二甲雙胍改善卵巢癌預(yù)后及相關(guān)機制的研究進展*

張源源， 王 琪，2△

1廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院實驗研究部，南寧 530021 2廣西區(qū)域性高發(fā)腫瘤早期防治研究重點實驗室，南寧 530021

卵巢癌(ovarian cancer，OC)是死亡率最高的女性生殖系統(tǒng)腫瘤，2020年全球約有313959例新發(fā)病例和207252例死亡病例[1]。由于OC患者早期無特異臨床癥狀，就診時70%的患者已處于晚期，5年總生存率不足45%。晚期OC目前標(biāo)準(zhǔn)的初始治療方案為腫瘤減瘤術(shù)及鉑類化療，手術(shù)和(或)化療達到完全緩解或部分緩解后繼續(xù)采用化學(xué)藥物或靶向藥物維持治療。雖然新型靶向藥物如抗血管制劑、PARP抑制劑、Wee1抑制劑治療可改善OC患者無進展生存時間(progression-free survival，PFS)，但其能否改善總生存期(overall survival，OS)尚不明確。二甲雙胍(metformin，Met)作為2型糖尿病(type 2 diabetes,T2DM)患者的一線降糖藥物，安全性高且價格便宜。大量臨床前實驗證明Met具有抗OC作用[2-4]，而Met能否改善OC患者預(yù)后仍存在爭議[5-13]，本文就近年來Met在OC治療中的研究及相關(guān)機制進行綜述如下。

1 二甲雙胍與卵巢癌預(yù)后

Met是否改善OC患者預(yù)后仍存在爭議，因此近年來多項臨床研究先后探討了這一問題(表1)。Romero等[14]回顧性隊列研究發(fā)現(xiàn)Met提高OC合并T2DM患者5年P(guān)FS和OS、降低OC患者復(fù)發(fā)和死亡風(fēng)險。Kumar等[5]擴大研究樣本量發(fā)現(xiàn)Met提高OC、上皮性卵巢癌(epithelial ovarian cancer，EOC)、晚期(Ⅲ/Ⅳ期)和手術(shù)后EOC患者5年疾病特異性存活率(disease-specific survival，DSS)。Daniel等[7]研究發(fā)現(xiàn)OC診斷后至少使用1年的Met，改善OC患者無復(fù)發(fā)生存時間，Wang等[11]隊列研究同樣發(fā)現(xiàn)Met延長OC合并T2DM患者PFS和OS，降低OC復(fù)發(fā)和死亡風(fēng)險。Park等[15]對866名OC患者進行回顧性隊列研究發(fā)現(xiàn)長期使用Met(≥720 d)的OC患者預(yù)后更佳，多變量Cox比例風(fēng)險模型提示長期使用Met(≥720 d)是OS的獨立有利預(yù)后因素，但不是OC特異性生存獨立預(yù)后因素，這和Garcia等[8]、Shi等[16]研究結(jié)論均一致。Garcia等[8]研究提示只在隨訪時間大于30月時，Met改善OC患者預(yù)后(HR0.37，95%CI：0.16～0.87)，原因可能是隨訪時間大于30月的OC患者臨床分級和組織學(xué)類型更好。然而，Urpilainen等[10]研究表明Met不能改善OC患者預(yù)后，其對照組為合并DM的OC患者，且隨訪時間(2.2年)較短，Met改善OC預(yù)后的作用可能還未顯現(xiàn)。以上研究結(jié)果表明長期(>720 d)抗T2DM劑量使用Met可延長OC患者5年P(guān)FS、5年OS和5年DSS，降低OC復(fù)發(fā)和死亡風(fēng)險。

表1 回顧性研究提示二甲雙胍改善卵巢癌預(yù)后Table 1 Retrospective study suggests that metformin improves the prognosis of ovarian cancer

續(xù)表1

以上研究均為單機構(gòu)、單中心的研究，納入的病例數(shù)目有限，近年來Meta分析成為越來越多科研人員研究問題的新手段。關(guān)于Met改善OC預(yù)后的Meta分析共納入最新的5篇文章(表2)，Gong等[17]及Lu等[18]研究均表明Met延長OC患者OS及PFS，Shi等[16]研究納入6項研究[7-8，10-11，14，19]發(fā)現(xiàn)Met使DM患者發(fā)生OC風(fēng)險降低24%，死亡風(fēng)險降低42%，亞組分析顯示，Met可顯著延長患者PFS、降低全因死亡率，但不能降低OC相關(guān)死亡率，這可能和僅納入2項與OC死亡率相關(guān)的研究有關(guān)。以上Meta分析納入的研究未限定研究類型，而研究類型的不同會對研究結(jié)果造成不同程度的影響，Wang等[12]納入6項研究[7-8，10-11，14，20]均為隊列研究，結(jié)果提示Met不能延長OC患者OS和PFS，納入的6項研究里5項均有時間偏移，僅Urpilainen等[10]一項研究不具有時間偏移。Majidi等[9]納入8項[5，7-8，10-11，14，21-22]研究探討時間偏移對結(jié)果的影響，當(dāng)不考慮時間偏移時，Met改善OC生存預(yù)后，當(dāng)考慮時間偏移時，僅有2篇文獻[8，22]符合要求，且異質(zhì)性較高，顯示Met無改善OC生存作用。各項Meta分析結(jié)果顯示，當(dāng)不考慮時間偏移時，Met可改善OC預(yù)后。由于各項研究之間隨訪時間不同，隨訪時間較長的研究人群本身代表著更好的預(yù)后，可能會夸大Met的增益作用。當(dāng)考慮時間偏移時，研究結(jié)果理論上來說更具有說服力。但以上研究最多納入2項相關(guān)研究，且異質(zhì)性較大，因此，Met能否改善OC預(yù)后需要更多的臨床相關(guān)研究證實。

表2 二甲雙胍改善卵巢癌預(yù)后相關(guān)Meta分析文章Table 2 Meta analysis articles of metformin in improving the prognosis of ovarian cancer

2 二甲雙胍聯(lián)合藥物治療卵巢癌

鉑類耐藥是OC患者復(fù)發(fā)的主要原因。最新Ⅰ期臨床試驗[23](NCT02312661)以不伴發(fā)DM的15名晚期(FIGO Ⅲ～Ⅳ)EOC患者為研究對象，結(jié)果表明Met增加卡鉑曲線下面積(82.8 mg/L×hvs.101 mg/L×h，Δ 22.0%，P=0.013)、降低卡鉑清除率(3.39 L/hvs.2.44 L/h，Δ28%，P=0.013)，且Met血藥濃度均在糖尿病患者的治療范圍內(nèi)(0.1～4 mg/L)，此外，該研究推薦Met的Ⅱ期臨床試驗劑量為1000 mg/次，3次/d。Brown等[24]的Ⅱ期臨床試驗(NCT01579812)以38名不伴發(fā)DM的EOC患者為研究對象，在減瘤手術(shù)前開始使用Met，手術(shù)后予以Met聯(lián)合化療藥物，發(fā)現(xiàn)Met延長OC患者中位OS(57.9月)，其中ⅡC/Ⅲ期和Ⅳ期OC患者OS分別為58月和22月。Zheng等[13]的前瞻性開放性試驗以不伴發(fā)T2DM的EOC患者為研究對象，定義分組為Met組(Met加紫杉醇加卡鉑，n=20)和化療組(紫杉醇加卡鉑，n=24)，兩組PFS和無疾病生存期(disease-free survival，DFS)分別為(23月vs.21月，P=0.68)和(29月vs.26月，P=0.61)。Hamedi等[25]的隨機臨床試驗研究(IRCT2016022726788N1)發(fā)現(xiàn)Met組聯(lián)合化療藥物組EOC患者腫瘤復(fù)發(fā)率(13.3%vs.67.5%)及DFS(48月vs.25.70月)明顯優(yōu)于單純化療藥物組。

DM：糖尿?。籲DM：無糖尿??；ab：僅有摘要；ns：不清楚何時使用二甲雙胍；post-dx：診斷前使用二甲雙胍；pre-dx：診斷后使用二甲雙胍

聚ADP核糖聚合酶抑制劑(poly ADP-ribosepolymerase inhibitor，PARPI)靶向PARP，為BRCA突變型晚期OC的一線維持治療藥物。研究發(fā)現(xiàn)同源重組修復(fù)缺陷OC細胞的代謝方式由Warburg糖酵解轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸x增強，氧化代謝為PARP酶的DNA修復(fù)提供必需的NAD+和ATP，Met作為氧化磷酸化抑制劑降低NAD+及ATP水平從而抑制PARP酶活性發(fā)揮抗腫瘤作用。Gralewska等[26]研究表明Met通過促進細胞凋亡增敏奧拉帕利殺傷OC細胞作用，且增敏作用在p53陽性的OC細胞株更顯著。Wang等[27]以A2780 PAR(親本株)和A2780 CR(鉑類耐藥株)細胞為研究對象，發(fā)現(xiàn)Met聯(lián)合低劑量奧拉帕利通過增加上皮表型蛋白(E-cadherin)并同時減少間質(zhì)表型蛋白(N-cadherin，fibronectin、vimentin蛋白)抑制OC侵襲,改善鉑類耐藥，探究Met聯(lián)合奧拉帕尼治療OC時生物標(biāo)記物的變化Ⅰ期臨床試驗(NCT03378297)仍在招募中(表3)。貝伐珠單抗作為抗血管靶向治療OC的代表藥物之一，因血管不良反應(yīng)限制其臨床應(yīng)用。Wang等[28]研究Met通過旁分泌機制靶向人表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor 2，HER2)/缺氧誘導(dǎo)因子-1α(HIF-1α)/ VEGF分泌軸抑制HER2陽性腫瘤細胞血管生成。Chen等[29]研究Met通過增強人臍靜脈內(nèi)皮細胞中的GDF15表達進而激活PI3K/AKT/FOXO/PPARγ信號通路改善貝伐單抗誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮損傷和炎癥反應(yīng)。Zhang等[30]納入8項回顧性研究探索Met聯(lián)合ICIs治療能否改善腫瘤預(yù)后，結(jié)果表明Met不能延長接受ICIs治療的腫瘤患者OS(HR1.07，95%CI：0.89～1.30，P=0.46)和PFS(HR1.08，95%CI：0.92～1.27，P=0.51)，然而，體內(nèi)外實驗研究發(fā)現(xiàn)低劑量Met通過抑制PD-L1蛋白表達和促進NK或CD8+T細胞分泌干擾素-γ和顆粒酶B殺傷OC細胞，從而使增敏PD-1治療無反應(yīng)的OC細胞[31]。

表3 已注冊的二甲雙胍治療卵巢癌前瞻性試驗Table 3 Registered prospective trials of metformin in the treatment of ovarian cancer

綜上所述，Met聯(lián)合化療藥物降低鉑類清除率和腫瘤復(fù)發(fā)率，延長OC患者OS、PFS及DFS；Met促進OC細胞凋亡增敏奧拉帕利，Met聯(lián)合奧拉帕利通過抑制上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化抑制OC侵襲改善鉑類耐藥；Met協(xié)同貝伐珠單抗抑制內(nèi)皮細胞凋亡及炎癥作用改善血管內(nèi)皮損傷；Met聯(lián)合ICIs通過促進NK或CD8+T細胞分泌干擾素-γ和顆粒酶B增敏對PD-1治療無反應(yīng)的OC細胞。

3 二甲雙胍改善卵巢癌預(yù)后的潛在分子機制

3.1 AMPK途徑

AMP依賴的蛋白激酶(adenosine 5′-monophosphate(AMP)-activated protein kinase，AMPK)是一種進化保守的絲氨酸/蘇氨酸激酶，主要調(diào)節(jié)能量代謝，可被氧化應(yīng)激、缺血、缺氧和低葡萄糖等激活。Met通過抑制線粒體中呼吸鏈復(fù)合物1降低ATP濃度和促進ADP向AMP轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致AMP/ATP比率升高從而激活A(yù)MPK及其各種下游通路效應(yīng)。當(dāng)AMPK被激活后可抑制結(jié)節(jié)性硬化復(fù)合體1/2導(dǎo)致哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)失活，進而抑制mTOR信號傳導(dǎo)通路中磷酸化核糖體蛋白S6激酶和真核起始因子4E結(jié)合蛋白合成抑制腫瘤細胞增殖。最近的數(shù)據(jù)表明，低葡萄糖(2.5 mmol/L)培養(yǎng)液可增強OC細胞對Met的敏感性。低糖和Met通過ROS/ASK1/JNK通路觸發(fā)ER應(yīng)激誘導(dǎo)細胞凋亡[32]。此外，二甲雙胍能通過抑制肝臟糖異生、降低小腸內(nèi)葡萄糖的吸收、促進骨骼肌攝取利用葡萄糖途徑降低血糖、減少胰島素抵抗，發(fā)揮間接抗腫瘤作用。

3.2 改善鉑類的耐藥分子機制

3.2.1 腫瘤干細胞(cancer stem cell，CSC) Wen等[33]以797名原發(fā)性O(shè)C患者為研究對象發(fā)現(xiàn)Met通過抑制間充質(zhì)干細胞甲基化增敏化療藥物進而增加OC患者OS。Met聯(lián)合化療藥物治療晚期EOC的非DM患者的非隨機Ⅱ期臨床試驗(NCT01579812)發(fā)現(xiàn)，Met通過顯著減少ALDH+CD133+CSC數(shù)量和抑制促癌相關(guān)間充質(zhì)干細胞DNA甲基化改變延緩化療耐藥，從而延長OC患者中位PFS和OS[24]，體內(nèi)外實驗研究發(fā)現(xiàn)低劑量(0.03～0.3 mmol/L)Met通過抑制EMT和誘導(dǎo)凋亡進而選擇性抑制CD44+CD117+CSC[34]。

3.2.2 p53途徑 TP53突變被認為是高級別漿液性O(shè)C的驅(qū)動突變，存在于96%的OC患者中，Met的化學(xué)增敏作用也與p53功能相關(guān)。Han等[35]以O(shè)C細胞株為研究對象發(fā)現(xiàn)p53-PDK1-HKⅡ軸與OC的順鉑耐藥密切相關(guān)，Met聯(lián)合順鉑以p53依賴途徑抑制PDK1-Akt的激活和轉(zhuǎn)錄抑制其下游分子HKⅡ，進而抑制HKⅡ介導(dǎo)的糖酵解增強順鉑引起的細胞凋亡。

3.2.3 其他途徑 Met通過促凋亡、誘導(dǎo)周期阻滯和自噬增敏順鉑或紫杉醇耐藥的OC細胞。當(dāng)用Met處理OC細胞株時，Met以劑量依賴方式抑制Axl和Tyro3受體mRNA和蛋白質(zhì)表達水平，導(dǎo)致下游信號分子(Erk和STAT3)失活進一步抑制抗凋亡蛋白生成發(fā)揮化療增敏作用[36]。Lee等[37]研究表明Met增加了MUL1的mRNA和蛋白質(zhì)水平，并以不依賴AMPK途徑促進AKT的降解，進而抑制GSK3β/Cyclin D1蛋白表達誘導(dǎo)OC細胞周期阻滯。長鏈非編碼RNA和miRNA同樣在Met改善化療耐藥中發(fā)揮重要作用，Met抑制SNHG7 /miR-3127-5p介導(dǎo)的體外自噬改善紫杉醇耐藥[38]。

3.3 抑制卵巢癌轉(zhuǎn)移的分子機制

約70%的患者在確診OC時伴有腹膜轉(zhuǎn)移，腹膜轉(zhuǎn)移和預(yù)后不良相關(guān)，脂肪細胞是網(wǎng)膜的主要成分，即使在大網(wǎng)膜切除術(shù)后，腸系膜中殘存脂肪細胞也會提高OC腹部復(fù)發(fā)風(fēng)險。體外實驗發(fā)現(xiàn)Met逆轉(zhuǎn)脂肪細胞導(dǎo)致的OC細胞鉑類耐藥，但其對脂肪細胞的活力未產(chǎn)生影響，而是通過抑制脂肪細胞分泌單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)，進而減少其與OC細胞表面CCR2受體結(jié)合，抑制PI3K/AKT/mTOR通路減少其下游HIF-1α及VEGF-A表達抑制OC細胞的增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移[39]。Dang等[4]研究發(fā)現(xiàn)低劑量(0.5 nmol/L)的Met通過抑制Girdin表達抑制上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化進而抑制OC的侵襲和轉(zhuǎn)移。此外，Met還可以通過抑制VEGF[2]表達抑制腫瘤血管生成，從而抑制OC遠處轉(zhuǎn)移，研究發(fā)現(xiàn)Met通過阻斷NGF下游MYC和β-catenin/T細胞因子/淋巴增強子結(jié)合因子的轉(zhuǎn)錄活性或加miR-145和miR-23b表達，抑制c-MYC、Survivin和VEGF表達進而抑制OC細胞及內(nèi)皮細胞血管生成能力[2]。Hart等[40]發(fā)現(xiàn)SPHK1是Met抗OC的新靶點，Met(1 mmol/L)通過抑制HIF轉(zhuǎn)錄活性抑制SPHK1，進而抑制S1P表達并抑制其下游促血管生成因子釋放，從而抑制腫瘤血管生成。因此，Met通過抑制脂肪細胞MCP-1/CCR2軸、抑制上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化及抗腫瘤血管生成途徑抑制OC轉(zhuǎn)移。

3.4 改善腫瘤免疫微環(huán)境(tumor immune microenvironment，TME)

多項研究表明Met通過抑制TME中間充質(zhì)干細胞、間皮細胞、髓樣來源抑制細胞(myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)改善免疫抑制作用。Taylor等[41]體內(nèi)實驗研究發(fā)現(xiàn)在癌癥相關(guān)間充質(zhì)干細胞表型出現(xiàn)之前使用Met，可以阻止正常間充質(zhì)干細胞重編程為癌癥相關(guān)間充質(zhì)干細胞。有研究發(fā)現(xiàn)MET抑制TME中OC與間皮細胞之間促腫瘤的雙向信號傳導(dǎo)，該作用主要通過抑制TGF-β信號傳導(dǎo)阻斷間皮細胞的重編程及抑制下游HIF1α信號傳導(dǎo)，從而使OC細胞侵襲能力下降[42]。Met還可以通過激活A(yù)MPK抑制HIF-1α表達進而抑制MDSC上CD39/CD73轉(zhuǎn)錄導(dǎo)致細胞毒性CD8+T細胞分泌顆粒酶B、穿孔素和IFN-γ增多維持TME免疫反應(yīng)[43]。

4 討論

Met作為2型糖尿病的一線藥物，多項回顧性隊列研究及Meta分析提示Met聯(lián)合化療藥物降低OC發(fā)生和死亡風(fēng)險，提高OC患者5年生存率，延長患者PFS，長期使用Met(≥720 d)是OS的獨立有利預(yù)后因素，而停用Met會導(dǎo)致預(yù)后更差[11]。以上研究多為回顧性隊列研究，會造成選擇偏移，其次研究對象多為合并DM的OC患者，但DM的嚴重程度及是否有其他并發(fā)癥并未被考慮在內(nèi)，Met作為研究變量，其具體使用劑量、使用時間及是否聯(lián)用其他降糖藥物等因素，未進一步探究。Met劑量問題長期被學(xué)術(shù)界詬病，首先回顧性隊列研究及Ⅱ/Ⅲ期臨床試驗均表明DM治療劑量Met改善OC患者預(yù)后，而體外細胞實驗所需的高濃度Met可能與高糖培養(yǎng)液相關(guān)，常用的DMEM培養(yǎng)液的葡萄糖濃度為25 mmol/L，TME中葡萄糖濃度約為2.5 mmol/L，高糖培養(yǎng)環(huán)境拮抗Met抗腫瘤效應(yīng)，因此需要更高濃度的Met發(fā)揮抗OC作用。

最新實驗研究表明可通過提高Met生物利用度、特異性及聯(lián)合用藥提高其抗OC作用。Faramarzi等[44]將Met封裝在納米顆粒(PLGA-PEG共聚物)中可延緩Met在OC細胞內(nèi)代謝并通過促進凋亡和誘導(dǎo)周期阻滯提高Met抗OC作用。SPHK1[40]和TOM40[45]表達水平和OC細胞與Met敏感性正相關(guān)，二者過表達的OC患者是選擇Met治療的有效指標(biāo)。此外，Met聯(lián)合化療藥物、靶向藥物等藥物增強抗OC作用、減輕藥物不良反應(yīng)和延緩耐藥性的產(chǎn)生，但Met聯(lián)合用藥的研究多為基礎(chǔ)性實驗研究，缺乏大型的多中心、隨機對照試驗的數(shù)據(jù)，為我們提供Met聯(lián)合用藥時各種藥物最佳配伍劑量及毒副反應(yīng)，因此Met的聯(lián)合用藥仍舊有很長的一段路要走。總而言之，Met具有價格便宜、安全性好、DM治療劑量可改善OC預(yù)后等優(yōu)勢，其聯(lián)合化療藥物、PAPR抑制劑、貝伐珠單抗、ICIs可發(fā)揮更強的抗OC作用，相信在未來，Met聯(lián)合藥物治療會改善更多OC患者的預(yù)后，提高晚期OC患者生活質(zhì)量。