二甲双胍在口腔癌中的应用及研究进展

周鸣飞综述 段晓峰审校

最近研究表明，口腔癌在全球最常见的恶性肿瘤中排第16位[1]。其主要发生在发展中国家，尽管我国口腔癌的发病率和病死率低于高危地区，但由于人口众多，5年生存率低，仍有大量患者死于口腔癌。据最新的全球疾病、伤害和危险因素研究评估，1990年至2017年以来我国口腔癌新发病例数增长280.0%；死亡人数上升了196.8%[2]。针对口腔癌治疗，原发灶的扩大切除及颈部淋巴结清扫，术前术后辅以放疗或化疗仍然是口腔癌的标准治疗原则[3]；然而放疗和手术治疗常常给患者带来外观、器官功能及身心健康的较大损伤，传统化疗药物导致患者全身不良反应较重。尽管近年来在技术和多学科干预治疗方面取得了进步，但口腔癌患者的存活率仅适度改善。因而，需要挖掘新的治疗理念、新型药物以提高口腔癌患者的生存率，改善其生存质量。二甲双胍是治疗2型糖尿病的最广泛处方药物，被世界卫生组织视为“基本药物”。其主要是通过抑制肝脏糖异生，进而有效控制2型糖尿病患者的血糖[4]。已在临床上应用几十年，被确定为一种安全有效的药物。然而，近来许多研究证明，二甲双胍不但可以用于治疗糖尿病，还可能在抗癌治疗中发挥重要作用[5]，同样，其在口腔癌治疗中的研究也在不断增多，现综述如下。

1 二甲双胍与口腔癌临床关系的研究

在多种癌症中，癌细胞通过有氧糖酵解来适应其微环境，这一过程被称为沃伯格效应，增强葡萄糖消耗，为癌细胞提供所需的能量和生物大分子。长期高血糖为癌细胞提供丰富的营养，促进沃伯格效应，从而加速其增殖[6]。二甲双胍作为一种传统的降糖药，可降低血糖水平，改善胰岛素抵抗，这在一定程度上使沃伯格效应减弱，从而降低患者口腔癌的发病风险及患病率。

早在2016年，Tseng等[7]研究发现，二甲双胍在使用一定的时间后可降低糖尿病患者的口腔癌发病率。William等[8]在2018年发现，头颈癌症伴糖尿病患者服用二甲双胍后病情大大改善。2019年，Alcusky等[9]对7 872例患者进行的一项回顾性队列研究中，二甲双胍对大于60岁患者有保护作用，可改善患者的生存率。这些结果表明二甲双胍对口腔癌患者有一定抗癌作用。

但是，糖尿病为肿瘤发生发展中的危险因素，严重影响了二甲双胍对口腔癌预后的评估，同时糖异生、胰岛素抵抗等也会影响到患者的生存率[10]。为排除这些影响因素，Lerner等[11]报道了3例非糖尿病口腔癌患者应用二甲双胍治疗，进行随访发现，患者均得到明显改善。尽管病例数极少，但排除了糖尿病这个因素，初步体现了二甲双胍的抗口腔癌作用。在2020年，Gulati等[12]的一项排除糖尿病患者的临床Ⅰ期试验中，应用二甲双胍联合顺铂/放疗治疗头颈癌患者，可改善患者生存率，控制肿瘤的发展。与多数结论一样，黄丹妮等[13]发现二甲双胍可降低口腔癌术后患者的复发率和转移率。

然而，Kwon等[14]的回顾性分析中使用二甲双胍并不能改善头颈癌患者的疾病进展、转移率和生存率。在2019年，Lee等[15]收集了329例头颈鳞癌合并糖尿病患者资料，通过分析发现，二甲双胍并不能改善患者的转移率，5年生存率、无复发率和生存率方面也没有改善。

目前临床上将二甲双胍应用于口腔癌中多是回顾性研究，大部分研究提示了二甲双胍具有一定抗肿瘤效应，但多是基于伴糖尿病患者的研究，少数排除糖尿病这一因素的研究也体现了二甲双胍的抗肿瘤作用。但也有研究说明，二甲双胍并不会对口腔癌患者的预后产生有益的影响。就目前临床研究来说，尽管部分研究样本量已有一定规模，但研究仍然存在许多影响因素，如二甲双胍的用药剂量、患者的生活习惯等不可控因素过多，导致研究结果存在一定的差异，所以需要针对二甲双胍抗癌作用进行排除糖尿病这一影响因素的大型前瞻性研究。

2 二甲双胍抗口腔癌的可能机制

尽管众多学者对二甲双胍抗肿瘤机制进行了大量的研究，但对其抗肿瘤机制仍不完全了解。据报道，胰岛素抵抗是糖尿病患者直接的促癌因素，这种致癌风险可在二甲双胍作用下得到降低[16]。但是，其他的抗糖尿病药物也可以改善患者的胰岛素抵抗，却在抗肿瘤上并无明显作用。因此，二甲双胍可能具有改善胰岛素抵抗以外的抗肿瘤机制。

2.1 AMPK/mTOR信号通路 目前普遍认为二甲双胍的抗肿瘤作用机制是一磷酸腺苷(AMP)活化的蛋白激酶(AMPK)的激活。AMPK在低能量条件下感知细胞内能量水平和抑制细胞生长方面发挥关键作用[17]，在癌细胞生长和增殖的重要途径中调节各种代谢酶和调节剂的表达和活性。AMPK可在一定应激条件下因为AMP和ATP的改变而被激活。二甲双胍积聚在线粒体基质中，靶向抑制线粒体呼吸链的复合物Ⅰ，导致ATP产生减少，ADP和AMP水平增加，从而导致AMPK激活[18]。糖异生基因转录由于AMPK的激活被抑制。继而降低血糖、胰岛素和胰岛素样生长因子1(IGF-1) 水平，阻止胰岛素和IGF-1通过刺激上皮细胞增殖来促进肿瘤发生的肿瘤活动[19]。同时，二甲双胍可刺激肿瘤抑制因子LKB1，直接激活AMPK，其激活后抑制雷帕霉素(mTOR)信号，mTOR通路在控制细胞生长和新陈代谢方面起着关键作用，进而诱导细胞周期阻滞、自噬、凋亡和细胞死亡[5]，从而抑制肿瘤活动。

2.2 转录因子LSF(late SV40 factor，LSF)/极光A(Aurora-A)信号传导 LSF也被命名为TFCP2，其参与细胞周期调节、细胞生长等[20]。Aurora-A又名STK6，在口腔癌中，Aurora-A的过度表达多发生在肿瘤组织中，其激活可促进口腔癌细胞的增殖和转移[21]。2017年，Chen等[22]发现二甲双胍通过抑制Aurora-A/LSF，进而抑制口腔癌的增殖和转移。为了确定二甲双胍使Aurora-A表达下调是否依赖于AMPK途径，用化合物抑制AMPK，发现不能逆转二甲双胍对Aurora-A表达的抑制作用。这说明另一种独立于AMPK的信号传导机制抑制口腔癌细胞中Aurora-A的表达。还发现二甲双胍抑制口腔癌细胞的侵袭性依赖于LSF。这些发现表明，二甲双胍对LSF/Aurora-A信号抑制作用支持二甲双胍作为潜在OSCC治疗药物的基本原理。

2.3 缺氧诱导因子1α(HIF-1α)信号传导 肿瘤的血管构筑是多种血管生成信号的结果，这些信号来自癌细胞或肿瘤微环境中的其他细胞，研究报道了二甲双胍通过调节癌细胞介导的血管生成信号间接影响肿瘤血管生成，二甲双胍主要与癌细胞中HIF-1α稳定性降低有关，减少了HIF-1α靶向基因(如血管内皮生长因子A)的表达，从而导致肿瘤生长缓慢[23]。

目前比较公认的二甲双胍抗口腔癌机制是通过AMPK/mTOR信号通路，同时也有研究发现其他的机制，毕竟肿瘤的发生发展是一个极其复杂的过程，因而需要学者们更多另辟蹊径的探索。

3 二甲双胍在口腔癌中的实验研究(动物)、临床研究

目前部分研究揭示二甲双胍可直接作用于肿瘤细胞，抑制增殖及促进凋亡等，不仅仅是通过降低患者体内血糖水平间接达到的抗肿瘤作用。同时也有部分研究发现二甲双胍具有辅助作用，将二甲双胍与目前的抗癌药物联合使用可能会增加其疗效并减少药物不良反应。

3.1 二甲双胍的直接抗癌作用 在过去的一些研究中，表明二甲双胍具有直接抗癌作用。Zhang等[24]研究发现二甲双胍可以通过激活p-ampkt 172、调节Bcl-2、Bax和裂解PARP显著抑制口腔癌细胞生长并诱导其凋亡。在Yin等[23]的实验中，二甲双胍通过mTOR/HIF-1α/PKM2 信号通路显著抑制口腔癌细胞增殖、迁移、侵袭。同时，二甲双胍还可以通过抑制线粒体氧化磷酸化系统进而抑制口腔癌细胞的增殖能力[25]。2021年，Wei等[26]的研究中，二甲双胍通过抑制神经生长因子受体蛋白水解抑制细胞增殖，促进其在口腔鳞状细胞癌中的抗肿瘤效果。

3.2 二甲双胍的辅助抗癌作用

3.2.1 二甲双胍联合吉非替尼作用于口腔鳞状细胞癌：目前，吉非替尼被广泛认为是治疗非小细胞肺癌最有效的分子靶向药物之一，尽管报道了吉非替尼对肺癌的疗效，但在口腔癌治疗指南中，吉非替尼并未被建议作为一种可能的替代药物。2018年，Yin等[27]发现低氧促进口腔鳞状细胞癌的G1～S细胞周期进程和EMT，导致吉非替尼治疗耐药。而二甲双胍可增加口腔鳞癌对吉非替尼治疗的敏感性。次年研究发现，二甲双胍通过抑制巨噬细胞分泌CCL15，增加口腔鳞癌对吉非替尼治疗的敏感性，还通过抑制CCR1表达而显示出不同的抗癌作用[28]。这提示二甲双胍可作为一种新的联合治疗策略。

3.2.2 二甲双胍联合4SC-202抑制口腔癌细胞增殖、侵袭及凋亡：4SC-202是新型的选择性Ⅰ类组蛋白脱乙酰基酶抑制剂。已发现其可抑制癌细胞的存活、增殖及上皮间充质转化[29]。2019年，He等[30]发现二甲双胍和4SC-202协同抑制口腔癌细胞的增殖并促进其凋亡。同时，还发现联合使用可促进口腔鳞癌中泛素介导的ΔNp63降解而协同促进口腔鳞癌的内源性凋亡。并发现在其共同作用下，可通过抑制STAT3/TWIST1抑制口腔癌的侵袭和迁移[31]。

3.2.3 LIN28抑制剂联合二甲双胍对口腔癌抗肿瘤作用：LIN28是一种高度保守的RNA结合蛋白，可促进肿瘤的侵袭、转移、复发和治疗耐受[32]。Chen等[33]研究发现，二甲双胍通过AMPK 依赖性途径辅助LIN28抑制剂，协同通过对LIN28/let7信号轴调节，抑制口腔癌细胞的增殖、迁移和自我更新能力。

3.2.4 二甲双胍增强CDK4/6抑制剂的抗肿瘤作用：CDK4/6抑制剂作为被美国食品药品监督管理局批准用于晚期转移性乳腺癌的临床治疗药物[34]。普遍认为，CDK4/6抑制剂通过诱导细胞周期阻滞发挥抗肿瘤作用，而细胞周期阻滞与细胞衰老密切相关。因此，治疗诱导衰老被发现是CDK4/6抑制剂治疗后的常见并发症[35]。Hu等[36]发现CDK4/6抑制剂联合二甲双胍通过诱导细胞周期阻滞协同抑制头颈肿瘤细胞发展。此外，二甲双胍还通过调节CDK4/6抑制剂诱导的衰老增强抗癌效果。

3.2.5 二甲双胍增加顺铂的化疗敏感性：顺铂是常用的化疗药物，在临床中，肿瘤复发可能是化疗药物耐药后引起的。Huang等[37]研究中，二甲双胍通过AMPK介导的甲基胞嘧啶双加氧酶2(TET2)磷酸化增强了TET2的稳定性，TET2被认为是参与肿瘤发生的重要肿瘤抑制因子，进而有力地抑制了癌症的过度生长，同时，当二甲双胍与顺铂联合使用时，二甲双胍通过使TET2过表达抑制细胞增殖、迁移、侵袭并增强顺铂的体外化疗敏感性。

目前大部分研究中发现二甲双胍具有联合辅助抗肿瘤药物的作用，也在一部分研究中，展现了二甲双胍的直接抗口腔癌作用；但是其辅助作用更容易让人信服，而其直接抗癌作用还需要进一步的基础研究，甚至是临床研究来探索。

4 小结与展望

目前二甲双胍作为糖尿病的基础临床药物之一，其不良反应小、临床安全性好已被广泛证明，同时其潜在抗口腔癌效应也在各种回顾性研究、体内外实验中得到体现，但有研究得到了相反的结果，其抗口腔癌的机制存在多样性。尽管其作用机制还未完全清楚，但这无异于给科研人员一个前进的方向，如临床用药剂量、给药途径的最佳选择是什么。这些问题说明二甲双胍的抗口腔癌效应还需要更多临床研究和前瞻性研究去证实。