呂瑩 綜述 相龍全 審校

(1濟寧醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院,濟寧 272013;2濟寧市第一人民醫(yī)院病理科,濟寧 272011)

在惡性腫瘤中,肺癌的發(fā)病率及死亡率位居首位,其中非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)為其主要類型,約占85%。目前,NSCLC的治療方式主要包括手術(shù)、傳統(tǒng)放化療、靶向治療等,然而傳統(tǒng)化療和靶向治療應(yīng)用一段時間后,較多患者出現(xiàn)藥物耐受,極大地降低了藥物的治療效果。另外,耐藥與腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移密切相關(guān),這又急劇降低了患者的總體生存期。因而研究NSCLC耐藥機制并尋找分子靶點及干預(yù)策略將具有重要的臨床意義。目前,NSCLC耐藥與細(xì)胞自噬密切相關(guān)[1-3],本文將對自噬與NSCLC耐藥研究進展做一綜述。

1 自噬

自噬通過自噬小體將某些細(xì)胞成分運輸?shù)饺苊阁w進行降解,以維持細(xì)胞生物合成和能量需求。自噬分為3種類型,即巨自噬、微自噬和分子伴侶介導(dǎo)的自噬,我們通常所指的自噬即為巨自噬[4]。巨自噬通過自噬體與溶酶體融合,在溶酶體內(nèi)分解蛋白、細(xì)胞器,從而使胞內(nèi)的生物大分子能夠循環(huán)利用,對維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)有著重要作用[5]。自噬主要分為5個階段:誘導(dǎo)、囊泡成核、囊泡伸長、融合和降解[6]。

2 自噬與NSCLC耐藥

自噬與NSCLC發(fā)生發(fā)展過程以及NSCLC耐藥密切相關(guān)。自噬在NSCLC形成早期階段可以抑制腫瘤發(fā)生,清除受損細(xì)胞器;而在NSCLC生長的后期階段,由于受到缺氧、藥物殺傷、營養(yǎng)素缺乏等應(yīng)激刺激,腫瘤細(xì)胞自噬得到增強并通過多種機制誘導(dǎo)腫瘤產(chǎn)生獲得性耐藥[7]。但一些具有高基礎(chǔ)自噬通量的腫瘤細(xì)胞存在內(nèi)在耐藥性,持續(xù)或過度的自噬反而會誘導(dǎo)細(xì)胞死亡[8]。因此,自噬在NSCLC發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮了復(fù)雜的調(diào)控作用,且參與了NSCLC藥物耐受過程。

2.1 自噬與NSCLC傳統(tǒng)化療藥物耐藥

化療是NSCLC的主要治療方法之一,而NSCLC的化療藥物耐藥性與保護性自噬密切相關(guān)。在順鉑治療后,NSCLC中自噬相關(guān)基因表達(dá)增加,與敏感細(xì)胞系相比,耐藥細(xì)胞系在血清饑餓和電離輻射處理后LC3-Ⅱ表達(dá)水平升高,自噬水平增高表明自噬參與誘導(dǎo)A549細(xì)胞對順鉑產(chǎn)生耐受。CUR5g是一種新型自噬抑制劑,能夠增強A549細(xì)胞順鉑敏感性,有效抑制體內(nèi)腫瘤組織中的自噬[9]。然而化療藥物不僅誘導(dǎo)產(chǎn)生保護性自噬,還會引起自噬性細(xì)胞死亡。如埃索美拉唑通過抑制V-ATPase的表達(dá)來誘導(dǎo)自噬,降解一些藥物轉(zhuǎn)運蛋白如P糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)。埃索美拉唑處理后,導(dǎo)致紫杉醇在A549/Taxol耐藥細(xì)胞中積累,細(xì)胞增殖速度及耐藥指數(shù)大幅度降低[10]?？梢娮允煽梢酝ㄟ^清除化療藥物引起的細(xì)胞內(nèi)毒性物質(zhì),幫助腫瘤細(xì)胞逃避藥物的殺傷,從而導(dǎo)致耐藥性的產(chǎn)生。此外,自噬還可以通過影響腫瘤微環(huán)境、細(xì)胞凋亡等途徑,進一步加強腫瘤的耐藥性。外泌體SNHG7和外泌體LOC85009分別通過誘導(dǎo)和抑制自噬來增強多西紫杉醇耐藥性[11-12]。可見自噬在肺癌細(xì)胞化療耐藥中發(fā)揮的作用是不同的,這可能與藥物的類型或腫瘤細(xì)胞的類型相關(guān)。

在NSCLC中,自噬可能通過多種機制影響化療藥物的耐藥性,但自噬的作用在不同的腫瘤類型和不同的治療階段可能有所不同,因此,在將自噬作為治療靶點時需要謹(jǐn)慎。

2.2 自噬與NSCLC分子靶向藥物耐藥

受益于NSCLC發(fā)生發(fā)展中驅(qū)動基因突變的發(fā)現(xiàn),分子靶向藥物已廣泛應(yīng)用于NSCLC的臨床治療。這些分子靶向藥物主要是針對EGFR、ALK、ROS1等,抑制突變基因的酪氨酸激酶活性,被稱為酪氨酸激酶抑制劑(tyrosine kinase inhibitors,TKIs)。相對標(biāo)準(zhǔn)化療,TKIs可顯著抑制腫瘤生長,延長患者無進展生存期,改善生活質(zhì)量。然而,患者對這些藥物的反應(yīng)通常是短期的,多數(shù)患者在治療一年后出現(xiàn)耐受?；颊弋a(chǎn)生耐藥有多種原因,自噬便是其中一個重要因素。

EGFR-TKIs靶向藥目前已發(fā)展到第3代,第1代吉非替尼可誘導(dǎo)NSCLC細(xì)胞自噬,其與自噬抑制劑氯喹合用后,治療效果更明顯。HIF-1α抑制劑YC-1也可以通過破壞自噬體和溶酶體的融合來顯著抑制吉非替尼誘導(dǎo)的自噬,從而增強吉非替尼的促凋亡作用[13]。第3代EGFR-TKIs藥物奧希替尼(Osimertinib,OSI )增加了細(xì)胞自噬小泡,促進腫瘤細(xì)胞中LC3-Ⅰ向LC3-Ⅱ轉(zhuǎn)化,增加GFP-LC3自噬流,表明OSI能夠促進腫瘤細(xì)胞發(fā)生自噬,繼而抵抗OSI的殺傷作用[14]。而采用自噬抑制劑能夠增加OSI殺傷腫瘤細(xì)胞作用[14]。由此可見,自噬抑制可以作為克服EGFR-TKIs分子靶向藥耐受一種方法。

ALK是NSCLC常見的一種驅(qū)動基因,ALK包含多種LC3相互作用區(qū)基序,和自噬之間存在直接相互作用,參與調(diào)節(jié)自噬。自噬的激活參與ALK-TKIs類藥物獲得性耐藥的產(chǎn)生,在YOU的研究中[15]發(fā)現(xiàn)第1代ALK-TKIs克唑替尼通過抑制STAT3磷酸化誘導(dǎo)NSCLC細(xì)胞自噬而產(chǎn)生耐藥,而合用氯喹后,細(xì)胞死亡顯著增加?？梢娮允稍贏LK-TKIs耐受的NSCLC細(xì)胞中能夠被有效誘導(dǎo),而抑制自噬能夠克服ALK-TKIs耐藥性。勞拉替尼是一種很有前途的第三代ALK-TKIs,已被批準(zhǔn)用于治療既往ALK-TKI治療失敗的ALK陽性NSCLC患者。勞拉替尼能夠誘導(dǎo)ALK陽性NSCLC細(xì)胞的凋亡和保護性自噬,逐漸導(dǎo)致細(xì)胞毒性降低。同時,勞拉替尼和自噬抑制劑CQ的組合可以抑制自噬并促進細(xì)胞凋亡,通過Foxo3a的去磷酸化使細(xì)胞對勞拉替尼敏感[16]。

綜上所述,在分子靶向藥物的作用下,腫瘤細(xì)胞會通過多條信號通路增加自噬的水平來抵抗藥物的毒性,從而獲得生存優(yōu)勢。因此,針對自噬的干預(yù)可能成為克服NSCLC分子靶向藥物耐藥性的一種策略。然而,自噬的調(diào)控機制復(fù)雜,如何精確地調(diào)控自噬以達(dá)到治療目的,仍需要進一步的研究。

3 作用機制

3.1 自噬相關(guān)RNA和藥物耐受

RNA是參與細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控的重要分子,包括mRNA、miRNA、lncRNA等。自噬相關(guān)的RNA在癌癥藥物耐受中發(fā)揮了重要作用。miRNA可以調(diào)節(jié)自噬相關(guān)蛋白的表達(dá),繼而調(diào)節(jié)肺癌耐藥。例如miR-101-3p可以通過抑制ATG4D介導(dǎo)的自噬來增強NSCLC細(xì)胞對順鉑的敏感性[17]。MiR-30a可以靶向調(diào)節(jié)Beclin-1的3′-UTR而降低Beclin-1表達(dá),抑制自噬,增敏新輔助化療殺傷肺癌細(xì)胞[18]。以上研究發(fā)現(xiàn)miRNAs可通過調(diào)節(jié)Beclin-1、ATG來影響NSCLC耐藥,還有研究發(fā)現(xiàn)了其他相關(guān)自噬基因和信號通路,如ERK[19]、ULK1[20]、EGFR信號通路[21]及PI3K/AKT/mTOR信號通路[22]等。

除了miRNA外,作為miRNA的內(nèi)源性競爭性抑制因子的lncRNA也可通過調(diào)節(jié)自噬而影響藥物耐受。漿細(xì)胞瘤可變易位基因1(plasmacytoma variant translocation 1,PVT1)是一種致癌的長鏈非編碼RNA基因,沉默PVT1表達(dá)可通過 miR-216b/Beclin-1通路抑制自噬并增敏順鉑殺傷A549/DDP細(xì)胞。除Beclin-1外,PVT1還可通過miR-140-3p/ATG5軸調(diào)節(jié)自噬,誘導(dǎo)化療耐藥[23]。HOTAIR,ACTA2-AS1也是一種lncRNA,沉默腫瘤細(xì)胞內(nèi)HOTAIR表達(dá)能夠抑制ULK1磷酸化介導(dǎo)的自噬,繼而降低NSCLC細(xì)胞的耐藥性,使順鉑在A549細(xì)胞中的IC50降低大約4倍,但是采用雷帕霉素激活自噬后能抵消該作用[24]。而ACTA2-AS1可以通過抑制TSC2抑制自噬,抑制NSCLC細(xì)胞的順鉑耐藥性[25]。

這些數(shù)據(jù)表明RNA-自噬軸在肺癌耐藥中起著相當(dāng)復(fù)雜的作用,如上調(diào)MiR-30a等表達(dá)可以通過多種機制抑制自噬,從而降低NSCLC耐藥;而上調(diào)miR-3127-5p表達(dá)來抑制自噬,卻導(dǎo)致NSCLC耐藥增強;此外,miRNAs上調(diào)可以增強自噬來克服NSCLC耐藥,說明miRNA對自噬具有復(fù)雜的雙向調(diào)節(jié)作用,自噬途徑的這些調(diào)節(jié)元件是發(fā)展自噬誘導(dǎo)劑和抑制劑的關(guān)鍵靶點。總的來說,自噬相關(guān)的RNA在NSCLC的藥物耐受中發(fā)揮了重要作用,通過研究這些RNA,可能為克服NSCLC的藥物耐受提供新的策略。然而,這些研究還處于初級階段,未來還需要進一步的研究來明確這些RNA的具體作用機制和臨床應(yīng)用潛力。

3.2 其他相關(guān)因子與自噬相關(guān)性耐藥

NSCLC耐藥與自噬的相關(guān)性在國內(nèi)外引起了廣泛關(guān)注,除了被廣泛研究的 miRNA-自噬軸調(diào)控耐藥的機制,作用于自噬軸的其他相關(guān)因子也有了一定的進展。如Hippo通路效應(yīng)子Yes相關(guān)蛋白(YAP),可在肺癌中促進癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移,并誘導(dǎo)耐藥性。YAP通過激活自噬和抑制AKT/mTOR信號通路,還可以調(diào)控p62、ULK1等關(guān)鍵自噬因子在肺腺癌中的表達(dá),調(diào)節(jié)肺腺癌細(xì)胞增殖[26]。因此,YAP有望成為治療肺癌耐藥的靶點。PAQR3是一種新發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制因子,通過AMPK和MTORC1信號通路調(diào)節(jié)營養(yǎng)饑餓誘導(dǎo)的自噬。PAQR3通過阻斷Beclin-1與EGFR活化形式的相互作用并抑制Beclin-1的酪氨酸磷酸化,增強EGFR-TKIs誘導(dǎo)的自噬來抑制NSCLC生長,通過敲除ATG7可以消除PAQR3的腫瘤抑制作用[27]。通過干預(yù)PAQR3與自噬,有助于開發(fā)抑制肺癌耐藥和轉(zhuǎn)移的新策略。

自噬相關(guān)基因的單核苷酸多態(tài)性(SNP)與晚期NSCLC含鉑化療療效之間密切相關(guān)。含鉑化療療效包括臨床獲益、無疾病進展時間和總生存時間。目前發(fā)現(xiàn)的主要有ULK1、ATG14、ATG3和DRAM等基因,如DRAM的rs7955890和ATG3的rs13082005位點與NSCLC含鉑化療的無疾病進展時間相關(guān),攜帶有SNP位點的患者的中位無疾病進展時間明顯短于野生型[28]。自噬引起的NSCLC化療耐藥還和p53的突變狀態(tài)有關(guān)。p53基因R273H-突變細(xì)胞對順鉑和5-FU的敏感性顯著降低,且與自噬抑制劑聯(lián)合治療不能充分促進細(xì)胞死亡,相反,激活自噬能夠增強細(xì)胞殺傷力[29]。p53野生型H460細(xì)胞在順鉑處理后表現(xiàn)出非保護性自噬,而敲除p53基因后表現(xiàn)出保護性自噬,此外,抑制自噬能夠增敏順鉑治療p53基因敲除H460細(xì)胞并誘導(dǎo)細(xì)胞死亡[30]。

綜合以上研究,自噬軸上的相關(guān)基因位點突變與NSCLC耐藥密切相關(guān),ATG家族、p53及DRAM等基因突變型的患者治療療效大幅降低,因此,可嘗試通過基因測序技術(shù)等確定突變位點,根據(jù)具體情況聯(lián)合用藥預(yù)防耐藥。

3.3 中藥單體與自噬相關(guān)性耐藥

在NSCLC的臨床治療中,中醫(yī)藥可作為一種治療手段。許多中藥來源的活性單體可通過誘發(fā)死亡性自噬抑制NSCLC進展,如白藜蘆醇[31]、姜黃素[32]以及黃岑素[33]等可通過自噬信號通路發(fā)揮抑癌作用。當(dāng)然還有一些中藥單體可以抑制自噬從而抑制腫瘤細(xì)胞發(fā)展,如姜黃素[20]、方濟黃祺[34]和銀杏酚C17∶1等[35]。

白藜蘆醇處理A549細(xì)胞后,Beclin-1、LC3Ⅱ/Ⅰ、Caspase-3等蛋白表達(dá)升高,p62及Bcl-2表達(dá)下降,細(xì)胞過度自噬,發(fā)揮抗腫瘤作用[31]。姜黃素通過抑制PI3K/Akt/mTOR軸抑制肺癌細(xì)胞的遷移,增強藥物的抗腫瘤作用,姜黃素及其衍生物能夠刺激肺癌細(xì)胞的凋亡和自噬性細(xì)胞死亡,降低其活力和增殖[36]。相反,也有研究發(fā)現(xiàn)姜黃素能夠通過調(diào)節(jié)miR-142-5p及其靶標(biāo)Ulk1使自噬失活,從而使NSCLC細(xì)胞對克唑替尼敏感[20]。銀杏酚C17∶1和順鉑合用可通過Nrf2/Keap1信號通路,抑制Beclin1表達(dá)及LC3I/II蛋白的轉(zhuǎn)化,促進P62的表達(dá),進一步抑制MRP1、BCRP等耐藥蛋白的表達(dá),抑制肺癌耐藥細(xì)胞增殖等,使順鉑敏感性增加[35]。

結(jié)合這些研究發(fā)現(xiàn),中藥單體通過調(diào)節(jié)自噬來改善NSCLC的耐藥性是一種有前景的治療策略。然而,這一領(lǐng)域的研究還處于初級階段,需要進一步的實驗和臨床研究來驗證這些發(fā)現(xiàn)的有效性和安全性。

4 小結(jié)和展望

NSCLC耐藥仍是人類尚未攻克的醫(yī)學(xué)難題,自噬和NSCLC細(xì)胞耐藥的發(fā)生發(fā)展有著密切的關(guān)系,一方面,自噬可以通過清除損壞的蛋白質(zhì)和細(xì)胞器,防止腫瘤細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化,從而抑制腫瘤的發(fā)展。另一方面,自噬也可以幫助腫瘤細(xì)胞在藥物壓力下存活下來,從而導(dǎo)致藥物耐藥性的產(chǎn)生。自噬受一些癌基因、腫瘤抑制因子及非編碼RNA的調(diào)節(jié),進一步影響NSCLC臨床治療效果,聯(lián)合應(yīng)用肺癌治療藥物與自噬調(diào)節(jié)藥物有望減緩或克服NSCLC的耐藥,增強NSCLC的臨床治療效果。因此,如何在抑制或者促進自噬的同時避免其副作用,是當(dāng)前研究的一個重要問題?？偟膩碚f,自噬與NSCLC的耐藥性之間的關(guān)系是復(fù)雜的,需要進一步的研究來闡明。

利益沖突:所有作者均申明不存在利益沖突。