馮寶章
早在20世紀(jì)70年代,中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液學(xué)研究所楊天楹等[1]和楊崇禮等[2]分別用靛玉紅對(duì)314例慢性粒細(xì)胞白血?。╟hronic myelocytic leukemia,CML)和7例骨髓增生異常綜合征(myelodysplastic syndrome,MDS)進(jìn)行治療,取得60%左右的CML和70%左右MDS治療的有效率。由于靛玉紅是一種中藥提取物,又是一種新的抗癌藥,對(duì)其療效原理國(guó)內(nèi)外均無(wú)報(bào)道。中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院組織院內(nèi)兩個(gè)研究所即基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所和血液研究所有關(guān)專家對(duì)其進(jìn)行攻關(guān)性的研究。
近年來(lái),國(guó)外學(xué)者對(duì)靛玉紅及其衍生物的藥理進(jìn)行了十分深入的研究。不僅重復(fù)支持了國(guó)內(nèi)研究結(jié)果,同時(shí)還深入到基因調(diào)控水平。特別是發(fā)現(xiàn)靛玉紅衍生物對(duì)成纖維細(xì)胞及其生長(zhǎng)因子和受體(FGF和FGFRs)的抑制作用,折射出骨髓和上皮基質(zhì)及其FGF和FGFRs在白血病等癌癥發(fā)展中的作用,為白血病等癌癥的治療提供了新的靶點(diǎn),現(xiàn)一并綜述如下。
吳氏組在靛玉紅治療的初期即治療期(多數(shù)病例在治療開(kāi)始后2~3周)取患者外周血分離白細(xì)胞進(jìn)行3H-TdR、3H-UR和34C-leu摻入試驗(yàn),并與治療前作比較。結(jié)果顯示,3H-TdR摻入率較治療前為低,大多數(shù)病例表現(xiàn)為遞降的趨勢(shì)。治療開(kāi)始后2~3周期時(shí)間3H-TdR摻入減少50%以上,但此期間病例外周血白細(xì)胞總數(shù)和幼稚細(xì)胞百分比降低不多,有些病例還有上升趨勢(shì)。說(shuō)明此階段靛玉紅療效并未發(fā)揮出來(lái),只是觀察到了DNA合成受到抑制[3]。這是否是靛玉紅的毒性反應(yīng),值得商榷。因?yàn)榇似陂g電鏡亦觀察到骨髓標(biāo)本中大量的壞死細(xì)胞。不過(guò),作者們后來(lái)在腫瘤細(xì)胞系上確實(shí)觀察到靛玉紅對(duì)腫瘤細(xì)胞DNA合成的抑制[4-9]。
與吳組的設(shè)計(jì)不同,馮氏組獲取患者的標(biāo)本是經(jīng)過(guò)靛玉紅治療后病情緩解即療效顯現(xiàn)之后的骨髓標(biāo)本進(jìn)行細(xì)胞遺傳學(xué)研究。
1.2.1 觀察骨髓細(xì)胞Ph陽(yáng)性(Ph+)細(xì)胞的百分比變化,并與治療前比較。Ph+率的變化是當(dāng)時(shí)普遍使用的療效觀察指標(biāo),因?yàn)镻h+染色體是CML的標(biāo)記染色體。結(jié)果顯示治療前平均為(65.28±24.93)%,治療緩解后為(32.28±19.98)%。Ph+率細(xì)胞%下降顯著(P<0.05)。與當(dāng)時(shí)CML一線藥物馬利蘭治療相比,靛玉紅對(duì)CML緩解解作用不如馬利蘭。馬利蘭治療后骨髓Ph+細(xì)胞平均僅為(11.0±8.7)%(P<0.01)。下降非常顯著。
這些結(jié)果與臨床觀察十分一致,即靛玉紅治療CML導(dǎo)致骨髓象血象改善不如馬利蘭,但它的縮脾作用卻優(yōu)于馬利蘭,后者還觀察到骨髓細(xì)胞染色體畸變,而靛玉紅則無(wú)此異常。
1.2.2 同時(shí),還觀察骨髓細(xì)胞姐妹染色單體互換(sister chromatid exchange,SCE )的變化。細(xì)胞SCE率高低反映其DNA損傷修復(fù)的程度。結(jié)果顯示,靛玉紅治療緩解后,其骨髓SCE率從治療前平均(9.30±4.05)%,下降到(6.57±2.36)%(P<0.05)。對(duì)同一病例前后觀察,特別Ph+細(xì)胞SCE,治療后有非常顯著的下降(P<0.01)。說(shuō)明,靛玉紅治療提高了CML骨髓細(xì)胞DNA損傷修復(fù)能力。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究,這種變化代表細(xì)胞的分化成熟過(guò)程,因?yàn)橛没瘜W(xué)致癌劑和誘變劑誘導(dǎo)細(xì)胞轉(zhuǎn)化,則顯示細(xì)胞SCE率顯著上升[6]。
1.2.3 為了進(jìn)一步證明SCE率下降代表細(xì)胞分化成熟,馮氏組繼而采用小鼠體內(nèi)骨髓SCE技術(shù),將骨髓不同SCE水平的細(xì)胞與骨髓分化成熟進(jìn)行分類的細(xì)胞作相關(guān)性分析,發(fā)現(xiàn)二者顯著相關(guān)性[8],與Popescu等[7]的研究相一致。
近年來(lái),國(guó)外學(xué)者們對(duì)靛玉紅及其衍生物的藥理作用進(jìn)行了許多研究,發(fā)現(xiàn)靛玉紅有不止一個(gè)靶分子,因而就有幾個(gè)方面藥理作用,現(xiàn)歸納如下:
2.1 抑制細(xì)胞周期素依賴性激酶(CDKs)的作用,從而導(dǎo)致對(duì)腫瘤細(xì)胞增殖的抑制[9],與上述研究結(jié)果,即抑制DNA合成和Ph+細(xì)胞百分比下降相一致。
2.2 促進(jìn)HL-60白血病細(xì)胞分化成為噬中性粒細(xì)胞[10]。與我們對(duì)靛玉紅治療致CML Ph+細(xì)胞SCE率下降的結(jié)果相符。
2.3 通過(guò)特異性地抑制受體FGFR1的自動(dòng)堿酸化,阻斷受體信號(hào)介導(dǎo),從而抑制NIH3T3細(xì)胞的增殖[11]。這些結(jié)果解釋了靛玉紅突出的縮脾作用,因?yàn)镃ML脾臟有大量早幼和中晚幼粒細(xì)胞,可能還有大量成纖維細(xì)胞增殖。
靛玉紅諸多藥理研究中,我們認(rèn)為,最重要的在于發(fā)現(xiàn)靛玉紅對(duì)FGFR1的作用。
已知累及到8p11~12的易位同急性髓細(xì)胞白血病和骨髓增殖性疾?。╩yeloproliferative disorders,MPD)有關(guān)。這類MPD患者的特點(diǎn)是骨髓過(guò)度增生,外周血中嗜伊紅紅血球增多,以及B或T細(xì)胞淋巴瘤,并在診斷后1年進(jìn)間內(nèi)發(fā)展為髓系白血病。與MPD相關(guān)的易位常累及FGFR基因所在的8p11.1~11.2,編碼一個(gè)酪氨酸激酶受體,后者正常情況下受FGFs的活化。迄今為止,已有發(fā)現(xiàn)5個(gè)這樣的易位,導(dǎo)致鋅指198(ZNF198)與FGFR1的融合,其融合蛋白是結(jié)構(gòu)性活化的酪氨酸激酶,能轉(zhuǎn)化Ba、T-3小鼠造血細(xì)胞,這些發(fā)現(xiàn)表明,F(xiàn)GFR1酪氨酸激酶的活化及它的下游通道在由FGFR1融合蛋白誘導(dǎo)的MPD發(fā)生中起關(guān)鍵作用,且應(yīng)用其小分子抑制劑治療有效。
人們相信,F(xiàn)GF族的成員,通過(guò)上皮和基質(zhì)之間信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在器官發(fā)育和腫瘤發(fā)生中起關(guān)鍵作用,已有兩項(xiàng)研究顯示,在前列腺腫瘤發(fā)生中,上皮和基質(zhì)之間FGF信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的失調(diào)導(dǎo)致腫瘤發(fā)展,并促成上皮一間充質(zhì)之間的轉(zhuǎn)換。提示對(duì)FGF受體的抑制將對(duì)前列腺腫瘤有治療價(jià)值。
已知FGFRs表達(dá)于甲狀腺癌。這些配體信號(hào)是通過(guò)4個(gè)具有高度親和力的酪氨酸激酶活性受體(FGFR1-4)來(lái)傳導(dǎo)的。每個(gè)受體都含有3個(gè)免疫球蛋白(Ig)樣的胞外區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)。后者包含一個(gè)剪切的酪氨酸激酶區(qū)和C末端。與上皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)相似。Rosanne等的研究證明,F(xiàn)GFR可作為甲狀腺癌治療的靶分子。
目前認(rèn)為,受體細(xì)胞內(nèi)TPK區(qū)域在傳遞和放大配基結(jié)合反應(yīng),以及引起細(xì)胞內(nèi)各信號(hào)通路活化方面是最為關(guān)鍵的。雖然信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制目前仍不十分清楚,但受體TPK活化似乎是生長(zhǎng)因子結(jié)合膜受體后第一個(gè)細(xì)胞內(nèi)效應(yīng)。各種受體TPK區(qū)氨基酸序列高度保守,其同源范圍長(zhǎng)達(dá)725個(gè)氨基酸。這也說(shuō)明該區(qū)域?qū)κ荏w的重要性。其中有一段最敏感的序列,其功能是結(jié)合ATP。此外還有一個(gè)酪氨酸自動(dòng)堿酸化區(qū),配基與受體結(jié)合之后受體會(huì)被自動(dòng)磷酸化。酪氨酸磷酸化可能調(diào)節(jié)激酶活性,影響底物和激酶的相互作用,包括受體傳導(dǎo)有絲分裂反應(yīng)。而EGFR和FGFR1之間可能協(xié)同作用,共同導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞快速增殖、浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移。
腫瘤細(xì)胞與宿主基質(zhì)之間的相互作用在實(shí)體瘤發(fā)展中起重要作用。特別是腫瘤細(xì)胞與其周圍成纖維細(xì)胞通過(guò)它們產(chǎn)生的細(xì)胞因子進(jìn)行互動(dòng)。這些被認(rèn)為累及到腫瘤的浸潤(rùn)?;壮衫w維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF)是與成纖維細(xì)胞活化密切相關(guān)的細(xì)胞因子,它可能由很多類型細(xì)胞所產(chǎn)生。業(yè)已證明,腫瘤細(xì)胞bFGF和FGFR1的表達(dá)與OSCC的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移相關(guān)。
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