Metformin克服肺癌EGFR-TKI耐药的临床效应及优化策略研究

发布时间：2020-10-19 15:18

　　 研究背景:EGFR-TKI的问世拉开了晚期肺癌精准治疗的序幕,能显著改善存在表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)敏感突变的晚期非小细胞肺癌(non small cell lung cancer,NSCLC)的临床预后,是目前存在EGFR敏感突变的晚期NSCLC患者的首选治疗方案。但是,几乎所有接受表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂(epidermal growth factor receptor-tyrosine kinase inhibitor,EGFR-TKI)治疗的患者均不可避免面临耐药问题,EGFR-TKI耐药已成为限制其疗效和临床应用的瓶颈。针对不同耐药机制探索克服耐药的联合治疗策略、进一步提升靶向治疗临床疗效,使晚期肺癌成为真正意义上的慢性疾病,是目前该领域研究的热点。越来越多的研究证实经典降糖药Metformin具有抗癌作用,其在克服EGFR-TKI耐药方面的作用亦日益引起重视。相关临床研究发现Metformin能降低肺癌发病率,提高合并糖尿病的NSCLC患者的化疗疗效,改善预后,为Metformin作为晚期肺癌辅助抗癌治疗药物的临床应用提供了依据。但是,由于肿瘤的异质性以及EGFR-TKI耐药机制的复杂性,Metformin在临床上能否延缓或克服NSCLC患者EGFR-TKI耐药、改善预后,尚缺乏证据。因此,有必要对相关临床数据进行分析,以明确Metformin能否改善EGFR-TKI临床疗效,并探索Metformin治疗的潜在获益人群。基础研究发现,在肝激酶B1(Live kinase B1,LKB1)野生型NSCLC细胞中,Metformin能协同增强一代EGFR-TKI代表药物Gefitinib的抗增殖和促凋亡作用。我们的前期研究显示,Metformin通过逆转上皮间充质转化(epithelial mesenchymal transition,EMT),抑制EGFR下游蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)、细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)的活化,增加Gefitinib对耐药细胞的敏感性。但其有效剂量、克服耐药效能、联合治疗策略的优化以及适应人群皆有待进一步的研究与探索。在NSCLC细胞中,促凋亡蛋白B细胞淋巴瘤因子2蛋白相互作用的细胞死亡调解子(B-cell lymphoma 2 interacting mediator,BIM)是多种耐药机制介导的下游信号通路,如AKT、ERK、信号转导和转录激活子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)等的共同关键靶点,其介导的凋亡信号通路与多种机制导致的EGFR-TKI耐药密切相关。以Vorinostat为代表的泛组蛋白去乙酰化酶抑制剂(histone deacetylase inhibitor,HDACi)被证实其与化疗或靶向药物联合治疗,可通过诱导凋亡,以及细胞周期阻滞、血管生成、免疫调节等系列效应,在实体肿瘤中发挥抗癌作用。是一类极具发展前景的抗癌药物。研究证实,Vorinostat与Gefitinib或Erlotinib协同抑制具有大鼠Kirsten肉瘤病毒癌基因同源基因(Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog,KRAS)突变的NSCLC细胞增殖,促进其凋亡。而诱导肿瘤细胞凋亡则是其逆转EGFR-TKI耐药的重要机制之一。但是,HDACi对BIM野生型及髓系白血病细胞分化蛋白(myeloid leukemia cell differentiation protein-1,Mcl-1)、重组人特大B细胞淋巴瘤因子(B-cell lymphoma-extra large,Bcl-xL)等抗凋亡蛋白高表达的肺癌作用有限,而EGFR-TKI耐药细胞中则存在Mcl-1的活化和Bcl-xL的高表达。前期研究发现,Metformin可显著抑制上皮性卵巢癌细胞中Mcl-1等抗凋亡蛋白,且与Vorinostat在骨肉瘤细胞中显示出协同抑癌的效应。因此我们推测,Metformin和HDACi联用,有望抑制抗凋亡蛋白表达,增加HDACi在EGFR-TKI耐药细胞中促凋亡的能力,互补调控BIM相关信号通路,诱导凋亡,降低单药治疗剂量、提升克服耐药效能,协同克服多种耐药机制所致的EGFR-TKI耐药。目的:1.观察Metformin与EGFR-TKI联用治疗晚期NSCLC患者的临床疗效。以期为优化克服EGFR-TKI耐药的联合治疗策略奠定基础、提供依据;2.探索Metformin与Vorinostat联用协同克服EGFR-TKI耐药的效应及具体作用机制。方法:1.收集并整理2006年1月至2014年1月在中国6家医院接受EGFR-TKI治疗的合并2型糖尿病的NSCLC患者临床资料,回顾性分析在使用EGFR-TKI治疗的同时,采用Metformin进行降糖治疗的患者(A组)和采用除Metformin之外的其他药物降糖治疗的患者(B组)间预后差异。2.以EGFR-TKI耐药肺癌细胞株H1975、PC-9GR为研究对象,通过MTT实验、Brdu掺入实验评估细胞增殖;Transwell、克隆形成实验评估细胞侵袭;流式检测细胞凋亡和周期,验证Metformin联合泛HDACi vorinostat逆转TKI耐药性的效应。通过western blot、siRNA技术检测凋亡信号通路相关蛋白表达变化并探索Metformin联合Vorinostat逆转TKI耐药性的关键机制。结果:1.回顾性分析临床数据发现,A组中位PFS和中位OS明显长于B组(分别为19.0个月VS 8.0个月,P=0.005;32.0个月VS 23.0个月,P=0.002)。A组的ORR和DCR明显高于B组(分别为70.5%VS 45.7%,P=0.017;97.7%VS 80.4%,P=0.009)。分层分析结果显示,不论是一线或是二线EGFR-TKI治疗,Metformin均可显著延长患者的中位PFS。2.Metformin与Vorinostat均可一定程度增加EGFR-TKI耐药细胞对Gefitinib的敏感性,两药联用可协同克服Gefitinib耐药,诱导EGFR-TKI耐药细胞凋亡;在H1975、PC-9GR细胞株中,Metformin与Vorinostat共同作用于凋亡信号通路,表现为促凋亡蛋白BIM、BAX表达水平显著增加,抗凋亡蛋白Bcl-2、Bcl-xL和p-Mcl-1表达水平显著下调。且协同抑制EGFR、AKT、ERK的磷酸化。此外,Metformin可抑制被Vorinostat和/或Gefitinib诱导的保护性自噬,进一步促进凋亡。BIM是Metformin与Vorinostat协同诱导凋亡,克服EGFR-TKI耐药的关键靶点。结论:1.在合并2型糖尿病且接受EGFR-TKI治疗的NSCLC患者中,使用Metformin可延缓EGFR-TKI耐药发生,显著延长PFS,改善患者临床预后。2.Metformin与Vorinostat联合通过诱导BIM依赖的凋亡,在多种EGFR-TKI耐药肺癌细胞中发挥协同克服Gefitinib耐药的作用。
【学位单位】：中国人民解放军陆军军医大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R734.2
【部分图文】：

1.2.1 患者一般资料本研究自 6 所医院共收集具有 EGFR 敏感突变的 NSCLC 患者 3273 名，其中合2 型糖尿病并接受 EGFR-TKI 治疗，且临床数据完整的患者 138 名，经逐一排除 2未规范治疗糖尿病、血糖控制不佳或同时使用 Metformin 和其他降糖药物治疗 2 型尿病的患者，9 名在接受 EGFR-TKI 治疗的同时接受化疗、全身激素或免疫治疗的者，5 名存在不稳定的颅内转移灶的患者，12 名病历资料缺失的患者和 2 名因心脑管事件、意外死亡的患者，最终获得 90 例有效病例进行进一步研究分析。上述最终入研究的 90 名患者的平均年龄为 64 岁（44-83 岁），男性患者和不吸烟患者所占例分别为 58.9%和 60.0%。依据 TNM 分期标准进行分期，ⅢA、ⅢB 和Ⅳ期患者别有 6 例（6.7%）、7 例（7.8%）和 77 例（85.6%）。6 例ⅢA 期患者因拒绝手术或手术治疗存在高风险而未行手术切除。ECOG PS 评分为 0 分、1 分和 2 分患者分有 15 例（16.7%）、48 例（53.3%）和 27 例（30.0%）。33 例（36.7%）至末次随时间仍然存活。入组流程图见图 1.1。

图 2.1 整体人群无进展生存时间分析Figure 2.1 Kaplan-Meier estimates of progression-free survival (PFS) as a whole.分层分析发现，不论是一线还是二线接受 EGFR-TKI 治疗的患者，使用 Metfor行降糖治疗的患者均显示出更长的中位 PFS。其中，一线接受 EGFR-TKI 治疗患体中位 PFS 为 21 个月（95% CI, 7.7-34.3 个月），一线接受 EGFR-TKI 治疗的 A者中位 PFS 为 27 个月（95% CI, 23.3-30.7 个月），一线接受 EGFR-TKI 治疗的患者中位 PFS 为 10 个月（95% CI, 5.3-14.7 个月），组间比较具有统计学差异（025）。二线接受 EGFR-TKI 治疗患者整体中位 PFS 为 13 个月（95% CI, 8.6-17.4），二线接受 EGFR-TKI 治疗的 A 组患者中位 PFS 为 16 个月（95% CI, 13.1-1月），一线接受 EGFR-TKI 治疗的 B 组患者中位 PFS 为 8 个月（95% CI, 4.5-月），组间比较具有统计学差异（P=0.031）。见图 2.2，图 2.3。

图 2.2 一线使用 EGFR-TKI 患者无进展生存时间分析Figure 2.2 Kaplan-Meier estimates of progression-free survival (PFS) in a subgroents treated with first-line EGFR-TKIs.
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本文编号：2847381