医学进展
2018年08月号
医学进展
十年经典

精准打击非小细胞肺癌:携带ERCC1缺陷者对一类药物非常敏感

作者:马雷雷

法国巴黎萨克雷大学的Touat等研究人员发现,非小细胞肺癌(non-small-cell lung cancer,NSCLC)中的核苷酸切除修复交叉互补组1(excision repair cross-complementation group 1,ERCC1)缺陷可造成细胞代谢变化,使烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(Nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+)的水平降低,以及合成限速酶——尼克酰胺磷酸核糖转移酶(nicotinamide phosphoribosyltransferase,NAMPT)表达下降,导致癌细胞对NAMPT的小分子抑制剂非常敏感。

虽然目前肿瘤的治疗取得了一定的进展,但NSCLC仍是致死率较高的癌症。肿瘤特异性分子改变的发现,彻底改变了癌症靶向治疗的发展。例如,基因依赖效应(如癌基因成瘾性和合成致死相互作用),为靶向癌细胞的基因突变和遗传缺陷提供了可能。(癌基因成瘾性是指癌细胞特性的维持依赖于癌基因的功能;合成致死相互作用是指,两个基因中如果只有一个基因突变,对细胞存活没有影响,如果两个基因均突变,则可导致细胞死亡。)

ERCC1是核苷酸切除修复中非常重要的蛋白质,也是NSCLC中最常发生缺陷的DNA修复蛋白。ERCC1的缺陷与癌细胞对停止DNA复制叉药物(铂盐、PARP抑制剂等)的敏感性有关,但耐药性和毒性限制了这类药物的应用。因此,需要其他靶向ERCC1缺陷的药物。

通过蛋白质组学分析,研究人员发现,在ERCC1缺陷的NSCLC细胞中NAMPT的表达显著下调,从而阻断了NAD+的补救合成途径,也就是说,ERCC1-NAMPT合成致死关系与NAD+补救合成途径的中断有关。因此,NAMPT抑制剂处理后,ERCC1缺陷的NSCLC细胞被显著抑制,其IC50值是野生型细胞中的1/1000(IC50值是指半抑制浓度,指示药物诱导50%的肿瘤细胞凋亡时的浓度),也就是说,在体外,ERCC1缺陷细胞对小分子NAMPT抑制剂的敏感性比ERCC1野生型细胞大1000倍。小鼠的体内试验结果也证实了以上结果。进一步研究发现,ERCC1缺陷的NSCLC细胞的代谢变化巨大,包括三羧酸循环改变、NAD+的合成被抑制、线粒体结构异常、线粒体呼吸功能降低以及糖酵解增加。而NAMPT抑制剂能够加剧这些代谢变化。

研究人员最后总结了该现象的内在机制,在正常情况下,细胞内NAD+水平不会发生变化,NAMPT抑制剂也只能部分降低NAD+的水平。而在ERCC1缺陷的NSCLC细胞中,DNA损伤和代谢异常(线粒体功能异常)都会降低NAD+的水平,但仍能维持细胞的基本需求,而NAMPT抑制剂会进一步降低NAD+的水平,使其不能满足细胞的基本需求,导致癌细胞的最终死亡。(作者:马雷雷)

参考文献:Journal of Clinical Investigation 2018;128:1671-1687

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