癌癥常被稱(chēng)為人類(lèi)疾病的頭號殺手,它導演的悲歡離合賺足了我們無(wú)助的淚眼。戰勝癌癥一直是全人類(lèi)的執念。
從前癌癥被認為是不治之癥,但醫療技術(shù)日益精進(jìn)的今天,我們發(fā)現有三分之一的癌癥是可以預防的,還有三分之一的癌癥經(jīng)過(guò)治療可以延長(cháng)患者壽命甚至治愈,剩下三分之一的癌癥通過(guò)治療可緩解癥狀。(簡(jiǎn)直福音吶)
癌癥不是一群基因突變細胞的簡(jiǎn)單堆疊,而是由許多不同類(lèi)型的細胞和非細胞因子組成的復雜的綜合系統。除了癌細胞外,還有成纖維細胞、免疫和炎性細胞、脂肪細胞、膠質(zhì)細胞、以及一些血管細胞等,共同構成了腫瘤微環(huán)境(TME)。腫瘤基質(zhì)是腫瘤微環(huán)境的重要組成部分,其特有的生物學(xué)特征(如組織缺氧和酸中毒、間質(zhì)高壓形成,大量生長(cháng)因子和蛋白水解酶的產(chǎn)生及免疫炎性反應等)在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉移和治療耐藥中具有重要影響。
癌癥的常規治療手段包括外科手術(shù)、化學(xué)治療和放射治療,而分子靶向治療因其具有定向、定位的優(yōu)勢, 可以減少用藥劑量, 提高治療效果, 減少毒副反應,正成為全世界癌癥治療的研究熱點(diǎn)。目前,大多數抗癌療法都是特異性地針對癌細胞,在很大程度上忽略了腫瘤微環(huán)境的影響,然而進(jìn)行靶向癌細胞治療時(shí),腫瘤基質(zhì)促進(jìn)癌細胞存活和復發(fā),從而導致致命性疾病。因此,新的治療策略應該結合抗癌細胞藥物和抗基質(zhì)藥物。
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非惡性上皮組織由細胞外基質(zhì)(ECM)、成纖維細胞(fibroblast)、間充質(zhì)干細胞(MSCs)、成骨細胞和/或軟骨細胞組成。當癌癥發(fā)生時(shí),基質(zhì)會(huì )變得更纖維化被激活。ECM變得更加致密和剛性,腫瘤基質(zhì)間的成纖維細胞(CAFs)和MSCs細胞會(huì )改變形狀和表達水平,分泌更多的生長(cháng)因子、細胞因子和趨化因子(圖1)。
腫瘤基質(zhì)對治療的影響
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限制藥物通過(guò)
腫瘤基質(zhì)可通過(guò)三種途徑限制治療藥物進(jìn)入靶組織:纖維化、高間質(zhì)壓力和基質(zhì)酶降解藥物。
在腫瘤周?chē)驼麄€(gè)腫瘤中形成一個(gè)細胞外基質(zhì)(ECM)屏障,使這些藥物無(wú)法擴散到癌細胞;促進(jìn)基質(zhì)細胞色素P450(CYP)生產(chǎn),誘導治療藥物降解;并增加組織間的壓力,使其壓力高于非惡性細胞組織,阻止治療藥物進(jìn)入腫瘤細胞。(圖2 a)
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化療/放療的耐藥性
TME中化療/放療引起的DNA損傷,會(huì )導致與癌癥相關(guān)的成纖維細胞(CAFs)和間充質(zhì)細胞(MSCs)的應激反應,分泌多種促癌細胞存活、增殖、入侵和轉移的細胞因子,從而導致耐藥性。(圖2 b)
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靶向治療的耐藥性
基于抑制特異性分子或信號通路的藥物治療主要存在兩個(gè)問(wèn)題:癌癥是異質(zhì)的,因此只有某些癌細胞可能被特異致癌基因誘導;靶向一種蛋白質(zhì)或信號通路通常會(huì )導致另一種信號通路的上調,進(jìn)而導致腫瘤細胞適應、耐藥和疾病復發(fā)。而適應過(guò)程中腫瘤基質(zhì)會(huì )助力癌細胞,產(chǎn)生耐藥性。
藥物特異抑制特定的途徑(配體X/受體X)導致新的配體(配體Y/受體Y)的基質(zhì)分泌,從而導致癌細胞產(chǎn)生耐藥性(圖2 c)。
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激素拮抗劑的耐藥性
靶向激素信號的治療手段常用于治療前列腺癌或乳腺癌,患者通常依賴(lài)雄激素或雌激素。在前列腺上皮中,雄激素受體(AR)常促進(jìn)細胞增殖,降低基質(zhì)細胞AR的表達可抑制前列腺癌細胞的生長(cháng)和轉移能力。在乳腺癌中,降低基質(zhì)中雌激素受體(ER)的表達,可抑制乳腺癌細胞增殖,因此使用激素拮抗劑治療癌癥也是一種有效的治療策略(圖2 d)。
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免疫治療的耐藥性
免疫系統特有的兩面性及其免疫系統平衡狀態(tài),使其極易影響藥物的療效。腫瘤免疫治療有效依賴(lài)于效應免疫細胞,而腫瘤基質(zhì)中ECM和成纖維細胞等具有免疫調節能力,在調控免疫細胞的定位與遷移方面也發(fā)揮重要作用。(圖2 e)
靶向腫瘤基質(zhì)的治療策略
腫瘤基質(zhì)對腫瘤的發(fā)生和發(fā)展至關(guān)重要,了解腫瘤微環(huán)境異質(zhì)性的起源與發(fā)展,區別其獨有的特征,可開(kāi)發(fā)更多靶向腫瘤基質(zhì)的腫瘤治療方案。深入理解腫瘤微環(huán)境中細胞及間質(zhì)間的相互作用,將有助于設計出包括靶向ECM、靶向基質(zhì)蛋白、基于細胞外基質(zhì)、靶向腫瘤微環(huán)境、靶向癌細胞-基質(zhì)相互協(xié)同互補的聯(lián)合療法,為腫瘤的診斷和治療提供新途徑。目前,靶向基質(zhì)成分的藥物正處于臨床前和臨床研究階段。
參考文獻:
Valkenburg K C, Groot A E D, Pienta K J.Targeting the tumour stroma to improve cancer therapy. Nature Reviews Clinical Oncology, 2018(Suppl. 2).