《科學》子刊:科學家發(fā)現(xiàn)β受體阻滯劑可阻斷壓力導致的肺癌耐藥性,并抑制腫瘤生長
越來越多的研究表明,心理壓力會促進癌細胞的生長、產(chǎn)生耐藥性,以及轉(zhuǎn)移。以至于臨床將心理壓力作為預測肺癌患者死亡風險的一個指標。
這是個讓腫瘤科醫(yī)生和癌癥患者苦惱的問題。因為一旦一個人被診斷身患癌癥之后,他們在生理和心理上都要承受巨大的壓力,這勢必會給患者帶來二次傷害。
就拿非小細胞肺癌來說吧,它是發(fā)病率最高的癌癥。近日,來自MD安德森癌癥中心的Monique B. Nilsson團隊發(fā)現(xiàn),壓力激素不僅會促進癌細胞的生長,還會促進癌細胞對治療非小細胞肺癌的經(jīng)典藥物TKI抑制劑產(chǎn)生耐藥性。
讓人欣喜的是,在Nilsson團隊的努力下,她們不但揭示了壓力促進肺癌細胞耐藥和生長的機制,而且還發(fā)現(xiàn)治療心血管疾病的常用藥β受體阻滯劑,可以有效阻斷這一過程,解除癌細胞的耐藥性。
更重要的是,這種現(xiàn)象不僅僅是在小鼠身上觀察到的,她們回顧性的研究了一個III期臨床研究的數(shù)據(jù),初步證實β受體阻滯劑確實可以讓肺癌患者受益。他們的這一重要研究成果刊登在著名期刊《科學轉(zhuǎn)化醫(yī)學》上。
心理壓力會促進癌細胞的生長、產(chǎn)生耐藥性,以及轉(zhuǎn)移
對于很多非小細胞肺癌患者而言,表皮生長因子(EGFR)酪氨酸激酶抑制劑(TKI)是一劑良藥。然而,靶向藥物一個很明顯的缺陷是,隨著EGFR的不斷突變,患者很容易對TKI抑制劑產(chǎn)生耐藥性。其中一個叫T790M的變異最為常見。好在科學家研發(fā)的第二代和第三代TKI抑制劑對這個變異類型還是有效的。
然而,仍有50%左右的患者的耐藥性與T790M突變無關,而是與一種叫做白介素6(IL-6)的有關。對于這部分患者,目前沒有很好的治療手段。
Nilsson在2007年的時候就發(fā)現(xiàn),壓力激素(例如甲腎上腺素和腎上腺素)可以激活卵巢癌細胞表面的腎上腺素受體,促進癌細胞大量產(chǎn)生IL-6。
那么壓力激素是不是也可以促進非小細胞肺癌細胞產(chǎn)生IL-6,進而導致非小細胞肺癌對TKI抑制劑產(chǎn)生耐藥性?
Nilsson首先找到了兩個攜帶EGFR激活突變的非小細胞肺癌細胞株系,然后用第一代TKI抑制劑特羅凱處理它們,特羅凱的濃度逐漸提升,直到癌細胞耐藥。
當然在這些耐藥的細胞里面,有的是因為出現(xiàn)了T790M突變,那這部分用第二代和第三代TKI抑制劑基本就可以降服了。
研究人員從中篩選了沒有T790M突變(原始的突變還在)的耐藥細胞株系。接下來的研究估計嚇了他們一大跳,這些細胞不僅耐受特羅凱的攻擊,還耐受易瑞沙,對二代TKI抑制劑阿法替尼和三代TKI抑制劑奧斯替尼等也有耐藥性。
確實厲害了!
究竟是什么讓它們長本事了?
Nilsson進一步分析IL-6的表達量發(fā)現(xiàn),與出現(xiàn)T790M突變的耐藥細胞株系相比,沒有T790M突變的耐藥細胞株系IL-6的表達量顯著升高。
這是偶然嗎?
隨后,研究人員分析了2011年一個特羅凱治療非小細胞肺癌的臨床研究數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)患者外周血中IL-6的濃度高與總生存期低相關(7),其中IL-6濃度高的患者在接受特羅凱治療之后,中位總生存期只有4.8個月,而IL-6濃度低的患者在接受特羅凱治療之后,中位總生存期有11.5個月。而且研究人員發(fā)現(xiàn),吸煙者的外周血中IL-6濃度顯著高于非吸煙者。
現(xiàn)在,Nilsson已經(jīng)可以確定的是,IL-6確實與肺癌細胞獲得TKI抑制劑耐藥性有關。那么,如果壓力激素可以促進肺癌細胞產(chǎn)生IL-6的話,對患者來說確實是個壞消息。研究人員必須找到壓力導致IL-6表達的信號通路,以找到合適的治療靶點。
基于2007年的研究,Nilsson決定揭開背后的機制。畢竟壓力激素的腎上腺素受體有α1,α2,β1,β2,β3,這么多種。
為了探究去甲腎上腺素結(jié)合了哪種腎上腺素受體,Nilsson嘗試用不同的抑制劑抑制腎上腺素受體活性。Nilsson發(fā)現(xiàn)抑制β腎上腺素受體的普萘洛爾,可以阻斷去甲腎上腺素導致的IL-6高表達。這可以初步確定是β1,β2,β3中的一個。
然后,她使用不同種類的β腎上腺素受體激動劑處理癌細胞,發(fā)現(xiàn)激活β2腎上腺素受體的激動劑沙丁胺醇可以增加IL-6的表達,而β1和β3受體的激動劑不行。這證明,壓力激素通過激活β2受體誘導非小細胞肺癌細胞表達IL-6。
緊接著,Nilsson又做了一個驗證小實驗。她發(fā)現(xiàn),用去甲腎上腺素處理攜帶EGFR激活突變的非小細胞肺癌細胞的24小時之后,這些原本對特羅凱敏感的癌細胞就獲得了對特羅凱的耐藥性。加入抑制β腎上腺素受體的普萘洛爾,或者中和IL-6的抗體,可以阻斷這種耐藥性。
至此,可以說Nilsson已經(jīng)基本算是揭開了攜帶EGFR激活突變的肺癌細胞對TKI抑制劑耐藥的機制了。
在接下來的體內(nèi)實驗里,Nilsson將之前篩選到的沒有T790M突變的耐藥細胞株移植到正常小鼠和壓力模式小鼠(8)身上發(fā)現(xiàn),相同時間內(nèi)壓力模式小鼠腫瘤體積是正常小鼠的兩倍多。這表明,IL-6還可以促進肺癌細胞的生長。
然后Nilsson讓非壓力模式小鼠的腫瘤自由生長,當腫瘤的體積長到400立方毫米的時候,隨機分兩組,一組使用特羅凱治療,一種使用特羅凱和β2腎上腺素受體激動劑異丙腎上腺素。結(jié)果,使用特羅凱組的小鼠腫瘤近乎完全消失,而組合用藥組小鼠腫瘤體積幾近消退后,又很快長大了。這意味著,壓力激素確實會激活癌細胞,導致腫瘤卷土重來。
實驗做到這里,已經(jīng)是很激動人心了。剩下的最關鍵的一步就是,β受體阻滯劑在人體究竟起不起作用。要知道,很多在細胞和小鼠上做的好好的研究,到人身上就不管用了。
為了初步驗證這種現(xiàn)象是否在人體也存在,Nilsson費力不少心血,查閱大量臨床研究的信息之后,她發(fā)現(xiàn),2013年有個臨床研究,因為某些原因,在LUX-Lung3這個III期臨床研究中(9),研究人員在評估TKI抑制劑阿法替尼在治療攜帶EGFR突變的肺癌,與化療藥物的差異時,有些患者使用了β受體阻滯劑。
于是,Nilsson比較了使用與沒有使用β受體阻滯劑的患者的無進展中位生存期。欣喜地發(fā)現(xiàn),在沒使用β腎上腺素受體抑制劑小組里,阿法替尼治療的中位無進展生存期是11.1個月,化療是6.9個月;在使用β腎上腺素受體抑制劑小組里,阿法替尼治療的中位無進展生存期是13.6個月,化療是2.5個月。
顯然,患者是受益的。
「普遍認為壓力對癌癥患者并不好,但對于患者而言,確診癌癥以及必要的治療會給患者造成很大的壓力。我們的研究數(shù)據(jù)表明,壓力激素可能直接作用于腫瘤細胞,并促進癌細胞對治療的抵抗,本研究的通訊作者John V. Heymach說,「β受體阻滯劑耐受性好,價格便宜,可能會提高患者對EGFR靶向藥物的反應,這一概念令人興奮,應該臨床檢測?!?/div>
最后要說的是,β受體阻滯劑目前也有好幾代了,其中第一代β受體阻滯劑,如普萘洛爾,納多洛兒和噻嗎洛爾,都是沒有選擇性的,既可以抑制β1腎上腺素受體,又可以抑制β2腎上腺素受體的活性。而第二代β受體阻滯劑,如美托洛爾,醋丁洛和比索洛爾,只能靶向抑制β1腎上腺素受體,而對β2腎上腺素受體沒有作用。本研究表明,在臨床中應該使用第一代β受體阻滯劑。
最后,希望Nilsson盡快組織臨床研究,以造福更多的肺癌患者。
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