在多药化疗方案中加入不依赖于JNK信号通路的药物,可提高复发性高风险神经母细胞瘤患者的疗效
【字体:
大
中
小
】
时间:2025年12月01日
来源:SCIENCE ADVANCES 12.5
编辑推荐:
化疗耐药性在神经母细胞瘤(HRNB)中是主要挑战,本研究通过数学模型和药物筛选发现romidepsin和omacetaxine可绕过JNK依赖性凋亡通路,与标准化疗药(如topotecan、doxorubicin)联用显著增强凋亡诱导和肿瘤抑制效果。在PDX模型中,加入romidepsin的组合(如TRD、rIT)较传统方案(TVD、IT/TEMIRI)延长生存期并改善肿瘤控制率,机制涉及差异化的凋亡网络组件利用。
### 研究背景与目的
神经母细胞瘤(neuroblastoma, NB)是儿童最常见的实体瘤之一,其中高危型神经母细胞瘤(high-risk neuroblastoma, HRNB)对常规化疗耐药性显著,5年总体生存率不足10%。尽管多药联合化疗是HRNB的标准治疗手段,但耐药性仍导致复发和进展。研究团队聚焦于化疗耐药的分子机制,尤其是JNK信号通路在凋亡诱导中的作用,旨在开发新型联合疗法。
### 关键发现
1. **JNK依赖性化疗的局限性**
- JNK信号通路是多种化疗药物(如长春新碱、拓扑替康、阿霉素)诱导凋亡的核心环节。然而,HRNB患者中存在JNK活性受损的细胞亚群,这些细胞对常规化疗耐药。
- 通过数学模型模拟JNK激活,结合单细胞水平的高通量成像分析,发现JNK缺陷的细胞在化疗后仍能通过其他途径存活,导致复发。
2. **JNK不依赖性药物的筛选与机制**
- 研究团队筛选了60余种获批的儿童适用抗癌药,发现两种JNK不依赖性药物:**罗米德肽**(HDAC抑制剂)和**奥马净辛**(蛋白合成抑制剂)。
- **罗米德肽**通过抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC),干扰细胞周期调控蛋白(如Bcl-xL、p21),激活凋亡通路。
- **奥马净辛**通过抑制核糖体A位点,阻断蛋白质合成,导致DNA损伤修复缺陷,从而诱导凋亡。
3. **协同效应的分子基础**
- 联合用药的协同性不依赖于药物靶点的差异,而是源于对凋亡网络组件的差异化利用。例如:
- **拓扑替康**(Topotecan)和**罗米德肽**(Romidepsin)的组合:前者通过拓扑异构酶I抑制导致DNA链交联,后者通过HDAC抑制增加促凋亡蛋白Bcl-xL的降解。
- **阿霉素**(Doxorubicin)与**奥马净辛**(Omacetaxine)的组合:前者破坏DNA结构,后者抑制蛋白质合成,两者共同干扰DNA修复和细胞周期调控。
- 通过功能基因组学(siRNA文库筛选凋亡相关基因)发现,协同效应与药物诱导的凋亡网络通路重叠度低相关。
4. **临床前模型的验证**
- **患者源性异种移植模型(PDX)**:使用复发患者肿瘤细胞建立的原代异种移植模型,验证联合疗法效果。例如:
- 在CCINB02-PDX模型中,**罗米德肽+伊立替康**(Temirabil)组合显著延长生存期(从39天增至48天)。
- **罗米德肽+拓扑替康**(TRD方案)在CCINB01-PDX模型中,使中位生存时间从51天提升至71天,且未出现严重体重下降。
- **体内毒性分析**:罗米德肽单药剂量较低(1.7 mg/kg)即可在体内有效诱导凋亡,且与常规化疗联用未增加毒性。
### 机制创新点
1. **JNK信号通路的“瓶颈效应”**
- JNK活性是多种化疗药物诱导凋亡的共同下游节点。当JNK功能受损时,这些药物无法通过经典通路触发凋亡,但可能通过其他途径(如DNA损伤修复通路、自噬调控)激活耐药表型。
2. **凋亡网络通路的差异化利用**
- 药物协同性取决于对凋亡网络组件的互补调控。例如:
- **罗米德肽**激活凋亡通路的关键调节因子(如RELA、DIABLO),而常规化疗药物(如拓扑替康)主要作用于DNA损伤修复。
- 通过主成分分析(PCA)发现,协同性强的药物组合在三维凋亡通路空间中距离更远,表明其作用靶点差异显著。
3. **耐药性动态演变的机制**
- 复发肿瘤中JNK缺陷细胞的正选择扩增,导致对依赖JNK的化疗药物(如长春新碱、拓扑替康)耐药。
- **罗米德肽**通过稳定促凋亡蛋白Bcl-xL,抵消化疗药物诱导的Bcl-xL降解,增强疗效。
### 临床转化潜力
1. **现有化疗方案的优化**
- **TVD方案替代**:将传统三联疗法(拓扑替康+长春新碱+阿霉素)中的长春新碱替换为罗米德肽,形成TRD方案。在PDX模型中,TRD的凋亡诱导效果比TVD提升30%-40%,且小鼠体重下降幅度降低50%。
- **同步靶向治疗**:联合罗米德肽与伊立替康(SN38),在PDX模型中观察到肿瘤体积缩小速度加快2倍。
2. **耐药性克服策略**
- **早期干预**:在化疗前使用罗米德肽预处理肿瘤细胞,可恢复JNK通路功能,提高后续化疗敏感性(已在体外模型中验证)。
- **剂量优化**:通过生物信息学工具(如CombPDX)优化药物比例,例如将拓扑替康剂量从1 mg/kg降至0.25 mg/kg,仍可维持协同效应。
3. **未来研究方向**
- **新型HDAC抑制剂**:开发靶向特定HDAC亚型(如HDAC6)的药物,减少系统性毒性。
- **联合靶向治疗**:探索罗米德肽与免疫检查点抑制剂(如抗CTLA-4)或PD-1/PD-L1阻断剂的联用。
- **耐药性监测**:建立JNK通路活性动态监测体系,指导个性化用药(如每3个月检测JNK磷酸化水平)。
### 结论
本研究揭示了神经母细胞瘤化疗耐药的核心机制——JNK信号通路的缺陷导致凋亡诱导失败,并通过多组学分析鉴定了罗米德肽和奥马净辛等JNK不依赖性药物。协同效应源于对凋亡网络通路的差异化调控,而非传统意义上的靶点互补。这些发现为设计新型联合治疗方案提供了理论依据,可能显著改善复发神经母细胞瘤患者的生存率。下一步需开展多中心临床试验,验证罗米德肽在HRNB复发患者中的疗效和安全性。
生物通微信公众号
生物通新浪微博
今日动态 |
人才市场 |
新技术专栏 |
中国科学人 |
云展台 |
BioHot |
云讲堂直播 |
会展中心 |
特价专栏 |
技术快讯 |
免费试用
版权所有 生物通
Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved
联系信箱:
粤ICP备09063491号