姜偶豪，何心怡，張曉*

（1.空軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院三大隊，陜西西安 710032；2. 空軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室，陜西西安 710032）

惡性腫瘤的治療是一個世界性難題，盡管在過去的數(shù)十年中，人們付出了巨大的努力，進(jìn)行了大量的研究和臨床試驗，但其依然是引起人類因疾病死亡的主要原因，而且目前諸多原因?qū)е掳┌Y的發(fā)病率還在逐年上升。而腫瘤最具特異性的特征之一就是癌細(xì)胞的永生性，即組織器官內(nèi)細(xì)胞的增殖與死亡的內(nèi)穩(wěn)態(tài)被打破，發(fā)生突變或受損的細(xì)胞未能進(jìn)入死亡程序，而轉(zhuǎn)變成快速增殖的細(xì)胞，進(jìn)而導(dǎo)致了腫瘤的發(fā)生。目前，針對實體瘤的治療，采取的主要方案是先手術(shù)切除腫瘤組織，再結(jié)合放療、化療盡可能多地清除殘留的腫瘤細(xì)胞。但這種治療方案在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時，不可避免地殺死了更多健康細(xì)胞，在延長病人生存期的同時，也對病人產(chǎn)生較大的毒副作用。理想情況下，腫瘤的治療應(yīng)該是抗腫瘤藥物能特異性地靶向殺傷腫瘤細(xì)胞，同時不影響和傷害正常健康細(xì)胞，而促凋亡蛋白（Tumor necrosis factor-Related Apoptosis-Inducing Ligand，TRAIL）就具備這樣的功能和抗腫瘤潛力。

1 TRAIL 與腫瘤

20 世紀(jì)90 年代中期，人們在腫瘤壞死因子（Tumor Necrosis Factor，TNF）家族中發(fā)現(xiàn)了一個新的成員，命名為腫瘤壞死因子相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)配體，即TRAIL[1]。研究顯示，TRAIL 能選擇性地誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，而對健康組織幾乎無毒副作用。盡管如此，系統(tǒng)性注射TRAIL 治療腫瘤，卻因為其在循環(huán)系統(tǒng)中半衰期短的問題而受到很大限制。通過開發(fā)新的給藥方法，能夠有效延長其體內(nèi)治療的半衰期，但又遇到如靶向性不佳、外排增加等問題。隨后的臨床研究中又相繼出現(xiàn)了病毒遞送、干細(xì)胞遞送以及聯(lián)合遞送等多種形式的給藥方式，且治療策略也得到了改善優(yōu)化。目前的研究重點就是盡可能找到更多的TRAIL 遞送和增敏策略，使其到達(dá)腫瘤局部，發(fā)揮敏感的促凋亡作用，以便能將其最終應(yīng)用于臨床。

2 TRAIL 抗腫瘤治療研究

2.1 TRAIL 抗腫瘤機理

細(xì)胞正常的死亡途徑主要分為壞死與凋亡，而凋亡則是其中較為重要的環(huán)節(jié)。細(xì)胞凋亡可以及時清除身體組織的受損細(xì)胞或突變細(xì)胞，對維持組織內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定至關(guān)重要。已知細(xì)胞內(nèi)存在外源性凋亡通路和內(nèi)源性凋亡通路兩條凋亡通路。如圖1 所示，外源性凋亡通路主要由細(xì)胞外信號刺激，細(xì)胞膜表面受體TNF 超家族的死亡受體DR4（TRAIL-R1）、DR5（TRAIL-R2）參與，進(jìn)而傳遞凋亡信號到胞內(nèi)；而內(nèi)源性通路在線粒體中啟動，涉及半胱天冬酶家族（caspase）蛋白和p53 的激活，從而啟動細(xì)胞死亡[2-3]。盡管配體TRAIL 僅與其受體進(jìn)行結(jié)合，啟動外源性凋亡途徑，但已知內(nèi)源性凋亡通路中蛋白表達(dá)的改變也會影響TRAIL 的促凋亡敏感性。外源性凋亡與內(nèi)源性凋亡的信號通路之間的相互交聯(lián)，構(gòu)成了復(fù)雜的細(xì)胞死亡程序網(wǎng)絡(luò)。為了在細(xì)胞的凋亡與存活之間保持平衡，包括促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白在內(nèi)的多種調(diào)節(jié)因子在多個水平進(jìn)行著精細(xì)調(diào)控[3]。

2.2 TRAIL 的合成修飾及治療策略

目前，人們已經(jīng)制備了許多重組型的人TRAIL蛋白，希望能增加其腫瘤殺傷潛能。最初在靈長類動物實驗中證實，未標(biāo)記的可溶性的人TRAIL 在血清中只有約0.5 h 的半衰期，且因為其較小的分子量，在系統(tǒng)性地給藥之后，又很容易被腎臟清除，之后還需要定期重復(fù)給藥。因此，有科研工作者嘗試通過一定程度地修飾或改變遞送方式，來維持其在血清中的有效治療水平。其中一類方案是添加“標(biāo)簽肽”，包括添加FLAG 標(biāo)簽（FLAG-TRAIL）、亮氨酸或異亮氨酸拉鏈（LZ-TRAIL、iz-TRAIL）或凝集素-C（TNC）寡聚化結(jié)構(gòu)域（TNC-TRAIL），這些修飾都在一定程度上增加了TRAIL 的穩(wěn)定性，也保持了其相應(yīng)的治療學(xué)功能[4]。另一個改進(jìn)的策略是在TRAIL 重組蛋白上連接一些特性分子，以增加重組蛋白的藥代動力學(xué)特征。例如，人血清白蛋白在血清中具有良好的半衰期，將其連到TRAIL 的N 端，能夠顯著改善其在血清中的半衰期，同時保持其抗腫瘤活性。還有研究證實，在TRAIL 重組蛋白上連接聚乙二醇，以制備聚乙二醇化的TRAIL 衍生物，也能表現(xiàn)出更持久的抗腫瘤活性[5]。此外，有研究人員嘗試使用納米藥物遞送系統(tǒng)，兼顧遞送與緩釋的功能。進(jìn)一步的體內(nèi)荷瘤模型證實，這些載有TRAIL 的囊泡式納米微球可以顯著抑制腫瘤生長，持續(xù)釋放TRAIL 的時間長達(dá)24 h[6]。這些改進(jìn)的修飾方案及遞送策略都在很大程度上提高了TRAIL 的抑癌療效。

圖1 TRAIL 相關(guān)的凋亡概覽

目前研究已證實，多種可溶形式的TRAIL 對部分腫瘤具有良好的治療效果，但是在相當(dāng)一部分腫瘤中，因其細(xì)胞表達(dá)高水平的誘捕受體DcR1（TRAIL-R3）、DcR2（TRAIL-R4），很大程度上削弱了TRAIL 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，即導(dǎo)致TRAIL 耐藥的發(fā)生。為了克服TRAIL 耐藥的困境，有研究人員通過使用特異性靶向TRAIL 死亡受體DR4、DR5 的單克隆抗體來直接觸發(fā)腫瘤細(xì)胞的凋亡，且I 期臨床試驗證實，此類治療性抗體的半衰期要顯著優(yōu)于可溶性重組蛋白TRAIL，并且可避開與誘捕受體相關(guān)的凋亡耐受問題，而特異性地靶向死亡受體。例如，有學(xué)者已證實，可特異性靶向死亡受體DR5 的小鼠人源化抗體TRA-8，可以誘導(dǎo)多種腫瘤細(xì)胞的凋亡，且這種抗體是腫瘤特異性的，并不能促發(fā)諸如人肝原代細(xì)胞等正常細(xì)胞的凋亡[7]。雖然通過使用靶向死亡受體的抗體獲得了很好的效果，但免疫細(xì)胞的募集等問題也是需要考慮的風(fēng)險因素。與系統(tǒng)性遞送TRAIL 相比，單克隆抗體不能通過血腦屏障，這就一定程度上限制了其在顱內(nèi)腫瘤治療中的應(yīng)用。盡管如此，一些在臨床前實驗中已證實具備較好效果的單克隆抗體，已經(jīng)相繼進(jìn)入臨床試驗。

2.3 TRAIL 的臨床試驗

盡管克服TRAIL 耐藥性的創(chuàng)新方法迅速發(fā)展，但臨床前研究依然只有很少進(jìn)入臨床試驗。臨床上TRAIL 治療的主要挑戰(zhàn)包括體內(nèi)TRAIL 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的能力弱和藥代動力學(xué)不良，而且TRAIL 的死亡受體DR4 和DR5 在不同腫瘤類型中發(fā)揮的功能似乎并不一致。例如，結(jié)腸癌和乳腺癌細(xì)胞更多地依賴DR5 誘導(dǎo)凋亡，而淋巴瘤和胰腺癌細(xì)胞則依賴DR4。目前，已有數(shù)種DR5 的抗體激動劑可用于臨床試驗，如conatumumab、lexatumumab 和tigatuzumab，而針對DR4 的抗體激動劑只有mapatumumab 在臨床試驗中得到了廣泛試驗[4]。針對晚期實體瘤患者的單一藥物的Ⅰ期試驗，除了DR4、DR5 的抗體激動劑以外，還包括可溶性重組人TRAIL（rhTRAIL）dulanermin。與針對DR4 或DR5 的激動劑抗體相比，能同時針對DR4 和DR5 的rhTRAIL 可以引起更強的促凋亡信號。目前，rhTRAIL 已在Ⅰb/Ⅱ期隨機臨床試驗中與利妥昔單抗等致敏化合物進(jìn)行了聯(lián)合試驗，據(jù)報道耐受性良好，但在非霍奇金淋巴瘤中添加rhTRAIL 未能顯著改善其臨床效果[8]。

在目前已結(jié)束的臨床試驗中，幾乎所有藥物都具有良好的耐受性，但將這些激動劑添加到各種現(xiàn)有化療方案中，并未顯示出顯著的抗癌療效。因此，第二代TRAIL 受體激動劑正在有序展開中，一項正在進(jìn)行的臨床試驗正在研究多價TRAIL 受體激動劑ABBV-621。ABBV-621 是一種融合蛋白，由TRAIL的6 個受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域與人IgG1 抗體的Fc 段結(jié)構(gòu)域融合而成，Ratain 等[9]的試驗報道其具有抗腫瘤活性。

3 結(jié)語

TRAIL 是目前治療癌癥的最有前景的藥物之一，因為其特異性強、安全性高，并在臨床前研究中已取得了諸多成果。目前已研發(fā)的TRAIL 及其相關(guān)衍生物能夠在一定程度上改善其藥代動力學(xué)、治療效果，也有研究專注于針對TRAIL 死亡受體的單克隆抗體，這些都能在一定程度上解決其耐藥性的問題。然而，TRAIL 促凋亡通路與其他細(xì)胞通路存在的復(fù)雜作用關(guān)系，導(dǎo)致其耐藥性依然是必須解決的重點問題，這也極大地阻礙了其臨床應(yīng)用。同時，在先前的臨床試驗中，基于TRAIL 的療法在很大程度上未能與其他現(xiàn)有的化學(xué)療法發(fā)揮協(xié)同作用而顯著延長腫瘤患者的生存期。因此在今后的研究中，應(yīng)進(jìn)一步通過臨床前的深入研究，篩選與患者TRAIL 耐藥性相關(guān)的基因，提高TRAIL 療效，拓展新的臨床試驗。而且，免疫系統(tǒng)也可能是調(diào)節(jié)TRAIL 療效的重要途徑，而其與免疫治療的結(jié)合仍然是有待研究的一個新領(lǐng)域。