順鉑治療鼻咽癌耐藥機制與逆轉策略研究進展*

韓蜜,伍夢玲,龍遠雄,鄧桂明

(1.湖南省腫瘤醫院藥學部,長沙 410013;2.湖南中醫藥大學第一附屬醫院科研部,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,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,首發癥狀缺乏特異性,大部分患者初診時病情已進入中晚期(Ⅲ期和Ⅳ期)[4],且部分已發生轉移[5]。臨床上鼻咽癌治療采用放射治療(放療)為主,對于中晚期、復發性及轉移性鼻咽癌的治療,單純放療效果不佳。2021年《中國臨床腫瘤學會(CSCO)鼻咽癌診療指南》繼續推薦將誘導化學治療(化療)加同期放化療作為Ⅲ或ⅣA期鼻咽癌的治療模式[6],對于復發性及轉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耐藥的復發性或轉移性鼻咽癌患者,缺乏標準的挽救治療方案,臨床上通常選擇一線未使用的藥物進行治療。至于免疫療法,雖然國家藥品監督管理局已批準特瑞普利單抗用于二線以上系統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期研究結果公布[6]。

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

1 鼻咽癌化療中的順鉑耐藥機制

1.1腫瘤細胞DNA損傷自我修復能力增加 順鉑與鼻咽癌細胞DNA結合,形成復合物,造成DNA損傷,抑制其轉錄和復制,但部分損傷的DNA被修復,使已遭到破壞的鼻咽癌細胞繼續存活。研究發現,DNA修復能力缺乏的細胞相比修復能力活躍的細胞,其對順鉑的治療更加敏感。核酸剪切修復(nucleotide excision repair,NER)是腫瘤細胞修復鉑類造成 DNA 破壞的主要途徑,核苷酸切除修復交叉互補基因1(excision repair cross-complementary gene 1,ERCC1)是NER復合物的主要成分[11],ERCC1是核酸切除修復家族中重要的基因,具有識別DNA鏈損傷、切割的雙重功能,其表達量可直接影響 DNA修復的生理過程[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DNA修復[13]。因此,ERCC1的表達量增加可以使NER通路活性增強,最終使順鉑破壞的DNA修復能力增強,腫瘤細胞產生耐藥,只有腫瘤組織中ERCC1低表達的患者可以從鉑類藥物中獲益[14]。研究顯示,ERCC1基因表達異常可能影響鼻咽癌患者使用順鉑的療效,其蛋白的表達可以影響基因的改變,鼻咽癌患者中ERCC1表達增加者,生存率低,對順鉑耐藥性增加[15]。除了上面提到的 NER,與順鉑耐藥相關的DNA修復通路還有堿基切除修復(base excision repair,BER),X射線交錯互補修復基因1(X-ray repair cross-complementing gene 1,XRCC1)是該通路中的重要蛋白,改變蛋白的多態性可改變修復酶的結構從而影響其腫瘤易感性。XRCC1在BER 通路修復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合,作用于順鉑所導致的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,發揮修復作用,目前已發現XRCC1的突變,例如rs25487(R399Q),該突變可以導致XRCC1介導的DNA修復能力下降,從而對順鉑更加敏感。XRCC1的多態性與鼻咽癌關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,發現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散進入細胞,細胞對順鉑的攝取與其濃度呈正比[17]。研究表明,順鉑進入細胞還有其他攝取方式,最有可能的候選者為銅轉運蛋白CTR1 和CTR2,以及有機陽離子轉運蛋白OCT2,這些跨膜蛋白的下調與鉑類藥物的耐藥性有關[18-19]。銅代謝途徑參與順鉑的攝取和排除,CTR1蛋白通過調節細胞內銅穩態而發揮作用,這一結論最初在酵母中發現。ISHIDA等[20]使用誘變篩選,明確CTR1是酵母中順鉑的攝取轉運蛋白,在mCTR1等位基因缺失的小鼠細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,調節銅/順鉑的儲存,使得銅/順鉑的轉運能力減弱[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胞恢復對順鉑的敏感度,腫瘤患者重新接受順鉑化療。OCT2蛋白是有機陽離子轉運蛋白,是一種多特異性轉運蛋白,能將鉑化合物轉運至細胞內[23]。此外,另一種順鉑結合蛋白即抗氧化蛋白 (Atox1),也與順鉑耐藥相關。Atox1是一種由68個氨基酸組成的可溶性蛋白質,通過直接與C端相互作用來獲取銅,Atox1缺失導致對順鉑的耐藥性增加[24]。

1.3藥物排除增加 造成鉑類藥物胞內累積降低其中一種重要機制是在藥物到達細胞內靶點之前被主動泵出。順鉑從細胞中排除是通過膜轉運蛋白進行,主要由ATP驅動泵所導致。ATP水解釋放能量,為膜轉運蛋白提供能源,將藥物排出細胞。P-糖蛋白(P-gp,ABCB1)是 ATP結合盒 (ABC)轉運蛋白,當過表達時,可介導順鉑偶聯物的外排,從而減少藥物在細胞內蓄積,鼻咽癌細胞對順鉑產生耐藥[25]。ABC轉運蛋白還包括多藥耐藥蛋白 (MRPs)、MRP1、MRP2、MRP3 和 MRP5,MRP不僅定位于細胞膜上,還存在于高爾基濾泡處及內質網,可將細胞內藥物隔離,使藥物不能與靶點結合,從而產生耐藥[26]。有學者研究發現,在順鉑耐藥的鼻咽癌細胞中,MRP表達水平上調。

1.4藥物被內源性硫醇分子滅活 腫瘤細胞內過表達的含硫生物分子,如谷胱甘肽(GSH)和金屬硫蛋白(MT)等與順鉑具有很高的反應活性,這些富含半胱氨酸的低分子量蛋白質通過硫醇基團與順鉑結合,形成加合物,發生解毒作用使藥物在細胞內失活[27]。這一類別硫醇分子的過度表達,使順鉑在細胞質內的蛋白結合增加,從而減少順鉑到達細胞核。谷胱甘肽是一種三肽硫醇分子(谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸),其作用是維持細胞生物功能,在細胞內與順鉑的解毒和清除有關,通過谷胱甘肽巰基轉移酶1,形成Pt2+-GSH復合物,使得順鉑更容易被MRP2泵出細胞。有學者研究,順鉑能誘導鼻咽癌干細胞CNE-2增加谷胱甘肽、超氧化物歧化酶(SOD)的活性,CNE-2抗氧化應激能力增強,從而導致對順鉑的耐藥。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)等結合,調節細胞內金屬穩態以及細胞內重金屬解毒[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,使藥物沒有到達細胞核即被清除,導致順鉑耐藥,另一方面,使用順鉑治療也會相應導致MT的表達增加。

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

1.6外泌體與化療耐藥 腫瘤微環境中的外泌體在腫瘤細胞增殖、轉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胞產生耐藥,其機制主要是在耐藥細胞與敏感細胞之間進行信號傳遞,在鼻咽癌中,外泌體通過向靶細胞遞送生物分子(如非編碼RNA和蛋白質)[38],操縱腫瘤微環境,鼻咽癌耐藥細胞內的外泌體可誘導敏感細胞對順鉑產生耐藥[39]。LI等[40]研究發現,順鉑耐藥CNE1細胞含有外泌體miR-106a-5p,將信號傳遞給順鉑敏感的CNE1細胞,miR-106a-5p與ARNT2的3'UTR結合,ARNT2的下調增加了AKT磷酸化,證實miR-106a-5p通過調節ARNT2 /AKT抑制鼻咽癌細胞凋亡,促進順鉑耐藥性。

2 逆轉鼻咽癌順鉑耐藥的策略

2.1西藥逆轉耐藥 體外試驗證明,藥物能逆轉鼻咽癌細胞順鉑耐藥。YIN等[41]發現氯喹能降低HNE-1/DDP細胞中P-gp、ABCB1、ABCC1的表達水平,與順鉑聯合應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、塞來昔布及兩者聯合處理鼻咽癌TW03細胞、TW03/DDP細胞和TW03/DDP-siRNA細胞,結果順鉑與塞來昔布聯合應用在誘導TW03細胞和TW03/DDP細胞凋亡方面具有協同作用。SUN等[43]用300 Gy射線照射人鼻咽癌CNE-1細胞,然后用順鉑、二甲雙胍及兩者聯合處理。結果表明,單藥二甲雙胍能夠抑制受照射的CNE-1細胞的生長并誘導其凋亡,與順鉑有協同作用;此外,二甲雙胍可下調PECAM -1,而PECAM -1可以調節多藥耐藥相關蛋白(MRPs )的表達。PPAR-γ激動劑羅格列酮對人鼻咽癌CNE-1/DDP細胞順鉑耐藥性有逆轉作用,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表達有關[44]。

2.2中藥活性成分逆轉耐藥 目前,中藥抗腫瘤多藥耐藥是眾多學者專家研究的主流。我國中醫藥資源豐富,從中尋找低毒高效的耐藥逆轉劑具有相當大的潛力。近年來,隨著提取與分離技術的逐漸成熟,中藥活性成分逐漸成為有效的細胞毒性藥物耐藥的逆轉劑。WEI等[45]研究設計合成8種含噻吩基團的苦參堿衍生物,并分別檢測8種化合物對鼻咽癌細胞和順鉑耐藥的鼻咽癌細胞 (CNE-2/DDP)的細胞毒性和初步協同作用,其中化合物3f通過下調抗凋亡蛋白Bcl-w對CNE-2/DDP細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信號轉導途徑誘導CNE-2凋亡,對耐順鉑人鼻咽癌細胞有著顯著逆轉作用[46]。異長春花堿屬于長春堿類阻止細胞分裂的細胞周期特異性抗腫瘤藥物,可逆轉CNE-2/DDP細胞對順鉑的耐藥性,降低細胞中MDR1、MRP1的表達,其機制可能與抑制c-Jun N-terminal protein kinase (JNK)磷酸化、下調AP-1活性有關[47]。和厚樸酚可部分逆轉CNE-2/DDP細胞對順鉑耐藥,其逆轉CNE-2/DDP細胞耐藥性的可能機制之一是通過下調Bcl-2 mRNA的表達,誘導細胞凋亡的發生,增加CNE-2/DDP細胞對化療藥物的敏感性[48]。康萊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胞CNE-2和CNE2/DDP細胞的增殖,且可逆轉人鼻咽癌CNE-2/DDP細胞的耐藥性,其機制可能與康萊特注射液能夠抑制P-gp蛋白的表達、增加Cleaved Caspase-3蛋白的表達有關[49]。HSIEH等[50]發現五環三萜類雷公藤紅素通過ERK1/2和p38MAPK信號通路誘導順鉑耐藥的鼻咽癌細胞凋亡。

3 總結與展望

順鉑是臨床治療鼻咽癌的主要化療藥物,但在治療過程中產生的耐藥性使其療效受到影響。順鉑的耐藥機制較為復雜,筆者主要從DNA損傷修復能力的增強、藥物外排增加及攝取減少、藥物體內滅活、凋亡調控基因表達失控方面闡述了鼻咽癌順鉑耐藥的機制。相關基因ERCC1、XRCC1可以預測順鉑化療敏感性,個體化治療方案可根據上述基因的表達水平進行制定,而對一些生物標志物及相關蛋白MRP、P-gp、CTR1、OCT2等深入研究有望成為解決順鉑耐藥問題。目前,為規避鼻咽癌患者順鉑耐藥,西醫臨床上能采用的藥物治療手段主要為聯合化療或者免疫治療,單純逆轉順鉑耐藥的藥物大多還處于體外研究階段,未來仍需進一步研究更多逆轉鼻咽癌化療順鉑耐藥的藥物,使順鉑在鼻咽癌患者中發揮更好的應用價值。