化療栓塞聯(lián)合替拉扎明治療肝癌的研究進展

李 卿， 梁 斌

肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是目前全球第6位常見惡性腫瘤及第3位腫瘤致死病因，嚴重威脅人類健康［1］。TACE是目前公認的治療不可切除性肝癌的有效方法之一［2］。然而，近年研究發(fā)現(xiàn)栓塞腫瘤血管往往不徹底，殘存的腫瘤細胞處于一種缺氧狀態(tài)；而這些缺氧的腫瘤細胞不但對常規(guī)化療藥物及內(nèi)照射物質(zhì)不敏感，并可能對缺氧產(chǎn)生應(yīng)答而繼續(xù)存活甚至演進［3］。這可能是肝癌經(jīng)導(dǎo)管介入治療遠期療效不甚理想的重要原因。缺氧腫瘤細胞已成為肝癌介入栓塞治療后亟待解決的靶點。替拉扎明（tirapazamine）是一種具有選擇性缺氧細胞毒性的生物還原劑，是目前靶向缺氧腫瘤細胞的主導(dǎo)藥物［4］。TACE聯(lián)合替拉扎明治療肝癌有望實現(xiàn)協(xié)同抗腫瘤作用。

1 TACE治療肝癌的原理與不足

肝臟與肝癌病變的血流供應(yīng)特點為TACE治療肝癌提供理論基礎(chǔ)。正常肝組織血供75%以上來源于門靜脈，而肝癌病灶血供90%以上來源于肝動脈。介入栓塞通過阻斷肝癌供養(yǎng)血管，誘導(dǎo)腫瘤局部缺血缺氧繼而腫瘤壞死，達到控制腫瘤的目的；化療栓塞和內(nèi)照射栓塞可導(dǎo)致更為廣泛的腫瘤壞死［5］。以栓塞為基礎(chǔ)的經(jīng)導(dǎo)管介入治療技術(shù)已成為不可切除性肝癌的主要治療方法。

然而，近年來的研究對經(jīng)動脈栓塞治療肝癌的療效提出了質(zhì)疑。研究發(fā)現(xiàn)缺氧程度和持續(xù)時間的不同會對腫瘤細胞產(chǎn)生截然不同的影響。劇烈或持續(xù)的缺氧誘導(dǎo)細胞死亡；而輕度或短暫的缺氧可能導(dǎo)致細胞產(chǎn)生一系列適應(yīng)性反應(yīng)，如激活調(diào)控細胞存活、糖代謝轉(zhuǎn)換、血管生成、浸潤轉(zhuǎn)移及耐藥等方面的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，從而避免缺氧誘導(dǎo)性死亡甚至獲得更高程度的惡性表型［6］。介入栓塞治療肝癌的目的是阻斷腫瘤血液供應(yīng)，但是，由于肝癌血供的復(fù)雜性以及介入栓塞技術(shù)的局限性，可能無法完全栓塞腫瘤供養(yǎng)血管，這使得栓塞在導(dǎo)致部分腫瘤細胞急劇缺血缺氧而壞死的同時，還引起部分腫瘤細胞由于血供減少而處于一種相對缺氧狀態(tài)。有研究證實介入栓塞后殘存的肝癌細胞可對缺氧產(chǎn)生應(yīng)答，進而改變腫瘤生物學(xué)進程，如將細胞糖代謝途徑由有氧氧化轉(zhuǎn)換為無氧醇解［7］和激活腫瘤血管生成［8］。另外，研究還表明這些殘存的缺氧腫瘤細胞很可能會對常規(guī)化療藥物（如阿霉素、順鉑等）和內(nèi)照射物質(zhì)（如釔90、碘131等）具有抵制性［9］。這可能是肝癌經(jīng)導(dǎo)管介入治療后腫瘤復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移的原因之一。所以，靶向缺氧細胞治療對提高肝癌介入栓塞療效具有重要價值。

2 替拉扎明靶向缺氧細胞治療機制及現(xiàn)狀

研究發(fā)現(xiàn)大部分實體腫瘤細胞的含氧量低于正常組織細胞，這些缺氧的腫瘤細胞對常規(guī)化療藥物和放療不敏感，成為實體腫瘤治療的挑戰(zhàn)［10-11］。常氧條件下，輻射產(chǎn)生的自由基與氧結(jié)合造成DNA損傷；而缺氧條件下，輻射產(chǎn)生的自由基不能與氧結(jié)合而被細胞內(nèi)非蛋白巰基的氫還原，這可能是缺氧腫瘤細胞對放療耐受的原因之一［12］。化療主要作用于增殖速度快的常氧腫瘤細胞，而缺氧腫瘤細胞增殖速度較慢，同時這些缺氧細胞遠離功能血管，位于非功能血管附近，使得化療藥物很難灌注到這些部位，這可能解釋了缺氧細胞對化療耐受的原因［11］。然而，缺氧細胞的存在也為腫瘤靶向治療提供了機會。

替拉扎明的藥理機制是在缺氧狀態(tài)下，替拉扎明被細胞還原酶還原成為高度活性自由基，后者通過脫氫作用氧化細胞內(nèi)分子，誘導(dǎo)雙鏈和單鏈DNA斷裂，以及染色體斷裂，從而導(dǎo)致細胞死亡，隨后替拉扎明自由基逐步獲得電子形成無活性的代謝產(chǎn)物SR4317和SR4330；而在常氧狀態(tài)下，替拉扎明自由基被氧化重新形成替拉扎明，同時伴有毒性很低的超氧自由基的產(chǎn)生［4］。替拉扎明對腫瘤的作用強烈依賴于氧合水平，缺氧條件正是該反應(yīng)的重要決定因素［13］。替拉扎明通過選擇性地殺死腫瘤中的缺氧細胞，可以增強放療的抗腫瘤作用，也可以提高化療藥物的抗癌活性［11］。

體外細胞實驗顯示：在放療前1 h，對黑素瘤細胞系給予替拉扎明，能夠抑制腫瘤的生長［14］；對人宮頸癌細胞（Hela）給予替拉扎明，會產(chǎn)生生長抑制的作用，而替拉扎明聯(lián)合磷脂酰肌醇-3激酶抑制劑可以顯著增強這種抑制作用［15］；另外，替拉扎明對人卵巢癌細胞株也有抑制作用，替拉扎明聯(lián)合磷脂酰肌醇-3激酶抑制劑同樣顯著增強對人卵巢癌細胞株的抑制作用［16］；在對人腦膠質(zhì)瘤細胞系U251細胞的研究顯示，替拉扎明對乏氧的U251細胞有細胞毒性作用，而且替拉扎明與順鉑聯(lián)合用藥可以使毒性更強［17］。

臨床Ⅰ期試驗：在非小細胞肺癌（NSCLC）治療中，替拉扎明已被證實可增加單藥順鉑治療NSCLC的活性［11］；在局限期小細胞肺癌（LSCLC）治療中，替拉扎明可以提高患者生存率［18］；在晚期頭頸癌治療中，聯(lián)合應(yīng)用替拉扎明、順鉑和放療產(chǎn)生了非常良好和持久的臨床反應(yīng)［19］；在局部宮頸癌的治療中，替拉扎明聯(lián)合順鉑和放療獲得了理想的效果［18］。

臨床Ⅱ期試驗：非小細胞肺癌試驗表明，替拉扎明可以安全添加到順鉑中，且有效提高了反應(yīng)率和生存期［11］；在非小細胞肺癌治療中，替拉扎明聯(lián)合胸段放療治療是有效的，值得進一步探索［18-20］；在局部晚期頭頸癌患者中，替拉扎明、順鉑聯(lián)合放療的 效果優(yōu) 于 順鉑、5-氟 尿 嘧 啶 聯(lián) 合 放 療［11，18］；在晚期宮頸癌、轉(zhuǎn)移性黑素瘤、復(fù)發(fā)性卵巢癌、原發(fā)性腹膜癌治療中，替拉扎明聯(lián)合順鉑的方案也獲得了不錯的效果［11］。

臨床Ⅲ期試驗：在晚期非小細胞肺癌患者中，替拉扎明聯(lián)合順鉑治療比單純應(yīng)用順鉑治療更有利于生存［21］。但是，在比較順鉑-替拉扎明和順鉑-依托泊苷的研究中，未能證明使用替拉扎明替代依托泊苷在進展時間和生存率方面有任何益處，而且在卡鉑和紫杉醇方案中添加替拉扎明也沒有改善進展時間和生存率，卻顯著增加了卡鉑和紫杉醇方案的毒性［11］；頭頸癌治療中，在放療和順鉑方案中添加替拉扎明并不能提高患者總生存期［11，22］；在局部進展期宮頸癌治療中，標準順鉑放化療聯(lián)合替拉扎明，也未能提高總生存期［23］。綜上，就目前結(jié)果來看，臨床Ⅲ期試驗大部分結(jié)果為陰性。

替拉扎明臨床試驗出現(xiàn)陰性結(jié)果的原因很可能是腫瘤內(nèi)缺乏足夠的缺氧細胞群體。Siim等［13］通過多種鼠源及人源腫瘤移植瘤動物模型實驗發(fā)現(xiàn)，替拉扎明誘導(dǎo)的DNA損傷在不同類型腫瘤之間存在很大的差異，而這種差異性主要歸因于不同類型腫瘤之間氧合狀態(tài)的差別，即腫瘤缺氧程度是影響替拉扎明細胞毒性的主要因素。另外，Durand等［24］通過球形細胞體外實驗及動物體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn)替拉扎明在腫瘤中心區(qū)域活性最小，他們認為替拉扎明在達到缺氧的腫瘤中心之前可能已被還原而失活。因此，Marcu等［4］總結(jié)，替拉扎明是一種有效的靶向缺氧腫瘤細胞的細胞毒劑，然而由于某些腫瘤缺乏足夠多的缺氧細胞群體以致預(yù)期的藥物毒性效應(yīng)未能有效發(fā)揮。這可能解釋了為什么單獨應(yīng)用替拉扎明抗腫瘤效果不明顯。

3 TACE聯(lián)合替拉扎明治療肝癌的可行性與潛在問題

在肝癌介入治療領(lǐng)域，替拉扎明與TACE聯(lián)合治療有望實現(xiàn)更為有效的協(xié)同抗腫瘤作用。首先，替拉扎明可以彌補介入栓塞治療的缺陷，肝癌介入栓塞治療后殘存腫瘤缺氧及缺氧細胞對放化療抵制是目前經(jīng)導(dǎo)管介入技術(shù)自身所造成而又難以解決的問題，但這些缺氧細胞的存在恰好是替拉扎明所期待的藥理環(huán)境，替拉扎明很可能將肝癌介入栓塞后產(chǎn)生的腫瘤缺氧細胞由治療難題轉(zhuǎn)變?yōu)橹委焹?yōu)勢。其次，經(jīng)導(dǎo)管介入技術(shù)有助于發(fā)揮替拉扎明的缺氧細胞毒效應(yīng)，一方面經(jīng)導(dǎo)管動脈內(nèi)給藥聯(lián)合腫瘤血管栓塞，可以提高腫瘤內(nèi)藥物濃度及其向缺氧區(qū)腫瘤細胞的滲透力［25］；另一方面經(jīng)導(dǎo)管技術(shù)不但能實現(xiàn)先灌注藥物，再栓塞腫瘤血管的經(jīng)典化療栓塞方案，也可以通過制備替拉扎明藥物栓塞微球，控制栓塞治療過程中藥物釋放的時間和劑量，實現(xiàn)優(yōu)化聯(lián)合治療方案［26-27］。

TACE聯(lián)合替拉扎明治療肝癌在動物實驗中展示了較好結(jié)果。Sonoda等［28］評估替拉扎明聯(lián)合明膠微球治療對兔肝腫瘤的效果。實驗采用兔VX2肝腫瘤模型，將20只荷瘤兔隨機分為四組，分別接受0.9%NaCl溶液肝動脈內(nèi)注射、明膠微球經(jīng)肝動脈栓塞、替拉扎明腹腔注射（300 mg/m2）、明膠微球經(jīng)肝動脈栓塞聯(lián)合替拉扎明腹腔注射處理。治療后7 d通過MRI成像比較肝腫瘤體積生長率，結(jié)果顯示0.9%NaCl溶液組、明膠微球組、替拉扎明組和明膠微球聯(lián)合替拉扎明組的腫瘤生長率分別為519.15%、279.24%、369.78%和119.87%，聯(lián)合治療組顯著低于其他組。該研究表明替拉扎明聯(lián)合明膠微球可增強替拉扎明的抗腫瘤作用，TACE聯(lián)合替拉扎明可能為肝癌患者提供一種新的治療策略。

Lin等［29］利用乙型肝炎病毒X蛋白（hepatitis B virus X protein，HBx）轉(zhuǎn)基因小鼠（一種自發(fā)性HCC小鼠模型）探究替拉扎明是否增強肝動脈結(jié)扎（模擬介入栓塞）對HBx轉(zhuǎn)基因小鼠肝腫瘤的殺傷作用。該研究證明了HBx轉(zhuǎn)基因小鼠模型中肝腫瘤完全由肝動脈供血，并且通過劑量遞增試驗確定了3 mg/kg替拉扎明的劑量來評價治療的效果。首先，該研究采用隨機對照試驗，將HBx轉(zhuǎn)基因小鼠肝細胞肝癌模型通過尾靜脈分別注射0.9%NaCl溶液、多柔比星（10 mg/kg）、T替拉扎明（3 mg/kg），再行肝動脈結(jié)扎。治療后第1和第7天對小鼠進行相關(guān)檢測，結(jié)果顯示替拉扎明-肝動脈結(jié)扎組和多柔比星-肝動脈結(jié)扎組腫瘤壞死率分別為98.2%和1.67%，替拉扎明-肝動脈結(jié)扎治療組顯著高于多柔比星-肝動脈結(jié)扎治療組。研究者進一步將HBx轉(zhuǎn)基因小鼠隨機分為三組，分別給予短暫結(jié)扎肝總動脈、替拉扎明（3 mg/kg）、替拉扎明-肝總動脈結(jié)扎處理，病理學(xué)結(jié)果顯示，只有替拉扎明-肝總動脈結(jié)扎治療的小鼠HCC壞死大約為99%，而另外兩組HCC中均未發(fā)現(xiàn)壞死改變。該研究表明，替拉扎明可以顯著增強肝動脈結(jié)扎對HBx轉(zhuǎn)基因小鼠肝腫瘤的殺傷作用，并且替拉扎明靶向殺傷肝動脈結(jié)扎后的腫瘤缺氧細胞，不會殺傷正常組織的缺氧細胞，替拉扎明與肝動脈結(jié)扎聯(lián)合治療表現(xiàn)出協(xié)同作用。這項臨床前研究為肝癌替拉扎明-TACE治療方案的臨床規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。

目前，替拉扎明聯(lián)合介入栓塞治療肝細胞癌的Ⅰ期臨床試驗已完成，結(jié)果顯示采用經(jīng)肝動脈灌注替拉扎明（5、10、20 mg/m2遞增劑量）后再行肝動脈栓塞的聯(lián)合治療是安全、有效的（67%完全反應(yīng)率）［30］。而比較其與傳統(tǒng)肝動脈化療栓塞在中期肝細胞癌的有效性和安全性的多中心、隨機、對照、開放的Ⅱ期臨床試驗正在進行之中。

然而，替拉扎明聯(lián)合介入栓塞治療肝癌也潛在問題。比如替拉扎明在亞致死性缺氧條件下就可以被激活，這就造成替拉扎明可能在含氧不足的正常組織中引起毒性反應(yīng)［20］。與替拉扎明相關(guān)的毒性反應(yīng)包括惡心嘔吐、腹瀉、體重減輕、皮疹、肌肉痙攣、耳鳴、急性可逆性聽力喪失、視力障礙、心臟缺血和短暫的意識喪失等。替拉扎明的毒性反應(yīng)，尤其是耳毒性，是劑量依賴性的，通常與血漿中替拉扎明的峰值濃度有關(guān)，所以替拉扎明的使用有嚴格的劑量限制，而且不同條件下的劑量限值又有不同，這就使得替拉扎明既要達到靶向殺傷作用又要避免毒性副作用面產(chǎn)生了兩難的局面［31］。除此之外，替拉扎明還被證明具有血管破壞的特性，這可能有效地限制其進一步滲透到腫瘤缺氧區(qū)域，難以發(fā)揮其靶向殺傷作用。替拉扎明的體外研究表明，雖然該藥物在缺氧條件下對細胞有很強的殺傷作用，但臨床試驗沒有顯示替拉扎明作為單一藥物的顯著活性。在體內(nèi)，替拉扎明對缺氧腫瘤細胞的優(yōu)先活性約為3倍，遠低于體外常見的50-500因子［24］。Ⅲ期臨床試驗中，導(dǎo)致令人失望的結(jié)果的因素之一可能是替拉扎明只對那些缺氧腫瘤細胞數(shù)量眾多的患者有益。另外，人類肝細胞癌經(jīng)常與肝硬化共存，這就限制了替拉扎明靶向缺氧細胞的毒性作用，因為有充分證據(jù)表明，肝硬化時肝臟的血液供應(yīng)由肝動脈和門靜脈共同提供，動脈栓塞不能實現(xiàn)足夠的缺氧條件來激活肝硬化肝癌組織中的替拉扎明；此外，大多數(shù)中間階段的肝腫瘤通常在其主要腫瘤周圍生長有幾顆衛(wèi)星腫瘤，這些小的衛(wèi)星腫瘤也可以通過門靜脈灌注，所以也能抵抗TACE或替拉扎明與TACE的聯(lián)合治療［29］。上述因素可能對替拉扎明靶向缺氧細胞毒性作用的分析造成了一定影響。但是替拉扎明依然對肝癌治療有重大意義，替拉扎明聯(lián)合TACE聯(lián)合治療依然值得進一步深入研究。

肝癌TACE術(shù)后殘存的缺氧腫瘤細胞可能是導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)的原因之一，但這些缺氧腫瘤細胞也為靶向缺氧治療提供了可能。替拉扎明作為一種靶向缺氧細胞毒性藥物可彌補介入栓塞治療的不足，兩者聯(lián)合可能為肝癌綜合介入治療提供新的治療策略。