小普布卓瑪 綜述,貢桑多吉 審校
(西藏大學(xué)理學(xué)院,拉薩850000)
惡性黑色素瘤是一種惡性程度高的皮膚腫瘤,是由位于表皮基底部的黑色素細(xì)胞惡變形成的。80%的皮膚癌死亡率直接源于只占皮膚癌5%的黑色素瘤。黑色素瘤在歐美國(guó)家是發(fā)生率排在第5位的惡性腫瘤。美國(guó)每年新診斷病例數(shù)近30年來(lái)翻了一番,英國(guó)近5年來(lái)男性發(fā)病率增加了28%,女性增加了12%。黑色素瘤在我國(guó)也呈快速上升趨勢(shì),根據(jù)北京市8城區(qū)流行病學(xué)統(tǒng)計(jì),近5年來(lái)發(fā)病率提高了5倍。我國(guó)每年新發(fā)惡性黑色素瘤超10 000例。因此黑色素瘤的控制是世界各國(guó)政府的衛(wèi)生戰(zhàn)略重點(diǎn),黑色素瘤的綜合治療成為世界所關(guān)注的研究課題[1]。
雖然進(jìn)行著大量的研究和臨床試驗(yàn),黑色素瘤的預(yù)后差和死亡率高仍是這一領(lǐng)域的主要問(wèn)題。黑色素瘤早期患者可通過(guò)手術(shù)獲得治愈的機(jī)會(huì),但手術(shù)后的復(fù)發(fā)率高。而進(jìn)展期患者,則預(yù)后差,死亡率高。其主要原因包括細(xì)胞的異常增殖和細(xì)胞凋亡受抑。因此腫瘤的治療要從抑制腫瘤細(xì)胞分裂、增殖和啟動(dòng)或增強(qiáng)凋亡機(jī)制入手。本文將從光動(dòng)力學(xué)療法(photodynamic therapy,PDT)對(duì)以上因素可能的靶向作用機(jī)制及對(duì)PDT治療黑色素瘤的相關(guān)報(bào)道入手,探討PDT成為治療黑色素瘤的輔助療法的可能性。
PDT是一種微創(chuàng)療法,已證實(shí)對(duì)非黑素性皮膚癌及其他腫瘤有很好的治療效果[2-3]。PDT作用過(guò)程中,光敏劑特異性地聚集在腫瘤細(xì)胞或組織中,在適當(dāng)波長(zhǎng)的光照下,光敏劑吸收特定波長(zhǎng)的光后激發(fā)氧分子產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的活性單線態(tài)氧。單態(tài)氧作為一種高反應(yīng)性物質(zhì),能與脂肪酸、蛋白質(zhì)及核酸等物質(zhì)反應(yīng)而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[4]。
2.1 細(xì)胞的增殖和生存通路與PDT的關(guān)系 眾所周知,細(xì)胞的增殖作用是細(xì)胞癌變的主要因素。Ras/Raf/MEK/ERK信號(hào)傳導(dǎo)通路是調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)、分化和增殖最重要的通路之一,而Ras家族是這些信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程中的重要組成部分。大量研究報(bào)道Ras基因家族成員(如 H-Ras、K-Ras和 N-Ras)和 Raf是人類腫瘤中最常見(jiàn)的癌基因,68%~90%的黑素瘤患者存在Raf或n-Ras基因突變[5],所以Raf和n-Ras的突變被認(rèn)為在黑素瘤的發(fā)展過(guò)程中起著重要的驅(qū)動(dòng)作用。Ras基因的激活正向調(diào)控絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路,與GTP結(jié)合的活化的Ras激活Raf,激活的Raf可以促使MAPK的兩個(gè)絲氨酸殘基磷酸化,而MAPK又可導(dǎo)致ERK的磷酸化從而使其激活,最終活化的ERK形成二聚體,轉(zhuǎn)入細(xì)胞核,促使有關(guān)細(xì)胞增殖信號(hào)的傳導(dǎo),而這種信號(hào)的傳導(dǎo)已成為包括黑素瘤在內(nèi)的許多惡性腫瘤的形成機(jī)制之一[6]。這一通路在表皮生長(zhǎng)因子(EGF)受體的協(xié)助下成為了光動(dòng)力學(xué)療法的作用靶[7]。
核因子對(duì)細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移和存活起著重要的調(diào)控作用,也成為了光動(dòng)力學(xué)療法阻止異常細(xì)胞增殖的重要作用靶。已有研究證明激活或失活的抑制劑可通過(guò)PDT誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激來(lái)實(shí)現(xiàn)[8]。有研究指出TMPyP4-PDT可通過(guò)抑制核因子的信號(hào)通路,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡[9],從而控制細(xì)胞的癌變。
2.2 程序性細(xì)胞死亡與PDT的關(guān)系 程序性細(xì)胞死亡通路的獲得性缺陷是大多數(shù)腫瘤細(xì)胞的共性,即癌細(xì)胞的凋亡和自吞噬機(jī)制均存在缺陷。很多學(xué)者將細(xì)胞的死亡形式分為凋亡性程序性細(xì)胞死亡和自吞噬性細(xì)胞死亡。而大量研究表明惡性黑色素瘤細(xì)胞的程序性死亡水平低于其他惡性腫瘤,對(duì)這一機(jī)制的調(diào)控也就成為了治療惡性黑色素瘤的重中之重。
2.2.1 凋亡性程序性細(xì)胞死亡與PDT的關(guān)系 細(xì)胞凋亡是有機(jī)體為調(diào)控自身的生長(zhǎng)發(fā)育、維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,由基因調(diào)控的一種細(xì)胞主動(dòng)死亡過(guò)程。細(xì)胞凋亡過(guò)程伴隨著細(xì)胞縮小,DNA被核酸內(nèi)切酶降解成片段,染色體凝聚,膜皺縮和胱門蛋白酶(Caspase)的激活等現(xiàn)象[10]。細(xì)胞凋亡作為一種基本生物學(xué)現(xiàn)象,在多細(xì)胞生物去除不需要的或異常的細(xì)胞中起著必要的作用。此過(guò)程受到Caspase的嚴(yán)格調(diào)控,在正常細(xì)胞中Caspase處于非活化的酶原狀態(tài)。凋亡程序一旦開(kāi)始,Caspase被激活隨后發(fā)生凋亡蛋白酶的層疊級(jí)聯(lián)反應(yīng),發(fā)生不可逆的凋亡。而Caspase的激活又是通過(guò)死亡受體(外源性)或通過(guò)溶酶體-線粒體途徑釋放凋亡酶激活因子從而激活Caspase(內(nèi)源性)兩種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。大量研究表明死亡受體Fas/Fasl途徑在PDT誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡中有重要作用[11-13]。此外,Zhuang等[14]的研究表明光敏劑能對(duì)Fas受體的激活有直接影響。一些光敏劑主要定位于線粒體,而線粒體在細(xì)胞凋亡中起著重要作用[15]。就惡性黑色素瘤而言,Barge等[10]在研究新型光敏劑硅酞菁在人惡性黑素瘤中的光殺傷作用時(shí)認(rèn)為硅酞菁膽固醇衍生物能增加細(xì)胞線粒體膜的通透性,產(chǎn)生的類似半胱天冬酶的底物抑制半胱天冬酶活性,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。鄭微等[16]在MB-PDT治療黑色素瘤實(shí)驗(yàn)研究中也得到了通過(guò)線粒體途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的結(jié)論。黑色素瘤細(xì)胞在接受PDT后出現(xiàn)凋亡的現(xiàn)象也發(fā)現(xiàn)于兩親性光敏劑ATX-S10(Na)對(duì)人惡性黑素瘤細(xì)胞(G361)的光動(dòng)力學(xué)治療過(guò)程中[17],并進(jìn)一步指出高濃度光敏劑和高劑量光照射導(dǎo)致高細(xì)胞毒性。當(dāng)PDT誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡少于70%時(shí),大部分死亡細(xì)胞的死亡模式為凋亡。洪潔等[18]的研究中也發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果,Nagata等[17]推測(cè)光動(dòng)力學(xué)作用對(duì)溶酶體的損傷導(dǎo)致線粒體膜電位失穩(wěn)而激發(fā)的細(xì)胞凋亡。由此可知,死亡受體Fas/Fasl和線粒體都可成為PDT的作用靶。
2.2.2 自體吞噬性程序性細(xì)胞死亡與PDT的關(guān)系 自體吞噬作用是普遍存在于大部分真核細(xì)胞中的一種降解和再循環(huán)利用機(jī)制,受細(xì)胞內(nèi)一些基因和信號(hào)機(jī)制的嚴(yán)格調(diào)控。此過(guò)程主要清除降解細(xì)胞內(nèi)受損傷的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、衰老的細(xì)胞器官,以及不再需要的生物大分子等,對(duì)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、治療有著重要的影響。最近有報(bào)道指出光動(dòng)力學(xué)療法誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激反應(yīng)能引起黑素瘤細(xì)胞的自體吞噬作用[19]。其他研究也指出一旦器官內(nèi)的溶酶體系統(tǒng)在光動(dòng)力學(xué)治療過(guò)程中受到破壞,細(xì)胞內(nèi)的自體吞噬作用就會(huì)被激活[20]。線粒體作為另一個(gè)目標(biāo),當(dāng)光動(dòng)力學(xué)治療導(dǎo)致線粒體內(nèi)抗凋亡蛋白受損時(shí),自體吞噬作用就會(huì)被激活。PDT可以通過(guò)溶酶體和線粒體對(duì)細(xì)胞的自體吞噬作用進(jìn)行調(diào)節(jié)。
PDT對(duì)惡性黑素瘤的作用,在細(xì)胞水平、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物水平上和臨床上都有相關(guān)的報(bào)道。在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中,Urbanska等[21]用黑素瘤細(xì)胞株生長(zhǎng)證實(shí)了PDT能使黑素瘤細(xì)胞減少5~10倍。應(yīng)用血卟啉單甲醚(HMME)行PDT對(duì)鼠皮膚黑色素瘤細(xì)胞具有明顯的殺傷效應(yīng)[16]。在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi),Haddad等[22]通過(guò)系統(tǒng)給藥的方式評(píng)價(jià)5_ALA-PDT對(duì)黑素瘤的作用,體內(nèi)試驗(yàn)證實(shí)了PDT可誘導(dǎo)黑素瘤細(xì)胞的死亡。在內(nèi)消旋四苯基脂質(zhì)體對(duì)荷惡性黑素瘤裸鼠的PDT研究中證實(shí)了PDT可使絕大部分的腫瘤消失[23]。光敏劑A1[24]及CASPs[25]介導(dǎo)的光動(dòng)力學(xué)療法對(duì)黑色素瘤細(xì)胞及移植瘤的生長(zhǎng)抑制作用明顯。而在臨床上,Sheleg等[26]對(duì)14例惡性黑素瘤轉(zhuǎn)移患者(女10例,男4例,平均年齡為49.6歲)進(jìn)行了二氫卟吩e6靜脈給藥(5mg/kg)的光動(dòng)力學(xué)治療,分別在靜脈給藥后1h和6h進(jìn)行PDT治療,療效令人滿意。8例在接受了1次PDT后完全治愈,其他的6例患者在經(jīng)過(guò)多次PDT后也獲得完全治愈。這種治療不良反應(yīng)小,血細(xì)胞計(jì)數(shù)也沒(méi)發(fā)現(xiàn)二氫卟吩e6的系統(tǒng)毒性,血生化和尿分析也顯示無(wú)肝臟和腎臟損害。研究也進(jìn)一步證明了光動(dòng)力學(xué)療法PDT治療黑色素瘤的有效性。劉慧龍等[27]利用血樸琳衍生物(HPD)靜脈給藥對(duì)6例惡性黑素瘤患者進(jìn)行光動(dòng)力學(xué)治療,發(fā)現(xiàn)完全有效4例,部分有效2例,總有效率達(dá)100%。
由于黑色素瘤對(duì)傳統(tǒng)治療方法的抑制作用導(dǎo)致腫瘤學(xué)家尋找新的治療手段,隨著對(duì)PDT作用機(jī)制特別是PDT誘導(dǎo)黑色素瘤細(xì)胞凋亡和抑制細(xì)胞增殖機(jī)制的深入了解,PDT必將成為治療黑色素瘤的一種新的輔助療法。
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