分化型甲状腺癌(differentiated thyroid cancer, DTC)占所有甲状腺癌的90%以上，分为乳头状甲状腺癌(papillary thyroid carcinoma, PTC,80%)、滤泡状甲状腺癌(follicular thyroid cancer, FTC,10%～15%)、Hürthle细胞癌和低分化癌(5%～10%)。大多数DTC患者经积极监测、手术、术后放射性碘治疗预后良好[1],但仍有少数DTC最终对放射性碘治疗无效并且出现复发或转移，这类DTC称为放射性碘难治性DTC(radioiodine refractory-DTC,RAIR-DTC)[2]。索拉非尼是靶向多种酪氨酸激酶受体包括血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、RET、RAF(包括BRAFV600E)和PDGFRA的口服酪氨酸激酶抑制药，被国家药品监督管理局批准用于治疗局部或转移的进展性的放射性碘难治性分化型甲状腺癌。然而，许多患者最终会对索拉非尼产生耐药性。这种继发性耐药的机制有多种，如平行的信号通路激活、获得的野生型拷贝数扩增、肿瘤微环境、上皮细胞-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)等[3]。索拉非尼可通过丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)与磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase, PI3K)通路参与DTC治疗，近年来相关研究表明，MAPK与PI3K通路的异常激活直接或间接参与DTC继发性耐药的产生。本文就该通路对索拉非尼的耐药机制进行综述并提出相关治疗方法。

1、 PI3K/丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(protein kinase, AKT)、MAPK单通路激活引发耐药

PI3K/AKT/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mamma-lian target of rapamycin, mTOR)信号通路上游由PI3K和AKT组成，下游靶点是mTOR。RAS被认为是MAPK和PI3K/AKT通路的双重激活剂，优先激活DTC中的PI3K/AKT通路。索拉非尼可通过抑制PI3K/AKT/mTOR通路来抑制DTC细胞增殖和生长[4],PI3K/AKT/mTOR通路过度激活已被认为是索拉非尼诱导其他癌症继发性耐药的产生机制。

一项临床试验表明，低水平的核磷酸化AKT(phosphorylated-AKT)表达与高索拉非尼应答率相关，此外mTOR抑制剂可能导致AKT的反馈激活[5]。因此，PI3K和mTOR双重抑制剂与索拉非尼的联合治疗理论上对癌症的治疗是可行的且有良好前景。NVP-BEZ235是PI3K和mTOR选择性双重抑制剂，通过竞争ATP 结合位点可逆地抑制这些激酶的催化活性[6],在体外展现出良好效应且无明显药物不良反应[7]。YI等[8]用0.8 μmol·L-1 NVP-BEZ235和10 μmol·L-1索拉非尼联合治疗碘耐受型人甲状腺癌细胞系8505C和FTC133,72 h检测发现与单药治疗组(索拉非尼组8505C和FTC133细胞凋亡率分别为22.9%和56.7%;BEZ235组8505C和FTC133细胞的凋亡率分别为32.9%和39.7%)相比，联合治疗组(索拉非尼+BEZ235组8505 C和FTC 133细胞的凋亡率分别为40.8%和83.2%)的p-AKT和核糖体蛋白S6激酶(p70s6k)的磷酸化水平显著降低，促进了细胞的自噬和凋亡。此外对耐索拉非尼肝癌小鼠进行相同实验，发现了同样的结果[9],证明该联合疗法的可行性。除NVP-BEZ235外，mTOR抑制药依维莫司已进入2期临床试验[10]:与索拉非尼组[10.9个月(95% CI 5.5～无上限)]相比，索拉非尼联合依维莫司组[24.7个月(95% CI 6.1～无上限)]的无进展生存期(progression free survival, PFS)显著改善，2组的缓解率相似。索拉非尼和依维莫司联合用药显著改善了Hürthle细胞癌患者的PFS。

已有研究表明，沉默AKT可将癌细胞中的保护性自噬转变为自噬性细胞死亡来逆转索拉非尼的继发性耐药并加强细胞的自噬与凋亡[8,11]。此外，AKT的磷酸化能抑制铁死亡，抵抗索拉非尼治疗。铁死亡指铁过载和脂质过氧化驱动的非凋亡性细胞死亡，索拉非尼可通过间接抑制胱氨酸/谷氨酸反向转运体系统XC-来发挥其亲铁效应，是少数几种可诱导铁死亡的酪氨酸激酶抑制药[12]。PI3K/AKT通路激活会增加谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX 4)表达来消除脂质ROS从而阻止铁凋亡[13]。WANG等[14]使用TCGA-THCA数据评估了75个铁死亡相关基因表达的预后价值，其中AKR1C3(一种NADPH氧化还原酶，是细胞铁死亡的抑制药)精准性最高，并具有实验性能和临床成本方面的优越性，实验组下调AKR1C 3的表达，发现可抑制8505c和TPC-1细胞迁移和侵袭。虽然AKR1C3关于甲状腺癌的体内外机制尚未明确，但越来越多的研究表明AKR1C3的过表达与AKT激活有关[15]。ZHENG等[16]在晚期癌细胞中发现AKR1C3在索拉非尼耐药患者中高表达，可促进AKT磷酸化而诱导索拉非尼耐药，敲除AKR1C3基因抑制了癌细胞的增殖，并增加了对索拉非尼的药物敏感性。

此外索拉非尼的长期使用可能导致MAPK通路中p-MEK和p-ERK表达回升引发耐药[17]。与ERK相比，MEK 具有独特的结构、精密的底物特异性和极小的突变率，其抑制剂不与BRAF抑制剂竞争ATP结合位点并能对抗ERK激活。因此与MEK抑制剂联合治疗可能成为克服索拉非尼耐药的有效策略，然而部分临床研究中发现由于索拉非尼与MEKI联合用药导致的叠加毒性限制了其在临床实践中的长期有效使用[18]。近年来纳米粒(nanoparticle, NP)联合索拉非尼有效的提高药物利用率以减少药物剂量，在减弱药物毒性方面显示出巨大前景[19],在未来可能成为有效的治疗手段。

2、 PI3K/AKT/mTOR通路通过激活保护性自噬引发耐药

mTOR是一种抑制自噬的调节因子，PI3K/AKT/mTOR通路的激活对自噬具有抑制作用：PI3K激活可促进AKT磷酸化，AKT磷酸化会减弱TSC1/2异二聚体对Rheb的抑制作用，从而激活mTORC1并抑制自噬。此外mTORC2可反作用于AKT磷酸化且mTORC2可进一步促进自噬[20]。自噬在肿瘤进展和治疗中具有双重作用，一方面可以通过启动自噬来清除受损的细胞器和生物大分子；另一方面，肿瘤细胞也可以从自噬中获取能量来维持其生长并促进转移[21]。索拉非尼对AKT/mTOR通路的抑制会诱导自噬激活，有研究发现其耐药性产生伴随着自噬的激活，可以通过使用相关抑制剂或敲除必需的自噬基因抑制自噬来阻断自噬激活以延缓索拉非尼耐药[22]。

氯喹(chloroquine, CQ)是一种自噬抑制药，通过防止自噬体与溶酶体融合的方式破坏自噬过程，且与其他自噬抑制药相比毒性更低，用于体内外自噬调节。由于其在加强其他抗癌药物功能的同时还能抑制自噬，氯喹可参与多种抗癌疗法以及癌细胞耐药性的克服[23]。YI等[24]用氯喹和索拉非尼联合治疗8505 C和FTC 133异种移植小鼠，单独给药氯喹(60 mg·kg-1·d-1)或索拉非尼(30 mg·kg-1·d-1)后肿瘤体积分别为(602.36±101.18)和(698.61±54.53) mm3,而氯喹+索拉非尼的联合治疗肿瘤体积分别为(358.99±86.54)和(344.36±84.36) mm3,显著抑制了肿瘤体积；此外对胱天蛋白酶-3(cysteine aspartic acid specific protease-3,caspase-3)进行分析，联合治疗组所观察到的裂解量更多，显示其细胞凋亡水平的提高。另一实验组[25]采用仑伐替尼(索拉非尼同类型TKIs)与氯喹联合治疗K1和BCPAP细胞发现相同结果，并加强了抗血管生成作用，随后在裸鼠皮下注射K1细胞，与对照组相比，乐伐替尼或与氯喹联合给药的乐伐替尼可显著降低肿瘤大小(P<0.05),此外VEGF标记物VEGFA和CD31以及增殖标记物c-Myc在乐伐替尼加氯喹的作用下，这3种蛋白质的水平都显著降低并未发现明显的体质量减轻或与治疗相关的死亡。

自噬相关基因(autophagy-related-genes, Atgs)编码的蛋白质控制着整个自噬过程。已有研究表明自噬相关基因Atg-5,Atg-7的敲除可增强索拉非尼对DTC的细胞凋亡与抗血管生成作用[24,25]。此外长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)在自噬基因调控中也扮演着重要的角色。lncRNAs可作为癌基因或抑癌基因参与PTC的各种生物学行为，也可作为诊断和预后的独立生物标志物[26]。QIN等[27]发现lncRNA GAS8-AS1通过ATG-5介导的自噬激活从而抑制甲状腺乳头状癌细胞增殖，表明lncRNA在自噬基因方面的调控作用。MU等[28]基于自噬相关lncRNA的表达谱建立了一种PTC风险分层，探讨风险分层与常用化疗药物疗效之间的关系，以对于复发风险高且表现出放射性碘难治的晚期PTC患者采取更精准的药物治疗。实验筛选出10个lncRNA,分别是AC008063.1、AC011297.1、FAM201A、AC092279.1、LINC00900、AL162231.2、CRNDE、TONSL-AS1、LINC02454和AC004918.3,其中风险评分越高，索拉非尼的半数抑制浓度(median inhibitory concentration, IC50)越高(P<0.01)。CRNDE属于危险因素，其高表达的患者生存状态较差，细胞计数试剂盒-8测定显示，敲除CRNDE部分增加了索拉非尼在siCRNDE转染的PTC细胞中诱导细胞死亡的效果，其中亚型CRNDE 1敲除效果最为显著，表明CRNDE在肿瘤发生中起积极作用，并能调节PTC细胞的索拉非尼敏感性。

3、缺氧诱导因子(hypoxia-inducible factor, HIF),周细胞激活MAPK、PI3K/AKT双通路引发耐药

肿瘤微环境在肿瘤生长中发挥重要作用，而索拉非尼作为抗血管生成药作用于肿瘤微环境中相关成分最终会诱导MAPK、PI3K/AKT/mTOR通路异常激活，导致索拉非尼耐药。近年来，相关研究表明在肿瘤微环境成分中的缺氧诱导因子HIF以及周细胞异常表达在诱导癌细胞对索拉非尼耐药性方面起着重要作用。因此，针对上述肿瘤微环境相关靶点药物联合用药影响MAPK、PI3K/AKT/mTOR通路来克服耐药可能是一种新的治疗方法。

3.1 HIF

长期缺氧的环境下癌细胞对索拉非尼产生了极大的抗性，这主要是HIF-1α异常表达导致的。HIF-1α为VEGF的上游诱导因子，其通过上调VEGF而激活MAPK与PI3K/AKT/mTOR通路以及促进血管生成，介导肿瘤细胞对低氧的适应，在肿瘤细胞获得索拉非尼抗性方面起着关键作用[29]。相关研究表明长期使用索拉非尼治疗所产生的缺氧微环境反常地诱导HIF转录和翻译增加，引起索拉非尼耐药[30],为此提出通过抑制HIF-1α的药物联合治疗可能是一种克服索拉非尼耐药的潜在策略。FENG等[31]发现辛伐他汀可通过下调HIF-1α/PPAR-γ/PKM2轴介导的糖酵解提高癌细胞对索拉非尼的敏感性，此外也有研究[32,33]发现二甲双胍可以调控HIF-1α抑制GLUT1以及PKM2表达来介导甲状腺癌中的糖酵解从而抑制人乳头状甲状腺癌细胞增殖。然而有研究报道[34],在治疗实体瘤过程当中，索拉非尼可能通过抑制HIF-1α而上调HIF-2α。考虑到HIF-1α和HIF-2α之间的反馈机制，针对HIF-2α下游靶点也是一种潜在治疗方法，目前已有研究使用EGFR特异性抑制药吉非替尼阻断TGF-α/EGFR通路，下调Akt、ERK的激活，联合索拉非尼可降低癌细胞在缺氧条件下的增殖并诱导凋亡[35]。

3.2 周细胞

索拉非尼作为抗血管生成药作用于肿瘤血管系统，而周细胞保护内皮细胞免受抗血管生成治疗的影响，并参与对血管和微环境靶向药物的抵抗[36]。PRETE等[37]发现周细胞在索拉非尼作用下通过TSP-1/TGF-β1轴，诱导BRAFWT/V600EPTC中p-ERK1/2、p-AKT和p-SMAD水平上调，使MAPK、PI3K/AKT通路和PAX8基因异常表达来克服索拉非尼对PTC的抑制作用。随后使用10 mmol·L-1SRI31277(TSP-1拮抗药)分别处理耐索拉非尼PTC(BRAFWT/V600E-KTC1和BRAFWT/V600ETPC1)和周细胞来抑制TSP-1,发现SRI31277与索拉非尼联合处理显著抑制了周细胞中TSP-1和活性TGFβ1的分泌，其中BRAFWT/V600E-KTC1细胞活力降低3.1倍，BRAFWT/WT-TPC1细胞活力降低4.1倍，周细胞活力降低2.6倍。其拮抗作用显著降低了pERK1/2、p-AKT和p-SMAD的蛋白水平，并克服了对索拉非尼的耐受(与无SRI31277处理的对照组比较肿瘤体积降低63.1%),显示出良好的协同作用。然而在一项甲状腺癌临床前模型中[38],周细胞增强了同类型TKIs仑伐替尼对肿瘤的抑制作用。综上所述，周细胞可能在甲状腺肿瘤治疗中有生成耐药或使药效增加的作用，需要进一步的研究来解决周细胞的复杂生物学，此外，索拉非尼治疗结合靶向周细胞群体的药物联合索拉非尼治疗，可能是针对标准治疗难治侵袭性甲状腺癌的一种有效潜在策略。

4、讨论

MAPK和PI3K单双通路的直接激活和激活后的保护性自噬会引发DTC患者对索拉非尼耐药。其基因敲除与联合用药产生的协同作用是主要的治疗方法，其中PI3K/mTOR抑制药NVP-BEZ235在提高索拉非尼疗效的同时也会促进细胞凋亡与自噬，然而长时间使用可能会诱发保护性自噬；自噬抑制药氯喹通过抑制自噬并增强索拉非尼诱导的细胞凋亡；此外对HIF和TSP-1/TGF-β1的相关抑制加强RAIR-DTC对索拉非尼的敏感性。这些为索拉非尼继发性耐药的克服带来了新的希望。阿帕替尼是与索拉非尼具有相同靶点(VEGFR-2)的酪氨酸激酶抑制药，具有显著的抗RAIR-DTC疗效且有良好的安全性[39],但阿帕替尼耐药机制和联合用药方面并不明确，本综述可为未来阿帕替尼相关机制提供参考依据。

参考文献:

[32]李宇,徐瑾,贺会清.二甲双胍抑制甲状腺乳头状癌的相关作用机制[J].实用医学杂志,2019,35(13):2185—2189.

[33]马明磊,李玉秀.从能量代谢角度探讨二甲双胍的抗肿瘤作用机制[J].中华糖尿病杂志,2021,13(3):291—295.

基金资助:传染病重症诊治全国重点实验室开放基金资助项目(SKLID2023KF03); 浙江省基础公益研究计划基金资助项目(LGE18H160014); 浙江省大学生科技创新活动计划基金资助项目(新苗人才计划)(2023R465020); 绍兴文理学院学生科研课题基金资助项目(2023医26);

文章来源:张恩涛,诸昊楠,温正则,等.索拉非尼在碘难治性分化型甲状腺癌中耐药机制现状[J].中国临床药理学杂志,2024,40(13):1986-1990.