趙玉立 張藝馨 王 森 郭慧敏 封 麗

1.山東第一醫(yī)科大學（山東省醫(yī)學科學院）研究生部，山東 濟南 250117；2.山東第一醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院（山東省千佛山醫(yī)院）超聲醫(yī)學科，山東省醫(yī)藥衛(wèi)生腹部醫(yī)學影像學重點實驗室，山東 濟南 250014

乳腺癌是全球女性最常見的癌癥，也是女性癌癥死亡的主要原因[1］。乳腺癌依據(jù)雌激素受體、孕酮受體和人類表皮生長因子受體2（human epidermal growth factor receptor 2，HER2）的存在與否而分為3類：luminal型、HER2型和三陰性乳腺癌（triple negative breast cancer，TNBC）[2］。手術(shù)、化療、放療和激素治療是當前臨床治療乳腺癌患者最常用的方法，雖然這些技術(shù)大大提高了早期和復發(fā)乳腺癌患者的生存率，但由于乳腺癌的高度異質(zhì)性，難以使所有患者獲得最佳治療并預測個體轉(zhuǎn)移風險[3］，尤其在疾病的晚期。癌癥的產(chǎn)生是由于癌細胞促凋亡和抗凋亡途徑相關分子平衡狀態(tài)的失調(diào)，導致腫瘤中抗凋亡蛋白過度表達及促凋亡蛋白下調(diào)。因此，調(diào)節(jié)癌細胞的促凋亡能力可能是目前乳腺癌治療中所面臨問題的有效解決方法。凋亡抑制蛋白（inhibitor of apoptosis protein，IAP）是在腫瘤細胞中過度表達的重要分子之一，通過抑制半胱天冬 酶（caspase）和調(diào) 節(jié) 核因子κB（nuclear factor kappa-B，NFκB）來抑制癌細胞凋亡。第二個線粒體衍生半胱天冬氨酸蛋白酶激活劑（second mitochondria-derived activator of caspase，Smac）蛋白是一種天然的IAP 拮抗劑，在與NFκB 激活的相關癌癥中特別有效[4］。研究顯示，Smac模擬物與當前抗癌治療方法聯(lián)合治療乳腺癌具有更好的效果，同時作為單一療法時也有一定療效[5］。

1 腫瘤細胞凋亡與IAP蛋白

凋亡是細胞一種重要的生理行為，機體通過這種行為維持內(nèi)環(huán)境的平衡。細胞凋亡包括不同的子程序，其中有2個主要的凋亡途徑，即外源性凋亡途徑和內(nèi)源性凋亡途徑。外源性凋亡途徑是由腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）超家族的死亡受體（death receptors，DRs）等誘導的，導致Caspase-8的激活；內(nèi)源性途徑是由細胞應激引起細胞色素c和Smac從線粒體釋放到細胞質(zhì)，從而激活Caspase-9，并與凋亡酶激活因子（apoptotic protease activating factor-1，Apaf1）形成蛋白酶。這2 種途徑最終均引起Caspase-3和Caspase-7的激活[6-8］。在大多數(shù)癌癥的發(fā)生過程中，癌細胞的促凋亡分子和抗凋亡分子之間發(fā)生失衡，使癌細胞凋亡減少，從而導致腫瘤的發(fā)生。IAP蛋白是細胞抗凋亡的主要原因之一[9］，在腫瘤細胞中表達增強，抑制腫瘤細胞凋亡，促進腫瘤的發(fā)生[5］。另外B 細胞淋巴瘤因子-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）基因家族對腫瘤的促凋亡和抗凋亡通過外源性途徑或內(nèi)源性途徑調(diào)節(jié)，IAP蛋白作為一種強大的抗凋亡蛋白在腫瘤發(fā)生中發(fā)揮作用[10］。癌細胞抗凋亡的增強是導致癌癥治療失敗的重要原因[11］，針對各種靶點調(diào)節(jié)和誘導癌細胞的凋亡成為解決當前乳腺癌治療問題中的理想策略。

IAP家族是在眾多惡性腫瘤中高度表達的一組蛋白質(zhì)，它通常在腫瘤中被解除調(diào)控，并通過增加癌細胞的侵襲性和對治療的耐藥性而與不良預后相關[5，12］，其首先在桿狀病毒中被發(fā)現(xiàn)并描述[13-14］。該家族由8個成員組成，分別為X連鎖IAP（XIAP）、細胞IAP1（cell IAP，cIAP1）和細胞IAP2（cIAP2）、神經(jīng)元IAP（neuronal IAP，NAIP）、存活素（survivin）、Apolon（BRUCE）、livin 和睪丸特異性IAP（testiclespecific IAP，Ts-IAP），它們通過抑制Caspase和調(diào)節(jié)NFκB 來抑制癌細胞凋亡[5］。每個成員至少包含1個由大約70 個氨基酸組成的桿狀病毒IAP 重復序列結(jié)構(gòu)域（baculovirus inhibitior of apoptosis protein repeat，BIR），該結(jié)構(gòu)域是抑制細胞凋亡所必需的[15］。在眾多IAP 家族中，XIAP、cIAP1/2 是最重要也是研究最多的成員，它們是由3 個串聯(lián)桿狀病毒BIR 和泛 素 化 連 接 酶E3 中RING 結(jié)構(gòu)域組成[2］。cIAP 通過介導受體相互作用蛋白激酶1（receptorinteracting protein kinase 1，RIPK1）的泛素化將腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）信號從誘導凋亡導向NFκB 和絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）途徑[16］。

2 Smac模擬物與乳腺癌治療

Smac蛋白是來自于線粒體的IAP天然拮抗劑，腫瘤細胞凋亡過程中Smac 在線粒體中的釋放可由IAP 家族成員survivin 調(diào)節(jié)[3］。Smac 模擬物以Smac蛋白的N 端四肽序列（AVPI）為模型，該四肽與IAP的BIR結(jié)構(gòu)域結(jié)合，在Smac蛋白阻斷IAP抗凋亡作用中至關重要[9］。阻斷TNF-α的抗體可以阻斷腫瘤細胞死亡，表明TNF-α 在誘導細胞死亡中的重要性。Smac 模擬物的開發(fā)有助于揭示IAP 在調(diào)節(jié)TNF信號中的作用。Smac蛋白通過下調(diào)cIAP1/2蛋白調(diào)節(jié)TNF 與其受體（tumor necrosis factor receptor 1，TNFR1）的結(jié)合形成復合物I，從而激活外源性凋亡通路[6，17］，降低RIPK1 的泛素化和生存基因的表達，將NFκB 和MAPK 信號通路重新定向到凋亡通路[1-2］。去泛素化的RIPK1 與Caspase-8 結(jié)合，形成致命的復合物II。Caspase-8在該復合物內(nèi)被激活，并切割RIPK1 和Caspase-3 以誘導細胞凋亡。在某些情況下，Caspase-8的活性不足以阻止由未清除的RIPK1 和RIPK3 組成的二級復合物，該復合物磷酸化并激活混合系列蛋白激酶樣結(jié)構(gòu)域（mixed lineage kinase domain-like，MLKL）以誘導細胞程序性死亡。與cIAP1/2 相反，XIAP 通過直接結(jié)合并抑制Caspase-3、Caspase-7 和Caspase-9 來顯示其抗凋亡活性[18］。Smac 模擬物與XIAP 的BIR 結(jié)構(gòu)域結(jié)合，而阻止XIAP 對Caspase-3、Caspase-7 和Caspase-9的抑制作用[2］。乳腺癌細胞在轉(zhuǎn)移過程中不斷受到機械應力的挑戰(zhàn)，當它通過微孔膜后會產(chǎn)生抗失巢凋亡的能力，Smac 模擬物在抑制凋亡蛋白后，同時可以恢復乳腺癌細胞對失巢凋亡的敏感性[19］。

目前癌癥治療的主要挑戰(zhàn)之一是癌細胞對凋亡的抵抗。聯(lián)合治療是結(jié)合2種或2種以上的治療方法，近年來已成為癌癥治療的基本方法[7］。目前，一些Smac 模擬物正在包括乳腺癌在內(nèi)的一系列惡性腫瘤中進行早期臨床試驗，有研究確定了它們在放射低敏、化療耐藥等高侵襲性乳腺癌細胞系中的抗增殖活性和促凋亡潛力[2，8］，有望成為解決當前乳腺癌治療問題中的有效策略。

2.1 Smac模擬物與乳腺癌化療

盡管較多的乳腺癌患者正在接受標準化療方案，但由于乳腺癌的高度異質(zhì)性使得其病理完全緩解率仍然較低。因此，需要一種新的策略來克服標準方案的低療效問題。據(jù)報道，Smac模擬物可單獨或與DRs 配體或已建立的化療藥物聯(lián)合誘導細胞死亡，通過增強療效或允許低劑量的化療藥物來提高治療效果，從而減少不良反應。目前幾種Smac模擬物已經(jīng)臨床試驗中進行了測試[9，17］。

氨基酰基tRNA 合成酶（aminoacyl-tRNA synthetase，ARSs）作為氨基酸代謝的關鍵酶可誘導細胞壞死，Lee 等[10］研究證明，酪氨酸氨基?；鵷RNA 合成酶（recombinant tyrosyl tRNA synthetase，YARS）是預測化療反應最可靠的標志物。針對YARS 陽性乳腺癌，Smac 模擬物LCL161 和Bcl-2 抑制劑ABT-263 聯(lián)合治療可發(fā)揮乳腺癌細胞毒性作用，并可與標準化療方案產(chǎn)生協(xié)同作用。另有研究發(fā)現(xiàn)，Smac 模擬物LCL161 可直接調(diào)節(jié)ATP 結(jié)合家族亞家族B1（ATP-binding cassette subfamily B member 1，ABCB1）活性，并抑制ABCB1 藥物外排，LCL161也通過下調(diào)survivin部分降低細胞內(nèi)ATP水平；LCL161 聯(lián)合治療恢復了表達ABCB1 的乳腺癌細胞對紫杉醇的敏感性，并增加了人乳腺癌他莫昔芬耐藥株（MCF7-TamC3）對他莫昔芬的敏感性[20］。TNBC 由于缺乏有用的分子靶點，其治療仍然是一個重要的臨床挑戰(zhàn)。Lalaoui等[2］研究發(fā)現(xiàn)，Smac模擬物birinapant 在所有TNBC 的人源腫瘤異種移植物（patient derived tumor xenograft，PDX）模型中都表現(xiàn)出單一藥物活性，并且通過誘導TNF增強了對多西紫杉醇的反應。在體外的PDX 中，birinapant 在TNBC 中比ER+乳腺癌細胞更有效。重要的是，birinapant 在TNBC-PDX 的體內(nèi)模型中也有效。該研究揭示了包括TNBC在內(nèi)的一些乳腺癌的靶向子集，探索了birinapant作為一種可能的靶向策略的可行性。微管靶向劑（microtubule-targeting agent，MTA）是應用最廣泛的化療藥物之一，長期以來在臨床已經(jīng)取得了巨大成功。MTA 通過細胞膜定位TNF（membrane TNF，memTNF）介導腫瘤細胞間的殺傷，在乳腺癌細胞中發(fā)揮作用，memTNF可以作為患者治療反應性的標志物。研究證明，Smac模擬物顯著增強了memTNF 介導的細胞殺傷作用，將是MTA 化療的有效佐劑[21］。研究發(fā)現(xiàn)，新型Smac 模擬物SBP-0636457 和阿霉素（doxorubicin，Dox）聯(lián)合治療可誘導乳腺癌細胞凋亡，是一種很有前途的策略，尤其是癌細胞對凋亡不敏感時[22］。

2.2 Smac模擬物與乳腺癌放療

放射治療是局部控制乳腺癌的治療選擇，尤其是在乳腺癌患者進行保守手術(shù)之后。然而，癌細胞的放射敏感性較差限制了治療效果。因此，開發(fā)乳腺癌細胞輻射增敏的治療劑對于改善治療結(jié)果至關重要。SmacN7 是Smac 蛋白的活性基團，也是最小的促凋亡單位。呂紫嫣等[23］研究發(fā)現(xiàn)，SmacN7主要通過TNF 相關的凋亡誘導配體（TNF-related apoptosis inducing ligand，TRAIL）介導的死亡受體途徑和線粒體介導的內(nèi)源性凋亡途徑抑制乳腺癌細胞MDA-MB-157增殖，誘導其凋亡，有助于乳腺癌的治療，為臨床乳腺癌的基因治療提供了實驗依據(jù)。另有研究將IAP 作為乳腺癌中有效的放射增敏靶點，通過使用Smac 模擬物可以抑制其活性，從而激活Caspase，增加乳腺癌的放射敏感性，用于治療抗輻射乳腺癌[24］。

2.3 基于納米顆粒系統(tǒng)的Smac模擬物

某些情況下，Smac模擬物在體內(nèi)的應用會受到一些限制，納米顆粒（nanoparticle，NP）給藥系統(tǒng)有助于實現(xiàn)藥物對癌細胞的靶向治療，降低其毒性，提高藥物穩(wěn)定性，減少藥物有效劑量。Priwitaningrum 等[9］開發(fā)了一種將Smac 蛋白傳遞到腫瘤的納米系統(tǒng)（poly lactide glycolic acid，PLGA），負載在PLGA 中的Smac 模擬物與已建立的化療藥物（阿霉素）共同遞送可以增強患者的化療效果，從而產(chǎn)生更好的治療效果，為治療性肽納米顆粒與癌癥聯(lián)合治療藥物的協(xié)同傳遞奠定了新的基礎[25］。Nikkhoo 等[7］使 用 羧 甲 基 葡 聚 糖（carboxymethyl dextran，CMD）與N，N，N-三甲基殼聚糖氯化物（Ntrimethyl chitosan，TMC）結(jié)合形成TMC-CMD NP 進行特異性地給藥。結(jié)果表明，TMC-CMD NP 能夠有效地將siRNA 和Smac 模擬物BV6 傳遞至乳腺癌細胞，顯著誘導癌細胞凋亡，抑制癌細胞增殖、存活、遷移和血管生成。

3 Smac模擬物與其他腫瘤

Craver 等[4］發(fā)現(xiàn)，Smac 模擬物可能對發(fā)生JAK2基因V617F 突變（JAK2V617F）的骨髓增殖性腫瘤（myeloproliferative neoplasm，MPN）患者有益，Smac模擬物的治療作用是通過激活JAK2基因介導的，同時使用減少或阻斷TNFα 的藥物治療可能增強Smac模擬物特異性靶向JAK2V617F突變細胞的能力。Shekhar等[26］研究發(fā)現(xiàn)，Smac模擬物LCL161和GDC-0152與免疫浸潤細胞產(chǎn)生的TNFα 具有協(xié)同作用，可限制骨肉瘤的生長和轉(zhuǎn)移，表明Smac模擬物的安全方案可能會改善骨肉瘤患者的治療效果。研究發(fā)現(xiàn)，Smac 模擬物可促進TNF-α 影響膽囊癌細胞，并通過DRs途徑誘導膽囊癌細胞凋亡，為化療聯(lián)合Smac 模擬物治療膽囊癌提供了間接依據(jù)[27］。卵巢癌中Caspase8的低表達與其化療耐藥性相關，Smac模擬物與卡鉑、紫杉醇等化療藥物聯(lián)合使用可以增加癌細胞死亡，建立有效的抗腫瘤活性，突出了Smac 模擬物與其他化療藥物結(jié)合時作為有效抗癌藥物的潛力[28-30］。Smac模擬物和γ干擾素協(xié)同誘導非小細胞肺癌細胞凋亡，而不損害正常肺上皮細胞，可作為預測非小細胞肺癌反應的生物標志物。另外Smac 模擬物和放射治療增強了消融放療（adaptive radio therapy，ART）誘導的肺癌特異性適應免疫，為增強ART的免疫原性提供了一種新的策略[31-32］。Hannes 等[33］研究發(fā)現(xiàn)，Smac模擬物BV6與干擾素基因刺激因子（stimulator of interferon genes，STING）聯(lián)合使用可促進胰腺癌細胞的凋亡，可能是克服胰腺癌治療失敗的強大抗癌策略。Smac 模擬物在其他癌癥如結(jié)直腸癌[34］、淋巴瘤[35］、膽管癌[36］中單獨或與其他治療方式相結(jié)合，在不同腫瘤中依據(jù)不同的促癌細胞凋亡機制發(fā)揮著重要作用。

4 小 結(jié)

乳腺癌作為全世界女性最常見的癌癥，其臨床表現(xiàn)和分子的異質(zhì)性對于品谷患者對治療的反應及預后帶來了挑戰(zhàn)[3］。靶向凋亡被證明是一種很有前途的策略[37］，Smac 模擬物模擬內(nèi)源性Smac 蛋白對IAP有抑制作用，以時間和TNFR1依賴的方式改變基因表達[17，37］。研究證明了Smac 作為單一藥物的有效性，同時Smac模擬物作為聯(lián)合治療方式可以大大提高常規(guī)治療效果[5］。

識別乳腺癌治療反應的生物標志物以開發(fā)合理的治療組合，針對不同乳腺癌患者選擇最合適的治療，有望進一步改善治療結(jié)果。Smac模擬物針對不同乳腺癌的分型和不同敏感性的乳腺癌的反應不同，其效果也不同，未來應針對乳腺癌的不同分型設計具有不同針對性的Smac 模擬物[5］。Smac 模擬物良好的特異性、安全性及與其他方式協(xié)同的治療潛力，提示其具有良好的臨床應用前景。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突。