聯合化療藥物能有效提高多種腫瘤耐藥細胞(包括卵巢癌、乳腺癌、淋巴瘤細胞等)以及荷瘤裸鼠的胞外pH值，增強了化療藥物的毒性，提高了腫瘤對化療藥物的敏感性。國內研究[3-6]同樣表明PPIs預處理后再給予細胞毒性藥物(順鉑、長春新堿、紫杉醇、5-FU等)可增加這些化療藥物的細胞毒性。本文主要針對PPIs提高女性惡性腫瘤化療敏感性及作用機制進行綜述。

1 女性惡性腫瘤化療耐藥的嚴峻性

以紫杉醇、鉑類藥物為基礎的化療在女性惡性腫瘤的治療中占據著重要的地位。卵巢癌是婦科死亡率最高的惡性腫瘤，腫瘤細胞減滅術及鉑類聯合紫杉醇的系統化療是國內外規范化治療的一線方案。近30年來，雖然經過不斷改進手術方式，更新化療藥物，其5年生存率仍徘徊在30%左右，鉑類耐藥已成為提高卵巢癌生存率的關鍵制約因素[7]。宮頸癌是婦科最常見惡性腫瘤，早期患者手術治療為主，但存在高危因素的部分患者仍需補充放化療；中晚期患者放化療是其主要手段。對于術后復發的難治性宮頸癌患者，化療則是其姑息治療手段。但晚期宮頸癌患者的5年生存率不容樂觀，治療失敗原因之一是宮頸癌細胞對鉑類、紫杉醇產生耐藥性[8]。子宮內膜癌是女性常見的惡性腫瘤之一，其發病率日益上升，且發病年齡趨于年輕化。紫杉醇為基礎的化療是晚期子宮內膜癌患者治療的一線方案，而子宮內膜癌細胞對紫杉醇耐藥則直接影響其預后[9]。乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤，臨床上治療乳腺癌仍是以手術切除為主，放化療和免疫療法治療為輔，而化療又是輔助療法中最常采用也是效果最好的一種方法。紫杉醇是乳腺癌化療中活性最強、效果較好的化療藥物之一，其為乳腺癌輔助治療開辟了新的道路。目前紫杉醇類藥物聯合蒽環類藥物是乳腺癌較為有效的化療方案。然而蒽環類、紫杉醇藥物在乳腺癌的臨床治療中容易誘導細胞產生耐藥性，從而降低了患者的臨床化療效果[10]。因此，如何克服腫瘤耐藥是提高惡性腫瘤化療療效的關鍵。

2 PPIs與女性惡性腫瘤耐藥逆轉及其機制

2.1PPIs通過V-ATPase逆轉酸性微環境提高女性惡性腫瘤化療敏感性無氧糖酵解是腫瘤細胞主要的代謝途徑，且腫瘤細胞對于葡萄糖的攝取率極高。高效率的利用葡萄糖進行糖酵解勢必產生大量乳酸，導致腫瘤細胞酸性微環境產生。正常細胞的pHe(胞外pH)呈中性，pHi(胞內pH)呈酸性，此種pH梯度能夠促進弱堿性的藥物被動的進入細胞。分子狀態的藥物由于其疏水而親脂的特性，易于通過細胞膜，離子狀態的藥物極性高而難以穿過細胞膜，此現象稱作離子俘獲(iontrapping)[11]。腫瘤酸化導致的“離子俘獲”是腫瘤耐藥主要原因之一。

V-ATPase廣泛存在于細胞中，能夠感知細胞內pH，以三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)為能量泵出H+。研究[12]表明，腫瘤酸性微環境得以產生與V-ATPase異常表達密切相關，V-ATPase有望成為腫瘤治療的一個潛在靶點。PPIs通過抑制V-ATPase的活性調節腫瘤細胞的pH梯度，逆轉腫瘤酸性微環境從而恢復腫瘤對藥物的敏感性。泮托拉唑可抑制小鼠動物模型中V-ATPase的活性，與此同時顯著降低了小鼠腹水中乳酸含量[13]。

V-ATPase在腫瘤耐藥細胞中過表達，并且化療還可以誘導其表達增加。Lee et al[6]在卵巢癌的研究中發現，V-ATPase在上皮性卵巢癌組織中過表達，癌旁組織中并不表達，過表達V-ATPase的患者生存期顯著低于低表達V-ATPase者，且PPIs可作用于V-ATPase而逆轉卵巢癌細胞的化療耐藥。Luciani et al[2]發現，應用奧美拉唑可抑制V-ATPase活性，逆轉多種腫瘤耐藥細胞的耐藥性。動物實驗亦證實化療藥物聯合PPIs處理，可恢復瘤體對化療藥物的敏感性[14]。宮頸癌耐藥細胞亦過表達V-ATPase[8]，用RNA干擾技術或PPIs抑制其表達，能夠顯著增強紫杉醇藥物毒性。Wang et al[15]進行的一項三期臨床研究表明，間歇性高劑量PPIs埃索美拉唑與順鉑聯用，能夠顯著增加順鉑細胞毒性，明顯改善三陰乳腺癌的預后。究其原因為埃索美拉唑抑制V-ATPase表達，改變了腫瘤酸性微環境，從而提高乳腺癌對順鉑的敏感性。

2.2PPIs抑制腫瘤細胞自噬提高女性惡性腫瘤化療敏感性自噬是指胞質內大分子物質和細胞器在膜包囊泡中大量降解的生物學過程，對于人體而言，自噬具有維持細胞自我穩態，促進細胞生存的作用。腫瘤細胞行放化療后會產生大量受損蛋白質、破損細胞器等有害成分，自噬可以及時清除這些有害物質，并及時提供底物和能量為修復受損的DNA贏得時間和條件，從而成為腫瘤細胞的保護機制[16-19]。Vousden et al[19]研究發現保護性自噬是腫瘤細胞耐藥的重要原因，有助于腫瘤細胞生存。國內研究亦發現冬凌草甲素治療宮頸癌[21]、白藜蘆醇治療卵巢癌[22]、硫鳥嘌呤治療子宮內膜癌[23]均可誘導腫瘤細胞自噬顯著增加。

在80%的乳腺癌細胞中發現熱激因子1水平提高，其可直接與自噬相關蛋白7啟動子結合從而上調自噬相關基因7表達，繼而激活細胞自噬促進腫瘤細胞耐藥[24]。Sun et al[10]研究表明，表柔比星可誘導人乳腺癌細胞 MCF-7產生自噬，該自噬可保護MCF-7細胞逃避表柔比星誘導的凋亡，抑制自噬從而恢復MCF-7細胞對表柔比星敏感性。徐曼等[25]發現，自噬體特異性抑制劑處理后卵巢癌SKVO3/DDP細胞對順鉑敏感性增加，順鉑的半數抑制濃度值從14.15 μg/ml下降到6.386 μg/ml，耐藥逆轉率達54.88%。最新研究[26]同時顯示：泮托拉唑可抑制化療誘導的自噬從而增加腫瘤細胞對化療藥物的敏感性。PPIs作為細胞自噬抑制劑，不僅可以減少自噬體的形成，而且可以調控腫瘤細胞外酸性微環境來發揮抗腫瘤效應。PPI泮托拉唑通過提高溶酶體pH來減少自噬體的形成; 自噬體減少后，腫瘤細胞對化療藥物多稀紫杉醇的敏感性增加，紫杉醇的毒性增加，抗腫瘤作用亦增加[27]。泮托拉唑預處理可通過抑制自噬提高人胃腺癌細胞對順鉑的敏感性，其機制可能與激活mTOR有關[3]。自噬可在酸性條件下被激活，作為一種抑酸劑、自噬抑制劑，PPIs在腫瘤細胞的自噬抑制中發揮了重要作用。

2.3PPIs促進腫瘤細胞凋亡提高女性惡性腫瘤化療敏感性PPIs可誘導腫瘤細胞凋亡恢復腫瘤細胞化療敏感性:其凋亡途徑包括Casepase依賴途徑和非Casepase依賴途徑。Song et al[8]發現作為V-ATPase的抑制劑奧美拉唑，能夠上調Casepase-3和下調Bcl-2基因的表達，直接誘導宮頸癌HeLa細胞發生凋亡。von Schwarzenberg et al[5]的一項乳腺癌細胞耐藥干預的研究則表明：V-ATPase特異性抑制劑可誘導曲妥單抗耐藥JIMT-1乳腺癌細胞發生凋亡，小鼠動物模型中瘤體明顯縮小；進一步研究顯示小鼠瘤體組織JIMT-1細胞膜上HER2受體表達顯著降低，推測V-ATPase抑制劑誘導JIMT-1耐藥細胞凋亡與抑制HER2介導的相關通路有關。

研究[28]表明，細胞的凋亡與自噬關聯密切，PPIs能夠抑制自噬而促進腫瘤細胞凋亡。首先，自噬和凋亡存在信號通路的交叉，自噬蛋白Beclin1的BH3結構域與反凋亡Bcl-2家族成員相互作用。這種相互作用一方面阻礙了Belin 1參與前自噬體的組裝，另一方面抑制了Bcl-2與凋亡蛋白的結合，從而在抑制自噬的同時促進了細胞凋亡；再者，caplin裂解自噬相關蛋白5后，裂解物從胞質易位到線粒體，與Bcl-xl結合后促進了細胞色素c的釋放，最終激活細胞凋亡[29]。部分抗腫瘤藥物能夠誘導腫瘤細胞自噬活性的增強，自噬作用增強在一定條件下對腫瘤細胞凋亡的發生具有協同或拮抗的效應。Bao et al[30]研究表明，順鉑能誘導人卵巢癌 A2780細胞產生自噬，而順鉑誘導的自噬可保護A2780細胞逃避順鉑誘導的凋亡，順鉑耐藥細胞A2780/cp自噬活性升高，抑制自噬可恢復A2780/cp細胞對順鉑的敏感性。此外，細胞酸中毒是細胞凋亡的扳機點，V-ATPase可增強跨膜pH調節能力，使多余的H+外排，阻遏可能發生的凋亡。如上所述，PPIs通過抑制V-ATPase功能逆轉細胞內外pH梯度：一方面使腫瘤細胞內pH值降低，誘導酸化的腫瘤細胞發生凋亡；另一方面促進化療藥物進入腫瘤細胞增加其細胞毒性，促進腫瘤細胞死亡。

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