新的腫瘤藥物可讓醫生根據病人腫瘤的基因圖譜,制定個性化的治療方案。然而,這些藥物在某些病人中根本不起作用,它們在其他人中失去了效力。推薦閱讀:腫瘤治療為什么效果不好?你所不了解的生理屏障
最近,麻省理工學院(MIT)和麻省總醫院(MGH)的一項新研究,揭示了“為什么一類藥物——被稱為激酶抑制劑,并不總是能阻止腫瘤的生長”。研究人員發現,雖然激酶抑制劑成功地關閉了他們的靶標,但它們也刺激細胞打開一個備份系統,可以接管藥物所致的敲除。該研究小組還發現,在一項小鼠研究中,用一種藥物組合破壞這兩種系統,會產生更好的效果。
MIT生物工程系主任、生物工程學教授Douglas Lauffenburger指出:“我們發現了一個以前不受重視的、參與靶向治療耐藥性的機制。在臨床患者中,這種機制的存在,似乎與一些激酶抑制劑的不良反應有關。我們已經在小鼠中證明,加入一種藥物抵抗這種耐藥機制,可以使最初的靶向藥物治療發揮作用,否則它不會起作用。”
這項研究結果發表在2016年3月16日的國際頂級學術期刊《Cancer Discovery》,Lauffenburger是該研究的資深作者。第一作者是麻省理工學院畢業的學生、現在是哈佛醫學院的博士后Miles Miller,以及科赫研究所博士后Madeleine Oudin。
繞開這個系統
激酶抑制劑,經常被用來對抗乳腺癌、卵巢癌和其他癌癥,它們通過破壞細胞信號通路(這些通路可刺激細胞生長、增殖,或成為侵入性)而起作用。醫生通常根據患者的腫瘤是否過度表達一個癌癥驅動蛋白——如表皮生長因子受體(EGFR),決定是否給病人施用這種藥物。
然而,即使在應該起作用的腫瘤中這些藥物也可能會失敗。Lauffenburger說,這些失敗案例大約有一半是由基因突變引起的,使腫瘤細胞能夠逃避藥物的作用,但其余的失敗案例都是無法解釋的。
根據他們之前的子宮內膜異位癥研究(子宮組織生長到周圍的器官),Lauffenburger和他的同事懷疑,有可能是一個備份路徑幫助癌細胞避開了激酶抑制劑的影響。在這些研究中,研究人員發現,浸潤性子宮內膜細胞會對某些生長信號變得“上癮”,而這一途徑實際上會切斷其他的生長途徑。關閉主要通路的藥物,可能會有激活這些備份系統的非預期效果。
麻省理工學院的團隊想知道,是否同樣的事情也可能發生在癌細胞中。他們專注于黑色素瘤和三陰性乳腺癌,這兩種非常侵襲性的癌癥往往是由EGFR配體(激活受體的分子)驅動的,這可使癌細胞變得具有能動性和侵襲性。
他們發現,當EGFR配體與腫瘤細胞表面的受體結合時,它們不僅觸發一系列可促進侵襲的細胞反應,而且也激活了一個正反饋回路:稱為蛋白酶的酶,從細胞表面釋放EGFR配體,這樣它們就可以結合更多的受體,從而加強入侵前的信號。
研究人員發現,這些蛋白酶也能切斷那些啟動其他入侵前途徑的受體。Lauffenburger說,從本質上講,癌細胞變得對EGFR驅動通路上癮,并關閉了相互競爭的途徑,因為不需要它們。
他說:“這些細胞有其他輸入的能力,但如果它們已經通過一個發送信號,它們很高興能關閉其余的。”
因此,當醫生給予一種關閉EGFR的激酶抑制劑時,它也關閉了蛋白酶,從而讓不再受抑制的備份途徑,進行接管。
更準確的預測
研究人員還發現,這些裂解的受體蛋白可以在患者的血液樣本中檢測到,并且蛋白質水平與“EGFR抑制劑如何在個體患者中起作用”有關。
高水平的裂解蛋白意味著,有很多備份系統踢開的可能性,激酶抑制劑將不會是有效的。然而,如果這些蛋白質水平很低,這表明備份系統在該患者的腫瘤中不是很強。
本文共同作者、MGH癌癥中心的Keith Flaherty指出:“這個發現似乎確定了哪些患者將繼續獲得長期臨床益處,哪些患者的腫瘤會很快適應并規避治療。”他希望在患者中開展此類實驗。
這項研究還表明,如果患者的腫瘤有一個強大的備份系統,他就可能受益于EGFR抑制劑加一種可關閉二級通路的藥物。一種候選藥物是稱為AXL的抑制劑,目前正處于臨床試驗。在小鼠研究中,麻省理工學院的研究小組發現,用藥物聯合治療腫瘤的療效,遠比單獨使用一種藥物更為有效。
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