二甲雙胍在口腔癌中的應(yīng)用及研究進(jìn)展

周鳴飛綜述 段曉峰審校

最近研究表明，口腔癌在全球最常見的惡性腫瘤中排第16位[1]。其主要發(fā)生在發(fā)展中國家，盡管我國口腔癌的發(fā)病率和病死率低于高危地區(qū)，但由于人口眾多，5年生存率低，仍有大量患者死于口腔癌。據(jù)最新的全球疾病、傷害和危險因素研究評估，1990年至2017年以來我國口腔癌新發(fā)病例數(shù)增長280.0%；死亡人數(shù)上升了196.8%[2]。針對口腔癌治療，原發(fā)灶的擴(kuò)大切除及頸部淋巴結(jié)清掃，術(shù)前術(shù)后輔以放療或化療仍然是口腔癌的標(biāo)準(zhǔn)治療原則[3]；然而放療和手術(shù)治療常常給患者帶來外觀、器官功能及身心健康的較大損傷，傳統(tǒng)化療藥物導(dǎo)致患者全身不良反應(yīng)較重。盡管近年來在技術(shù)和多學(xué)科干預(yù)治療方面取得了進(jìn)步，但口腔癌患者的存活率僅適度改善。因而，需要挖掘新的治療理念、新型藥物以提高口腔癌患者的生存率，改善其生存質(zhì)量。二甲雙胍是治療2型糖尿病的最廣泛處方藥物，被世界衛(wèi)生組織視為“基本藥物”。其主要是通過抑制肝臟糖異生，進(jìn)而有效控制2型糖尿病患者的血糖[4]。已在臨床上應(yīng)用幾十年，被確定為一種安全有效的藥物。然而，近來許多研究證明，二甲雙胍不但可以用于治療糖尿病，還可能在抗癌治療中發(fā)揮重要作用[5]，同樣，其在口腔癌治療中的研究也在不斷增多，現(xiàn)綜述如下。

1 二甲雙胍與口腔癌臨床關(guān)系的研究

在多種癌癥中，癌細(xì)胞通過有氧糖酵解來適應(yīng)其微環(huán)境，這一過程被稱為沃伯格效應(yīng)，增強(qiáng)葡萄糖消耗，為癌細(xì)胞提供所需的能量和生物大分子。長期高血糖為癌細(xì)胞提供豐富的營養(yǎng)，促進(jìn)沃伯格效應(yīng)，從而加速其增殖[6]。二甲雙胍作為一種傳統(tǒng)的降糖藥，可降低血糖水平，改善胰島素抵抗，這在一定程度上使沃伯格效應(yīng)減弱，從而降低患者口腔癌的發(fā)病風(fēng)險及患病率。

早在2016年，Tseng等[7]研究發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍在使用一定的時間后可降低糖尿病患者的口腔癌發(fā)病率。William等[8]在2018年發(fā)現(xiàn)，頭頸癌癥伴糖尿病患者服用二甲雙胍后病情大大改善。2019年，Alcusky等[9]對7 872例患者進(jìn)行的一項回顧性隊列研究中，二甲雙胍對大于60歲患者有保護(hù)作用，可改善患者的生存率。這些結(jié)果表明二甲雙胍對口腔癌患者有一定抗癌作用。

但是，糖尿病為腫瘤發(fā)生發(fā)展中的危險因素，嚴(yán)重影響了二甲雙胍對口腔癌預(yù)后的評估，同時糖異生、胰島素抵抗等也會影響到患者的生存率[10]。為排除這些影響因素，Lerner等[11]報道了3例非糖尿病口腔癌患者應(yīng)用二甲雙胍治療，進(jìn)行隨訪發(fā)現(xiàn)，患者均得到明顯改善。盡管病例數(shù)極少，但排除了糖尿病這個因素，初步體現(xiàn)了二甲雙胍的抗口腔癌作用。在2020年，Gulati等[12]的一項排除糖尿病患者的臨床Ⅰ期試驗中，應(yīng)用二甲雙胍聯(lián)合順鉑/放療治療頭頸癌患者，可改善患者生存率，控制腫瘤的發(fā)展。與多數(shù)結(jié)論一樣，黃丹妮等[13]發(fā)現(xiàn)二甲雙胍可降低口腔癌術(shù)后患者的復(fù)發(fā)率和轉(zhuǎn)移率。

然而，Kwon等[14]的回顧性分析中使用二甲雙胍并不能改善頭頸癌患者的疾病進(jìn)展、轉(zhuǎn)移率和生存率。在2019年，Lee等[15]收集了329例頭頸鱗癌合并糖尿病患者資料，通過分析發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍并不能改善患者的轉(zhuǎn)移率，5年生存率、無復(fù)發(fā)率和生存率方面也沒有改善。

目前臨床上將二甲雙胍應(yīng)用于口腔癌中多是回顧性研究，大部分研究提示了二甲雙胍具有一定抗腫瘤效應(yīng)，但多是基于伴糖尿病患者的研究，少數(shù)排除糖尿病這一因素的研究也體現(xiàn)了二甲雙胍的抗腫瘤作用。但也有研究說明，二甲雙胍并不會對口腔癌患者的預(yù)后產(chǎn)生有益的影響。就目前臨床研究來說，盡管部分研究樣本量已有一定規(guī)模，但研究仍然存在許多影響因素，如二甲雙胍的用藥劑量、患者的生活習(xí)慣等不可控因素過多，導(dǎo)致研究結(jié)果存在一定的差異，所以需要針對二甲雙胍抗癌作用進(jìn)行排除糖尿病這一影響因素的大型前瞻性研究。

2 二甲雙胍抗口腔癌的可能機(jī)制

盡管眾多學(xué)者對二甲雙胍抗腫瘤機(jī)制進(jìn)行了大量的研究，但對其抗腫瘤機(jī)制仍不完全了解。據(jù)報道，胰島素抵抗是糖尿病患者直接的促癌因素，這種致癌風(fēng)險可在二甲雙胍作用下得到降低[16]。但是，其他的抗糖尿病藥物也可以改善患者的胰島素抵抗，卻在抗腫瘤上并無明顯作用。因此，二甲雙胍可能具有改善胰島素抵抗以外的抗腫瘤機(jī)制。

2.1 AMPK/mTOR信號通路 目前普遍認(rèn)為二甲雙胍的抗腫瘤作用機(jī)制是一磷酸腺苷(AMP)活化的蛋白激酶(AMPK)的激活。AMPK在低能量條件下感知細(xì)胞內(nèi)能量水平和抑制細(xì)胞生長方面發(fā)揮關(guān)鍵作用[17]，在癌細(xì)胞生長和增殖的重要途徑中調(diào)節(jié)各種代謝酶和調(diào)節(jié)劑的表達(dá)和活性。AMPK可在一定應(yīng)激條件下因為AMP和ATP的改變而被激活。二甲雙胍積聚在線粒體基質(zhì)中，靶向抑制線粒體呼吸鏈的復(fù)合物Ⅰ，導(dǎo)致ATP產(chǎn)生減少，ADP和AMP水平增加，從而導(dǎo)致AMPK激活[18]。糖異生基因轉(zhuǎn)錄由于AMPK的激活被抑制。繼而降低血糖、胰島素和胰島素樣生長因子1(IGF-1) 水平，阻止胰島素和IGF-1通過刺激上皮細(xì)胞增殖來促進(jìn)腫瘤發(fā)生的腫瘤活動[19]。同時，二甲雙胍可刺激腫瘤抑制因子LKB1，直接激活A(yù)MPK，其激活后抑制雷帕霉素(mTOR)信號，mTOR通路在控制細(xì)胞生長和新陳代謝方面起著關(guān)鍵作用，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯、自噬、凋亡和細(xì)胞死亡[5]，從而抑制腫瘤活動。

2.2 轉(zhuǎn)錄因子LSF(late SV40 factor，LSF)/極光A(Aurora-A)信號傳導(dǎo) LSF也被命名為TFCP2，其參與細(xì)胞周期調(diào)節(jié)、細(xì)胞生長等[20]。Aurora-A又名STK6，在口腔癌中，Aurora-A的過度表達(dá)多發(fā)生在腫瘤組織中，其激活可促進(jìn)口腔癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移[21]。2017年，Chen等[22]發(fā)現(xiàn)二甲雙胍通過抑制Aurora-A/LSF，進(jìn)而抑制口腔癌的增殖和轉(zhuǎn)移。為了確定二甲雙胍使Aurora-A表達(dá)下調(diào)是否依賴于AMPK途徑，用化合物抑制AMPK，發(fā)現(xiàn)不能逆轉(zhuǎn)二甲雙胍對Aurora-A表達(dá)的抑制作用。這說明另一種獨(dú)立于AMPK的信號傳導(dǎo)機(jī)制抑制口腔癌細(xì)胞中Aurora-A的表達(dá)。還發(fā)現(xiàn)二甲雙胍抑制口腔癌細(xì)胞的侵襲性依賴于LSF。這些發(fā)現(xiàn)表明，二甲雙胍對LSF/Aurora-A信號抑制作用支持二甲雙胍作為潛在OSCC治療藥物的基本原理。

2.3 缺氧誘導(dǎo)因子1α(HIF-1α)信號傳導(dǎo) 腫瘤的血管構(gòu)筑是多種血管生成信號的結(jié)果，這些信號來自癌細(xì)胞或腫瘤微環(huán)境中的其他細(xì)胞，研究報道了二甲雙胍通過調(diào)節(jié)癌細(xì)胞介導(dǎo)的血管生成信號間接影響腫瘤血管生成，二甲雙胍主要與癌細(xì)胞中HIF-1α穩(wěn)定性降低有關(guān)，減少了HIF-1α靶向基因(如血管內(nèi)皮生長因子A)的表達(dá)，從而導(dǎo)致腫瘤生長緩慢[23]。

目前比較公認(rèn)的二甲雙胍抗口腔癌機(jī)制是通過AMPK/mTOR信號通路，同時也有研究發(fā)現(xiàn)其他的機(jī)制，畢竟腫瘤的發(fā)生發(fā)展是一個極其復(fù)雜的過程，因而需要學(xué)者們更多另辟蹊徑的探索。

3 二甲雙胍在口腔癌中的實(shí)驗研究(動物)、臨床研究

目前部分研究揭示二甲雙胍可直接作用于腫瘤細(xì)胞，抑制增殖及促進(jìn)凋亡等，不僅僅是通過降低患者體內(nèi)血糖水平間接達(dá)到的抗腫瘤作用。同時也有部分研究發(fā)現(xiàn)二甲雙胍具有輔助作用，將二甲雙胍與目前的抗癌藥物聯(lián)合使用可能會增加其療效并減少藥物不良反應(yīng)。

3.1 二甲雙胍的直接抗癌作用 在過去的一些研究中，表明二甲雙胍具有直接抗癌作用。Zhang等[24]研究發(fā)現(xiàn)二甲雙胍可以通過激活p-ampkt 172、調(diào)節(jié)Bcl-2、Bax和裂解PARP顯著抑制口腔癌細(xì)胞生長并誘導(dǎo)其凋亡。在Yin等[23]的實(shí)驗中，二甲雙胍通過mTOR/HIF-1α/PKM2 信號通路顯著抑制口腔癌細(xì)胞增殖、遷移、侵襲。同時，二甲雙胍還可以通過抑制線粒體氧化磷酸化系統(tǒng)進(jìn)而抑制口腔癌細(xì)胞的增殖能力[25]。2021年，Wei等[26]的研究中，二甲雙胍通過抑制神經(jīng)生長因子受體蛋白水解抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)其在口腔鱗狀細(xì)胞癌中的抗腫瘤效果。

3.2 二甲雙胍的輔助抗癌作用

3.2.1 二甲雙胍聯(lián)合吉非替尼作用于口腔鱗狀細(xì)胞癌：目前，吉非替尼被廣泛認(rèn)為是治療非小細(xì)胞肺癌最有效的分子靶向藥物之一，盡管報道了吉非替尼對肺癌的療效，但在口腔癌治療指南中，吉非替尼并未被建議作為一種可能的替代藥物。2018年，Yin等[27]發(fā)現(xiàn)低氧促進(jìn)口腔鱗狀細(xì)胞癌的G1～S細(xì)胞周期進(jìn)程和EMT，導(dǎo)致吉非替尼治療耐藥。而二甲雙胍可增加口腔鱗癌對吉非替尼治療的敏感性。次年研究發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍通過抑制巨噬細(xì)胞分泌CCL15，增加口腔鱗癌對吉非替尼治療的敏感性，還通過抑制CCR1表達(dá)而顯示出不同的抗癌作用[28]。這提示二甲雙胍可作為一種新的聯(lián)合治療策略。

3.2.2 二甲雙胍聯(lián)合4SC-202抑制口腔癌細(xì)胞增殖、侵襲及凋亡：4SC-202是新型的選擇性Ⅰ類組蛋白脫乙?；敢种苿?。已發(fā)現(xiàn)其可抑制癌細(xì)胞的存活、增殖及上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化[29]。2019年，He等[30]發(fā)現(xiàn)二甲雙胍和4SC-202協(xié)同抑制口腔癌細(xì)胞的增殖并促進(jìn)其凋亡。同時，還發(fā)現(xiàn)聯(lián)合使用可促進(jìn)口腔鱗癌中泛素介導(dǎo)的ΔNp63降解而協(xié)同促進(jìn)口腔鱗癌的內(nèi)源性凋亡。并發(fā)現(xiàn)在其共同作用下，可通過抑制STAT3/TWIST1抑制口腔癌的侵襲和遷移[31]。

3.2.3 LIN28抑制劑聯(lián)合二甲雙胍對口腔癌抗腫瘤作用：LIN28是一種高度保守的RNA結(jié)合蛋白，可促進(jìn)腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)和治療耐受[32]。Chen等[33]研究發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍通過AMPK 依賴性途徑輔助LIN28抑制劑，協(xié)同通過對LIN28/let7信號軸調(diào)節(jié)，抑制口腔癌細(xì)胞的增殖、遷移和自我更新能力。

3.2.4 二甲雙胍增強(qiáng)CDK4/6抑制劑的抗腫瘤作用：CDK4/6抑制劑作為被美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)用于晚期轉(zhuǎn)移性乳腺癌的臨床治療藥物[34]。普遍認(rèn)為，CDK4/6抑制劑通過誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯發(fā)揮抗腫瘤作用，而細(xì)胞周期阻滯與細(xì)胞衰老密切相關(guān)。因此，治療誘導(dǎo)衰老被發(fā)現(xiàn)是CDK4/6抑制劑治療后的常見并發(fā)癥[35]。Hu等[36]發(fā)現(xiàn)CDK4/6抑制劑聯(lián)合二甲雙胍通過誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯協(xié)同抑制頭頸腫瘤細(xì)胞發(fā)展。此外，二甲雙胍還通過調(diào)節(jié)CDK4/6抑制劑誘導(dǎo)的衰老增強(qiáng)抗癌效果。

3.2.5 二甲雙胍增加順鉑的化療敏感性：順鉑是常用的化療藥物，在臨床中，腫瘤復(fù)發(fā)可能是化療藥物耐藥后引起的。Huang等[37]研究中，二甲雙胍通過AMPK介導(dǎo)的甲基胞嘧啶雙加氧酶2(TET2)磷酸化增強(qiáng)了TET2的穩(wěn)定性，TET2被認(rèn)為是參與腫瘤發(fā)生的重要腫瘤抑制因子，進(jìn)而有力地抑制了癌癥的過度生長，同時，當(dāng)二甲雙胍與順鉑聯(lián)合使用時，二甲雙胍通過使TET2過表達(dá)抑制細(xì)胞增殖、遷移、侵襲并增強(qiáng)順鉑的體外化療敏感性。

目前大部分研究中發(fā)現(xiàn)二甲雙胍具有聯(lián)合輔助抗腫瘤藥物的作用，也在一部分研究中，展現(xiàn)了二甲雙胍的直接抗口腔癌作用；但是其輔助作用更容易讓人信服，而其直接抗癌作用還需要進(jìn)一步的基礎(chǔ)研究，甚至是臨床研究來探索。

4 小結(jié)與展望

目前二甲雙胍作為糖尿病的基礎(chǔ)臨床藥物之一，其不良反應(yīng)小、臨床安全性好已被廣泛證明，同時其潛在抗口腔癌效應(yīng)也在各種回顧性研究、體內(nèi)外實(shí)驗中得到體現(xiàn)，但有研究得到了相反的結(jié)果，其抗口腔癌的機(jī)制存在多樣性。盡管其作用機(jī)制還未完全清楚，但這無異于給科研人員一個前進(jìn)的方向，如臨床用藥劑量、給藥途徑的最佳選擇是什么。這些問題說明二甲雙胍的抗口腔癌效應(yīng)還需要更多臨床研究和前瞻性研究去證實(shí)。