1 导言
美国桑福德-伯纳姆医学研究所的研究人员发现了紫杉醇(paclitaxel)抗乳腺癌的一种全新机制,该项研究于近期发表在《Cancer Cell》杂志上。新机制揭示为何紫杉醇类药物在一些人群个体的乳腺癌肿瘤中其对特异的紫杉醇化疗产生积极的反应,而另一些人群则毫无反应的深层原因。该结果指出并突出强调了癌症发展必需的一种营养物质--谷氨酰胺(glutamine)的作用。谷氨酰胺的体内活性水平是乳腺癌对于紫杉醇抗癌疗法产生积极反应的决定因子。其后续研究鉴别出了可用来判断乳腺癌治疗潜在预后及患者用药治疗分类的一种与谷氨酰胺摄取相关的标记物(RNF5)的方法。
2经典抗癌药物--紫杉醇
紫杉醇作为一种经典的抗癌药物,主要用于卵巢癌和乳腺癌及非小细胞肺癌(NSCLC)的一线和二线治疗。对于头颈癌、食管癌、精原细胞瘤、复发非何金氏淋巴瘤等有一定疗效。并且,如今紫杉醇已经不单单是指一种药物,而是包括一大类紫杉醇衍生物在内的系列药物,包括多烯紫杉醇、聚谷紫杉醇、脱乙酰基紫杉醇等等。紫杉醇类药物的作用机制基本相同,为细胞毒类抗肿瘤药,其可促进微管双聚体装配并阻止其解聚,也可导致整个细胞周期微管的排列异常和细胞分裂期间微管星状体的产生,从而阻碍细胞分裂,抑制肿瘤生长。并且,其可以通过促进微管蛋白聚合,抑制解聚,保持微管蛋白稳定,抑制细胞有丝分裂。体外实验证明紫杉醇具有显著的放射增敏作用,可能是使细胞中止于对放疗敏感的G2和M期。
3紫杉醇、谷氨酰胺与RNF3
L-谷氨酰胺是构成人体蛋白质所必需的20种必需氨基酸之一,其在在体内可以作为合成粘蛋白的前体,还可用作脑功能改善剂。环指蛋白5(RNF5)是一种18kD的E3泛素连接酶,在人体细胞中E3泛素连接酶催化的蛋白质泛素化在调节细胞分化、生长和转化中发挥重要的作用。紫杉醇属于一类叫做紫杉烷类(Taxanes)的药物,是通过在细胞内触动细胞应激反应转而促进RNF5作用于谷氨酰胺摄取蛋白来发挥作用。此种RNF5蛋白的作用可以导致谷氨酰胺载体蛋白降解,使得乳腺癌肿瘤细胞中谷氨酰胺供应不足而致敏死亡。因此,RNF5蛋白的功能决定了乳腺癌对最常用的化疗药物紫杉醇的反应。
4 精准医学个体化治疗的愿景
尽管一段时间以来研究人员已经知道多数肿瘤细胞依赖于谷氨酰胺的摄取而实现快速生长和适应生存,但却并不清楚谷氨酰胺的调控机制。并不是所有的肿瘤都会对紫杉醇治疗产生反应,新研究发现只有30%的肿瘤显示高水平的RNF5和低水平的谷氨酰胺载体蛋白--是对紫杉醇产生反应最佳的状况。新研究结果证实RNF5在控制谷氨酰胺摄取作用机制以及其在肿瘤发展中的重要作用,并且表明肿瘤测试因子RNF5的含量水平或可用来鉴别出哪些患者最适合以紫杉醇类药物为基础进行化疗。
精准医学是近两年国外非常流行的新型临床治疗术语,属于未来信息化、大数据医学的范畴。简单来说,精准医学是集合现代科技手段与传统医学方法,科学认知人体机能和疾病本质,以最有效、最安全、最经济的医疗服务获取个体和社会健康效益最大化。这与我们传统意义上的个体化医学治疗有着异曲同工之妙。因此,此项研究深入了解决定抗癌药物反应的这些类型的细胞机制和肿瘤特征,为将来可以更好的促成癌症患者分层以及改良治疗方法提供了基础。精准医学与个体化的结合,将为辨别出药物治疗与乳腺癌细胞行为相关的一些关键信号通路,为提高药物的治疗效力和降低毒性提供了无限的想象空间和医疗市场。
5 结束语
此次研究表明RNF5相关蛋白是一种优秀的乳腺癌紫杉醇治疗预后标志物。将RNF5及其相关的谷氨酰胺载体蛋白作为紫杉醇治疗乳腺癌预后标记物,对乳腺癌的治愈具有十分重要预测价值。可以预见,将来谷氨酰胺载体蛋白将有可能作为乳腺癌的一种潜在治疗靶点来筛查个体是否适用与特定的抗癌药物来化疗(例如:紫杉醇)。同时,其他的肿瘤类型中也可能同样存在着类似与谷氨酰胺控制与调控机制,精准医学式的肿瘤个体化治疗,依据分子或基因组改变,针对不同基因靶点选择靶向治疗药物,更有利于患者得到显著疗效。综上所述,通过靶标基因检测来选择化疗药物是未来医学发展的主流方向,其可以避免无效有害的化疗,节省宝贵的治疗时间,提高患者生活质量和治愈率。