放療聯(lián)合阿帕替尼治療非小細(xì)胞肺癌的機制及研究前景

劉國慧 王春波 鄂明艷

在世界范圍內(nèi)，無論男性還是女性，肺癌均已成為癌癥死亡的主要原因。根據(jù)《2015年中國腫瘤登記年報》的統(tǒng)計表明，在中國，不論是腫瘤發(fā)病率還是死亡率，肺癌都占據(jù)了首位，嚴(yán)重威脅著人們的健康[1]。其中非小細(xì)胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）約占所有肺癌比例的84%。大多數(shù)患者就診時已處于晚期[2]，其治療方法主要采用放療、化療及靶向治療等，其5年總生存率約為16.1%[1]。

如何能夠提高NSCLC的治療療效一直是目前廣大學(xué)者的研究熱點。隨著分子靶向藥物的開展應(yīng)用，其中在對表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor,EGFR）敏感突變的中、晚期患者采取放療聯(lián)合小分子酪氨酸激酶抑制劑（tyrosine kinase inhibitor, TKI）靶向藥物治療時，由于肺纖維化損傷嚴(yán)重，臨床應(yīng)用進展相對緩慢。但是，另一方面在EGFR敏感突變的腦轉(zhuǎn)移患者中，行全腦放療（whole brain radiotherapy, WBRT）與小分子TKI靶向藥物的聯(lián)合治療已取得令人矚目的進展。

血管生成是腫瘤形成的重要過程，越來越多的研究表明抗血管生成藥物是治療腫瘤的關(guān)鍵之一，而相關(guān)數(shù)據(jù)也證實其在多種實體瘤包括NSCLC的治療中療效顯著[3]。

1 NSCLC放射治療的現(xiàn)狀

在臨床確診的NSCLC患者中，34%為I期和II期，28%為III期，38%為IV期[1]。放射治療是各臨床分期NSCLC患者的重要局部治療手段。據(jù)相關(guān)文獻資料統(tǒng)計，在治療的不同時期需要接受放療的患者比例為60%-70%。但是由于放療抵抗的因素，放射治療劑量的增加雖然提高了腫瘤控制率，但也增加了周圍正常組織器官的急慢性毒副作用[4]。因在實體瘤中含有對放射線抵抗的低氧細(xì)胞，III期NSCLC單純放療后的局部未控和復(fù)發(fā)率可高達60%-80%。因此如何進一步提升放療療效，同時減少正常組織損傷，一直是放療科醫(yī)師的研究熱點。

一些體內(nèi)實驗表明放療與抗血管生成類藥物聯(lián)用可抑制腫瘤細(xì)胞增殖。Cao等[5]研究表明，血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子受體-2（vascular endothelial growth factor receptor 2,VEGFR-2）抑制劑AZD2171可促進射線誘導(dǎo)的H460肺癌模型腫瘤細(xì)胞凋亡，Ki67染色實驗顯示聯(lián)用組腫瘤細(xì)胞增殖指數(shù)僅為對照組的1/4。近來研究表明，抗血管生成類藥物與放療聯(lián)用，可以協(xié)同放療致敏血管內(nèi)皮細(xì)胞，殺傷腫瘤內(nèi)部血管，減少腫瘤血供，促進其壞死，并可提高腫瘤內(nèi)部氧分壓，增強放療對癌細(xì)胞的殺傷作用。由于抗血管生成類藥物與放療聯(lián)用表現(xiàn)出協(xié)同作用，故對于放療耐受性差的患者，可以通過與抗血管生成類藥物聯(lián)用而降低放射劑量，以達到相同的效果，從而提高患者對放療的依從性和生活質(zhì)量。

在王綠化、陳明牽頭的HELPER研究，該研究證明了重組人血管內(nèi)皮抑制素（恩度）聯(lián)合同步放化療在NSCLC中療效顯著。

2 阿帕替尼的研究進展

阿帕替尼是由恒瑞醫(yī)藥股份有限公司投資研制，是一種擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型口服小分子抗血管生成制劑，化學(xué)名稱為N-[4-（氰基環(huán)戊基）苯基][2-[（4-吡啶甲基）氨基]（3-吡啶）]甲酰胺甲磺酸鹽，分子式為C25H27N5O3S，分子量為493.58（甲磺酸鹽）。研究[6]證實腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后與酪氨酸激酶的過度激活密切相關(guān)。阿帕替尼在治療惡性腫瘤中主要是通過抑制VEGFR發(fā)揮抗血管生成作用，其在低的濃度即能有效抑制VEGFR-2酪氨酸激酶活性，使腫瘤血管生成受到抑制，進而抑制腫瘤生長[7]。較高濃度可以抑制PDGFR、c-Kit及c-Src等激酶，阿帕替尼對VEGFR2的活性作用是PTK787的13.7倍；同時抑制KDR介導(dǎo)的下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。臨床前研究表明其抗腫瘤作用較同類藥物PTK787取得更優(yōu)的效果，與ZD6474和AMG706相當(dāng)。在胃癌的III期臨床試驗中，阿帕替尼顯示出良好的生存獲益，該藥于2014年10月被國家食品藥品監(jiān)督管理總局（China Food and Drug Administration, CFDA）批準(zhǔn)上市[8]。

在I期臨床藥效學(xué)觀察中，在納入81例晚期實體瘤受試者中，其中有9例受試者療效未進行評價，另3例患者給藥劑量偏低，僅250 mg/d。共69例受試者接受500 mg/d-1,000 mg/d（其中1,000 mg/d僅3例）阿帕替尼的治療，可評價的患者共56例。對69例受試者的腫瘤類型和可評價的56例患者的療效進行了統(tǒng)計，從客觀緩解率來分析，腎癌和小腸間質(zhì)瘤入選或可評價患者均為1例，療效均為疾病進展（progressive disease, PR）。胃癌和結(jié)直腸癌分別納入了11例和25例可評價患者受試者，獲得了較高的緩解率，分別達18.1%和8%。從疾病控制率來分析，鼻咽癌、肝癌和GIST可評價的患者各1例，均獲得疾病穩(wěn)定（stable disease,SD）的療效。由于例數(shù)少，判斷療效應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎。食管癌、肺癌、乳腺癌可評價患者分別為4例、4例和6例受試者，疾病控制率為100%、75%和66.7%。研究顯示阿帕替尼在轉(zhuǎn)移性腎細(xì)胞癌、胃腸道間質(zhì)瘤、肝細(xì)胞癌、軟組織肉瘤的治療中均有應(yīng)用，并在許多其他腫瘤包括結(jié)直腸癌、NSCLC、胰腺癌、卵巢癌及乳腺癌等的治療中均有研究[9,10]。

有研究入組135例晚期非鱗狀NSCLC患者，在II期臨床試驗中，分別分配到阿帕替尼及安慰劑組，主要療效指標(biāo)分析方面，F(xiàn)AS分析集中，阿帕替尼組相比安慰劑組提高了患者的中位無進展生存期（progression-free survival, PFS）（4.7個月 vs 1.9個月），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.000,1）。次要療效指標(biāo)方面，F(xiàn)AS分析集中，阿帕替尼組與安慰劑組相比，阿帕替尼均提高了患者的客觀緩解率及臨床受益率，顯示出了較好的療效。主要不良反應(yīng)為高血壓、蛋白尿、血小板下降、白細(xì)胞下降、手足綜合癥、膽紅素升高等，大部分均為輕、中度，經(jīng)對癥治療后大部分可緩解。阿帕替尼顯示出了良好的安全性。因此，推薦阿帕替尼片750 mg qd為臨床給藥方案[9,10]。

李旭等[11]采用甲磺酸阿帕替尼片對晚期肺癌進行治療，結(jié)果顯示患者經(jīng)1個月的化療后其VEGF及基質(zhì)金屬蛋白酶9（matrix metalloproteinase 9, MMP9）含量明顯下降，下降程度顯著高于對癥治療的患者，提示甲磺酸阿帕替尼片作為VEGFR-2抑制劑能有效降低患者腫瘤標(biāo)志物含量。同時按實體腫瘤臨床治療效果評價標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，觀察組患者短期治療總有效率達95.35%，反映出該藥物治療經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化療方案失敗的晚期肺癌的確切性。

趙鳳等[12]將阿帕替尼聯(lián)合立體定向放射治療用于前列腺癌骨轉(zhuǎn)移治療，給予250 mg阿帕替尼聯(lián)合或不聯(lián)合SBRT（劑量為6 Gy/次，共計5次）治療。結(jié)果顯示試驗組平均疼痛評分變化優(yōu)于對照組。試驗組患者出現(xiàn)PSA下降50%以上多于對照組，兩組PSA下降持續(xù)時間均可達2個月-6個月。放療并未增加3級不良反應(yīng)的發(fā)生。研究表明阿帕替尼和放療具有協(xié)同抗腫瘤作用，不良反應(yīng)可耐受。

Zhang等[13]在奧沙利鉑及S-1化學(xué)治療一例晚期胃癌治療失敗的患者，應(yīng)用阿帕替尼（850 mg）聯(lián)合放射治療（64 Gy/30 f），結(jié)果顯示患者在隨訪7個月后無疾病進展，未見明顯副反應(yīng)。該個案報道表明在晚期患者中，在不接受化療或不成功的情況下，采用阿帕替尼聯(lián)合放射治療能使患者收益。

3 阿帕替尼聯(lián)合放療增強放療敏感性的可能機制

腫瘤細(xì)胞賴以生存的環(huán)境即微環(huán)境，無論是在腫瘤增殖、轉(zhuǎn)移，還是對藥物和放射治療的抵抗中都起到十分重要的作用。腫瘤中血液的供應(yīng)量，藥物和放射治療都能引起腫瘤微環(huán)境的改變[14]?？寡苌芍委煂δ[瘤血管生長有抑制作用，而放射治療的主要靶點是腫瘤細(xì)胞。近來很多證據(jù)表明抗腫瘤血管生成藥物與放射治療聯(lián)用可增加其療效[15]。圍繞這一微環(huán)境，如何使其在腫瘤的治療中保持平衡事關(guān)重要。據(jù)此，我們將阿帕替尼聯(lián)合放射治療在改變微環(huán)境中提高放療療效可能發(fā)生的機制分析如下。

3.1 使血管正?；?通常腫瘤產(chǎn)生放射抵抗性的重要原因是由于通過放射治療誘導(dǎo)腫瘤新生血管生成，進而影響放射的順應(yīng)性，限制放療在臨床上的進一步應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)抗血管治療與放療在誘導(dǎo)腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡中起協(xié)同作用?？寡苤委煂δ[瘤新生血管功能有所改善，使其至少在某一時段血管正常化，這樣即可對腫瘤中血液的灌注能力有效增加，從而增強瘤細(xì)胞的放射敏感性。

腫瘤組織需依賴新生血管提供的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)來滿足腫瘤細(xì)胞不斷擴增的需要[16,17]，血管生成是細(xì)胞生長特別是腫瘤形成重要的過程。VEGF通過激活VEGFR來啟動下游通路導(dǎo)致血管內(nèi)皮增殖、遷移、誘導(dǎo)新生血管生成，并為腫瘤細(xì)胞提供營養(yǎng)從而促進腫瘤生長。VEGF及VEGFR在多種腫瘤組織的表達相比較于正常組織明顯增高，且與腫瘤組織血管密度正相關(guān)[18]。目前可認(rèn)為，"VEGFVEGFR"軸在抗血管生成治療中起主要靶點作用。Jain[19]提出"腫瘤血管正?；母拍?。這種腫瘤血管的正?；梢詴簳r改善腫瘤血管系統(tǒng)功能，降低組織間液壓力，使放療的抗腫瘤效果顯著提高。這將是抗血管生成藥物與放療聯(lián)合作用于腫瘤中提高其療效的最有力的理論證據(jù)[20]。

Schodel等[21]在相關(guān)實驗研究中證實了抗VEGFR2可以誘導(dǎo)腫瘤血管出現(xiàn)一個"血管正?；臅r間窗口期"。在此窗口期內(nèi)，血管通透性降低，氧分壓升高，進而改善其乏氧狀態(tài)，提高腫瘤細(xì)胞對放療的敏感性，因而可以起到協(xié)同抗腫瘤作用。不僅如此，還能夠通過血管的正?；瘜δ[瘤微環(huán)境的免疫抑制作用起到減弱作用。

3.2 緩解腫瘤內(nèi)乏氧 放射治療是治療腫瘤的重要手段之一，然而放療在殺滅腫瘤細(xì)胞的同時也能破壞血管的結(jié)構(gòu)和功能，使未被放射線殺滅的腫瘤細(xì)胞得不到血供，呈乏氧狀態(tài)。乏氧是產(chǎn)生放射抵抗的重要原因。乏氧在實體瘤中常見，組織乏氧會誘導(dǎo)血管生成[22]。肺癌細(xì)胞缺氧時會分泌大量的VEGF，其對于細(xì)胞增殖、侵襲、遷徙以及新血管芽生起到促進作用，使腫瘤血管的新生加快，腫瘤微血管密度增加，滲透性高。由于此時腫瘤血管呈現(xiàn)出"疏漏"狀態(tài)，大分子可溢出，其較差的淋巴和血液回流導(dǎo)致腫瘤組織間隙壓增高，腫瘤灌注下降。上述因素使腫瘤內(nèi)部乏氧加重，使放療產(chǎn)生抵抗，以此惡性循環(huán)，往往成為放療失敗的原因。

相關(guān)研究證實抗血管生成藥物與放療聯(lián)合應(yīng)用后可以對該惡性循環(huán)起到有力的打斷，使得雜亂無章的腫瘤血管出現(xiàn)短暫的"正常化"。在這個時間窗內(nèi)，降低了腫瘤內(nèi)乏氧細(xì)胞的比例，提高腫瘤的氧合，使腫瘤內(nèi)部乏氧有所改善，進而增強了放射線的殺傷效率[23]。

3.3 下調(diào)促血管生長因子水平 放療可誘導(dǎo)多種促血管生長因子的增加，其中以低氧誘導(dǎo)因子-1（hypoxia inducible factor-1, HIF-1）和VEGF最為顯著。HIF-1是由受氧濃度調(diào)節(jié)的HIF-1α和在細(xì)胞核中持續(xù)表達的HIF-B兩個亞基組成的異源二聚體。是一種氧依賴性轉(zhuǎn)錄激活因子。其在機體低氧應(yīng)答中起重要介導(dǎo)作用，HIF-1α的升高依賴于組織中氧濃度的降低[24,25]。HIF-1通過與低氧反應(yīng)基因（hypoxia responsive gene, HRG）上的低氧反應(yīng)元件結(jié)合，引發(fā)下游低氧應(yīng)激基因（包括VEGF）的轉(zhuǎn)錄，啟動微血管生成，調(diào)節(jié)基因表達，引起一系列機體缺氧反應(yīng)，這在肺癌中起重要作用[26,27]。

這些血管生成因子的水平與腫瘤的侵襲性、對治療的敏感性及預(yù)后密切相關(guān)[28-30]。Hsu等[31]和Meijer等[32]證實通過對HIF-1和VEGF的表達抑制可以提高腫瘤放療的療效。而與此同時，血管生成藥物的使用可改善腫瘤微環(huán)境乏氧狀態(tài)，下調(diào)腫瘤微環(huán)境中HIF-1α分子的表達[33]。另相關(guān)抗體治療的應(yīng)用也已取得突破[34]。

肺癌組織中HIF-1α、VEGF及受體均有表達，下調(diào)促血管生長因子水平，肺癌治療新的分子靶點將會是以缺氧相關(guān)肺癌血管生成為基礎(chǔ)[35,36]。

3.4 聯(lián)合誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡 放射線通過其生物學(xué)效應(yīng)作用于受照射細(xì)胞的遺傳物質(zhì)，引起DNA損傷。DNA損傷后引起細(xì)胞周期停滯，凋亡指數(shù)（apoptotic index, AI）大大提高，眾多實驗證實放射治療在誘發(fā)腫瘤細(xì)胞凋亡中起重要作用。

同時，阿帕替尼可以抑制Akt、ERK1/2的磷酸化，并可上調(diào)引起細(xì)胞周期的抑制蛋自p21、p27以及下調(diào)細(xì)胞素Cyclin B1、cdc2，使細(xì)胞周期阻滯于G2期/M期。另外，當(dāng)阿帕替尼為半數(shù)抑制濃度時還可通過線粒體途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。

4 結(jié)語

綜上所述，肺癌作為世界第一大常見癌癥，不論是腫瘤發(fā)病率還是死亡率，均占據(jù)了首位，嚴(yán)重威脅著人們的健康。新生血管的生成對于肺癌生長、轉(zhuǎn)移有著促進作用?，F(xiàn)如今抑制新生血管生成技術(shù)和藥物的開發(fā)不斷發(fā)展，這將給肺癌今后的診治帶來新的突破[37]。除此之外，放療可以直接殺滅腫瘤細(xì)胞，但是對血管生成有刺激作用，如果與抗血管生成治療聯(lián)合起來，就會產(chǎn)生很好的協(xié)同作用。我們通過將阿帕替尼聯(lián)合放射治療在改變腫瘤微環(huán)境中如何提高放療療效的可能機制分析為兩者聯(lián)合治療可以使血管正?；?、緩解腫瘤內(nèi)的乏氧、下調(diào)促血管生長因子水平及共同誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡等。同時，將這兩種方法結(jié)合起來既可以發(fā)揮抗血管生成治療作用時間長，給藥劑量低的優(yōu)點，又能使放療間期恢復(fù)期短和細(xì)胞毒性效應(yīng)發(fā)揮快的優(yōu)勢得以顯明[38]，從而提高患者對放療的依從性和生活質(zhì)量，并減少藥物毒性。