核苷酸還原酶M1在晚期非小細(xì)胞肺癌治療和預(yù)后中的作用

田家偉 韓淑華

肺癌為臨床常見惡性腫瘤，據(jù)世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)最新的2012年統(tǒng)計資料顯示，當(dāng)年新發(fā)肺癌180萬，占所有新發(fā)惡性腫瘤的12.9%，死亡159萬，占所有因惡性腫瘤死亡的19.4%[1]?？梢?，其發(fā)病率和病死率之高，而且還在不斷上升[2]，更讓人擔(dān)憂的是其5年生存率，在男性僅為6%-14%，女性僅為7%-18%[3]。肺癌患者中75%-80%為非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC），就診時多已處晚期，失去了根治性手術(shù)或放療的機會，化療是主要的治療手段。但由于腫瘤生物學(xué)行為的多樣性和對化療藥物的耐藥等因素，使得晚期NSCLC的化療結(jié)果不容樂觀。近年來，分子標(biāo)志物的個體化化療在晚期NSCLC的應(yīng)用，使得這些患者生存期有所延長，生活質(zhì)量有所提高，如RRM1與吉西他濱（Gemcitabine, Gem）耐藥及治療預(yù)后相關(guān)，核苷酸切除修復(fù)交叉互補組（excision repair crosscomplementing 1, ERCC1）和人類乳腺癌易感基因（breast cancer susceptibility gene breast cancer 1, BRCA1）與鉑類（platinum, P）相關(guān)，胸苷酸合成酶（thymidylate synthase,TS）與培美曲塞（pemetrexed），III型β-微管蛋白（class III β-tubulin, TUBB3）與紫杉醇（Taxol, Tax）相關(guān)，表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor, EGFR）突變與EGFR-酪氨酸激酶抑制劑（tyrosine kinase inhibitor, TKI），ALK基因重排與克唑替尼等[4]。因此，針對晚期NSCLC，根據(jù)分子標(biāo)志物選擇合適的藥物，達(dá)到個體化化療是臨床中所要面對和解決的問題[5]。本文就RRM1在晚期NSCLC治療和預(yù)后中的作用做一簡要綜述。

1 RRM1概況

RRM1是核苷酸還原酶（ribonucleotide reductase, RR）的M1亞基。DNA的合成和損傷修復(fù)都需要RRM1的參與。RRM1與晚期NSCLC Gem化療和預(yù)后存在相關(guān)性。高表達(dá)RRM1（RRM1 positive, RRM1+）使得腫瘤細(xì)胞具有很強的合成和損傷修復(fù)能力，可造成對Gem的耐藥和影響預(yù)后。臨床中常用免疫組化（immunohistochemical, IHC）和PCR檢測RRM1，由于考慮到轉(zhuǎn)錄后加工的影響和現(xiàn)有IHC所用抗體不能特異地檢測出相關(guān)亞型，兩者優(yōu)劣多無定論[6-8]。同時，腫瘤組織和外周血檢測無明顯差異[9]，這對無法獲取腫瘤組織標(biāo)本的晚期NSCLC個體化化療意義重大。

RR由大的調(diào)節(jié)亞基RRM1和小的催化亞基RRM2/RRM2B組成。RRM2B是p53誘導(dǎo)的一個亞基，可取代RRM2發(fā)揮作用。目前的研究主要集中于RRM1，除了RRM2僅起到催化作用外，還因為RRM2僅在DNA合成的G1期-S期才可被檢測到，半衰期3 h，而RRM1出現(xiàn)在DNA合成的全部時相，半衰期可達(dá)15 h[10]。但也有研究[11]表明RRM2也是抗癌藥物的一個重要靶點。RRM1編碼基因位于染色體的11p15.5，在許多腫瘤細(xì)胞中呈現(xiàn)為雜合丟失[12]。當(dāng)兩個等位基因都存在時會起到抑制腫瘤的作用；某一個等位基因缺失時就不再具有抑癌作用，且細(xì)胞轉(zhuǎn)為癌細(xì)胞；兩個等位基因的全缺失時RR不能激活，細(xì)胞死亡；純合子少見[13]。RRM1是核苷酸的結(jié)合位點，能特異識別結(jié)合底物和發(fā)生變構(gòu)調(diào)節(jié)RR。RR在DNA的合成中負(fù)責(zé)催化二磷酸核苷酸（ribonucleoside diphosphate, NDP）向為二磷酸脫氧核苷酸（deoxyribonucleoside diphosphate, dNDP）的轉(zhuǎn)化[13]，后者是DNA合成和損傷修復(fù)的原料。因此，RRM1既具有抑制腫瘤的作用，同時還有促進DNA合成和損傷修復(fù)的功能（圖1）。

2 RRM1療效預(yù)測及預(yù)后

2.1 RRM1在含Gem化療方案中的作用機制 Gem是核苷類似物，屬抗代謝類抗癌藥。Gem由膜上的核苷轉(zhuǎn)運體（nucleoside transporter, NT）介導(dǎo)進入細(xì)胞。在脫氧胞苷激酶（deoxycytidine kinase, dCK）、核苷一磷酸激酶（nucleoside monophosphate kinase, NMPK）和核苷二磷酸激酶（nucleoside diphosphate kinase, NDPK）的作用下相繼轉(zhuǎn)化為雙氟一磷酸脫氧胞苷（Gem monophosphate,dFdCMP）和具有活性的dFdCDP、dFdCTP。dFdCDP結(jié)合于RRM1核苷酸的結(jié)合位點，抑制了RR的活性，dFdCTP摻合到DNA中使其合成受阻，兩者共同發(fā)揮Gem的細(xì)胞毒作用（圖1）。對于Gem的獲得性耐藥，則是細(xì)胞在受到Gem損傷后使RR過表達(dá)以利于修復(fù)，正常的三磷酸脫氧胞苷（dCTP）在細(xì)胞中含量相應(yīng)增加，dFdCTP相對地很少再替代dCTP摻合到DNA中使其合成受阻。另一耐藥機制則是通過使可介導(dǎo)Gem在胞內(nèi)發(fā)揮作用的NT和dCK等減少，同時使如胞嘧啶核苷脫氨酶和5’-核苷酸酶等可發(fā)揮降解dFdCMP、dFdCDP和dFdCTP作用的酶增加所致[14,15]。

2.2 RRM1在晚期NSCLC的治療與預(yù)后 晚期NSCLC可選擇手術(shù)切除，但對于絕大多數(shù)來說，在診斷時已屬晚期，喪失了手術(shù)機會。晚期NSCLC除可依據(jù)相應(yīng)的分子標(biāo)志物選擇靶向治療外，化療仍是其基礎(chǔ)治療[5]。以鉑類為基礎(chǔ)聯(lián)合第三代細(xì)胞毒類藥，如Gem、Tax、多西他賽（Docetaxel,Doc）和長春瑞濱（vinorelbine）等，作為一線選擇方案可延長晚期NSCLC的生存期并提高生存質(zhì)量[16]。但是，臨床中對于聯(lián)合化療具體藥物的選擇，常常是醫(yī)生根據(jù)自己的臨床經(jīng)驗和個人偏好，這就造成了療效的很大變異，而以分子標(biāo)志物表達(dá)的不同選擇的個體化治療可減少化療藥物耐藥和改善預(yù)后[17,18]。Zhang等[19]就通過其前瞻性研究證實了依據(jù)RRM1、ERCC1和TUBB3選擇的個體化化療的晚期NSCLC患者相比于統(tǒng)一采用鉑類聯(lián)合Gem的化療有很好的化療反應(yīng)、中位無進展生存期（progression free survival, PFS）和1年生存率。其對85例IIIb期或IV期的晚期NSCLC患者，41例已知曉分子標(biāo)志物情況的分為A組，44例不知曉的分為B組。A組依據(jù)ERCC1低表達(dá)（ERCC1 negative, ERCC1-）接受以鉑為基礎(chǔ)的聯(lián)合化療（Doc/Tax/Gem/vinorelbine/pemetrexed+P）；RRM1-的接受Gem單藥或以Gem為基礎(chǔ)的聯(lián)合；TUBB3高表達(dá)（TUBB3 positive, TUBB3+）的不接受Tax；由于pemetrexed不推薦用于鱗癌，RRM1+和TUBB3+排除在外等原則，被分為ERCC-RRM-（Gem+P）、ERCC-RRM1+TUBB3-（Tax/Doc+P）、ERCC-RRM1+TUBB3+（pemetrexed+P）、ERCC+RRM1-TUBB3-（Gem+Tax）、ERCC+RRM1-TUBB3+（Gem）、ERCC+RRM1+TUBB3-（Tax+Doc）和ERCC+RRM1+TUBB3+（pemetrexed）7個亞組。B組統(tǒng)一選擇Gem+P的聯(lián)合化療。隨訪發(fā)現(xiàn)A組完全緩解（complete response, CR）和部分緩解（partial response, PR）占56.1%，明顯高于B組的31.8%（P=0.024），且在PFS（5.2 movs4.1 mo,P=0.026）和1年生存率（65.9%vs40.9 %,P=0.021）上也明顯存在優(yōu)勢。RRM1與以鉑類聯(lián)合Gem的化療相關(guān)，大量的基礎(chǔ)和臨床研究[20-22]均表明RRM1-的對Gem敏感，耐藥發(fā)生少，有較好的預(yù)后。RNA干擾（RNAi）是腫瘤研究的重要技術(shù)手段，利用RNAi使RRM1基因沉默后，那些對Gem耐藥并RRM1+的腫瘤細(xì)胞RRM1蛋白產(chǎn)生也相應(yīng)減少。Wonganan等[23]就給予小鼠這種RRM1特異的干擾RNA，觀察到小鼠體內(nèi)RRM1+的肺癌細(xì)胞生長受到了抑制，而且轉(zhuǎn)而對Gem變得敏感。Li等[21]對40例入組的晚期NSCLC中34例滿足條件的患者進行分析，RRM1-的較RRM1+對以鉑類聯(lián)合Gem的化療反應(yīng)（52.9%vs5.9%,P=0.007）和預(yù)后（15.5 movs12.0 mo,P=0.046）好。Dong等[24]用IHC檢測RRM1回顧性分析了680例晚期NSCLC，229例接受了以鉑類為基礎(chǔ)的聯(lián)合化療，在使用鉑類聯(lián)合Gem的患者中，RRM1-在疾病控制率（disease control rate, DCR）和PFS上都存在顯著差異（DCR 78.8%vs55.2%,P=0.041; PFS 8.8 movs7.6 mo,P=0.01），同時在性別、吸煙史和TNM分期的多因素分析中，RRM1是影響PFS的獨立影響因素（95%CI: 1.135-2.907,P=0.013）。國外也有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在以含Gem化療的晚期NSCLC中，RRM1-患者在總生存期[（overall survival, OS）, 12.9 movs5.1 mo,P=0.022]和DCR[PR+疾病穩(wěn)定（stable disease, SD）, 56%vs23%,P=0.053]均優(yōu)于RRM1+[25]。但也有少部分研究表明不存在上述相關(guān)，一項針對RRM1的III期臨床試驗[26]就曾報道，選擇Gem的RRM1-在DCR、PFS和OS沒有獲益。另一項根據(jù)RRM1和ERCC1表達(dá)情況個體化化療的國際III期隨機臨床試驗[27]也得出，個體化治療組較對照在PFS（6.1 movs6.9 mo,Log-rank,P=0.181）和OS（11.0 movs11.3 mo,Logrank,P=0.66）上無差異。之所以會出現(xiàn)上述不一致的研究結(jié)論，有學(xué)者[28,29]認(rèn)為可能與RRM1的基因多態(tài)性相關(guān)。近來的的一項meta分析表明，RRM1-的晚期NSCLC對于以鉑類聯(lián)合Gem的化療有很好的化療反應(yīng)（OR=0.31, 95%CI:0.21-0.45,P＜0.000,01），有更長的PFS（2.64 mo, 95%CI:0.39-4.89,P=0.02）和存活期（3.94 mo, 95%CI: 2.15-5.73,P＜0.000,1）[30]（表1）。

3 小結(jié)

RRM1作為RR的M1亞基，負(fù)責(zé)NDP向dNDP的轉(zhuǎn)化，從而參與DNA的合成和損傷修復(fù)。Gem為核苷類似物，可結(jié)合于RRM1的核苷酸結(jié)合位點，抑制RR，阻礙DNA的合成。目前已有大量的研究表明，RRM1-的晚期NSCLC對以Gem聯(lián)合的化療有較好的化療反應(yīng)和預(yù)后，但也有少部分研究與其正好相反，這可能與RRM1的基因多態(tài)性相關(guān)。由RRM1指導(dǎo)的個體化化療并不能作為晚期NSCLC的決策常規(guī)，還需進一步研究?；熓峭砥贜SCLC的基礎(chǔ)治療，不同個體對化療的敏感性和預(yù)后存在差異，根據(jù)分子標(biāo)志物表達(dá)的不同而選擇的個體化治療方案可減少化療耐藥和改善預(yù)后，這仍然是晚期NSCLC治療方面研究的重要內(nèi)容之一。