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为解决 ALK 抑制剂治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的局限性,研究人员开展靶向 BCL-2 家族研究,发现新策略可提升疗效。
肺癌作为癌症相关死亡的主要原因,其中非小细胞肺癌(NSCLC)占比高达 85% 。在 NSCLC 患者中,约 5% 存在间变性淋巴瘤激酶(ALK)重排,这是继 KRAS 和 EGFR 之后的第三大驱动致癌基因。ALK 抑制剂虽能延长 NSCLC 患者生存期,但耐药性问题突出,肿瘤细胞通过逃避凋亡来抵抗药物,其中 BCL-2 家族在这一过程中起关键作用 。目前的分子分析技术虽能检测 ALK 重排,但无法准确预测药物疗效和肿瘤细胞的动态抗凋亡反应。为解决这些问题,来自西班牙多个研究机构(如巴塞罗那科学技术学院生物工程研究所、巴塞罗那大学医学院等)的研究人员展开了相关研究,该研究成果发表在《Cell Death and Disease》。
研究人员主要运用了动态 BH3 分析(DBP)、细胞死亡检测、蛋白质免疫印迹、体内实验等技术方法。DBP 通过测量线粒体凋亡信号的净变化来预测抗癌治疗的细胞毒性和肿瘤细胞对抗凋亡蛋白的选择性依赖;细胞死亡检测采用 Annexin V/DAPI 染色法,用于定量细胞凋亡;蛋白质免疫印迹用于检测相关蛋白的表达和磷酸化水平;体内实验则在小鼠模型上评估药物组合的治疗效果。样本来源于细胞系(如 H3122、H2228 等多种细胞系)和患者(经患者同意获取的活检样本) 。
研究结果如下:
- DBP 预测 ALK 抑制剂敏感性:研究人员利用一组携带不同致癌驱动基因的 NSCLC 细胞系,通过 DBP 分析发现,ALK 抑制剂在携带 ALK 重排的细胞系(H3122 和 H2228)中显著增加 Δ% priming,且与细胞死亡分析结果高度相关,ROC 曲线下面积达 0.94,表明 DBP 能有效预测 ALK 抑制剂的敏感性。
- BIM 表达与 ALK 抑制剂反应:ALK 抑制剂可快速诱导 H3122 和 H2228 细胞系中 BIM 表达增加,患者来源的细胞系和患者样本也呈现类似趋势。这表明 BIM 表达可作为潜在的预测生物标志物,支持 DBP 在临床中的应用。
- NOXA 下调导致抗凋亡 MCL-1 耐药:在 H3122 细胞系中,ALK 抑制剂处理后,MCL-1 成为主要的抗凋亡蛋白,其依赖源于 NOXA 的显著下调。在 H2228 细胞系中,除 NOXA 下调,还存在 MCL-1 上调和 BCL-xL依赖。联合使用 ALK 抑制剂和 MCL-1 抑制剂(如 S63845)或 CDK9 抑制剂(如 dinaciclib),可恢复细胞凋亡,在体内实验中也证实了该联合治疗能显著减小肿瘤体积。
- PI3K/AKT 和 MAPK 通路激活影响 lorlatinib 疗效:在 H2228 细胞系中,lorlatinib 治疗后 PI3K/AKT 和 MAPK 通路重新激活,导致 BIM 积累不足,进而产生耐药性。联合使用 lorlatinib 与 BRAF 抑制剂(如 dabrafenib)或 PI3K 抑制剂(如 AZD8186),可协同增加细胞死亡,克服 lorlatinib 的耐药性。
研究结论和讨论部分指出,DBP 具有预测 ALK 抑制剂细胞毒性的卓越能力,这得益于 ALK-TKIs 诱导的激活蛋白 BIM 在细胞系和患者来源肿瘤细胞中的快速增加,有望在临床中作为现有分子分析的补充。研究还揭示了 ALK+肿瘤对 ALK 抑制剂的主要抗凋亡适应机制是 MCL-1 依赖,部分伴有 BCL-xL依赖,而 BH3 模拟物可在体内外有效预防这些动态适应。此外,PI3K/AKT 和 MAPK 信号通路的双重激活会导致 lorlatinib 耐药,而联合使用特定抑制剂可部分克服这一问题。这些发现为 NSCLC 的治疗提供了新的策略和潜在的治疗组合,对未来临床研究具有重要指导意义,有望改善 NSCLC 患者的治疗效果和预后 。