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《科學·轉化醫學》：清除靶向治療殘余耐藥癌細胞的方法找到了

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不同于“殺敵一千 ， 自損八百”的化療 ， 癌基因靶向治療因精準作用于致癌靶點而被稱為“生物導彈” 。
近年來 ， 多種靶向治療藥物已成功應用于臨床 ， 然而 ， 晚期腫瘤患者實際獲益并不理想 ， 其中一個重要原因就是：耐藥 。 而我們對靶向治療獲得性耐藥的發生機制知之甚少 。
有研究發現 ， 在靶向治療中存活下來的殘留癌細胞 ， 及隨后發生的DNA損傷修復是腫瘤細胞產生耐藥性的重要原因[1] 。 因此 ， 探尋靶向治療誘導的DNA損傷修復相關分子 ， 明確腫瘤耐藥性的發生機制 ， 對于靶向藥物的研發和臨床方案的選擇有著至關重要的作用 。
【《科學·轉化醫學》：清除靶向治療殘余耐藥癌細胞的方法找到了】近日 ， 美國杜克大學KrisC.Wood博士及其團隊研究發現 ， 靶向治療后存活下來的腫瘤細胞中 ， 存在DNA雙鏈斷裂（DSB）和DNA雙鏈斷裂修復 ， 這一修復過程依賴于共濟失調毛細血管擴張突變（ATM）酶 。
他們還發現 ， 靶向治療藥物與ATM抑制劑聯合使用 ， 可根除體外細胞株和動物模型中存活的殘余腫瘤細胞 ， 進而產生更持久的治療反應[2] 。
這一研究成果為臨床研發ATM抑制劑與現有靶向治療方案的整合奠定了理論基礎 ， 相關研究成果近期發表在著名期刊《科學·轉化醫學》（ScienceTranslationalMedicine）上 。
《科學·轉化醫學》：清除靶向治療殘余耐藥癌細胞的方法找到了
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接下來 ， 我們看看這項研究是如何開展的 。
首先 ， 為了研究靶向治療是否會激活DNA損傷應答信號通路（DDR） ， 研究團隊使用了一組對同源靶向治療敏感的腫瘤細胞株：表皮生長因子受體（EGFR）突變型非小細胞肺癌（NSCLC）細胞株（PC9、HCC827） ， 間變性淋巴瘤激酶（ALK）基因重排型NSCLC細胞株（H3122） ， BRAF基因突變型黑色素瘤細胞株（A375） ， FLT3基因突變型急性髓系白血病（AML）細胞株（MOLM13） ， KRAS基因突變型胰腺癌細胞株（MIAPaCa-2）和NSCLC細胞株（A549） 。
在用不同劑量的同源靶向治療藥物處理上述細胞株24小時后 ， 他們發現S1981位點被磷酸化的ATM（p-ATM）和γH2AX表達明顯增加 。 需要指出的是 ， ATMS1981位點磷酸化是激活下游DNA損傷應答信號通路所必需的位點 ， H2AX（組蛋白H2A家族成員X）磷酸化產生的γH2AX是DNA雙鏈斷裂的生物標志物 。
接下來的細胞克隆形成實驗表明 ， 在不影響細胞活力的藥物劑量下 ， 仍然觀察到γH2AX表達明顯增加 ， 這一結論在三種吉非替尼（Gefitinib）耐藥EGFR突變型NSCLC細胞株（PC9R、GR4、WZR12）中得到了進一步驗證；同時 ， 在接受靶向藥物處理的PC9和A549細胞中觀察到膜聯蛋白V染色（用于檢測細胞凋亡）為陰性 。
最后 ， 中性彗星試驗（在單細胞水平檢測DNA損傷的技術）發現 ， PC9和A549細胞靶向藥物處理24小時后檢測到DNA雙鏈斷裂的存在 ， 表明觀察到的ATM激活是由于DNA損傷所致 。
以上結果表明 ， 在靶向治療中存活的腫瘤細胞會出現DNA雙鏈斷裂和隨后的ATM激活 。
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靶向藥物處理的腫瘤細胞中DNA損傷應答信號通路被激活
那么 ， ATM又是如何被激活的呢？我們接著往下看 。
首先 ， PC9和HCC827細胞用吉非替尼（EGFR阻斷劑）處理24小時后 ， 觀察到ATM及其底物檢查點激酶2（Chk2）T68位點磷酸化表達增加；隨后 ， 研究人員分別用ATM激酶抑制劑（AZD0156）單獨或與吉非替尼聯合使用處理PC9細胞 ， 發現AZD0156和吉非替尼聯合使用可消除γH2AX的表達和DNA雙鏈斷裂修復途徑的激活 。
在接下來的實驗中 ， 研究人員發現 ， 隨著吉非替尼使用劑量和處理時間的增加 ， p-ATM和γH2AX表達也逐漸增加 ， 同時啟動者半胱天冬酶9（initiatorcaspase9）和執行者caspase3均被切割 。