沙利度胺抗腫瘤機制基礎研究分析

莊偉霞 陳莉 王謀鋒 江麗 余慧玲

沙利度胺波折的藥物發展史源于藥物本身獨特的結構和仍在探索的藥理效應。從臭名昭著的致畸劑到免疫調節劑、抗炎藥物等的華麗轉身,沙利度胺顯示了強大而多效的藥理效應。本文以CNKI 為數據庫,搜索1995～2021 年所有有關“沙利度胺、抗腫瘤”詞條的研究性文獻,排除綜述、會議文章、論著、共識、Meta 分析、同一項目組相似研究論文等,最終獲取82 篇高質量基礎研究性論文。根據獲取的文章數據,在中國有關于沙利度胺抗腫瘤機制的研究在2008 年和2011 年達到高峰,分別為12 篇、11 篇。見圖1。聚焦領域前五分別是血液系統腫瘤、肝癌、肺癌、婦科腫瘤、胃癌。見圖2。本研究以沙利度胺在不同部位腫瘤的基礎研究為線索,分析并探尋其抗腫瘤可能的各種路徑和機制,以期為后續研究提供理論依據。

圖1 沙利度胺在中國的抗腫瘤作用機制研究

圖2 不同部位機理研究的占比

1 血液系統腫瘤

骨髓增殖性腫瘤、多發性骨髓瘤、白血病、骨髓增生異常綜合征等都是較為經常碰到的血液系統腫瘤。腫瘤細胞增殖與生長或許與Notch 信號傳導途徑參與有關聯,楊啊晶［1］模擬骨髓微環境,通過實驗發現左旋沙利度胺對骨髓瘤U266 細胞的生長具有抑制作用,也會使其凋亡,在這種情況下,Notch 基因表達處于上調狀態。而人骨髓成纖維樣基質細胞(human bone marrow fibroblastoid stromal cell line,HFCL)也抑制細胞生長,但對凋亡和Notch 不影響。說明Notch 信號傳導在不同細胞類型表現是有差異的。在抑制U266細胞增殖過程,Notch 基因表達增加說明Notch 信號傳導對凋亡有促進作用,進一步證實沙利度胺的抗腫瘤作用。為了研究沙利度胺的體內抗瘤作用及作用機制,盧潔［2］以三氧化二砷(arsenic trioxide,ATO)和沙利度胺單用及聯用方式治療人骨髓增生異常綜合征(myelodysplastic syndrome,MDS)荷瘤小鼠。實驗表明,沙利度胺在蛋白質和基因水平上在體內誘導細胞凋亡的機制可能是通過參與兩條重要信號途徑得以實現:一是通過線粒體介導的、Caspase 依賴的細胞內凋亡,線粒體是ATO 誘導細胞凋亡的重要作用靶點(涉及Caspaseg9,7,6,3,以及Smac/DIABLO,凋亡蛋白抑制因子cIAP 蛋白和Survivin；而不是Caspase8)。二是通過核因子NF-κB(涉及NF-κB 及其抑制因子IκB-ɑ 和轉錄調節因子AP1、SP1 的重要作用)。

JAK2V617F 的突變存在于骨髓增殖性腫瘤(MPN)中。吳小謝等［3］通過研究指出干擾素聯合沙利度胺對紅白血病細胞株(HEL)的增殖具有抑制作用,同時也會誘其凋亡,但是在影響JAK2V617F 突變基因的表達上作用并不明顯。他們指出,抗腫瘤的作用并不是通過沙利度胺下調JAK2V617F 突變基因表達產生的。B7-1 分子在多發性骨髓瘤免疫逃逸機制有著顯著的影響。楊云等［4］通過實驗發現在骨髓瘤細胞或者患者骨髓細胞中缺乏B7-1 分子,或者B7-1 分子表達不顯著。由此認為沙利度胺或許可以上調B7-1 分子表達,從而實現抗腫瘤免疫效果。李娟等［5］的研究豐富了沙利度胺作用機制。她們發現沙利度胺可以減少難治、復發多發性骨髓瘤(MM)患者骨髓微環境白細胞介素(IL)-1β mRNA、IL-6 mRNA、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)mRNA 的表達。同時,還探索通過沙利度胺聯合單克隆抗體利妥昔單抗來研究沙利度胺對骨髓瘤瘤細胞CD20抗原表達是否有促進作用。吳廣銀等［6］通過研究發現沙利度胺可以下調TNF-α 表達,從而對腫瘤血管起到抑制作用。另有許多醫學研究團隊多是從血管內皮生長因子(VEGF)為效應指標切入,證明沙利度胺單用或聯合其他藥物具有抑制作用。見表1。

表1 沙利度胺對血液系統腫瘤作用機制的研究

2 肝癌

晚期肝癌的有效治療路徑仍在探索中。時下肝癌治療路徑多嘗試合并用藥和個體化精準用藥,利用藥物不同機制與作用差異互補,企圖在新的組合中找到更為有效并能應用到臨床的方案。國內學者研究抗肝癌機制多采用沙利度胺聯合其他藥物,比如沙利度胺與一線化療藥如平陽霉素、5-氟尿嘧啶(5-FU)、阿霉素、表阿霉素等協同抗腫瘤機制研究［14-22］。見表2。也有部分學者采取沙利度胺單藥研究,從不同方面進行佐證［23］。錢洪［15］從體內外證實沙利度胺的抗腫瘤作用。劉業卿［14］則是利用影像學原理直接監測沙利度胺在肝癌方面的療效。他們的研究表明沙利度胺可使生長迅速的腫瘤的血管密度顯著降低,存活瘤細胞層的厚度顯著降低。但與之相關的應用99mTc-HL91 乏氧顯像劑的適用性及其最佳條件問題,仍有待進一步試驗敲定。裴正浩［18］的相關研究顯示沙利度胺可有效抑制骨橋蛋白基因的表達。王喜安等［20］的研究則有其他的結論。他們在移植性肝癌(HAC)小鼠腹腔注射環磷酰胺,發現抑瘤率雖高達 83.8%,但對腫瘤組織微血管密度(MVD)無絲毫影響。化療藥治療過程常出現耐藥,這可能與其僅殺傷腫瘤細胞,而無抗腫瘤血管生長作用以致腫瘤復發有關。另一對照組沙利度胺灌胃給藥,不單抑瘤率具備差異統計學意義,而且小鼠MVD 降低。這一實驗設計結果和相關研究結果相吻合,提示聯合沙利度胺與細胞毒類藥物起到較好的治療效果。

表2 沙利度胺對肝癌的作用機制研究

3 胃癌

李鈞［24］在他的博士學位論文中對沙利度胺單藥或聯用5-FU 后MGC-803 細胞的增殖情況、影響及其凋亡因素等進行了研究。研究結果顯示,兩藥聯用能明顯增強細胞的抑制和凋亡作用,同時出現過氧化物酶體增殖物激活受體-γ(PPAR-γ)表達增加與B 淋巴細胞瘤-2 基因(Bcl-2) 表達減少的現象。趙丹等［25］研究顯示,低劑量替尼泊苷(VM-26)合并沙利度胺,一是抑制人胃癌BGC-823 裸鼠移植瘤變大；二是限制新生血管重塑,且沒有致骨髓的造血功能異常等副作用。李慧［26］在裸鼠種植人胃癌模型中證實了沙利度胺可使PPAR-γ、caspase-8 表達逐漸增強,Bcl-2 表達減少。叢風云［27］發現沙利度胺高劑量時［30 mg/(kg·d)］抑制腫瘤周圍淋巴血管生長和淋巴結進一步轉移,但對腫瘤生長無影響。

4 肺癌

徐小峰等［28］準備5 組不同濃度的沙利度胺,并將其用于人肺腺癌細胞A549 細胞,經過實驗發現VEGF、VEGF-C mRNA 和蛋白水平的表達均呈現降低趨勢。湯小梅［29］通過把沙利度胺、順鉑(DDP)二者聯合起來使用,發現聯合使用對A549 細胞的增殖具有顯著的抑制作用,并且當順鉑的濃度≥0.5 mg/L時,還會呈現疊加效果。許陽［30］發現沙利度胺與埃克替尼的聯合使用,對肺癌細胞株 PC9 細胞表皮生長因子受體(EGFR)和 VEGF 通路信號轉導均產生抑制作用。同時指出,這兩者的聯合使用還可遏制PC9 細胞的遷移能力。張依［31］通過實驗發現沙利度胺阻滯細胞生長并誘導凋亡發生在G1 期,并且該作用與濃度-時間具有相關關系。結果顯示VEGF 與 HIF-1α、和NF-κB 呈正相關,與VEGF 和 組織金屬蛋白酶抑制因子-3(TIMP-3)、基質金屬蛋白酶-1(MMP-1)呈負相關。該實驗還聯合依托泊苷證實了序貫用藥的意義,先依托泊苷后沙利度胺的用藥方案抑制效果明顯優于先沙利度胺后依托泊苷方案。黃海寧等［32］通過 RNA 干擾及慢病毒感染法構建穩定敲低Cereblon 蛋白(CRBN)的 A549 細胞株(A549CRBN),實驗表明當沙利度胺的濃度為100 μmol/L 時,顯著抑制細胞遷移；CRBN 低表達時,不僅A549CRBN細胞遷移能力明顯下降,而且其N-cadherin 和vimen-tin mRNA 表達水平也顯著降低。這也許與沙利度胺通過CRBN 依賴方式(圖3)來抑制N-cadherin 與vimentin 表達有關。

圖3 沙利度胺通過CRBN 依賴方式抑制N-cadherin 與Vimentin 表達

5 討論

綜上所述,文中各項基礎實驗從各個角度、各種信號轉導途徑探索沙利度胺抗腫瘤作用。這些作用機制集中體現在：①通過上調或者下調諸如IFN-γ、TNF-α、T 淋巴細胞、IL-10 等免疫表達因子發揮作用,達到促凋亡的效應［33,34］；②通過對VEGF、BEGF 等產生抑制作用［35］、對缺氧誘導因子轉錄和表達進行阻止或對環氧化酶-2(COX-2) 表達進行下調等方式來發揮抗腫瘤血管生成的作用［36］；③與化療藥物或酪氨酸激酶抑制劑(TKI)或靶向免疫治療藥物一起使用,產生疊加效果,更有甚者會扭轉耐藥性；④體現在增強放射治療療效層面。涉及機制理論除了傳統的血管生成抑制理論、促凋亡因子、免疫調控等［37-39］,也拓展了部分領域研究比如基因代謝方面、耐藥方面、聯合用藥順序、合并中國傳統草藥、放射療法等［35,40］。說明有關沙利度胺的抗腫瘤機制研究已經從經典的抗血管生成途徑和促凋亡途徑轉向更細微、更多元化的領域。比如Xia 等［41］最新的研究顯示對于非小細胞肺癌(NSCLC),沙利度胺可通過FGD5-AS1/miR-454-3p/ZEB1 軸介導的VEGFA 表達抑制和PD-1/PD-的調控L1檢查點來抑制NSCLC 血管生成和免疫逃逸。這些既豐富了沙利度胺抗腫瘤藥理機制理論,也為其臨床用藥提供新的思路。

其次不同的腫瘤部位,沙利度胺發揮的作用及途徑不盡相同。沙利度胺在血液系統腫瘤中應用可能與腫瘤血管生成,與Notch 信號轉導途徑、線粒體介導的Caspase 依賴的細胞內凋亡途徑有關,效應指標VEGF上調,TNF-α 下調。同時可能由于腫瘤類型自身的特點,沙利度胺亦在免疫逃逸和腫瘤微環境等方面發揮影響。在肝癌方面應用沙利度胺抗腫瘤機制研中常以HepG2 細胞作為研究,效應指標多以MVD 體現,且以聯合化療藥物治療為主。在抗胃癌機制研究中顯示高劑量沙利度胺［30 mg/(kg·d)］雖無法抑制腫瘤生長,卻可抑制腫瘤淋巴血管生長,阻礙淋巴結轉移,提示高劑量沙利度胺可能在腫瘤間血管方面的抑制作用大于對實體瘤本身的作用。在抗肺癌的基礎研究,發現沙利度胺作用點主要在細胞周期G1期,且與依托泊苷存在序貫用藥的意義。CRBN 既是沙利度胺致畸的重要靶點,也是沙利度胺的結合蛋白。沙利度胺很可能通過CRBN 抑制腫瘤細胞的遷移。

本文通過對中國近二三十年有關沙利度胺在抗腫瘤效應方面的機制基礎研究,總結分析了沙利度胺在常應用腫瘤部位領域機制研究情況,包括細胞類型、研究模型、研究方法、生物效應指標、可能涉及的機制理論,初步比較分析不同腫瘤部位基礎研究的異同點,為沙利度胺在抗腫瘤方面的進一步應用提供理論基礎［42］。當然受限于各方面因素,本研究依然存在諸多不足,如針對某一部位腫瘤沙利度胺協同抗腫瘤效應的具體通路和作用靶點等問題亟需各位同仁共同努力解決。