索拉非尼治疗肝细胞肝癌耐药机制的研究进展

刘宇文，杨 炎，钟佳宁，谢斌辉

（1. 赣南医学院2018级硕士研究生；2. 赣南医学院心脑血管疾病防治教育部重点实验室；3. 赣南医学院第一附属医院肝胆外科，江西 赣州 341000）

肝细胞肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是全球第6 大常见的恶性肿瘤，也是导致癌症相关死亡的第3 大原因，其发病率约占原发性肝癌的70%至90%［1-2］。全球每年有近70万新发病例，其中50%以上出现在中国，给中国人民的生命安全造成严重的威胁［3］。目前，对于早期HCC 患者可通过根治性肝切除术、肝移植和局部消融来实现治愈。然而，大部分HCC 患者一经诊断即为中晚期，只能通过动脉化疗栓塞、放化疗等手段来延长生存时间［4］。由于早期诊断困难、病情进展迅速、复发转移率高及缺乏有效的治疗方法等原因，导致HCC 患者的预后极差，5年生存率仅为10.1%［5］。

索拉非尼作为一种小分子多激酶抑制剂是目前治疗晚期肝细胞肝癌患者的唯一批准药物，它通过抑制丝氨酸-苏氨酸激酶（Raf-1）和血管内皮生长因子受体（VEGFRs）的受体酪氨酸激酶活性，并干扰由Raf-1 和VEGFRs 途径介导的细胞信号转导通路，从而抑制肿瘤细胞增殖和血管生成并促进肿瘤细胞凋亡［6］。虽然索拉非尼可以延长晚期HCC患者的中位生存时间，但由于肿瘤细胞对索拉非尼耐药性的产生降低了这种效益，最终导致治疗失败。索拉非尼耐药性的产生已成为现阶段临床治疗晚期HCC 患者的主要障碍，因此充分了解HCC 患者对索拉非尼治疗耐药性产生的机制显得尤为重要。本综述总结了HCC 对索拉非尼治疗耐药的机制，并讨论了可用于改善治疗结果的策略。

HCC 患者对于索拉非尼治疗产生耐药的机制主要为先天性耐药和获得性耐药。先天性耐药被称为原发性耐药，是指由于肿瘤细胞的遗传异质性而导致对治疗药物初始不敏感现象。获得性耐药又称继发性耐药，是指在药物治疗一段时间后肿瘤细胞对相应的一种或多种化疗药物的敏感性降低而导致治疗失败的现象，后者又被称为多重耐药（MDR）。在先前的研究基础上，结合目前最新的研究发现，索拉非尼治疗HCC 患者产生耐药性机制可包括以下几方面。

1 原发性耐药

1.1 癌症干细胞（Cancer Stem Cell，CSC）与索拉非尼原发性耐药CSC是肿瘤组织内的一种细胞亚群，其主要负责肿瘤组织形成和生长及对化疗药物的先天性耐药，CSC 的提出解释了传统放化疗不能完全根治肿瘤及易复发的原因。MA S 等［7］研究发现HCC 中存在以CD133+表型为特征的CSC 细胞亚型，对于索拉非尼等化疗药物的刺激CD133+CSC 可优先激活丝氨酸/苏氨酸激酶（Protein kinase B，PKB，也称Akt）分子通路和B 淋巴细胞瘤-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）细胞生存途径来抵抗细胞毒作用。此外，过表达CD133+HCC 细胞可通过稳定表皮生长因子受体（EGFR）/Akt 信号轴来促进CSC 样特性，从而进一步增强HCC 细胞对索拉非尼的抵抗作用［8］。因此，CD133+CSC 可作为一个新靶标来提高HCC患者对索拉非尼的敏感性。

1.2 EGFR 激活与索拉非尼原发性耐药EGFR是原癌基因c-erbB1的表达产物，它位于上皮细胞表面。EGFR 与配体结合后，可激活一系列下游信号传导途径，从而调节细胞的生长和增殖。ITO Y等［9］证实50%以上的HCC 患者中存在异常过表达及激活的EGFR。随后的研究表明，EGFR 和人表皮生长因子受体3（HER3）信号轴的异常激活和其配体的过度表达都可以抑制索拉非尼的抗肿瘤作用［10］。另外，在HCC细胞中，EGFR 的下游信号传导途径通常被激活，尤其是细胞外调节蛋白激酶（ERK）信号通路。异常激活的ERK 信号轴引起细胞内特异蛋白的表达谱变化，从而降低HCC 对索拉非尼的敏感性，这表明EGFR 或配体在HCC 细胞中的过表达可能导致EGFR 下游信号的持续激活并产生对索拉非尼的原发性耐药［11］。

2 获得性耐药

2.1 ABC 转运蛋白与索拉非尼获得性耐药ATP结合盒（ATP-binding cassette transporter，ABC）是一类依赖能量来介导药物及细胞内源性物质跨膜转运的蛋白。人类基因组含48个编码ABC 转运蛋白的基因，它们被分成7个亚家族（A-G），所翻译的蛋白在细胞膜上执行转运不同细胞内底物的功能［12］。早前的研究证实肿瘤细胞存在多种异常过表达的ABC转运蛋白如P-糖蛋白（P-GP/ABCB1）、多重耐药相关蛋白（MRPs/ABCCs）和乳腺癌耐药蛋白（BCRP/ABCG2），这些异常过表达的转运蛋白与MDR 的发展有关［13］。ABC 转运蛋白在肿瘤细胞内介导多药耐药主要通过增加细胞内药物的外排，减少药物的摄取，改变化疗药物在肿瘤细胞内的药代动力学，从而减弱或抵抗药物的抗肿瘤作用。除此之外，肿瘤细胞内ABC 转运蛋白的过表达还可调控肿瘤干细胞分化、自我更新等性能，进一步介导耐药性的发生。FUNG SW 等［14］发现在具有选择性耐药的HCC 细胞株中存在异常过表达的ABCF1，并证明ABCF1 与索拉非尼治疗耐药相关。然而，ABC 转运蛋白的临床意义仍存在争议，因临床实验中针对ABC 转运蛋白活性的抑制剂未能逆转化疗耐药的发生。尽管如此，ABC 转运蛋白与临床多药耐药之间的联系在某些情况下得到了支持。

2.2 自噬与索拉非尼获得性耐药自噬是人体内各种压力诱导下的一种自我保护机制，主要通过促进长寿或错误折叠的蛋白质、蛋白质聚集物和受损细胞器的清除或更新，参与细胞稳态维持和细胞成分控制［15］。目前，自噬在癌症中的作用仍存在争议，其在肿瘤发生发展过程中起着双重作用。多项研究证实，索拉非尼在治疗HCC 时可增加肿瘤细胞自噬通量。SHI Y H 等［16］发现索拉非尼可独立诱导HCC 细胞产生内质网（ER）应激反应，激活肌醇酶-1（IRE1）信号通路从而诱导HCC 细胞凋亡和自噬，该途径对HCC 自噬的诱导至关重要。此外，索拉非尼也可通过激活Akt通路或抑制动物雷帕霉素靶蛋白敏感型复合体（Mammalian target of rapamycin complex 1，mTORC1）途径来诱导自噬。TAI W T等［17］最新研究表明，索拉非尼通过与髓细胞白血病基因-1（Myeloid cell leukemia-1，Mcl-1）蛋白结合释放Beclin1（BECN1）激活自噬。很明显，在HCC中通过自噬反应来调节肿瘤细胞对索拉非尼的适应性而起到逃避细胞毒作用。相关研究进一步通过使用自噬抑制剂或敲低自噬相关基因来抑制HCC 细胞的自噬反应，从而提高了HCC 细胞对索拉非尼的敏感性［18-19］。此外，某些蛋白参与索拉非尼介导的肝癌细胞自噬调控。一项研究发现，在HCC 细胞中

PSMD10（Proteasome 26S Subunit，Non-ATPase 10）易位于细胞核，并与核热休克转录因子1（Heat Shock Transcription Factor 1，HSF1）协同结合于自噬相关蛋白7（Autophagy related protein 7，Atg7）启动子上启动转录增加自噬通量而导致索拉非尼耐药［20］。相反地，在某些情况下（例如溶瘤病毒疗法）自噬通量的增加也可能导致肿瘤细胞死亡，这有助于靶向HCC 治疗［21］。尽管部分研究论证了自噬在癌症中的作用，但自噬在肿瘤细胞上的确切作用仍存在争议，在索拉尼治疗HCC 耐药中仍有待进一步阐明。

2.3 上皮-间质转化与索拉非尼获得性耐药上皮-间质转化（Epithelial-Mesenchymal Transition，EMT）是一个复杂的分子和细胞重编程过程。通过该过程上皮细胞会失去其分化特征并获得间充质特征包括运动性、侵袭性、逃避免疫细胞能力及增强抗凋亡性［22］。近年来，EMT 在肝癌的发展和耐药性发展中的作用越来越受到关注。DAZERT E 等［23］通过对索拉非尼治疗的HCC 患者进行肿瘤样本蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学分析发现，EMT 途径参与索拉非尼耐药的产生。一项研究证实，长期接受索拉非尼治疗后，耐药的HCC 细胞外观发生改变，伴随E-钙黏着蛋白、人角蛋白19的丢失和波形蛋白的异常表达，并表现出更高的迁徙和转移能力［24］。种种迹象表明EMT 途径可能参与索拉非尼耐药的产生。DONG J 等［25］通过实验证实了索拉非尼结合MK-2206通过下调磷酸化的Akt促进EMT 的发展而获得耐药性。此外，近期有研究发现，索拉非尼治疗后，HCC 细胞通过EMT 途径获得CSC 表型而发生索拉非尼耐药［26］。在肝脏肿瘤微环境下，EMT 的发生可促进肝脏肿瘤细胞CSC 样表型的获得，获得干细胞性的肿瘤细胞又进一步促进EMT 的进程，这是一个相互调控的正反馈作用。因此，抑制HCC 细胞的EMT 进程，可能是增强索拉非尼治疗敏感性的一种有效方法。

2.4 肝癌微环境与索拉非尼获得性耐药肝癌微环境（Tumor microenvironment，TME）是由间质内的非肿瘤细胞、分子和可溶性因子组成的复杂的相互作用网络，其作用为促进肝癌的发生和发展。缺氧在诸如HCC 的实体瘤中很常见，并通过缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）驱动血管内皮生长因子（VEGF）的产生促进血管生成。抑制VEGF 的活性从而抑制肿瘤血管的生存就是索拉非尼抗HCC 的机制之一，因此，在治疗前期，索拉非尼对HIF-1α 介导的促血管生存作用是抑制的。然而，持续的索拉非尼治疗后，其抗血管生成作用会导致肿瘤饥饿和瘤内低氧继发，促进适应缺氧和缺乏营养的抗性细胞克隆，导致HCC 细胞产生对索拉非尼的继发性耐药［27］。另一项研究表明，β2肾上腺素能受体（ADRB2）信号通过以Akt 依赖的方式干扰Beclin1/磷脂酰肌醇-3激酶VPS3/自噬相关蛋白14复合物来负调控自噬促进HIF-1α 的稳定，对HCC 内葡萄糖代谢的相关细胞进行重新编程，从而介导索拉非尼耐药性的获得［28］。一项研究证实索拉非尼能抑制HIF-1α 表达而上调HIF-2α 的表达，并通过激活HIF-2α/转化生长因子（TGF）-α/表皮生长因子受体（EGFR）途径促进低氧HCC 细胞的耐药性。这些研究证实了索拉非尼治疗过程中HIF的高表达与对耐药现象之间存在关系，这表明低氧显著影响索拉非尼的治疗，为克服耐药性提供一种新的思路。

2.5 表观遗传学失调与索拉非尼获得性耐药近年来，表观遗传学的作用已成为HCC 治疗化学抗性调控中的新兴话题。已有研究表明，某些组蛋白甲基转移酶（如EZH2）的表达有助于调节癌细胞生长增殖相关基因的表观遗传沉默，介导HCC 细胞的索拉非尼耐药性产生。使用EZH2 基因敲减技术或药物抑制EZH2 的表达可增强索拉非尼的疗效［29］。目前，miRNA 在肿瘤耐药中的作用已成为研究热点，部分miRNA 已被证明与索拉非尼治疗HCC 耐药相关。它们通过与靶基因的mRNA结合来执行其调节功能，最终导致靶蛋白表达水平下降。例如miR-93、miR-216a和miR-217可通过靶向细胞周期蛋白依赖激酶1A（CDKN1A）并调节细胞凋亡和TGF-β 信号传导通路，产生索拉非尼耐药［30-31］。另外，miR-181、miR-494、miR-221 等通过靶向结合相应蛋白调节下游信号通路而获得索拉非尼耐药。miRNA 对于药物诱导的耐药性具有双重作用，已发现miR-122 是正常肝脏中表达最高的miRNA，在耐索拉非尼的HCC 细胞中显著降低。miR-122 可通过发挥靶向调控作用来抑制胰岛素样生长因子1 受体（IGF-1R）、血清反应因子（SRF）、丙酮酸脱氢酶激酶4（PDK4）等蛋白的表达，从而增加HCC 细胞对索拉非尼的敏感性，逆转索拉非尼耐药现象［32］。目前，表观遗传调控在索拉非尼治疗耐药这领域还是起步阶段，后续需继续深入探讨，并为研发出逆转索拉非尼耐药的治疗手段提供一种可能。

综上所述，索拉非尼作为一种多激酶抑制剂，是治疗晚期HCC 的唯一有效的一线药物。目前，大部分中晚期HCC 患者对索拉非尼治疗产生耐药已是事实。然而，索拉菲尼治疗HCC 耐药性产生的机制是复杂的，仍然不是十分清楚。在现有的研究基础上，进一步探究及阐明介导HCC 患者索拉非尼治疗耐药的主要机制是未来的研究重点，这将有助于临床医生更好地理解索拉非尼治疗耐药的机理，并为开发出更有效的治疗策略及进一步提高和改善晚期HCC患者预后提供可能。