《科学·转化医学》：清除靶向治疗残余耐药癌细胞的方法找到了 _健康小知识

不同于“杀敌一千，自损八百”的化疗，癌基因靶向治疗因精准作用于致癌靶点而被称为“生物导弹” 。
近年来，多种靶向治疗药物已成功应用于临床，然而，晚期肿瘤患者实际获益并不理想，其中一个重要原因就是：耐药。而我们对靶向治疗获得性耐药的发生机制知之甚少。
有研究发现，在靶向治疗中存活下来的残留癌细胞，及随后发生的DNA损伤修复是肿瘤细胞产生耐药性的重要原因[1] 。因此，探寻靶向治疗诱导的DNA损伤修复相关分子，明确肿瘤耐药性的发生机制，对于靶向药物的研发和临床方案的选择有着至关重要的作用。
【《科学·转化医学》：清除靶向治疗残余耐药癌细胞的方法找到了】近日，美国杜克大学KrisC.Wood博士及其团队研究发现，靶向治疗后存活下来的肿瘤细胞中，存在DNA双链断裂（DSB）和DNA双链断裂修复，这一修复过程依赖于共济失调毛细血管扩张突变（ATM）酶。
他们还发现，靶向治疗药物与ATM抑制剂联合使用，可根除体外细胞株和动物模型中存活的残余肿瘤细胞，进而产生更持久的治疗反应[2] 。
这一研究成果为临床研发ATM抑制剂与现有靶向治疗方案的整合奠定了理论基础，相关研究成果近期发表在著名期刊《科学·转化医学》（ScienceTranslationalMedicine）上。

文章图片
论文首页
接下来，我们看看这项研究是如何开展的。
首先，为了研究靶向治疗是否会激活DNA损伤应答信号通路（DDR），研究团队使用了一组对同源靶向治疗敏感的肿瘤细胞株：表皮生长因子受体（EGFR）突变型非小细胞肺癌（NSCLC）细胞株（PC9、HCC827），间变性淋巴瘤激酶（ALK）基因重排型NSCLC细胞株（H3122）， BRAF基因突变型黑色素瘤细胞株（A375）， FLT3基因突变型急性髓系白血病（AML）细胞株（MOLM13）， KRAS基因突变型胰腺癌细胞株（MIAPaCa-2）和NSCLC细胞株（A549）。
在用不同剂量的同源靶向治疗药物处理上述细胞株24小时后，他们发现S1981位点被磷酸化的ATM（p-ATM）和γH2AX表达明显增加。需要指出的是， ATMS1981位点磷酸化是激活下游DNA损伤应答信号通路所必需的位点， H2AX（组蛋白H2A家族成员X）磷酸化产生的γH2AX是DNA双链断裂的生物标志物。
接下来的细胞克隆形成实验表明，在不影响细胞活力的药物剂量下，仍然观察到γH2AX表达明显增加，这一结论在三种吉非替尼（Gefitinib）耐药EGFR突变型NSCLC细胞株（PC9R、GR4、WZR12）中得到了进一步验证；同时，在接受靶向药物处理的PC9和A549细胞中观察到膜联蛋白V染色（用于检测细胞凋亡）为阴性。
最后，中性彗星试验（在单细胞水平检测DNA损伤的技术）发现， PC9和A549细胞靶向药物处理24小时后检测到DNA双链断裂的存在，表明观察到的ATM激活是由于DNA损伤所致。
以上结果表明，在靶向治疗中存活的肿瘤细胞会出现DNA双链断裂和随后的ATM激活。

文章图片
靶向药物处理的肿瘤细胞中DNA损伤应答信号通路被激活
那么， ATM又是如何被激活的呢？我们接着往下看。
首先， PC9和HCC827细胞用吉非替尼（EGFR阻断剂）处理24小时后，观察到ATM及其底物检查点激酶2（Chk2）T68位点磷酸化表达增加；随后，研究人员分别用ATM激酶抑制剂（AZD0156）单独或与吉非替尼联合使用处理PC9细胞，发现AZD0156和吉非替尼联合使用可消除γH2AX的表达和DNA双链断裂修复途径的激活。
在接下来的实验中，研究人员发现，随着吉非替尼使用剂量和处理时间的增加， p-ATM和γH2AX表达也逐渐增加，同时启动者半胱天冬酶9（initiatorcaspase9）和执行者caspase3均被切割。