文摘
肺癌治疗与当前可用化疗药物主要是缓和。由于这些和其他原因现在有一个极大的兴趣找到靶向疗法不仅可以有效减轻肺癌或减少治疗相关的毒性,但也给希望治疗这些患者。它已经众所周知,ubiquitin-proteasome系统与其他细胞通路对癌细胞的增殖和生存至关重要;因此,蛋白酶体抑制已成为一个非常有吸引力的抗癌治疗。有几期和二期临床试验在非小细胞肺癌和小细胞肺癌使用这种潜在的目标。大部分的试验使用bortezomib结合化疗药物。本文倾向于提供最先进的评估基于文献关于血液病中的作用使用作为一个代理或结合化疗对肺癌患者。
1。介绍
癌症治疗的一个常见的策略是针对细胞内稳态导致管制的细胞生存所必需的过程。近年来,新方法之一的放松管制通过阻碍细胞内蛋白质的降解蛋白质体内平衡。这是由目标ubiquitin-proteasome系统(UPS)。UPS中起着重要的作用目标破坏细胞的蛋白质,包括细胞周期调控蛋白。因为这些途径是所有细胞的增殖和生存的关键,特别是癌细胞,蛋白酶体抑制是一个非常有吸引力的抗癌疗法(1]。
这个途径的第一个元素被调查的目标是蛋白酶体。因为所有细胞内蛋白质的蛋白酶体降解80%左右(2],蛋白酶体抑制剂的使用触发一个混合的肿瘤抑制和prosurvival通路在肿瘤细胞3]。其抑制干扰的关键细胞内平衡proapoptotic它转向肿瘤生长抑制和凋亡信号,细胞凋亡,减少转移。
蛋白酶体抑制剂ps - 341 (bortezomib),已经批准的代理治疗多发性骨髓瘤,正在评估在临床试验中对各种恶性肿瘤。在这里,我们将回顾临床前和临床数据涉及到这本小说抗癌机制主要集中在肺癌的工作已经完成。Bortezomib被测试为单剂和最近结合化疗和靶向制剂。多个目标,直接与蛋白酶体交互描述和可能代表未来更多的研究和可能的治疗发展的重点。
2。行动Ubiquitin-Proteasome系统
UPS调节许多正常的细胞过程包括信号转导、细胞周期控制、转录调节、炎症和细胞凋亡在蛋白质降解[4]。它需要一系列高度管制和复杂的细胞内活动,尚未完全阐明。一般来说,蛋白质是目标识别和后续通过连接多个泛素蛋白酶体降解的分子。为了做到这一点,之前有几个预备步骤蛋白质被蛋白酶体。第一步包括激活泛素通过硫酯键的形成ubiquitin-activating酶(E1) ATP-dependent反应。然后,E1提供E2 ubiquitin-conjugating的泛素激活酶。最后,从E2 E3泛素连接酶转移到基质蛋白的赖氨酸残基(5]。随后一个泛素链的形式,提出了蛋白质26 S蛋白酶体。然而,重要的是要注意,这些预备步骤不是用于所有蛋白质的降解。钙调蛋白等蛋白质和肌钙蛋白C接受通过ubiquitin-independent蛋白酶体降解途径(6]。最终,蛋白质进入蛋白酶体,泛素被释放(如果preubiquination所需的蛋白质),和蛋白质降解。
内的降解蛋白质的蛋白酶体类似于蛋白质的降解肠道消化酶。事实上,蛋白酶体被认为是chymotrypsin-like, trypsin-like, peptidyl-glutamyl peptide-hydrolyzing——(PHGH)喜欢的活动。26 S蛋白酶体是一个大型multicatalytic复杂,是由一个20多岁的催化核心组件(20 S蛋白酶体)限制在一个或两端由19 S管理组件(1]。十九年代盖作为蛋白质的入口门户,然后受到三磷酸腺苷(ATP)水解在基地内。atp酶和线性化大型展开核心内的蛋白质之前进行催化。变构互动指导复杂的测序核心内的蛋白水解反应,最终生成寡肽,细胞内的可以回收6]。
3所示。Bortezomib抑制蛋白酶体
因为肽boronic酸抑制丝氨酸蛋白酶如胰凝乳蛋白酶活性部位通过模仿衬底绑定,这是假定他们可能抑制蛋白酶体通过绑定到20年代chymotrypsin-like网站核心(1]。亚当斯合成13 boronic酸性蛋白酶体抑制剂抑制细胞生长和测试他们的能力的小组从美国国家癌症研究所60细胞系。一个化合物,bortezomib boronic酸衍生物,这后来被称为bortezomib,有力,积极对广泛的癌症细胞系,包括nonsmall细胞肺癌、结肠癌、中枢神经系统、黑色素瘤、卵巢、肾、前列腺癌、乳腺癌,和有一个独特的细胞毒性,与之相比,60000种化合物的NCI的历史文件(1]。自1999年这项研究的出版物,bortezomib已经在许多测试在体外和在活的有机体内模型的几种癌症包括非小细胞肺癌(6]。
4所示。结果通过Bortezomib Ubiquitin-Proteasome系统的抑制
大量的蛋白质被蛋白酶体降解,所以多个细胞过程受到蛋白酶体抑制的影响。因此,血液病中的作用的活动在不同的癌症可能涉及多种分子机制(见下表1)[3]。然而,一种蛋白质,显然与血液病中的作用功效NF -κB。
蛋白酶体直接作用使细胞通过细胞周期进展降解细胞周期调控蛋白和间接作用通过调节转录激活物的可用性(1]。一个转录激活认为核心作用在调节许多影响蛋白酶体抑制转录激活因子NF -κB (1]。这种转录激活因子参与炎症和免疫反应,及其信号通路与肿瘤发展(1]。
这proto-oncogenic NF -κB通路需要蛋白酶体活动。在正常情况下,NF -κB因素被保留的活性抑制剂NF -在细胞质中κBs(我κBs)。为了从这个抑制被释放,我κBs需要磷酸化、polyubiquitylated和蛋白酶体降解。Bortezomib会使NF -κB信号通过阻止我κB降解[5),这似乎是普遍的作用机制,尤其是在多发性骨髓瘤和某些实体肿瘤(21]。抑制NF -κB减少促炎反应基因的表达和移植的细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂p21Cip1 p27Kip1,导致肿瘤细胞凋亡增加(5]。
其他重要的方式引起的细胞凋亡是bortezomib各模型的感应磷酸化和随后的bcl - 2抗凋亡因子的乳沟,Upregulation CDK抑制剂,如p21Cip、p53的稳定21),干扰展开的蛋白质(UPR)导致endoplasmatic网压力的反应,从而增加细胞凋亡(22]。此外,bortezomib糖分会让肿瘤细胞耐药固体TNF-like细胞凋亡,诱导配体(TRAIL)诱导细胞凋亡,可能增加死亡受体DR4和DR5的水平(23]。
5。在体外研究表明癌症的血液病中的作用效果
与bortezomib进行了广泛的临床前研究,阐明其作用机制和检查活动。在细胞培养中,bortezomib凋亡在血液和固体肿瘤恶性肿瘤(见表2)。
6。蛋白酶体抑制剂目标肺癌
如上面提到的一部分,多个目标不同细胞的蛋白酶体抑制效果已确定,其中非常重要的转录因子直接参与细胞凋亡阻力和粘附分子的表达是NF -κ由于绑定IkB b通常不活跃的细胞α接触后,就会激活细胞因子、压力,和受体信号,导致细胞凋亡阻力,增加生长因子,血管生成和肿瘤转移。NF -κB的激活是通过蛋白酶体抑制减少下游阻塞信号从而减少细胞生存和生长(17]。过度凋亡蛋白bcl - 2导致药物抗性;在非小细胞肺癌(bortezomib的差别会导致对这些基因bcl - 2通过磷酸化9,24),以及减少bcl - 2启动子的转录,bcl - 2水平下降,诱导细胞凋亡在SCLC (25]。伯灵顿的upregulation proapoptotic中介已经证明有益导致增加受益于蛋白酶体抑制剂减少bcl - 2 /伯灵顿比(15]。
可以诱导细胞周期阻滞在G2M期bortezomib在非小细胞肺癌部分是由于P53的积累,这是至关重要的转录的基因参与细胞周期和DNA合成(36]。缺乏细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂p27充当可怜的非小细胞肺癌的预后因素,bortezomib原因upregulation p21和p27激酶抑制剂导致逮捕的细胞周期抑制细胞周期蛋白和细胞周期素E [10,24,36]。
Bortezomib一直也显示增强肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)诱导细胞凋亡在人类癌症细胞,Bortezomib诱导半胱天冬酶8依赖的细胞凋亡,配合TRAIL诱导细胞凋亡和上调死亡受体5 (DR5)在非小细胞肺癌细胞中表达,这与细胞凋亡增加了ps - 341和增强TRAIL-induced在非小细胞肺癌细胞凋亡。另一方面,c-FLIP和接触bortezomib后幸存的水平升高,从而保护细胞免受bortezomib-induced凋亡[37]。
6.1。第一阶段单药蛋白酶体抑制剂在肺癌
Aghajanian血液病中的作用等人的安全评估和药效学行为组织学证实实体肿瘤患者曾大量进行预处理和其它治疗的选项是可用的(38]。43例患者登记合格标准得到满足后,签署知情同意;14组织学上不同肿瘤类型的患者进入研究;其中,8 NSCLC患者记录。前处理包括中等数量的4之前的化疗方案,和12个受试者接受了放射治疗作为主要治疗恶性肿瘤。43个患者接受每周共有89个周期的治疗两次连续2周,紧随其后的是1周恢复期,剂量范围从0.13至1.56毫克/米2/剂量(9剂量水平),中位数2课程给每个病人的数量。
毒性最小的前五个剂量水平组;没有血液剂量限制毒性报道,血小板减少的发生率的增加,在高剂量嗜中性白血球减少症。剂量限制nonhematological毒性报告,主要包括腹泻和痛苦的感觉神经病变;2的12患者在1.56 /米2剂量发达三年级腹泻和另一个2的12名患者在相同剂量组和低剂量组(1.30毫克/一分之一米2)开发三年级痛苦的感觉神经病变恶化之前从先前存在的症状。所有这些患者都暴露在紫杉烷和卡铂或顺铂治疗之前。
20年代药效学研究显示剂量抑制蛋白酶体活性更高的剂量,均值的差异不显著的抑制百分比不同剂量4天1小时后药物管理局;蛋白酶体活性的完全恢复基线明显药物管理局在4天之前,8,11表示没有明显改变药物敏感性对bortezomib-induced蛋白酶体抑制。蛋白酶体活动也评估在24 h后第一天,第八天剂量显示复苏但不是回到基线值。
一个局部反应是在非小细胞肺癌患者谁收到了6个周期的紫杉醇和卡铂治疗之前,两个周期的吉西他滨,三丝裂霉素、长春花碱,四个每周多烯紫杉醇,每周和八甲氨蝶呤剂量,在上述方案与疾病进展;双边肺结节的大小减少50%渗透被认为,持续时间为3个月,病人症状改善,但不得不停止治疗后三个周期由于痛苦的感觉神经病变。稳定的疾病被认为与其他肿瘤3例类型平均4个月时间。
Dy等人进行的另一个阶段我血液病中的作用和药理试验的两个计划在晚期癌症患者39];试验了多个不同的患者共有44肿瘤类型。其中2例肺癌,其中大部分是由结直肠其次是胰腺和肾脏肿瘤和前列腺癌。73疗程的治疗6不同剂量水平(从0.5到1.70毫克/米2)管理;28个病人接受研究治疗两次每周4 6周,但由于增加毒性在这个时间表,每周16只额外的病人接受研究治疗两次2每三个星期。课程给每个病人的平均次数是2的时间表。
血液毒性相关治疗> 2年级是贫血和血小板减少,其中大多数发生在安排。可逆的血小板减少症是剂量限制安排在1.60和1.70毫克/ m2剂量,没有出血并发症等也需要血小板输血。轻微的白血球减少症在安排两个观察到一个病人。大多数nonhematological毒性组成的报告为轻度至中度疲劳、腹泻、恶心、厌食、感觉神经毒性,皮疹,呕吐,安排;感觉神经毒性剂量限制在一个病人在这个时间表。类似的副作用报道安排两个除了皮疹和感觉神经病变;两个三年级腹泻病例报告安排两个改进的剂量减少和洛派丁胺的使用。
41例44登记的应税抗肿瘤活性;偏回归(> 50%)的肾周的浆细胞瘤在前一个病人循环2治疗,持续4个月;五个病人有稳定的疾病在至少一个评估。如前所述研究dose-dependant增加程度的蛋白酶体抑制药物管理局1小时后复苏的蛋白酶体活性的85%,除了那些接受24小时1.50毫克/ m2按计划,35%的抑制还观察到24小时。549年人类非小细胞肺癌细胞p53水平显著增加接触bortezomib后24小时。
6.2。二期单药蛋白酶体抑制剂在肺癌
史蒂文森等人进行了二期药效学研究使用单剂bortezomib晚期NSCLC患者谁收到小于等于前一个方案(40]。23个患者登记和接收bortezomib在1.3到1.5毫克/米2剂量在天1、4、8和11每21天;结果显示一个病人有局部反应,9患者疾病稳定,持续4周期在5以上的患者。最常见的三年级毒性包括恶心和呕吐,感觉神经病变,便秘,皮疹和血小板减少。评价p65和磷酸化p65 (pp65)免疫印迹分析12例显示没有改变总p65, p65 / pp65的比例也影响整个集团,但明显降低患者的三年级毒性在30分钟最低点在4小时和恢复24小时。他们无法实现与这些结果的临床意义。
评估复发或难治性血液病中的作用作用广泛期小细胞肺癌(SCLC)劳拉等人在西南地区肿瘤组(SWOG)二期试验(S0327) [41];56例经病理或细胞学上证实诊断或SCLC的证据可衡量的疾病,良好的性能状态和足够的器官功能结束谁收到了含铂方案和之前没有收到之前bortezomib登记。治疗是在天1、4、8、11每21天剂量为1.3毫克/米2与剂量减少到1.0毫克/米2如果毒性评分在3或4根据美国国家癌症研究所常见毒性标准(CTC) 2.0版。主要终点是反应率(RR);次要终点包括时间进程(TTP)和总生存期(OS)。对铂类治疗的敏感性,与铂敏感患者分布:28(复发> 90天后铂)和28铂耐火材料(进展在铂后或小于或等于90)。局部反应是观察到一个病人和稳定的疾病在铂耐火材料集团两个病人;大多数患者疾病进展(83%)和/或开发症状恶化;早死在每组中观察到一个病人。三个病人不能评估反应由于其他原因。中位无进展生存(PFS)和操作系统铂耐火材料集团是1.1和3.1个月,分别;铂敏感组中位数PFS是1.2个月和OS 2.9个月。 The 6-month PFS rate was 10% and 0% for the platinum refractory and platinum sensitive group, respectively, and overall 6-month survival was 25% for both strata. Side effects exceeding grade 2 were fatigue and thrombocytopenia; one death possibly related to bortezomib was reported consisting of dyspnea which led to respiratory failure. Pretreatment samples were analyzed via immunhistochemistry; two out of eight patients had abnormally low p27 levels, five had low BAX levels, and six had abnormally high Bcl-2. Bcl-xl was abnormally expressed in a high percentage in all 8 specimens. Patients had at least two of these markers abnormally expressed in their tumors with five patients having 3 proteins abnormally expressed.
这些和其他的研究表明,bortezomib作为一个代理有限活动单一代理反应只有8% (42]。
7所示。Bortezomib组合在非小细胞肺癌
最近结合化疗,bortezomib显示最鼓舞人心的活动(42]。最近一期的研究表明,bortezomib组合一般耐受性良好,几乎没有增加仅在毒性化疗相比(表3)。更重要的是,有显著增加生存在血液病中的作用观察使用组合。从戴维斯等人表明bortezomib +吉西他滨/卡铂导致显著的生存受益(11个月总体存活率)在晚期非小细胞肺癌患者32]。
有待完成的工作,以确定是否更多的组合与其他化疗方案或血液病中的作用与靶向治疗将产生进一步的生存优势。迄今为止,结果与多烯紫杉醇、多西他赛+西妥昔单抗、培美曲塞,埃罗替尼在最好的情况下(表显示适度的结果3)。有有趣的结果例如埃罗替尼及bortezomib的结合。Piperdi et al。43)发现,在H358支气管肺泡细胞,结合在非小细胞肺癌细胞株添加剂和协同研究。安排的选择可能在埃罗替尼与bortezomib相结合是非常重要的,并进一步在活的有机体内研究需要进一步评估这个组合。
也有持续的血液病中的作用研究寻找预测标志物灵敏度。Voortman et al。44)表明,蛋白酶体以及在非小细胞肺癌细胞凋亡表型决定bortezomib敏感性。有基础原理结合蛋白酶体抑制proapoptotic代理以及代理促进一个更有利的蛋白酶体表型来克服这种阻力。
8。结论
Ubiquitin-proteasome系统对癌细胞的增殖和生存至关重要,及其抑制蛋白酶体抑制剂如bortezomib已经成为一个非常有吸引力的抗癌治疗。Bortezomib已经被证明是积极与广泛的癌症细胞系包括非小细胞肺癌,而且它已经在许多测试在体外和在活的有机体内非小细胞肺癌模型。当前阶段I和II研究显示可能有一个新的靶向治疗非小细胞肺癌这bortezomib结合化疗药物可用。未来的第三阶段试验需要验证在NSCLC中使用这个代理。