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小儿恶性肿瘤的诱导分化治疗

2022-07-29
来源:求医网
小儿恶性肿瘤的发生率逐渐上升, 虽然随着手术、 化疗和放疗等治疗技术的提高, 恶性肿瘤患儿的生存率有较大提高, 但其治疗效果仍不理想, 尤其是放疗、 化疗的毒副作用导致治疗失败和后遗症, 对肿瘤患儿的生存率和生活质量具有较大影响。因此, 研究探索治疗小儿恶性肿瘤的新途径具有重要意义。70年代以来, 肿瘤诱导分化已成为肿瘤研究的一个热点, 诱导分化治疗作为肿瘤治疗的一条新途径, 前景良好。本文就小儿恶性肿瘤的诱导分化治疗作一综述。

一、 诱导分化治疗的概念和机理

长期以来, “一旦成为癌细胞, 永远就是癌细胞”的观念一直统治着肿瘤领域, 治疗手段都是以手术将其切除、 化学药物或放射线将其杀灭。近年来越来越多的研究结果表明, 在一些物质的作用下, 恶性肿瘤细胞可以向正常细胞演变分化, 表现为形态学、 生物学和生物化学方面的诸多标志向正常细胞接近, 甚至完全转变为正常细胞, 这种现象即称为肿瘤细胞的诱导分化(或再分化、 肿瘤逆转)。这些可以诱导肿瘤细胞逆转的物质称为分化诱导剂。分化诱导剂可分为内源性分化诱导剂和外源性分化诱导剂两大类[1], 内源性分化诱导剂是指肿瘤或宿主细胞所产生的具有分化诱导作用的化学物质, 如粒细胞巨噬细胞分化因子(GM-DF)、 维生素D3、 肿瘤坏死因子(TNF)、 干扰素(IFN)、 白细胞介素(IL)等; 外源性分化诱导剂是指肿瘤或缩主细胞不能自身合成而必须依赖外界补给的诱导剂, 近年研究较多的维甲酸类、 砜剂、 砷剂等均属此类。运用分化诱导剂促使恶性肿瘤细胞重新分化成为正常细胞, 从而治疗恶性肿瘤的方法称为诱导分化疗法。

探讨诱导分化治疗的作用机理是近年肿瘤治疗研究的一个热点。一般认为, 肿瘤的形成是细胞增殖和分化之间的平衡失调或偶联解除所致, 而分化诱导剂的主要作用机理是使肿瘤细胞增殖减慢、 分化加强, 以致两者重新获得平衡或偶联, 使肿瘤细胞重新转变为正常细胞。细胞动力学研究证实, 经分化诱导剂处理后肿瘤细胞分布于G0、 G1期的比例明显增加, 表明分化诱导剂可通过调节肿瘤细胞增殖周期而起作用[2]。至于不同分化诱导剂具有的初始作用环节, 常因诱导剂的化学结构不同而有所不同。目前主要有以下几种学说[1,3]: ①分化诱导剂可以改变细胞膜上糖复合物的组成和结构, 主要是通过影响某些糖基转移酶的活性, 改变肿瘤细胞表面糖蛋白链的异常结构, 使其向正常结构的方向转化。②分化诱导剂可改变蛋白激酶的活性, 常通过蛋白激酶起作用。如鼠畸胎瘤细胞受维甲酸(RA)诱导分化成壁内胚层时, 可见蛋白激酶A(PKA)活性升高, 并可见PKA两种调节亚基RⅠ和RⅡ中以RⅡ含量升高较为明显而持久, 反之蛋白激酶C(PKC)的抑制剂则可阻断诱导剂对肿瘤细胞的诱导分化作用。③分化诱导剂通过调控癌基因而达到分化诱导作用。实验证实在多种癌细胞中有c-myc、 c-fos、 wt1等癌基因的高表达, 用佛波酯(TPA)等处理HL60细胞发现其分化的同时经基因探针测得上述癌基因转录的mRNA明显减少。用神经生长因子处理神经母细胞瘤SHSY5Y细胞系, 发现其出现明显的分化反应, 同时经基因探针测知该细胞系中c-myc的mRNA表达水平明显降低。实验表明某些癌基因的表达可能是肿瘤细胞维持低分化表型的原因, 而抑制其表达则可能是诱导剂促使肿瘤细胞分化的关键。④通过其特异受体发挥作用。已知维甲酸(RA)的特异受体有两大类, 一类为胞浆受体RARs, 另一类为核受体RXRs, 正常组织中含量很低, 而肿瘤细胞中含量较高。用RA处理畸胎瘤F9细胞或神经细胞瘤细胞均发现RAR-β表达增加, 说明RAR-β与RA的诱导分化作用有关。⑤诱导分化与一氧化氮(NO)有关。研究发现TNF-α, IFN-γ可诱导神经母细胞瘤N103细胞系分化, 其作用可特异性地被NO合成酶的抑制剂所拮抗, 在培养上清液中还发现供合成NO的前体物质NO-2含量明显增加, 而且向培养液中加入可产生NO的物质硝基氢氰酸盐可直接诱导N103细胞分化, 效应与剂量呈正相关。应该指出, 分化诱导剂的作用可能是一个多环节、 多机理的作用过程, 有关这方面的研究还有很多问题待进一步深入探讨。

二、 小儿恶性肿瘤诱导分化治疗的现状

1971年Freind首次报道运用二甲基亚砜(DMSO)诱导小鼠红白血病细胞分化。继而人们在白血病药物研究中发现TPA可诱导白血病KG-1、 HL-60和ML-3等细胞株向单核巨噬细胞分化, 急性非淋巴细胞性白血病患儿的白血病细胞在体外经TPA诱导24~48小时可向单核巨噬细胞分化。80年代以来, 对维甲酸类诱导白血病细胞分化进行了广泛深入的研究[4,5]。实验研究表明全反式维甲酸(ATRA)在浓度为10-6 mol/L时, 对HL-60细胞具有明显的诱导分化作用, 可使其向终末阶段分化, 形态和功能(如吞噬能力、 NBT还原率、 O2生成率)与成熟粒细胞相似。在此基础上临床应用ATRA治疗白血病, 尤其是急性早幼粒细胞性白血病(APL), 疗效令人鼓舞。近年报道ATRA诱导治疗APL的完全缓解率高达95%。

对小儿实体性肿瘤诱导分化的研究主要集中在神经母细胞瘤和淋巴瘤, 恶性畸胎瘤亦有少量报道。早期报道DMSO对神经母细胞瘤具有诱导分化作用, 使其分化为良性的神经节细胞瘤。近年来研究较多的是生理性诱导剂对神经母细胞瘤的作用。用神经生长因子(NGF)处理神经母细胞瘤SHSY5Y细胞系, 发现该细胞系在NGF作用下分化为神经元样细胞, 表现为细胞胞体缩小, 神经突起延长及神经元纤维mRNA表达增高。Munoz等报道TNF-a、 IFN-γ和IL-6可诱导神经母细胞瘤N103株分化, 存在量效关系。Moore等用维生素D3的3种同类物1, 25-二羟D3、 KH1060和EB1089分别处理神经母细胞瘤LA-N-5细胞系, 结果发现1, 25-二羟D3在浓度为24 nM时对LA-N-5细胞有明显的诱导分化和抑制生长的作用, 表现为神经突起延长、 N-myc表达减弱、 乙酰胆碱酯酶活性增强。而KH1060和EB1089在浓度为0.24 nM时即有上述同等程度的作用, 所需剂量仅为1, 25-二羟D3的1/100。由此说明KH1060和EB1089具有良好的临床应用潜力[6]。体外实验结果表明维甲酸类对神经母细胞瘤具有明显的诱导分化作用, 并已有临床治疗的报道[7~8]。4例骨髓转移的神经母细胞瘤患儿经维甲酸类似物E5166诱导治疗, 其中2例肿瘤细胞分化成熟。Lovat等对维甲酸特别是9-顺式维甲酸(9-cis-RA)治疗神经母细胞瘤进行了系列研究。以9-cis-RA、 13-cis-RA和ATRA三种维甲酸制剂分别处理SHSY5Y细胞株的比较实验表明, 三种制剂均抑制SHSY5Y细胞增殖并诱导其分化为类神经节细胞。其中高浓度的9-cis-RA诱导分化的效应明显强于后两者, 抑制增殖的效应与后两者相似。Lovat等最近的研究还发现SHSY5Y细胞经9-cis-RA诱导分化后, 在洗去9-cis-RA的培养液中继续培养4天后, 出现程序化死亡(凋亡)的形态学变化, 且只有在洗去9-cis-RA后才发生凋亡。以上实验结果说明9-cis-RA具有更好的临床应用前景, 尤其可能成为治疗神经母细胞瘤化疗后微小残留病灶的最合适的维甲酸制剂。

另外有学者应用ATRA处理小鼠淋巴瘤SACIIB2细胞2~3天后, 多数细胞形态由圆形变为梭形, 生长受到抑制。6天后洗去ATRA继续培养传代, 细胞形态改变和生长抑制并不消失, 瘤细胞酸性非特异性酯酶(ANAE)染色阳性率明显升高, 细胞内嘌呤核苷磷酸化酶(PNP)活性明显升高, 腺苷脱氨酶(ADA)活性明显降低等, 提示ATRA对SACIIB2细胞有一定程度的促分化效应而非细胞毒效应。还有报道称维甲酸对小鼠F9畸胎瘤细胞有诱导分化作用, 使其分化为内皮样细胞。

在诱导分化治疗小儿恶性肿瘤的实验研究和临床治疗取得显著效果和显示良好前景的同时也存在一些问题, 需要进一步研究和解决。主要有以下几方面: ①分化诱导剂作用机理有待进一步研究和阐明。阐明诱导剂的作用机理不仅可为临床应用诱导剂治疗恶性肿瘤提供有力的理论依据, 也为寻求开发安全有效的诱导剂提供有益的依据和线索。②寻找新的、 安全有效的广谱诱导剂。目前研究的诱导剂大多只对某一种或少数几种肿瘤细胞具有诱导分化作用, 有的因有严重的毒副作用而不能用于临床; 有的不稳定, 体内半衰期短而难以在体内达到稳定的有效浓度; 有的诱导分化作用不完全。③进行药物动力学研究, 以找出更为合理的用药方案, 争取更好的治疗效果。

三、 小儿恶性肿瘤诱导分化的前景展望

小儿处于生长发育过程中, 存在先天性因素和个体成长的代谢功能, 因而小儿肿瘤与成人有显著不同。小儿恶性肿瘤大多来源于胚胎残留组织和中胚层, 从未成熟的胚胎细胞发生, 故以胚胎性肿瘤和肉瘤为主, 以白血病, 神经母细胞瘤、 肾母细胞瘤、 淋巴瘤、 恶性畸胎瘤为最常见。此类肿瘤不是由成熟细胞恶变而形成, 而被认为是胚胎时期未分化的干细胞向正常细胞分化的过程发生异常所致, 甚至被认为是正常分化过程延迟的结果。此类肿瘤在某些内源性分化诱导剂作用下, 可重新向正常细胞的方向演变而自然逆转, 其中尤以神经母细胞胞瘤的自然逆转最为典型。文献报道, 观察胚胎后期甚至1岁以下婴儿的肾上腺, 发现有相当部分组织呈类似神经母细胞瘤的未分化或低分化状态, 但随着胎龄或年龄增长, 组织逐渐分化成为正常的肾上腺组织。鉴于胚胎性肿瘤的这些特点, 诱导分化治疗小儿恶性肿瘤常有良好疗效和特殊的临床价值。

基于“肿瘤细胞不可逆转”的传统观念而采取的手术、 化疗和放疗等治疗手段虽然对提高恶性肿瘤患儿的生存率起了很大作用, 但这些治疗方法在清除破坏肿瘤的同时, 或破坏人体的正常组织器官, 或改变人体的正常