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厄洛替尼及Survivin siRNA与非小细胞肺癌

2010-08-15吕喜英

承德医学院学报 2010年3期
关键词:厄洛酪氨酸激酶

谷 蕾,吕喜英

(1.承德医学院08级研究生,河北承德 067000;2.承德医学院附属医院放化疗科)

肺癌是全世界癌症死因的首位,非小细胞肺癌(NSCLC)占肺癌的80%以上。约65%的肺癌患者确诊时已属晚期,失去手术机会,最主要的治疗是化疗。尽管采用了手术、放疗和化疗等综合治疗措施,由于转移和多药耐药等原因,NSCLC的5年生存率仍低于10%。NSCLC患者在使用铂类以及紫杉醇等药物的一/二线化疗后,病情往往在较短时间内复发;吉非替尼等三线治疗方案疗效亦欠佳,不能延长患者生存期。因此,迫切需要寻找新的诊断指标和有效的治疗方法。下面就厄洛替尼及RNA干扰方面叙述NSCLC的治疗现状。

1 表皮生长因子受体与酪氨酸激酶抑制剂厄洛替尼

1.1 表皮生长因子受体 肿瘤的生长和转移依赖于血管生成,因此,可以通过抑制血管生成来达到控制肿瘤的目的。调节血管生成的最主要的生长因子是血管内皮生长因子(VEGF)与碱性成纤维细胞生长因子(bF2GF),而表皮生长因子受体(EGFR)能调控包括VEGF和bFGF[1]在内的多种血管生成因子。EGFR属于I型受体酪氨酸激酶超家族,具有酪氨酸激酶(TK)活性,是传递细胞外信号到细胞核内的重要途径蛋白,定位于人7p13-p12的原癌基因c-erbB1(HER1)的表达产物,其膜内区包含典型的三磷酸腺苷(ATP)结合位点和酪氨酸激酶区。EGFR与其相应配体表皮生长因子(EGF)、转化生长因子α(TGF-α)等结合后,可诱导受体自身二聚体化,同时其胞内酪氨酸蛋白激酶(TPK)结构域发生磷酸化而活化,继而激活其下游一系列级联酶促信号传递系统。其中最主要有两条:一条是Ras/Raf/促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)(细胞外信号调节激酶,ERK)途径,该途径与细胞增殖、运动、细胞周期调控等密切相关;另一条是PI3-K/AKT途径,与新生血管生成、抗凋亡等密切相关。EGFR在哺乳动物上皮细胞膜表面广泛分布。研究表明,EGFR在人类多种上皮源性肿瘤如NSCLC、结肠癌、胃癌、肝癌、头颈部癌中过度表达,且与肿瘤的恶性程度、转移、放化疗敏感度下降及预后密切相关,因此,EGFR已成为肿瘤基因治疗的一个重要靶位[2]。

1.2 酪氨酸激酶抑制剂厄洛替尼 近年来,“靶向治疗”成为肿瘤治疗的热点。肺癌靶向治疗是指应用单克隆抗体、基因、反义寡核苷酸等特异性地作用于肺癌细胞, 在杀死肺癌细胞的同时,不杀死或极少杀伤正常细胞,又能降低宿主毒性反应的治疗药物或方法。其中前景较好的是针对EGFR的靶向治疗。目前,EGFR的抑制剂包括单克隆抗体和小分子酪氨酸激酶抑制剂。靶向EGFR的单克隆抗体是针对EGFR胞外部分的,代表药物为西妥昔单抗(Cetuximab)等。Cetuximab是一种人鼠嵌合抗EGFR的单克隆抗体,与EGFR有很强的亲和力,能竞争性抑制EGFR与其配体EGF和TGF-α等的结合,阻断EGFR的激活和其下游信号转导通路蛋白的磷酸化,并通过EGFR的内吞、失活,下调其在胞膜的表达水平,还可激活抗体依赖的细胞毒作用(ADCC),产生进一步的细胞杀伤效应。小分子酪氨酸激酶抑制剂是针对EGFR胞内部分,代表药物为厄洛替尼(Erlotinib)和吉非替尼(Gefitinib)等,其中以厄洛替尼为代表的EGFR抑制剂日益受到关注。厄洛替尼属于新型的低分子量的奎哪唑啉(quinazolin)类化合物,是口服的Ⅰ型人表皮生长因子受体(HER1/EGFR)酪氨酸激酶抑制剂,用于化疗方案失败的局部晚期或转移的非小细胞肺癌的二线治疗,作用机制包括:与ATP竞争性结合EGFR的胞内部分,抑制酪氨酸激酶的活性和磷酸化;还可诱导细胞周期抑制蛋白P27的表达,使癌细胞阻滞于G1期,体外实验观察到用药后可诱导癌细胞凋亡的发生,从而抑制肿瘤细胞增殖、侵袭、转移,降低肿瘤细胞粘附能力,促进肿瘤细胞凋亡,增强对化疗的敏感度,延长肿瘤患者生存期。厄洛替尼对患者相关症状具有良好的改善作用,咳嗽、呼吸困难与疼痛的改善率分别可达到44%、34%、30%[3]。厄洛替尼不良反应发生率不高,耐受性好,主要不良反应仅为皮疹及腹泻,且因不能耐受不良反应而停药的患者比例也相当低,提示对于老年、一般情况较差的晚期NSCLC患者来说,厄洛替尼仍是有效而安全的选择。研究显示,厄洛替尼使患者的死亡风险下降27%,证实厄洛替尼作为EGFR TKI可以有效延长晚期NSCLC患者生存期。而与之形成鲜明对比的是另一种EGFR TKI—吉非替尼,在类似临床研究(ISEL研究)中与安慰剂相比,对女性、腺癌、不吸烟及亚裔患者的疗效较好,而对于男性、鳞癌、吸烟及非亚裔患者效果不佳。但是,厄洛替尼对吉非替尼治疗效果不佳的男性、鳞癌、非亚裔以及吸烟患者亦有良好疗效,并且可显著提高其生存期。EGFR突变与化疗疗效无关,与EGFR TKI疗效相关,与总生存长有关,限制了此类药物的临床应用。厄洛替尼联合标准含铂一线化疗方案不能额外改善生存率[4]。由于最终几乎所有的患者都会产生耐药,也限制了其长期疗效。EGFR抑制剂耐药的机制主要包括以下几个方面:酪氨酸受体高表达,下游效应蛋白活化;非依赖于EGFR的血管生成增加;下游区介质活化,信号途径激活以及EGFR激酶区域特异性继发突变等。

2 Survivin与RNA干扰

2.1 Survivin与肺癌 逃避凋亡是肿瘤发生、发展和药物抵抗的重要机制[5]。Survivin是耶鲁大学Ambrosini等于1997年从人类基因库中分选出来的1个新基因,编码蛋白是一种胞质蛋白,是至今发现作用最强的凋亡抑制蛋白。Survivin在细胞内通过与聚合的微管相互作用,特异性地与caspase-3和caspase-7结合并抑制其活性,从而发挥抗凋亡作用。Survi vin也可通过p2 1间接抑制caspase。Survivin的另一个重要作用是调控细胞周期,Survivin表达具有细胞周期依赖性,只在细胞周期的G2/M期表达,与纺锤体微管结合,从而对抗凋亡。大量研究表明,Survivin高表达肿瘤细胞可耐受化疗、放疗,通过下调表达可增加肿瘤在化疗、放疗的凋亡[6]。Survivin的组织分布有明显的选择性,除胚胎组织外,在正常成人组织中(除胸腺和生殖腺)不表达,但是,几乎所有恶性肿瘤组织内均有表达,如肺癌、结肠癌、胰腺癌、乳腺癌等。由于其表达的特异性及对细胞增殖和凋亡的双重作用,使其成为肺癌基因诊断、治疗和预后研究理想的靶目标。Falleni等[7]在I期NSCLC的手术切除标本的研究中发现,有96%(76/80)的标本Survivin基因表达阳性,显示Survivin基因在肺癌早期诊断中的价值,也是“基因沉默”治疗比较理想的靶点[8]。针对Survivin的基因治疗具有良好的靶向性、特异性和安全性,可以促进肿瘤细胞凋亡并抑制其增殖,但对正常组织几乎没有不良影响。

2.2 RNA干扰 RNA干扰1998年由Fire首次发现并命名,由双链RNA(dsRNA)引发的转录后基因沉默,又被称为RNAi。研究发现RNAi可能的作用模式包括起始阶段和效应阶段两个过程。首先,加入的双链RNA被切割为21-23nt的小干扰RNA(siRNA)。在效应阶段,siRNA结合一个核酶复合物,从而形成所谓的RNA诱导沉默复合物(RISC),然后借助于RNA解旋酶,并依赖于ATP将RISC激活。激活的RISC通过碱基配对定位到mRNA同源转录本上,并在距离siRNA37端12个碱基的位置切割相应的靶基因mRNA[9,10],阻断翻译过程,从而发挥基因沉默效果。与传统的反义技术相比较,RNA干扰的作用更为强大[11]。RNAi具有稳定性高、抑制作用强、细胞摄取相对容易等优点,具有广阔的应用前景。目前,RNAi在基因功能、抗肿瘤和抗病毒治疗等方面已被广泛应用。少量的双链RNA分子就能完全抑制相应基因的表达[12]。在哺乳动物细胞中,3'端对称性突出2个核苷酸的约21ntRNA双链复合物可以诱导特异的沉默效应,称siRNA。研究发现,siRNA是dsRNA发挥RNAi作用的中心环节和效应分子。在哺乳类、人类细胞中直接导入人工合成的siRNA,一方面避免激活干扰素途径,另一方面使相应序列的靶向基因mRNA产生明显的特异性抑制效应[13]。根据这一生理机制,依照靶基因mRNA设计序列特异性siRNA,可起到封闭特异性基因表达的作用。因此,应用靶向Survivin的siRNA技术为NSCLC的治疗带来新的生机。但RNAi体外实验的成功并不意味着体内试验也会成功,因为机体内部环境远较体外环境复杂得多,影响因素包括:给药方式、给药剂量、给药频率和药物剂量,动物对药物的吸收性、敏感性、耐药性,荷瘤动物体内局部和全身循环免疫状态,药物药代动力学和毒理学等。这些因素的相互影响,在一般的动物体内试验中尚未研究清楚,更何况RNA干涉这一新的实验方法,这方面的研究报道较少[14],有待于作进一步研究。

研究发现,在VEGF的刺激下,静止的血管内皮表达Survivin的能力大约可增加4倍。VEGF的抗凋亡作用主要是通过诱导Survivin在内皮细胞中高表达而实现[7],而VEGF又是调节血管生成的最主要的生长因子之一,EGFR能调控包括VEGF在内的多种血管生成因子,应用厄洛替尼抑制EGFR有望降低VEGF导致的Survivin高表达。将厄洛替尼与Survivin siRNA结合起来用于治疗NSCLC,有望提高二者的抗肿瘤效果,并对厄洛替尼治疗肿瘤的作用机制进行更深入的探讨。

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