人甲狀腺癌小鼠移植性模型的抗癌治療研究進(jìn)展

程 冉，魏 楓

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，內(nèi)蒙古 包頭 014000)

1 甲狀腺癌背景

甲狀腺癌是內(nèi)分泌系統(tǒng)中最為常見(jiàn)的惡性腫瘤，女性患者約占其中的75%。女性的全球發(fā)病率為10.2/10萬(wàn)，男性為3.1/10萬(wàn)[1]。在中國(guó)，女性甲狀腺癌發(fā)病率位于女性癌癥發(fā)病率的第四位，高達(dá)22.56/10萬(wàn)，是30歲以下女性發(fā)病率最高的惡性腫瘤[2]。與其他惡性腫瘤相比，甲狀腺癌患者發(fā)病年齡在45至64歲之間，更為年輕。甲狀腺癌分為分化型甲狀腺癌(DTC)、甲狀腺髓樣癌(MTC)和間變性甲狀腺癌(ATC)，DTC包括甲狀腺乳頭狀癌(PTC)，甲狀腺濾泡癌(FTC)和Hurthle細(xì)胞癌。其中，來(lái)源于濾泡上皮細(xì)胞的PTC最為常見(jiàn)，占新發(fā)病例的90%，且預(yù)后較好。MTC和ATC表現(xiàn)為缺乏分化和較高的轉(zhuǎn)移傾向，惡性程度高，預(yù)后差。現(xiàn)階段，DTC的治療方法主要通過(guò)手術(shù)進(jìn)行腫瘤切除，碘放射治療通常作為術(shù)后患者的輔助治療。其中約20%的患者術(shù)后復(fù)發(fā)，復(fù)發(fā)的甲狀腺癌多為惡性。復(fù)發(fā)性DTC再次手術(shù)難度大，徹底清除率低，轉(zhuǎn)移率增高，預(yù)后不良風(fēng)險(xiǎn)較大，可出現(xiàn)不同程度并發(fā)癥[3]。

2 動(dòng)物模型的建立

動(dòng)物模型的建立根據(jù)不同疾病類(lèi)型可選擇合適的動(dòng)物，諸如猴、狗、兔、鼠、魚(yú)等。甲狀腺癌動(dòng)物模型分為自發(fā)性腫瘤模型、誘發(fā)性腫瘤模型、基因工程小鼠模型與移植性小鼠模型四種，其中基因工程小鼠模型又包括轉(zhuǎn)基因模型、基因剔除模型、基因替換模型及最新報(bào)道的限制性小鼠模型[4]。移植性小鼠模型通過(guò)將腫瘤細(xì)胞或者腫瘤組織接種到小鼠身體某部位使其生長(zhǎng)，該方法現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于多種癌癥的動(dòng)物模型建立。

3 人甲狀腺癌小鼠移植性模型的抗癌治療應(yīng)用進(jìn)展

由于術(shù)后甲狀腺癌復(fù)發(fā)的患者再次手術(shù)難，復(fù)發(fā)腫瘤惡性程度高，轉(zhuǎn)移率增加，所以，在藥物的選擇上，需要尋找更有效且對(duì)患者不良影響更小的藥物，需要尋找出更為先進(jìn)有效的治療方法。在做實(shí)驗(yàn)性抗癌治療中裸鼠移植性模型起到關(guān)鍵的作用。通過(guò)對(duì)甲狀腺癌裸鼠移植性模型治療演進(jìn)的深入研究，探尋新的有效治療方法，為臨床治療應(yīng)用提供思路，指明方向。

3.1放療:放射治療通過(guò)電離輻射向身體輸送能量，產(chǎn)生電離和自由基。電離輻射可造成細(xì)胞DNA中堿基丟失或堿基替換，氫鍵斷裂，從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。除DNA外，輻射也可造成細(xì)胞膜通透性、酶活性和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變。高劑量的輻射可導(dǎo)致細(xì)胞線(xiàn)粒體衰竭和氧化、磷酸化受損使細(xì)胞立即死亡。在臨床中，可通過(guò)應(yīng)用電離輻射破壞腫瘤組織從而達(dá)到癌癥治療的目的。相對(duì)于正常組織，腫瘤組織更具異質(zhì)性。由于腫瘤細(xì)胞的組成不同，組成腫瘤細(xì)胞的放射敏感性也不同，單一劑量的放射治療效果局限。因此，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的選擇時(shí)多選擇聯(lián)合治療或分級(jí)治療。

在Viktor Sandblom等的一項(xiàng)研究中，將患者來(lái)源的MTC腫瘤細(xì)胞(GOT2)植入4～5周齡雌性BALB/c裸鼠皮下，造模成功后其進(jìn)行放療和/或吉西他濱治療。研究放射聯(lián)合吉西他濱治療MTC的潛在疊加或協(xié)同效應(yīng)。放射治療給予177Lu-octreotate或外放射治療(EBRT)。結(jié)果顯示接受EBRT和吉西他濱聯(lián)合治療的動(dòng)物腫瘤體積減小最大。EBRT或吉西他濱的單藥治療也可使腫瘤體積減小，而接受177Lu-octreotate單項(xiàng)治療的裸鼠與未接受治療的裸鼠腫瘤差異不大。表明吉西他濱能使腫瘤細(xì)胞對(duì)輻射敏感，可明顯增強(qiáng)放療對(duì)GOT2的抗腫瘤作用。而此次實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用177Lu-octreotate單項(xiàng)治療在本次實(shí)驗(yàn)中未能顯現(xiàn)明顯的抗腫瘤作用，可能與給藥劑量過(guò)低，而GOT2腫瘤中生長(zhǎng)抑素受體表達(dá)低有關(guān)。這提示，未來(lái)可評(píng)估研究使用177Lu-octreotate治療高生長(zhǎng)抑素受體表達(dá)的MTC，或是聯(lián)合可提高腫瘤生長(zhǎng)抑素受體表達(dá)的藥物。在Viktor Sandblom等的進(jìn)一步研究中，分別聯(lián)合應(yīng)用EBRT與兩種酪氨酸激酶抑制劑Vandetanib和cabozantinib,在治療開(kāi)始兩周后，與對(duì)照組相比，這些小鼠的腫瘤體積減少了約70～75%。聯(lián)合治療不僅能最大限度地縮小腫瘤體積外，還能延長(zhǎng)腫瘤的進(jìn)展時(shí)間。通過(guò)檢測(cè)甲狀腺癌細(xì)胞系中組織因子(TF)的表達(dá)，為ATC設(shè)計(jì)用64Cu放射標(biāo)記生成的64Cu-NOTA-ALT-836依賴(lài)標(biāo)志物，應(yīng)用131I-ALT-836對(duì)ATC模型鼠放射免疫治療(RIT)。結(jié)果顯示131I-ALT-836 RIT可以顯著延長(zhǎng)ATC小鼠的生存時(shí)間，這種新治療方法導(dǎo)致小部分肝細(xì)胞降解壞死，但未對(duì)其他主要臟器造成明顯損傷。TF是一種很有前途的ATC生物標(biāo)志物，今后可以使用64Cu-NOTA-ALT-836和131I-ALT-836的TF靶向治療優(yōu)化ATC在臨床前的診斷和治療。應(yīng)用可以釋放高能α粒子的放射性砹(211At)，并將211At溶液中加入抗壞血酸(AA)以提高其放射化學(xué)純度，結(jié)果顯示給與211At溶液注射組相比，AA處理后的211At溶液注射組動(dòng)物甲狀腺攝取明顯增強(qiáng)。在小鼠異種移植瘤模型中，K1-NIS腫瘤在注射211At后，腫瘤生長(zhǎng)立即受到抑制，且呈劑量依賴(lài)性，表明其潛在的適用性靶向α放射治療。小劑量(0.1 MBq)的211At也能有效抑制腫瘤生長(zhǎng)，但其再生速度比大劑量(0.4 MBq或1 MBq)快[5]。大劑量211At- NaAt可引起甲狀腺癌小鼠移植瘤模型體內(nèi)白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的短暫性減少、甲狀腺萎縮和短暫性精子發(fā)育不良，但是沒(méi)有嚴(yán)重的血液學(xué)或腎臟毒性，這表明分化性甲狀腺癌的靶向α療法的安全性是可耐受的。提示今后在臨床應(yīng)用靶向α放射治療期間，可以進(jìn)行更細(xì)分的給藥，以減少正常器官的副作用。α射線(xiàn)的分級(jí)給藥已成功應(yīng)用于223Ra治療去勢(shì)抵抗性前列腺癌骨轉(zhuǎn)移[6]。由此可見(jiàn)，211At的靶向α放射治療在臨床上是可行的，在未來(lái)我們應(yīng)該對(duì)211At進(jìn)行更深入的研究，作為一個(gè)很有希望的放射性物質(zhì)，211At可以用于內(nèi)源性或基因轉(zhuǎn)移介導(dǎo)的NIS過(guò)表達(dá)的各種癌癥治療，為今后甲狀腺癌靶向治療提供新思路。

3.2化療:化療是化學(xué)藥物治療的簡(jiǎn)稱(chēng)，利用化學(xué)藥物作用于腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖的不同環(huán)節(jié)上，從而阻止癌細(xì)胞的增殖、浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移，最終達(dá)到抑制或殺死癌細(xì)胞目的的一種治療方式。作為一種全身性治療手段，化療藥物可殺滅腫瘤細(xì)胞，是腫瘤綜合治療中最主要的手段之一。化療藥物根據(jù)不同的作用機(jī)制可分為直接作用于DNA上防止癌細(xì)胞再生的烷化劑；通過(guò)干擾DNA和RNA合成的抗代謝藥；通過(guò)抑制酶的作用和有絲分裂或改變細(xì)胞膜來(lái)干擾DNA的抗腫瘤抗生素；通過(guò)抑制有絲分裂或酶的作用，從而防止細(xì)胞再生必需蛋白質(zhì)合成的植物類(lèi)抗癌藥，均為植物堿和天然產(chǎn)品；利用激素殺死癌細(xì)胞或減緩癌細(xì)胞生長(zhǎng)時(shí)，也可把它們看成化療藥物。

傳統(tǒng)的細(xì)胞毒性化療藥物，如阿霉素(DOX)和紫杉醇，具有高毒性，ATC患者對(duì)阿霉素的耐藥性集中，導(dǎo)致預(yù)后惡化[7]。而白藜蘆醇能有效抑制多西紫杉醇/阿霉素耐藥ATC細(xì)胞的生長(zhǎng)，以ATC為靶點(diǎn)的緩釋白藜蘆醇納米顆粒顯著提高體內(nèi)抗ATC的效果[8]。白藜蘆醇是一種生物性很強(qiáng)的天然多酚類(lèi)物質(zhì)，主要來(lái)源于花生、葡萄(紅葡萄酒)、虎杖、桑椹等植物。白藜蘆醇在治療ATC特別是化療耐藥的ATC中具有臨床價(jià)值，為白藜蘆醇用于ATC和其他類(lèi)型癌癥的臨床治療提供了一種潛在的途徑。為了克服ATC耐藥問(wèn)題，Han X通過(guò)合成負(fù)載DOX的介孔有機(jī)硅納米顆粒(MONPs)，并用牛血清白蛋白(BSA)穩(wěn)定納米復(fù)合材料。結(jié)果表明BSA-Dox-MONPs可以通過(guò)增加藥物攝取和抑制藥物流出兩種方式逆轉(zhuǎn)ATC細(xì)胞化療耐藥，為化療耐藥ATC的治療提供了一個(gè)有前景的平臺(tái)。轉(zhuǎn)錄抑制因子Slug可抑制化療藥物誘導(dǎo)的癌細(xì)胞凋亡。在Yinghua Pan等的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，評(píng)估了靶向Slug是否能增強(qiáng)阿霉素誘導(dǎo)的ATC細(xì)胞凋亡。研究結(jié)果表明，Slug基因敲除對(duì)SW1736細(xì)胞的生長(zhǎng)有顯著的抑制作用，可誘導(dǎo)p53正向凋亡調(diào)節(jié)因子上調(diào)增加DOX在SW1736細(xì)胞中的抗腫瘤活性，促進(jìn)細(xì)胞凋亡抑制腫瘤生長(zhǎng)，而過(guò)表達(dá)Slug則增加化療耐藥性[9]。維生素C是人體必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，需要外源性補(bǔ)充。Gulo/小鼠是維生素C研究的理想候選對(duì)象，因?yàn)樗鼈兒腿祟?lèi)一樣，不能在肝臟中合成[10]。大劑量維生素C可以通過(guò)活性氧(ROX)依賴(lài)機(jī)制抑制MAPK/ERK和PI3K/AKT通路殺死甲狀腺癌細(xì)胞，抑制小鼠模型中腫瘤的生長(zhǎng)速度[11]。維生素C可以通過(guò)多種分子機(jī)制對(duì)甲狀腺癌細(xì)胞起到殺傷作用，不失為一種安全有效的抗甲狀腺癌藥物，為將來(lái)與其他常規(guī)或靶向治療相結(jié)合的治療方法提供了理論基礎(chǔ)。Anlotinib是一種新型的多激酶抑制劑，在臨床前模型中已顯示出對(duì)多種腫瘤的療效。應(yīng)用Anlotinib對(duì)乳頭狀甲狀腺癌裸鼠模型治療可以顯著降低腫瘤重量和腫瘤體積，抑制腫瘤細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，且基本不影響小鼠的體重[12]。Anlotinib作為一種新型有效的抗腫瘤藥物，可在未來(lái)應(yīng)用于甲狀腺癌的治療，特別是對(duì)于目前尚無(wú)有效治療方法的低分化甲狀腺乳頭狀癌和ATC。阿帕替尼是一種血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體-2(VEGFR-2)的小分子抑制劑，可在多種腫瘤中誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡并抑制腫瘤增殖。在KHM-5M異種移植瘤模型中，阿帕替尼可以通過(guò)AKT/mTOR通路下調(diào)p-AKT和p-mTOR信號(hào)，誘導(dǎo)ATC細(xì)胞自噬和凋亡，聯(lián)合使用阿帕替尼和自噬抑制劑氯喹可產(chǎn)生額外的腫瘤抑制，使腫瘤體積縮小，抑制腫瘤細(xì)胞增殖，具有更強(qiáng)的抗腫瘤作用。這些發(fā)現(xiàn)證實(shí)了阿帕替尼靶向自噬可能是一種很有前途的ATC治療策略，ATC患者可能受益于這種新的抗癌藥物。Soo YK等通過(guò)應(yīng)用索拉非尼和倫瓦替尼進(jìn)行交替治療難治性甲狀腺癌，在異種移植模型中，索拉非尼或倫瓦替尼單獨(dú)治療并不能顯著抑制患者來(lái)源的侵襲性PTC細(xì)胞異種移植腫瘤，而交替治療則能顯著抑制這些裸鼠體內(nèi)腫瘤的增殖[13]。這為今后臨床治療甲狀腺癌患者的治療方案提供了新的思路。Flavopiridol是CDKs的一個(gè)有效的選擇性抑制劑，而CDKs是調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的蛋白激酶的一員，在轉(zhuǎn)錄、mRNA加工和細(xì)胞分化中發(fā)揮重要作用。Flavopiridol可使細(xì)胞周期蛋白CDK9和MCL1水平下降，并誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯，阻礙遷移。在患者來(lái)源的ATC小鼠移植模型中，F(xiàn)lavopiridol也可使腫瘤重量下降，體積縮小[14]。Flavopiridol對(duì)ATC的作用機(jī)制還需要做進(jìn)一步的研究，來(lái)提高對(duì)該藥物的臨床有效性的認(rèn)識(shí)，以延緩疾病進(jìn)展和改善患者的整體預(yù)后。

3.3免疫治療:免疫治療是現(xiàn)階段研究的熱點(diǎn)之一，腫瘤的免疫治療是指免疫制劑通過(guò)不同的給藥途徑進(jìn)入人體內(nèi)，從而激活人體免疫系統(tǒng)，依靠自身免疫機(jī)能殺滅癌細(xì)胞和腫瘤組織。其不同于手術(shù)、放化療，不針對(duì)腫瘤細(xì)胞和組織，而是通過(guò)刺激人自身的免疫系統(tǒng)，更加高效地識(shí)別殺傷腫瘤細(xì)胞，發(fā)揮抗腫瘤作用。該方法已在多種類(lèi)型的腫瘤治療當(dāng)中取得很好的療效，一般須同手術(shù)、放療或化療配合應(yīng)用。有大量研究資料表明，裸鼠雖然胸腺缺失，缺乏T淋巴細(xì)胞，但是仍具有產(chǎn)生巨噬細(xì)胞、漿細(xì)胞、抗體及NK細(xì)胞活性的免疫反應(yīng)。因此對(duì)裸鼠腫瘤模型進(jìn)行免疫治療研究，可更好地解釋某些免疫治療的作用機(jī)制。

CAR-T細(xì)胞作為一種新的治療模式正在被開(kāi)發(fā)，用于許多不同類(lèi)型的現(xiàn)有治療方法難以治愈的癌癥，例如在特定的血液系統(tǒng)惡性治療中取得了令人印象深刻的成就，但由于在實(shí)體腫瘤環(huán)境中缺乏靶向抗原，CAR-T細(xì)胞在實(shí)體腫瘤中的應(yīng)用受到一定限制[15]。Yogindra Vedvyas等通過(guò)處理靶向ICAM-1的CAR-T細(xì)胞，隨后注射到ATC模型小鼠體內(nèi)，大劑量的CAR-T細(xì)胞治療能快速并且徹底地根除腫瘤，緩解時(shí)間更長(zhǎng)，顯著提高生存率[16]。這提示，在未來(lái)可據(jù)此設(shè)計(jì)治療方案，將其應(yīng)用于治療間變性甲狀腺癌和難治性或復(fù)發(fā)性侵襲性甲狀腺癌的患者。溶瘤病毒療法(OVT)是一種很有前途的癌癥免疫治療方法。溶瘤病毒(OVs)通過(guò)提高療效、利用免疫刺激成分、將免疫抑制腫瘤微環(huán)境(TME)改變?yōu)檠仔訲ME、優(yōu)化其傳遞系統(tǒng)、提高治療安全性。其中Oncorine(H101腺病毒)和T-VEC或Imlygic(HSV-1)，已分別批準(zhǔn)用于頭頸部腫瘤與黑色素瘤。通過(guò)聯(lián)合BRAF抑制劑與溶瘤單純皰疹病毒(oHSV)治療ATC荷瘤小鼠，可以創(chuàng)造一個(gè)更有利的腫瘤免疫微環(huán)境，促進(jìn)腫瘤的炎癥狀態(tài)，顯著提高了ATC模型小鼠的生存率。通過(guò)oHSV驅(qū)動(dòng)免疫，可改善BRAF抑制劑治療效果。腫瘤細(xì)胞中可以表達(dá)程序性死亡配體(PD-L1)，它作為一種新興的生物標(biāo)志物，在抗腫瘤免疫治療中同樣具有非常重要的作用。相當(dāng)比例的人TC樣本在上皮性甲狀腺癌細(xì)胞上表達(dá)PD-1，PD-1的表達(dá)水平與TC的腫瘤分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)，其活性還可誘導(dǎo)TC細(xì)胞的增殖和運(yùn)動(dòng)，并發(fā)揮內(nèi)在的促腫瘤功能。因此甲狀腺癌或其他類(lèi)型的癌癥，可以受益于免疫檢查抑制點(diǎn)(ICI)的雙重作用：重新激活免疫抗腫瘤反應(yīng)和直接對(duì)抗癌細(xì)胞的增殖作用。在癌細(xì)胞和腫瘤微環(huán)境中定義免疫檢查點(diǎn)的功能和生化活性，將擴(kuò)大我們的知識(shí)，使我們能夠開(kāi)發(fā)合理的治療策略，積極利用ICI結(jié)合SHP2或RTK/Ras/MAPK抑制劑。但在治療各種惡性腫瘤時(shí)，ICI經(jīng)常發(fā)生免疫相關(guān)不良事件(irAEs)，因此尋找甲狀腺irAE的生物標(biāo)志物尤為重要。其中甲狀腺球蛋白、甲狀腺自身免疫和細(xì)胞因子水平的早期變化可能與甲狀腺irAE的發(fā)展有關(guān)。這些因子可以作為腫瘤治療的替代生物標(biāo)志物有潛在的應(yīng)用前景。

4 小結(jié)與展望

對(duì)甲狀腺癌的關(guān)鍵基因進(jìn)行靶向治療時(shí)，可以采用不同化療藥物之間聯(lián)合或與放射治療聯(lián)合等方案，顯著提高治療效果，降低不良反應(yīng)的發(fā)生。此外不同的給藥方式給藥途徑均可影響藥物的抗腫瘤作用，研究有更高的細(xì)胞攝取選擇性和抗腫瘤活性新的腫瘤靶向給藥系統(tǒng)，盡可能減少荷瘤小鼠主要器官的損傷。在未來(lái)的臨床應(yīng)用中，才能最大程度降低甲狀腺癌患者的復(fù)發(fā)率、死亡率，提高生存率。相對(duì)于體外實(shí)驗(yàn)，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)更直觀(guān)，可在一定程度上觀(guān)察藥物的不良反應(yīng)。而目前建立的各種甲狀腺癌動(dòng)物模型，都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。因此，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容選擇適當(dāng)?shù)膭?dòng)物模型?；诩谞钕侔┬∈笠浦材Ｐ退降膭?dòng)物實(shí)驗(yàn)可為臨床治療提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)，但在研究過(guò)程中需要重視動(dòng)物模型與人甲狀腺癌存在著的固有差異，該模型不能完全模擬人甲狀腺癌的全部特征，移植性模型甲狀腺癌小鼠實(shí)驗(yàn)結(jié)果與臨床應(yīng)用之間，還有很長(zhǎng)的路要走，不僅需要合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)還需要更深入的研究。