巨大戟醇甲基丁烯酸酯治療光化性角化病的機(jī)制

陳惠雅，胡力丹，何 黎，徐 丹

（昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院皮膚科，云南 昆明 650032）

光化性角化?。ˋctinic keratosis，AK）是一種慢性皮膚病，其特征是上皮內(nèi)角質(zhì)形成細(xì)胞發(fā)育不良和與正常慢性曬傷皮膚和鱗狀細(xì)胞癌（Squamous cell carcinoma，SCC）共有的分子改變［1］。導(dǎo)致AK最重要的因素是慢性日曬，其可導(dǎo)致角質(zhì)形成細(xì)胞非典型性增生［2］。在 75%的情況下，它發(fā)生在慢性日光照射的區(qū)域，例如面部、頭皮、頸部、手和前臂［3］，使得暴露在陽光下的區(qū)域形成增厚的鱗狀斑塊［4］。多見于年齡較大，皮膚白皙的人群中。AK是侵襲性鱗狀細(xì)胞癌（SCC）最常見的癌前病變［5］，其中 6%～10%的多發(fā) AK 患者會發(fā)展為 SCC［6］。臨床上，根據(jù)臨床表現(xiàn)對它們進(jìn)行三分制的分級。1級病變僅可見和可觸及（感覺粗糙，難以看到）；2級病變通常是紅色和鱗片狀（容易感覺和看到）；3級對應(yīng)于更厚的角化過度病變。3級AK很難與小的早期鱗狀細(xì)胞癌相鑒別，后者如果切除，可能被報(bào)告為早期或可疑的侵襲［7］。

1 AK的治療

AK的治療策略多種多樣，最常見的治療方法包括冷凍治療或其他方法進(jìn)行局部皮損破壞，局部治療方法包括局部化療、光動力治療（PDT）、化學(xué)剝脫、激光治療和手術(shù)［3，4］。局部治療的外用藥物包括雙氯芬酸加透明質(zhì)酸，咪喹莫特，5-氟尿嘧啶，丁二酸肌醇和光動力療法［2～4］。1 級 AK 的患者使用潤膚霜和防曬霜治療效果明顯。在發(fā)病率上升的情況下，應(yīng)在4～10 cm的小范圍內(nèi)開始治療，另外要注重建立患者的耐受性和信心［7］。

2 巨大戟醇甲基丁烯酸酯

巨大戟醇甲基丁烯酸酯（Ingenol mebutate，IngMeb）是一種大環(huán)二萜酯類化合物，天然存在于大戟屬植物的汁液中，它也被稱為小刺、鐳雜草或癌癥雜草。 數(shù)百年來，傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)從業(yè)者認(rèn)為該植物的藥用價(jià)值特性，包括其治療各種皮膚?。ㄈ琊嗪推つw癌）能力［8～10］。IngMeb是外用藥物 Picato 凝膠中的主要活性成分。2012 年，美國食品藥品監(jiān)督管理局和歐洲藥品管理局批準(zhǔn) Picato凝膠制劑用于治療光化性角化病。該凝膠有兩種規(guī)格：150 μg/g，每天一次，連續(xù) 3 天用于面部和頭皮的病變，500 μg/g，每天一次，連續(xù) 2 天用于軀干和四肢的病變。

3 巨大戟醇甲基丁烯酸酯治療AK的機(jī)制

3.1 通過誘導(dǎo)線粒體破壞導(dǎo)致細(xì)胞死亡 體內(nèi)和體外研究表明，IngMeb在高濃度（＞100μM）狀態(tài)下會誘導(dǎo)線粒體快速破壞進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。IngMeb處理后，線粒體形態(tài)迅速喪失，線粒體形態(tài)變成點(diǎn)狀和囊狀；線粒體膜電位的喪失，促進(jìn)Ca2+流入，導(dǎo)致線粒體腫脹和壞死［11，12］。功能研究表明，IngMeb 可阻斷細(xì)胞中線粒體肉堿—?；鈮A轉(zhuǎn)位酶SLC25A20的活性，導(dǎo)致?；鈮A代謝失調(diào)和線粒體脂肪酸氧化受損。臨床相關(guān)的類似物 IngDsx 產(chǎn)生了類似的效果，但蛋白激酶C激動劑 12-O- 十四烷酰佛波醇-13-乙酸酯（TPA）不會產(chǎn)生類似的效果，因此表明IngMeb和更穩(wěn)定的類似物（Ingenol dioxate，IngDsx）干擾人類細(xì)胞線粒體代謝的共同作用模式不依賴于PKC［13］。

3.2 通過PKC/MEK/ERK 調(diào)控IL1R2 和 IL13RA2受體表達(dá) 據(jù)報(bào)道蛋白激酶Cδ（PKCd）可以驅(qū)動角質(zhì)形成細(xì)胞分化并抑制永生化角質(zhì)形成細(xì)胞系 HaCaT 的增殖，這可以通過抑制 PKCd 表達(dá)來逆轉(zhuǎn)［14］。IngMeb的外用制劑是一種蛋白激酶 C 激活劑，以高親和力與蛋白激酶 C（PKC）結(jié)合，可以促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞中PKCd的鉸鏈區(qū)（Y311）高度磷酸化［15，16］。通過基因表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)了 PKC 和 MAPK 信號的參與IngMeb抑制角質(zhì)形成細(xì)胞和 SCC 細(xì)胞的活力和增殖。在 PKC 信號的下游，ERK1/2參與介導(dǎo)了大戟醇的作用，ERK在使用IngMeb處理后被磷酸化。ERK 在藥物治療后以PKC 依賴性方式被IngMeb迅速磷酸化。IngMeb處理后的IL1R2 和 IL13RA2上調(diào)。分別用IngMeb單獨(dú)或與 PKC、MEK 或 ERK 抑制劑聯(lián)合處理細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)這兩種基因的藥物依賴性上調(diào)被部分消除［16］。因此，IngMeb通過 PKCd 的特異性激活導(dǎo)致MEK/ERK 信號傳導(dǎo)激活，進(jìn)而抑制角質(zhì)形成細(xì)胞和 SCC 細(xì)胞的活力和增殖 。IL13RA2 和 IL1R2可能是其中的重要靶點(diǎn)。雖然 MEK/ERK 通路的激活通常被認(rèn)為促進(jìn)腫瘤細(xì)胞生長［17］，但ERK 激活似乎對大姜醇甲丁酸酯的作用機(jī)制有積極貢獻(xiàn)，導(dǎo)致細(xì)胞活力和增殖降低。 與這一假設(shè)一致，發(fā)現(xiàn) ERK 激活通過促進(jìn)選擇性蛋白質(zhì)降解來抑制腫瘤［18］。此外，高 ERK 激活可以作為乳腺癌患者預(yù)后改善的標(biāo)志［19］。

3.3 炎癥細(xì)胞參與的免疫反應(yīng) IngMeb在低濃度（10～1000 nM）下，它是蛋白激酶 C（PKC）的特異性激活劑，導(dǎo)致細(xì)胞因子和趨化因子釋放和血管內(nèi)皮激活以及中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的氧化爆發(fā)［15，20-23］。IngMeb 是一種有效的PKC激動劑，通過誘導(dǎo)細(xì)胞因子釋放［20］，引起免疫細(xì)胞募集、皮膚浸潤和殘留腫瘤細(xì)胞的免疫介導(dǎo)清除［24］。Braun等人研究表明IngMeb誘導(dǎo)促炎性趨化因子 CXCL8 和 CCL2 的顯著表達(dá)，進(jìn)而募集不同的免疫細(xì)胞亞群，誘導(dǎo)原發(fā)性壞死和引發(fā)以嗜中性粒細(xì)胞遷移至治療區(qū)域?yàn)樘卣鞯难装Y反應(yīng)［25］。IngMeb治療后病變的皮膚活檢發(fā)現(xiàn) CD4+和 CD8+T 淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞主導(dǎo)的炎癥細(xì)胞增加，這些細(xì)胞主要通過 PKC 激活劑激活［21，24］。中性粒細(xì)胞在應(yīng)用IngMeb后不久（數(shù)小時(shí)）數(shù)量增加，并伴有治療腫瘤部位的紅斑、出血和血管損傷［21，23，26］。此外，與正常小鼠相比，中性粒細(xì)胞耗竭的小鼠在用IngMeb治療后觀察到紅斑強(qiáng)度顯著降低，這表明中性粒細(xì)胞顯著促進(jìn)了丁香酚酯誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)［21］。在小鼠中，從大戟醇甲丁酸酯處理的腫瘤部位MIP-2、 TNF 和 IL-1β 增加。人類嗜中性粒細(xì)胞產(chǎn)生超氧化物已被證明在用IngMeb刺激后會被誘導(dǎo)，進(jìn)一步證明其抗腫瘤特性［21］。大戟醇甲丁酸酯主要通過誘導(dǎo)原發(fā)性壞死發(fā)揮抗癌活性，然后引發(fā)炎癥反應(yīng)，其特征是中性粒細(xì)胞遷移到治療區(qū)域。

3.4 通過凋亡相關(guān)分子誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡 在一項(xiàng)小鼠研究中，將 IngMeb 應(yīng)用于光損傷的皮膚導(dǎo)致 p53 突變斑塊減少 70%，隨后出現(xiàn)的腫瘤數(shù)量減少 70%［23］。在一項(xiàng)臨床研究中也表明，AK患者中p53表達(dá)顯著增加，使用 IngMeb治療后2個(gè)月AK癥狀好轉(zhuǎn)，p53+的角質(zhì)形成細(xì)胞減少［27］。IngMeb 成功逆轉(zhuǎn)了光損傷，在治療紫外線引起的光損傷中起著重要作用。另外，有報(bào)道稱紅系分化調(diào)節(jié)因子 1（Erdr1）在惡性皮膚腫瘤如惡性黑色素瘤中發(fā)揮重要作用，Erdr1 在 HaCaT 細(xì)胞中充當(dāng)促凋亡因子［28］。Erdr1 可以促進(jìn)UVB 輻射后異常增殖的角質(zhì)形成細(xì)胞凋亡［29］。研究發(fā)現(xiàn)IngMeb 可以將 Erdr1 的表達(dá)增強(qiáng)到與正常對照標(biāo)本相似的水平［30］。這表明IngMeb 在使AK異常的凋亡過程恢復(fù)中起著重要作用。Bcl-2 是一種駐留在線粒體膜中的抗凋亡分子。它通過調(diào)節(jié)細(xì)胞色素 c 的線粒體釋放并與凋亡激活因子相互作用來發(fā)揮其功能［31，32］。 在 AK 中觀察到 bcl-2 的表達(dá)升高。用姜黃醇甲丁酯治療導(dǎo)致 Erdr1 表達(dá)增加，bcl-2 和 p53 表達(dá)降低。Erdr1 的表達(dá)也分別與 bcl-2 和 p53 的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)表明 Erdr1 可能通過改變細(xì)胞凋亡相關(guān)分子參與 AK 的發(fā)病機(jī)制［30］。細(xì)胞凋亡相關(guān)分子如 Erdr1、p53 和 bcl-2 可能是評估 AK 中使用姜黃醇甲丁酯治療效果的標(biāo)志物。

3.5 基因差異性表達(dá) 通過鑒定發(fā)現(xiàn)IngMeb 治療前后共有450個(gè)差異表達(dá)基因，其中包括了388個(gè)下調(diào)基因和 62個(gè)上調(diào)基因。這些基因參與了皮膚發(fā)育、角質(zhì)細(xì)胞分化、角質(zhì)化和表皮發(fā)育。 最顯著富集的通路是角質(zhì)化包膜的形成和免疫系統(tǒng)相關(guān)通路，如細(xì)胞因子信號、白細(xì)胞介素信號和中性粒細(xì)胞脫顆粒信號通路。 這些通路中下調(diào)的基因包括 SPRR1/SPRR2/SPRR3 組的成員、角蛋白家族的成員、IL1/IL2/ IL6 樣細(xì)胞因子/IL10 家族（白介素家族）、LCE2/LCE3 組成員（晚期角化包膜家族）、CSTA（胱抑素-A 基因）和 IVL（外皮蛋白基因）等［33］。這些基因中的大多數(shù)在暴露于紫外線和/或 AK 時(shí)會增加［34～36］。IngMeb治療后它們的下調(diào)表明調(diào)節(jié)表皮角質(zhì)形成細(xì)胞分化和增殖的途徑在用 IngMeb治療后正?；?。上調(diào)的基因參與了與細(xì)胞外結(jié)構(gòu)和基質(zhì)組織、膠原纖維組織和硫酸角質(zhì)素分解代謝過程。這些結(jié)果表明IngMeb對細(xì)胞外基質(zhì)重塑的潛在貢獻(xiàn)，有利于AKs 愈合過程［37］。

4 結(jié)語

AK是一種高度流行的皮膚病，美國皮膚病學(xué)會（AAD）在40歲以上的易感人群中診斷出至少60%的病變。然而，目前治療的目的是發(fā)現(xiàn)和清除整個(gè)癌癥領(lǐng)域的臨床和亞臨床病變，就結(jié)果和副作用而言，最好的治療方法仍未確定。因此需要更深入了解它的發(fā)病過程，為新的治療靶點(diǎn)提供依據(jù)。IngMeb是一種從天然來源提取的藥物。 Picato凝膠在局部應(yīng)用后對AK具有較好的治療效果。在AK發(fā)病的過程中能夠起到影響作用的因素有很多，目前仍然沒有清晰準(zhǔn)確的定論，本文僅從IngMeb出發(fā)探討其對AK作用的可能機(jī)制，這些機(jī)制可以為AK治療開辟更廣闊的思路。更深層次的探索依然需要更多深入的研究。