GPX4介導的鐵死亡在腦膠質瘤化療增敏效應中的應用研究

周剛 杜偉

1)河南省直第三人民醫院神經外科 鄭州 450000; 2) 鄭州大學第一附屬醫院神經外科 鄭州 450000

膠質瘤好發于50歲以下的中青年群體,其發病機制與基因、遺傳、外部環境等多種因素相關;開顱切除術為早期膠質瘤患者的首選治療方法[1],但對中晚期患者,手術效果并不理想[2]。對最大限度切除膠質瘤術后患者,相關指南推薦替莫唑胺化療方案[3]。但長期化療會增加耐藥性而影響治療效果。鐵死亡是一種不同于細胞凋亡、焦亡或壞死、可調控的細胞死亡形式,為鐵誘導脂質過氧化的特定調控途徑。研究指出,鐵死亡可以波浪形式從一個細胞擴散至周圍鄰近細胞,誘導細胞鐵死亡抑制腫瘤細胞增殖,并產生化療增敏效應[4]。目前認為,氧化還原反應在多種生物體代謝過程中均有重要作用,谷胱甘肽過氧化物酶4(GPX4)為反映機體氧化還原反應的重要因子,其表達水平與脂質過氧化密切相關,下調GPX4表達能一定程度抑制脂質過氧化,對促使細胞發生鐵死亡并改善患者預后或有積極意義[5]。本研究旨在分析GPX4介導的鐵死亡在腦膠質瘤化療增敏效應中的應用效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料本文為前瞻性研究,已獲本院倫理委員會批準(73737)。納入我院2020-01—2022-05收治的腦膠質瘤患者。納入標準:(1)均符合膠質瘤診斷要點,并符合化療指征[6]。(2)經影像學檢查確認靶病灶直徑均≤5 cm。可見顱內壓增高、顱內骨性病變。排除標準:(1)病灶可經手術完全切除的早期患者。(2)伴有嚴重認知障礙、出血、凝血功能異常等手術相關禁忌證者。退出標準:(1)依從性差不能配合研究者。(2)體力狀態ECOG評分[7]≥3分,預后較差者。依據化療方案的不同將患者分為替莫唑胺組(對照組)和姜黃素輔助替莫唑胺組(觀察組)。

1.2 方法2組患者均由同一組醫生實施膠質瘤切除術,具體手術方式參考文獻[8]。對照組:術后口服替莫唑胺(批號:H20040637,江蘇天士力帝益藥業有限公司)150 mg/m2,1次/d,持續用藥5 d,停藥8 d,再持續給藥4 d。28 d為一個治療周期,治療3個周期后評估療效。觀察組:每次替莫唑胺化療后,口服姜黃膠囊(批號:G20040809,武漢宜芝林醫藥技術開發有限公司,規格:450 mg/粒)3粒/次,2次/d,連續服藥28 d為一個療程。3個療程后評估療效。

1.3 觀察指標(1)治療前24 h內及治療1個周期、2個周期、3個周期后,采用AU5800型全自動生化分析儀[批號:國食藥監械(進)字2010第2402510號,美國貝克曼庫爾特公司]以酶聯免疫吸附法檢測患者的血清GPX4表達情況。(2)于治療開始前24 h內、治療3個周期后采用免疫組化法檢測酯酰輔酶A合成酶長鏈家族成員4(ACSL4)、P53、活性氧(ROS)鐵死亡調控因子表達情況。(3)參考體腫瘤療效評估標準[9],治療后頭顱CT探查靶病灶最大直徑和基線水平較治療前減小>30%為完全緩解(CR),減小20%～30%為部分緩解(PR),<20%但病灶未生長為病情穩定(SD),病灶再次生長為疾病進展(PD)?？陀^緩解率(ORR)=(CR+PR)例數/總例數×100%,疾病控制率(DCR)=(CR+PR+SD) 例數/總例數×100%。(4)統計治療后隨訪1 a期間的生存率。采用腫瘤患者生存質量[10]中的功能狀態評分標準(KPS)、生活質量評分(QOL)、體力狀態評分(ZPS)評估生存質量。KPS、QOL滿分均為100分,分值越高表明生存質量越好。ZPS分值為6分,分值越高表明生存質量越差。

2 結果

2.1 基線資料研究周期內共有符合納排標準的患者100例,每組50例。2組患者的基線資料差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 2組患者的基線資料比較

2.2GPX4表達情況治療前2組患者的GPX4表達水平差異無統計學意義(P>0.05)。治療1個周期、2個周期、3個周期后,2組患者的GPX4表達水平均較治療前逐漸降低,其中觀察組患者的水平均低于對照組,差異均有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 2組患者治療前后GPX4表達情況比較

2.3 鐵死亡調控因子治療前2組患者的鐵死亡調控因子差異無統計學意義(P>0.05)。治療后,2組患者的ACSL4表達量均較術前升高,P53及ROS相對表達量均較術前降低。其中,觀察組患者的ACSL4表達量高于對照組,P53及ROS相對表達量均低于對照組。差異均有統計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 2組患者的鐵死亡調控因子比較

2.4 近期療效觀察組患者的ORR、DCR均高于對照組,差異有統計學意義(P<0.05)。見表4。

表4 2組患者的近期療效比較[n(%)]

2.5 遠期生存情況觀察組患者1 a內的總生存率、KPS、QOL評分均高于對照組,ZPS評分低于對照組,差異均有統計學意義(P<0.05)。見表5。

表5 2組患者的遠期生存情況比較

3 討論

膠質瘤的臨床癥狀與腫瘤的大小、位置、生長速度密切相關,由于其無明顯邊界,可累及多種組織器官,故有較高的發病率和病死率[11]。手術是早期患者的主要治療措施,對位置適當、體積較小的靶病灶進行徹底切除后輔助化療,能有效提升治療效果和改善患者的預后[12]。替莫唑胺是常用的化療藥物,其抗腫瘤機制主要是對3-甲基-(三嗪-1-)咪唑-4-甲酰胺的細胞毒性作用及DNA分子去甲基化、基因錯配修復[13]。但相關研究表明,化療耐藥反應及病情復發為影響患者預后的重要原因[14]。

研究指出,誘導細胞鐵死亡能一定程度控制腫瘤組織生長、增殖,對鐵誘導的脂質過氧化進行有效抑制,能產生一定化療增敏效應,有助于改善治療效果和患者的預后[15]。目前認為,氧化還原系統為導致化療耐藥反應的重要原因,在細胞的鐵死亡進程中亦可產生重要影響。GPX4過表達為抗鐵死亡的關鍵因子,下調GPX4表達水平有可能成為誘導細胞鐵死亡并產生化療增敏效應的新靶點[16-17]。

GPX4介導的氧化還原穩態是導致機體對替莫唑胺化療產生耐藥反應的重要原因。姜黃素為一種具有良好抗炎、抗癌特性的天然化合物,可通過抑制腫瘤細胞生長并誘導細胞分化、凋亡而起到抗癌效果,已廣泛應用于多種惡性腫瘤的治療[18]。姜黃素的類似物可通過誘導AR泛素化而破壞氧化還原穩定并增強化療敏感性,對抑制腫瘤細胞生長、下調GPX4水平并誘導腫瘤細胞發生鐵死亡均有積極作用[19]。本研究結果顯示,觀察組患者不同時間點的GPX4表達水平均低于對照組,治療后的ACSL4相對表達量高于對照組,P53及ROS相對表達量均低于對照組,差異均有統計學意義。提示姜黃素在抑制GPX4表達后,可實現對鐵死亡調控因子的有效調節。

劉春波等[20]的研究指出,目前可用于誘導腫瘤細胞鐵死亡的相關藥物主要包括4個種類,其中包含可抑制膠質母細胞瘤生長并促使細胞鐵死亡的姜黃素類似物。本研究中,觀察組患者治療后的ORR、DCR均高于對照組,提示抑制GPX4表達并誘導細胞鐵死亡能增強替莫唑胺的化療效果,對患者獲益有積極意義。本研究結果還顯示,觀察組治療后1 a內的生存率高于對照組,生存質量優于對照組,提示將GPX4介導的鐵死亡作為治療腦膠質瘤的作用靶點,有利于改善患者的遠期預后。

綜上所述,GPX4介導的脂質過氧化為導致腦膠質瘤發生化療耐藥的主要原因,下調GPX4表達并誘導細胞鐵死亡,能產生一定化療增敏效應,抑制GPX4表達有望成為治療腦膠質瘤的新靶點。該結論仍需更大樣本量的前瞻性隨機對照研究予以證實。