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【海普周報(bào)】一文讀懂熱議詞匯——“免疫組庫”

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隨著基因檢測技術(shù)的發(fā)展和腫瘤致病機(jī)理更深入的研究，靶向治療和免疫治療在腫瘤治療領(lǐng)域大放異彩，但作為癌癥治療主要手段之一的化療仍是癌癥治療不可或缺的一部分。

2018年2月，國家癌癥中心發(fā)布了中國癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：中國人群高發(fā)和高死亡率的癌種為肺癌、胃癌、結(jié)直腸癌、肝癌、乳腺癌、食管癌、甲狀腺癌；城市主要發(fā)病癌種為結(jié)直腸癌、乳腺癌、前列腺癌、腎癌、膀胱癌、淋巴瘤、白血病；農(nóng)村地區(qū)主要以食管癌、胃癌、肝癌、宮頸癌為主；男性最高發(fā)病癌種和死亡癌種均為肺癌，女性最高發(fā)病癌種為乳腺癌，最高死亡癌種為肺癌（見表1）。

▲表1 2018年國家癌癥中心發(fā)布的中國男性和女性高發(fā)病和高死亡癌種TOP5

美國癌癥協(xié)會(huì)公布的2018年數(shù)據(jù)同樣顯示，全球最常見發(fā)病和死亡癌種包括了肺癌、乳腺癌、結(jié)直腸癌、胃癌、肝癌等（見圖1）。而這些主流癌種中，化療仍是其治療的主要手段之一。

▲圖1 2018年全球10種最常見癌癥發(fā)病和死亡占比

根據(jù)《中國臨床腫瘤學(xué)會(huì)(CSCO)原發(fā)性肺癌診療指南2018版》：部分驅(qū)動(dòng)基因陰性的肺癌患者，其一線治療為化療，如：驅(qū)動(dòng)基因陰性、PS評(píng)分0~1的Ⅳ期肺鱗癌的一線標(biāo)準(zhǔn)治療是含鉑雙藥化療；對(duì)于PS評(píng)分為2的患者，單藥化療是標(biāo)準(zhǔn)治療。

乳腺癌的治療方法是以根治手術(shù)+化療為主的全身綜合性治療。

大腸癌（主要包括結(jié)腸癌和直腸癌）主要治療方式包括手術(shù)、化療、放療、分子靶向、中醫(yī)藥綜合治療等，對(duì)于可切除結(jié)腸癌的治療，除I期T1-2N0M0和II期 T3N0M0伴低危因素的患者外，其余均需接受術(shù)后輔助化療；對(duì)于所有擬接受全身系統(tǒng)治療的初始不可切除潛在可切除轉(zhuǎn)移性結(jié)腸癌患者，其轉(zhuǎn)化治療方案中，RAS和BRAF均為野生型的患者I級(jí)推薦FOLFOX/FOLFIRI±西妥昔單抗（2A 類證據(jù)）方案，RAS或BRAF突變型的患者I級(jí)推薦FOLFOX/CapeOx/FOLFIRI± 貝伐珠單抗（2A 類證據(jù)）。

全身化療是治療晚期肝癌最傳統(tǒng)的方法。根據(jù)《中國臨床腫瘤學(xué)會(huì)(CSCO)原發(fā)性肝癌診療指南2018.V1》知，晚期肝細(xì)胞癌（HCC）一線治療，對(duì)于肝功能 Child-pugh A級(jí)或部分B級(jí)（7分，總膽紅素小于umol/L，少量腹水）的患者，I級(jí)推薦索拉非尼 Sorafenib （證據(jù)等級(jí)1）或奧沙利鉑為主的系統(tǒng)化療（FOLFOX4 方案或 XELOX 方案）（證據(jù)等級(jí)1）。

對(duì)于晚期胃癌患者，分子靶向藥物、抗血管生成藥物以及免疫檢查點(diǎn)抑制劑等提供了更多的治療選擇，但在臨床應(yīng)用過程中，系統(tǒng)性化療仍然是局部進(jìn)展期和晚期胃癌患者的主要治療手段。

根據(jù)藥物作用的分子靶點(diǎn)，化療藥物可分為：

（1）作用于DNA化學(xué)結(jié)構(gòu)的藥物；

（2）影響核酸合成的藥物；

（3）作用于DNA模板影響DNA轉(zhuǎn)錄或抑制DNA依賴RNA聚合酶從而抑制RNA合成或蛋白質(zhì)合成的藥物；

（4）其他。

化療藥物多可引起骨髓抑制、心臟毒性、肝毒性等不良反應(yīng)。不同于腫瘤的靶向治療，目前各大指南中對(duì)于大部分化療藥物并沒有明確指出相應(yīng)的基因檢測，但臨床回顧性或前瞻性研究證實(shí)，與藥效與藥代動(dòng)力學(xué)相關(guān)的基因影響著化療療效、不良反應(yīng)以及治療后癌癥患者的生存。癌癥的整體化療治療效果有限，除全身系統(tǒng)治療的引起的毒副作用/不良反應(yīng)可能加速病情的惡化外，化療過程中，腫瘤的化療耐藥或多藥耐藥（Multi-drug?resistance，MDR）問題也是影響癌癥治療效果的關(guān)鍵因素之一。

MDR亦被稱為多藥耐藥、多藥抗藥性，是指腫瘤細(xì)胞對(duì)一種化療產(chǎn)生耐藥的同時(shí)，對(duì)其他從未接觸過的、結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制完全不同的抗腫瘤藥物也產(chǎn)生抗藥性的現(xiàn)象。MDR是腫瘤細(xì)胞耐藥的常見方式，其形成使得腫瘤患者產(chǎn)生化學(xué)抵抗并導(dǎo)致預(yù)后較差，成為化療失敗的主要原因。

有資料顯示，約30%~80%的腫瘤細(xì)胞在化療過程中產(chǎn)生耐藥，MDR患者治療困難、復(fù)發(fā)率高，也是導(dǎo)致患者死亡的最主要原因。

既往研究顯示，90％轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者均伴隨著化療耐受，給予一線化療藥物治療，初期有效率可達(dá)到30.7％，隨療程的延長，用藥時(shí)間達(dá)6個(gè)月及以上時(shí)，有效率可降低至20％左右；幾乎所有接受化療的大腸癌患者最終都會(huì)產(chǎn)生多藥耐藥，這已成為相關(guān)治療的主要障礙之一，也是導(dǎo)致大腸癌高死亡率的重要原因。

目前報(bào)道的MDR的潛在機(jī)制包括：

• ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族（ABC transporter family）

• 凋亡誘導(dǎo)（apoptosis induction）

• 自噬誘導(dǎo)（autophagy induction）

• 癌癥干細(xì)胞調(diào)節(jié)（cancer stem cell regulation）

• miRNA調(diào)節(jié)（miRNA regulation）

• 缺氧誘導(dǎo)（hypoxia Induction）

• DNA損傷修復(fù)（DNA damage and repair）

• 表觀遺傳調(diào)節(jié)（epigenetic regulation）
  

▲圖2 MDR的潛在機(jī)制

目前已知的人類ABC（Adenosine triphosphate-binding cassette）轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族中至少有48個(gè)成員，其中12個(gè)被認(rèn)為是藥物泵的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，包括眾所周知的P-糖蛋白（P-gp，由ABCB1基因編碼），MRP1（多藥耐藥相關(guān)蛋白1，由ABCC1基因編碼）和ABCG2（也稱為BCRP，即乳腺癌耐藥蛋白，其由ABCG2基因編碼）。對(duì)化學(xué)療法無反應(yīng)的癌癥患者通常具有各種ABC轉(zhuǎn)運(yùn)藥物泵蛋白的高表達(dá)，這類蛋白能借助ATP水解釋放能量將化療藥物泵出細(xì)胞外，使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生MDR。 

導(dǎo)致細(xì)胞凋亡是化療藥物殺死細(xì)胞的主要機(jī)制之一。然而研究發(fā)現(xiàn)，許多癌細(xì)胞對(duì)細(xì)胞凋亡程序具有原發(fā)性和獲得性耐受（即對(duì)細(xì)胞凋亡通路失敏），從而導(dǎo)致化療藥物耐受，包括原發(fā)性耐藥（在藥物使用前就已經(jīng)獲得）和適應(yīng)性耐藥（暴露于化療藥物后發(fā)生）。

例如，新型特異性PI3KCA抑制劑BYL719能夠抑制原發(fā)性MM（多發(fā)性骨髓瘤）細(xì)胞的存活，誘導(dǎo)MM細(xì)胞凋亡，并通過引起G1期阻滯來抑制其細(xì)胞周期。BYL719首先是抑制PI3K信號(hào)傳導(dǎo)，以減少增殖和細(xì)胞周期信號(hào)傳導(dǎo)，并誘導(dǎo)MM細(xì)胞凋亡信號(hào)傳導(dǎo)，最后BYL719聯(lián)合硼替佐米（bortezomib）和卡非佐米（car?lzomib），克服了由骨髓基質(zhì)誘導(dǎo)的耐藥性。

自噬是指將細(xì)胞質(zhì)組分遞送至溶酶體以響應(yīng)細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外壓力而進(jìn)行大量降解的過程。自噬是一種進(jìn)化上保守的機(jī)制，用于維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的降解。越來越多的證據(jù)表明，自噬在化療藥物耐藥中起著重要作用。化療藥物能夠誘導(dǎo)自噬和細(xì)胞凋亡，而自噬可以通過降解化療藥物分子發(fā)揮其細(xì)胞保護(hù)作用，幫助癌細(xì)胞逃避細(xì)胞凋亡，從而引起化療耐藥。

癌癥干細(xì)胞是具有自我更新和分化特性的癌細(xì)胞亞群。它們被認(rèn)為是癌癥的起源和癌癥惡性表征的基礎(chǔ)，包括MDR。既往研究發(fā)現(xiàn)，癌癥干細(xì)胞與MDR之間存在直接關(guān)系。

如，在小細(xì)胞肺癌（SCLC）中，CD133的表達(dá)與化療耐受和體外體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中的致瘤性增加相關(guān)，并且CD133的表達(dá)在接受化療后的小鼠和人SCLC細(xì)胞中增加，這一現(xiàn)象也在對(duì)接受化療后患者的臨床標(biāo)本的臨床觀察中得到證實(shí)。這一研究表明，在SCLC中，CD133+癌干細(xì)胞樣的細(xì)胞具有高致瘤性和耐藥性。

由于目前的證據(jù)表明癌癥干細(xì)胞是多藥耐藥的原因，因此根除癌癥干細(xì)胞至關(guān)重要，有助于克服多重耐藥性，并有助于在癌癥患者中實(shí)現(xiàn)良好的預(yù)后。

miRNA（微小RNA）是一類內(nèi)生的、保守的、長度約為22個(gè)核苷酸的非編碼RNA，具有翻譯水平調(diào)控基因表達(dá)的功能。越來越多的研究表明，miRNA的表達(dá)上調(diào)或下調(diào)可作用于不同的靶點(diǎn)或通路進(jìn)而影響癌癥的發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后和對(duì)治療藥物的耐受。

miRNA傾向于通過調(diào)節(jié)其靶基因的異常功能來調(diào)節(jié)癌細(xì)胞的惡性表征。例如，研究發(fā)現(xiàn)miR-19a和miR-19b（均為miR-17-92簇的成員）在MDR細(xì)胞系中上調(diào)，并通過靶向PTEN來調(diào)節(jié)胃癌細(xì)胞的MDR。另外，miRNA圖譜研究揭示，miR-153在結(jié)直腸癌中高表達(dá)。相關(guān)研究表明，在隨訪50個(gè)月的結(jié)直腸癌患者中，與具有低水平的miR-153的患者相比，30名具有高水平miR-153的患者中的21名疾病進(jìn)展。同時(shí)，功能研究顯示，miR-153上調(diào)在體外和體內(nèi)均增加了結(jié)腸直腸癌細(xì)胞的侵襲性和對(duì)奧沙利鉑和順鉑的耐藥性。

缺氧誘導(dǎo)因子（hypoxia inducible factor，HIF） 是缺氧應(yīng)答的全局調(diào)控性因子，參與調(diào)控腫瘤血管形成、細(xì)胞增殖、細(xì)胞轉(zhuǎn)移及浸潤。大量研究顯示，HIF-1α（缺氧誘導(dǎo)因子1α）在鼻咽癌、乳腺癌等多種腫瘤中高表達(dá)，其表達(dá)與腫瘤的惡性發(fā)展及預(yù)后不良有關(guān)。

HIF-1α高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出極強(qiáng)的促血管生成能力，促進(jìn)腫瘤的浸潤生長和血行播散。HIF-1α的高表達(dá)促進(jìn)腫瘤缺氧相關(guān)基因（reticular activating system，RAS）轉(zhuǎn)錄，導(dǎo)致VEGF（vascular endothelial growth factor，血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子，是最重要的血管生成促進(jìn)因子）高表達(dá)，促進(jìn)腫瘤的血管生成。而血管生成是惡性腫瘤浸潤、轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，通過激活A(yù)MPK信號(hào)通路下調(diào)HIF-1α可以提高耐藥細(xì)胞株對(duì)化療藥物的敏感性。

大多數(shù)化療療法會(huì)直接或間接損害腫瘤細(xì)胞DNA。沒有DNA修復(fù)，這種藥物損害可能導(dǎo)致遺傳不穩(wěn)定并最終導(dǎo)致癌癥。通常，癌細(xì)胞中的DNA修復(fù)會(huì)切除致命的DNA損傷，因此可直觀地認(rèn)為，癌癥細(xì)胞中藥物致?lián)p的DNA有效修復(fù)將導(dǎo)致內(nèi)在的耐藥性。研究也表明，一種DNA修復(fù)途徑的功能障礙可以通過另一種代償性DNA損傷應(yīng)答途徑來抵消，這可能有助于對(duì)造成DNA損傷的化療藥物的抗性。

例如，靶向內(nèi)皮糖蛋白的藥物可下調(diào)許多DNA修復(fù)基因的表達(dá)，包括BARD1，H2AFX，NBN，NTHL1和SIRT1，可通過對(duì)內(nèi)皮糖蛋白的抑制降低細(xì)胞活力，增加細(xì)胞凋亡，誘導(dǎo)雙鏈DNA損傷，并增加順鉑敏感性。

諸如DNA甲基化和組蛋白修飾的表觀遺傳變化也被認(rèn)為可調(diào)節(jié)包括MDR在內(nèi)的癌癥惡性表征。一些抑癌基因的去甲基化或低甲基化也可能導(dǎo)致包括MDR在內(nèi)的癌細(xì)胞惡性表征。

Martín et al. 研究報(bào)道腦腫瘤干細(xì)胞（BTSCs）過度表達(dá)ABC家族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的成員，而這種過度表達(dá)是造成MDR和腫瘤復(fù)發(fā)的原因。褪黑激素和化療藥物的組合對(duì)BTSC和A172惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞具有協(xié)同毒性作用，褪黑激素增加了ABCG2/BCRP啟動(dòng)子的甲基化水平，并且通過用DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑來對(duì)上述細(xì)胞進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)，可防止其對(duì)ABCG2/BCRP表達(dá)和功能的影響。

為了鑒定調(diào)節(jié)順鉑耐藥性的基因，有研究者對(duì)20種胃癌（GC）細(xì)胞系進(jìn)行基因表達(dá)分析、DNA甲基化分析和藥物反應(yīng)分析，表觀遺傳學(xué)分析鑒定表明，BMP4作為表觀遺傳學(xué)調(diào)節(jié)的基因，其在順鉑耐藥細(xì)胞系中高度表達(dá)。在原發(fā)性腫瘤中，BMP4啟動(dòng)子甲基化水平與BMP4表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，具有高BMP4表達(dá)腫瘤的患者表現(xiàn)出顯著較差的預(yù)后。而在治療上，靶向BMP4遺傳抑制引起GC細(xì)胞對(duì)順鉑的顯著敏感。

腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生MDR的原因和機(jī)制非常復(fù)雜，也是多種因素、多種途徑、多種形式等交替和交雜產(chǎn)生的結(jié)果。盡管影響耐藥的因素眾多，但歸根結(jié)底，最普遍存在的耐藥現(xiàn)象是腫瘤細(xì)胞內(nèi)藥物蓄積水平的降低。通過對(duì)MDR產(chǎn)生的機(jī)制的理解，目前有許多研究者投身在MDR逆轉(zhuǎn)研究或逆轉(zhuǎn)藥的研究中，相信會(huì)為腫瘤的治療指明新的方向。

以上內(nèi)容根據(jù)筆者自己的理解進(jìn)行整理，若有疏漏異議，歡迎大家留言指正

主要參考文獻(xiàn)：

(1) Wanqing Chen. et al.Cancer incidence and mortality in China, 2014[J] .Chin J Cancer Res 2018;30(1):1-12

(2) Bray F. et al. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries [J] .CA?Cancer?J Clin. 2018 Nov;68(6):394-424.【IF 244.585】

(3) Siegel RL. et al. Cancer?statistics,?2019[J] . CA?Cancer?J Clin. 2019 Jan;69(1):7-34.【IF 244.585】

(4) 《中國臨床腫瘤學(xué)會(huì)(CSCO)原發(fā)性肺癌診療指南2018版》

(5) 《中國臨床腫瘤學(xué)會(huì)(CSCO)結(jié)直腸癌診療指南2018.V1》

(6) 《中國臨床腫瘤學(xué)會(huì)(CSCO)乳腺癌診療指南2018.V1》

(7) 《中國臨床腫瘤學(xué)會(huì)(CSCO)原發(fā)性肝癌診療指南2018.V1》

(8) 《中國臨床腫瘤學(xué)會(huì)(CSCO)胃癌診療指南2018.V1》

(9) Yan X, et al.miR-143and miR-145syn-ergistically regulate ERBB3to suppress cell proliferationand invasion in breast cancer［J］.Mol Cancer，2014，24（13）：220-220.【IF 7.776】

(10) Wu Q. et al.Multi-drug?resistance?in cancer?chemotherapeutics: mechanisms and lab approaches[J] .Cancer Lett.2014 Jun 1;347(2):159-66.【IF 6.491】

(11) Wijdeven RH. et al. Old?drugs, novel ways out:?Drug?resistance?toward cytotoxic?chemotherapeutics.[J] .Drug Resist Updat.2016 Sep;28:65-81.【IF 11.63】

(12) V. Martin. et al. Melatonin-induced methylation of the ABCG2/BCRP promoter as a novel mechanism to overcome multidrug resistance in brain tumour stem cells[J] . Br J Cancer. 2013 May 28;108(10):2005-12.【IF 5.922】

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討論：利用PCR方法擴(kuò)增來監(jiān)測T/B細(xì)胞的免疫組庫有怎樣的局限性？

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