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移植肿瘤学与抗肿瘤效应免疫抑制剂

2022-03-23张赛郑虹山东大学齐鲁医院器官移植科山东济南50000天津市第一中心医院器官移植中心天津3009

实用器官移植电子杂志 2022年6期
关键词:肿瘤学证实免疫抑制

张赛,郑虹(.山东大学齐鲁医院器官移植科,山东 济南 50000;.天津市第一中心医院器官移植中心,天津 3009)

近几年,器官移植学与肿瘤学在临床实践中不断交汇与融合,并催生了移植肿瘤学概念的确立与衍生[1-5]。肝移植治疗肝细胞肝癌的成功实践与核心问题是移植肿瘤学的内在动力或原因。其成功实践,促使肝移植治疗各种难治性肝脏恶性肿瘤的移植肿瘤学技术改进。而核心问题——肿瘤复发,促使免疫抑制背景下肿瘤演进机制的移植肿瘤学的学术深化。实践证实,肝移植是治愈肝细胞癌的主要手段,肿瘤复发是影响肝癌肝移植远期疗效的首要原因[6-7]。探寻肿瘤复发高危因素预设肝移植遴选标准是当前改善肝癌肝移植远期疗效的被动性策略,探索基于复发机制的有效干预措施是提升远期疗效的主动性目标。肝癌肝移植术后肿瘤复发缘于肿瘤学与非肿瘤学双元化成因,而调控可调变性成因无疑是减少减缓复发的基本方略[8]。既往研究证实,以钙调磷酸酶抑制剂(calcineurin inhibitor,CNI)为基础的免疫抑制治疗可以促进移植受者的肿瘤复发或演进。虽未充分证实CNI 直接致癌,却已证实其可作为促癌剂促进肝癌的发生与演进[9-10]。Guba 等[11]曾提出“具有抗肿瘤效应免疫抑制剂”的概念,以期实现防治移植排斥反应和肿瘤复发的双重效用,继而开辟了抗肿瘤效应免疫抑制剂的探寻之路。在移植肿瘤学方兴未艾之际,本文简要阐述抗肿瘤效应免疫抑制剂的基本认识及前沿信息,以启发思考与探索。

1 糖皮质激素

20 世纪60 年代初,皮质类固醇激素最先被用于防治肾移植排斥反应,随后也用至肝移植等器官移植领域[12]。现今,众多移植中心正在推荐尝试减免激素与早期撤除的免疫抑制方案,但其仍然是预防排斥反应的关键药物,尤其在移植术后早期[13]。甲泼尼龙和泼尼松是免疫抑制方案中最常使用的两种糖皮质激素(glucocorticoid,GC),其共同的效应机制为[14-17]:GC 被动扩散至T 细胞胞质后,与糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor,GR)结合形成GC-GR 复合物并易位至胞核中,直接抑制促炎转录因子如激活蛋白-1(activator protein-1,AP-1)、活化T 细胞核因子(nuclear factor of activated T cells,NFAT)、核 因 子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)及信号传导与转录激活蛋白(signal transducer and activator of transcription,STAT); 或 通过结合阴性糖皮质激素受体反应元件(negetive glucocorticoid receptor responsive element,nGRE)抑制炎性因子(包括IL-1β 和IL-2)的基因转录;亦或活化GR 进而通过阳性糖皮质激素受体反应元件(positive glucocorticoid receptor responsive element,pGRE)诱导免疫抑制基因(如IκB、IL-10)的转录,从而发挥免疫抑制效应。

在肿瘤治疗方面,GC 具有介导细胞凋亡效应,常用于治疗血液恶性肿瘤,如白血病、淋巴瘤、骨髓瘤细胞等[18-20],同时,GC 可直接作用于脉管系统和内皮细胞(endothelial cells,ECs),抑制肿瘤血管生成发挥抗肿瘤效应[21-22]。既往研究发现,在黑色素瘤治疗中,GC 可诱导ECs 凋亡,降低血管内皮生长因子受体-2(vascular endothelial growth factor receptors,VEGFR-2)表达[21]。此外,GC 还可通过影响肿瘤相关因子(VEGF、IL-8、IL-1α 等)间接抑制血管生成。在前列腺癌小鼠模型中,GC 可显著降低VEGF 表达水平,进而减低肿瘤微血管密度[23]。在黑色素瘤中,GC 可以通过抑制IL-6、IL-1α 的表达水平,降低巨噬细胞活化介导的肿瘤血管生成[24]。在人肝癌细胞系的体外实验中,涂金鹏等[25]证实,GC 可抑制人肝癌细胞系Be17402 增殖,并使细胞周期停滞在G0/G1 期,其机制与包括上调P21 蛋白的表达和抑制NF-κB的表达有关。虽然如此,迄今仍缺少GC 有益于肝癌治疗的确切证据,既可偶见GC 可能增加肝移植术后肝癌复发的小宗报告[26],又可在随机临床试验获得有益性提示:移植术后3 个月停用GC,不仅安全且显著降低肿瘤复发率及不良反应[27]。考虑到GC 长期应用可造成包括内分泌代谢紊乱、消化性溃疡、抑制伤口愈合等系列不良反应以及对肝癌复发影响的不确定性[26-30],当前普遍审慎应用GC,未深入探究其作为潜在抗肿瘤效应免疫抑制剂的临床价值。

2 霉酚酸酯

霉酚酸(mycophenolic acid,MPA)衍生物是广泛用于移植领域的免疫抑制剂。20 世纪90 年代,第一代口服MPA 制剂——霉酚酸酯(Mycophenolate mofetil,MMF)问世。MMF 口服后,水解代谢为MPA,其通过抑制嘌呤核苷酸从头合成途径的关键限速酶——次黄嘌呤核苷磷酸脱氢酶(inosine monophosphate dehydrogenase,IMPDH),减少鸟嘌呤核苷酸合成,从而选择性抑制T、B 淋巴细胞的增殖,发挥免疫抑制效应[31-33]。

MPA 的抗增殖特性是MMF 作为抗肿瘤药物开发的最初推动力[34-37]。研究已经证实,MMF 可对肿瘤细胞转移的关键事件——细胞黏附具有抑制作用。Leckel 等[38]曾关注MMF 对T 细胞或结肠癌WiDr 细胞黏附作用的影响,研究发现,MMF 不仅特异性抑制T 细胞与ICAM-1、VCAM-1 及P-选择素的黏附,还可阻断结肠癌WiDr 细胞与E-选择素的黏附。Engl 等[39]也证实,MMF 可下调结直肠腺癌HT-29 细胞对内皮细胞的黏附作用,其与抑制CD49c 与CD49f 表达水平相关。相关证据提示,MMF 可抑制肿瘤细胞的黏附作用,进而降低肿瘤侵袭性,或具有防止肿瘤转移的作用。Kim 等[40]还证实,MMF 可抑制Huh7 和 HEP3B 肝癌细胞系的增殖活性。但在肝癌肝移植临床领域,MMF 对肝癌复发的影响尚未明确。

3 mTOR 抑制剂

21 世纪初,以雷帕霉素(rapamycin,RPM)为代表的mTOR 抑制剂被引入器官移植领域,适用的免疫抑制剂包括西罗莫司(Sirolimus,SRL)和依 维 莫 司(Everolimus,EVR)[41-42]。RPM 的 免 疫抑制效应机制为[13,43-44]:其与FKBP12 结合,抑制mTOR 活性,阻遏中性粒细胞释放促炎介质,如VEGF 和IL-8 等。此外,抑制mTOR 活性,将降低下游细胞周期蛋白依赖激酶和细胞周期蛋白活性,阻滞细胞周期,最终抑制T 细胞和B 细胞的增殖、分化,并影响抗体生成。

鉴于mTOR 通路是调控细胞增殖、凋亡的关键信号通路,其异常激活与肿瘤发生、发展密切相关,mTOR 抑制剂具有形成抗肿瘤效应的天然优势[45-46]。抑制mTOR 活性,不仅可抑制肿瘤细胞增殖发挥直接抗肿瘤效应,也能通过抑制血管内皮细胞生长、降低其对VEGF 的反应活性,从而形成抑制血管生成的间接抗肿瘤作用[47-49]。2002 年,Guba 等[49]在Nature Medicine 杂志发文,证实RPM可抑制肿瘤生长和血管生成,随后又深化机制探讨证实,RPM 减少VEGF 产生,显著抑制VEGF 对血管内皮细胞的作用,形成抗肿瘤效应。其基于临床背景,建议应用RPM,以降低高风险移植受者肿瘤复发或新发肿瘤的机会。Guba 等[50]还进一步探讨了RPM 抑制肿瘤血管生成发挥抗肿瘤效应的有效给药方案,其构建荷瘤小鼠模型,验证每天1 次、每3 d 1 次或连续输注给药3 种给药模式的效果。结果显示,RPM 连续输注给药方式,肿瘤抑制效果最明显,并证实了RPM 通过抑制p70S6 激酶阻断血管生成的抗肿瘤效应机制。其认为,发挥有效抗血管生成效应的RPM 剂量与其发挥免疫抑制的剂量相吻合,该成果为RPM 在肝癌肝移植领域的应用奠定了实验基础。期间,该团队先后创建了2 种荷瘤小鼠器官移植急性排斥反应模型,以评价RPM 抗肿瘤与免疫抑制的双重作用。2 种特色模型下的观察结果均显示,RPM 显著延长同种异体移植物存活时间,同时抑制肿瘤生长,从而证实RPM 兼具抗肿瘤和免疫抑制效应[51]。基于基础研究的多项临床研究也提示,SRL 及EVR 在降低肝移植术后肿瘤复发率及延长无复发生存时间方面具有潜在价值。Geissler等[52]证实,在肝癌肝移植受者中,与无SRL 方案相比,以SRL 为基础免疫抑制方案,可在无复发生存率及总体生存率方面显著获益。然而,RPM 的早期使用可增加剂量依赖性伤口愈合延迟、肝动脉血栓形成等不良反应风险,单药治疗还可导致排斥反应发生率增加[53-54]。因此,即使肯定了RPM 兼具免疫抑制及抗肿瘤效应,也会因不良反应及免疫抑制效应不足,限制其在肝移植后的早期应用,错失防范肿瘤复发的良机。

4 卡培他滨

抗肿瘤药物常伴随一定程度的非特异性免疫抑制效应,而从中探寻潜在的移植排斥反应的药物可能成为发掘抗肿瘤效应免疫抑制剂的反向思路。2017 年,一项针对肝癌肝移植术后肿瘤复发的临床观察提示,抗代谢类抗肿瘤药卡培他滨(capecitabine,CAP)呈现值得关注的抗排斥反应潜能[54]。CAP 的商品名为希罗达,其作为5-氟尿嘧啶(5-Fluorouracil,5-FU)的口服前体药物,经肠道完整吸收,经肝细胞的系列代谢酶作用依次转化为5’-DFCR、5’-DFUR、5-FU。5-FU 再依次代谢为FdUR、FdUMP、FdUDP、FdUTP 并掺入DNA 合成,形成DNA 损伤,或依次代谢为FUR、FUMP、FUDP、FUTP 广泛掺入RNA 合成,形成RNA 损伤,双途径发挥细胞毒效应[55-57]。CAP 作为广谱经典抗癌剂现已成为结直肠癌等恶性肿瘤的一线化疗药物[58-62]。2004 年的一项临床回顾性研究提示,CAP 单药方案治疗肝癌有效且安全[63]。近几年,肿瘤化疗模式由最大耐受剂量间隔给药的传统理念向低剂量连续给药的节拍化疗理念转变[64-65]。与传统化疗相比,节拍化疗的疗效更好、毒性更低。2018 年,De 等[65]进行了CAP 节拍化疗的多中心回顾性分析,证实了以CAP 节拍化疗一线治疗Child B 级肝癌患者的有效性与安全性。而CAP 连续服用的节拍化疗方式也契合了移植领域免疫抑制剂的用药方式。

既往研究很少关注CAP 的免疫抑制效应。CAP的药效学特征常与其体内关键转化酶TP 的分布与表达密切相关。既往研究表明,除肿瘤细胞外,淋巴细胞乃至T 细胞中具有较高的TP 表达[66-67],在一项大鼠肝移植急性排斥反应模型实验中发现,CAP 联合他克莫司可降低受试大鼠外周血T 细胞数目,并降低急性排斥反应的Banff 评分[68]。在正常小鼠CAP 灌胃模型中还证实,CAP 可降低小鼠T 细胞比例及相关炎性因子IL-2、TNF-α、IL-6水平,具有免疫抑制效应。同时证实TP 在骨髓组织的表达显著低于其在T 细胞中的表达,从而利于规避其骨髓抑制作用,并呈现诱导T 细胞凋亡的免疫抑制效应。该作者通过TMT 标记蛋白定量联合磷酸化修饰蛋白质组学技术揭示HSP90AB1 是CAP 诱导T 细胞凋亡发挥免疫抑制效应的靶蛋白,并证实CAP 通过HSP90AB1 抑制AKT/SMARCC1/AP-1 轴诱导T细胞凋亡[69]。诱导T 细胞凋亡是经典免疫抑制剂发挥免疫抑制效应的重要机制之一,其可能是CAP 免疫抑制效应的潜在机制,该推断现仅在实验动物中获得肯定,尚需深入的基础与临床加以证实。

未来,有必要借助高通量药物筛选平台,个性与广泛评估抗肿瘤药物的免疫抑制效应,指导临床精准用药,优化免疫抑制方案,助力移植肿瘤学的进步与发展。

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