蛋白酶體抑制劑在膠質母細胞瘤治療中的應用進展

[摘要]膠質母細胞瘤是神經系統最常見的原發惡性腫瘤。泛素-蛋白酶體通路負責降解人體至少80%的蛋白，蛋白酶體抑制劑可通過抑制蛋白酶體而對下游通路產生影響。研究表明，蛋白酶體抑制劑可通過影響關鍵蛋白的表達抑制腫瘤進程。目前，人們對蛋白酶體抑制劑在膠質母細胞瘤治療中的研究尚未取得突破性進展，多為聯合用藥。本文對蛋白酶體抑制劑在膠質母細胞瘤治療中的應用進展予以綜述。

[關鍵詞]蛋白酶體抑制劑；膠質母細胞瘤；泛素-蛋白酶體通路；聯合用藥

[中圖分類號]R739.41[文獻標識碼]A[DOI]10.3969/j.issn.1673-9701.2024.29.029

膠質母細胞瘤（glioblastoma，GBM）是成人最常見的原發惡性腦腫瘤，具有高侵襲性和易復發等特點[1]。手術切除無法根治GBM。人體存在血-腦脊液屏障，大多數藥物難以通過血-腦脊液屏障。目前，GBM的化療藥物主要以能通過血-腦脊液屏障的烷化劑替莫唑胺（temozolomide，TMZ）為主。GBM的標準化治療方法為手術+化療聯合放療[2-3]。盡管如此，高級別膠質瘤患者的預后仍較差，且復發性膠質瘤尚無統一的治療方案。延長GBM患者的無進展生存期（progressionfreesurvival，PFS）和總生存期（overallsurvival，OS）、臨床治愈GBM是神經外科的研究重點之一。近年來，出現了諸多新的GBM治療方案，如分子靶向治療、免疫治療和病毒治療等，但均未取得突破性進展[4]。腫瘤電場治療是近年來中國內地首個獲批的用于GBM治療的突破性方法，其與TMZ聯合應用可延長患者的PFS和OS，但因價格高昂而難以普及[5]。研究表明，蛋白酶體抑制劑可通過影響關鍵蛋白的表達抑制腫瘤進程，其或許是未來膠質母細胞瘤治療的重要途徑之一。

1泛素-蛋白酶體通路

蛋白酶體抑制劑作用于泛素-蛋白酶體通路（ubiquitin-proteasomepathway，UPP）。UPP負責人體80%以上蛋白的降解，其對機體的影響包括但不限于細胞存活、細胞周期、基因轉錄、抗原呈遞和DNA修復等[6-7]。UPP由26S蛋白酶體、泛素酶t4WEyeRh/cTRsaeZVnJw/+l2F1KFi8Z45ZcI3A8Oqxs=和泛素共3部分組成。26S蛋白酶體由1個20S蛋白酶體及1～2個19S蛋白酶體組成。14個α和14個β亞基組成2個外環和2個內環，2個外環和2個內環排列成的4個空心環是20S蛋白酶體的核心結構。每個外環由7個α亞基（α1～7）組成，每個內環由7個β亞基（β1～7）組成。α亞基是結構性的，其N端可形成屏障，阻止蛋白質進出內核。在β亞基中，發揮主要作用的是β1、β2和β5亞基，其具有不同的裂解特異性，分別具有半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶樣（cysteine-asparticprotease，caspase）、胰蛋白酶樣和胰凝乳蛋白酶樣活性。19S蛋白酶體則主要起識別泛素化蛋白質，并去除泛素鏈，將蛋白質展開并易位到20S蛋白酶體的作用。泛素酶分為泛素激活酶（E1）、泛素結合酶（E2）和泛素連接酶（E3）[8]。泛素屬于熱休克蛋白70家族，存在于所有真核生物中，包含76個氨基酸殘基且高度保守。UPP過程：E1水解腺苷三磷酸，形成活化半胱氨酸位點結合泛素的羧基端，泛素從E1轉移至E2，E3與目標蛋白結合，泛素從E2轉移到目標蛋白的賴氨酸殘基上；上述反應重復進行，直至在底物蛋白上形成泛素鏈并被19S蛋白酶體識別后，20S蛋白酶體的活性蛋白酶亞基（β1、β2和β5）將目標蛋白裂解成肽產物[9]。另外還有一種稱為免疫蛋白酶體的蛋白酶體變體，β1i、β2i和β5i亞基取代β1、β2和β5亞基。“i”是指免疫蛋白酶體，其是免疫系統抗原呈遞細胞中蛋白酶體的主要形式[10]。

2蛋白酶體抑制劑的功能

目前，大多數可用的蛋白酶體抑制劑主要抑制蛋白酶體β5亞基的胰凝乳蛋白酶樣活性。蛋白酶體抑制劑可分為5大類：醛肽類（MG-132）、硼酸肽類（硼替佐米）、乙烯砜肽類、環氧酮類和β-內酯類[11]。蛋白酶體抑制劑通過抑制蛋白酶的降解，改變某些信號通路中調節蛋白的數量，進而影響腫瘤進展[12-13]。蛋白酶體抑制劑可通過抑制核因子κB（nuclearfactor-κB，NF-κB）抑制蛋白的降解，NF-κB與NF-κB抑制蛋白結合并滯留于細胞質中，令NF-κB無法進入細胞核調控相關基因的轉錄；而多發骨髓瘤等腫瘤細胞需通過NF-κB信號通路完成增殖活動，因而蛋白酶體抑制劑可對其起到顯著的抑制作用。p53是常見的抑癌基因，p53蛋白的降解主要依靠UPP；蛋白酶體抑制劑可通過減少p53蛋白的降解影響腫瘤細胞的增殖。細胞周期蛋白通過調控周期蛋白依賴性激酶（cyclin-dependentkinase，CDK）的表達調節真核細胞的細胞周期進程；蛋白酶體抑制劑可抑制CDK，阻止細胞分裂并導致細胞死亡。研究發現，多種類型腫瘤中的CDK4/6異常活躍，抑制CDK4/6可影響腫瘤細胞的增殖[14]。

3主要蛋白酶體抑制劑

3.1MG-132

MG-132是一種從中藥植物中提取的天然三萜蛋白酶體抑制劑，屬于醛肽化合物，其是最早一批被廣泛使用的蛋白酶體抑制劑之一[15]。MG-132可通過形成活性氧、與腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體（tumornecrosisfactor-relatedapoptosisinducingligand，TRAIL）結合、抑制NF-κB抑制蛋白和p53的降解等方式，誘導腫瘤細胞凋亡[16]。MG-132可促進p38絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activatedproteinkinase，MAPK）信號通路的磷酸化，通過p38MAPK促進抑癌基因NAG-1信使RNA的表達，從而發揮GBM活性；MG-132也可通過促進線粒體去極化，誘導c-Jun氨基端激酶和p38的激活，干擾NF-κB和磷脂酰肌醇3激酶（phosphoinositide3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（proteinkinaseB，PKB，又稱Akt）信號通路活性，誘導caspase-8相關細胞死亡等多種機制選擇性誘導GBM細胞的凋亡[17-18]。在GBM細胞中，MG-132還可與某些化療藥物產生協同作用，如組蛋白去乙酰化酶抑制劑、順鉑、紫杉醇和阿霉素等[19]。MG-132具有不良反應較大、不可逆結合蛋白酶體、無法通過血-腦脊液屏障等缺點，目前較少有研究者開展相關研究。

3.2硼替佐米

硼替佐米（bortezomib，BTZ）是第一個被美國食品藥品監督管理局批準的可應用于臨床的蛋白酶體抑制劑。BTZ主要通過特異性地與20S蛋白酶體的β5胰凝乳蛋白酶位點結合發揮作用。目前，BTZ主要用于多發性骨髓瘤、套細胞淋巴瘤的治療[20]。BTZ的不良反應主要是周圍神經病變，其發生率為30%～60%，減少藥物用量或停止用藥可快速緩解不良反應癥狀；此外，BTZ還會引起惡心、腹瀉、中性粒細胞減少癥和血小板減少癥等并發癥[21-22]。體內外研究表明，BTZ在膠質瘤中顯示出一定的毒性作用，其與TMZ聯用可降低TMZ的耐藥性，推測這可能與FOXM1-Survivin軸活性下調有關；亦可能通過降低O6-甲基鳥嘌呤-DNA甲基轉移酶（O6-methylguanineDNAmethyltransferase，MGMT）的表達水平，殺死化療耐藥的GBM細胞，從而提升細胞對TMZ的敏化反應[23-24]。同絕大多數蛋白酶體抑制劑一樣，BTZ并不能通過血-腦脊液屏障。動物實驗研究證實，顱內給藥BTZ對膠質瘤細胞是有效的，而靜脈或皮下給藥對膠質瘤細胞的影響均無統計學差異；通過微量滲透泵、納米顆粒等方法可使BTZ通過血-腦脊液屏障發揮作用[25]。對此，也有學者專門研究如何使BTZ通過血-腦脊液屏障。例如，通過肽修飾的納米結構脂質載體靶向傳遞系統使BTZ分別通過血-腦脊液屏障和血-腦腫瘤屏障[26]。另有學者通過氧化石墨烯納米片將BTZ定向送入GBM腫瘤細胞中，在動物實驗中證實其有效性[27]。類似于MG-132，BTZ也可與化療藥物起協同作用。研究表明，單獨使用組蛋白去乙酰化酶抑制劑對GBM細胞無顯著凋亡誘導作用，而組蛋白去乙酰化酶抑制劑與BTZ聯用可顯著增強GBM的內在凋亡途徑[26]。盡管有諸多研究證實，BTZ聯合其他化療藥物可增強GBM細胞毒性，但在臨床試驗中，BTZ與TMZ、貝伐珠單抗、組蛋白去乙酰化酶抑制劑vorinostat聯用均未獲得理想效果[28-30]。

3.3馬里佐米

馬里佐米（marizomib，MRZ）是第2代不可逆結合蛋白酶體抑制劑。與BTZ相比，MRZ對20S蛋白酶體具有更廣泛的抑制作用，可有效抑制3種β亞基，其在治療劑量下可快速抑制胰凝乳蛋白酶樣活性[31]。此外，MRZ具有β-內酯骨架，其最為突出的特點是可通過血-腦脊液屏障[32]。研究證實，MRZ可透過食蟹猴的血-腦脊液屏障，并可延長顱內植入GBM細胞裸鼠的OS[33]。MRZ最常見的不良反應有疲勞、失眠、惡心、腹瀉、便秘、頭痛和嘔吐等，這可能與其能通過血-腦脊液屏障有關[34]。在膠質瘤中，MRZ誘導caspase-9依賴性細胞死亡；在骨髓瘤和白血病中，MRZ誘導caspase-8依賴性細胞死亡[35]。MRZ與組蛋白脫乙酰酶抑制劑panobinostat聯用可對原發性膠質瘤起一定的治療效果，但與BTZ類似，二者均不可避免地會產生耐藥性，這可能與線粒體功能增強有關[36]。研究證實，MRZ與TRAIL受體激動劑IZI1551聯用對大多數患者源性的GBM細胞是有效的[37]。盡管MRZ可通過血-腦脊液屏障，但在臨床試驗中，與單用貝伐珠單抗相比，MRZ與貝伐珠單抗聯用并不能延長復發膠質瘤患者的OS[34]。近期完成的一項MRZ聯合TMZ的3期臨床試驗結果同樣不盡人意，相比于單獨使用TMZ，GBM患者的OS和PFS并未發生改變，反而使患者出現更多的不良反應[38]。

4展望

蛋白質水解靶向嵌合體（proteolysis-targetingchimaera，PROTAC）是一種獨特的異雙功能分子，其兩端可分別結合靶蛋白和特定E3，形成三元復合物并被泛素酶識別，從而使UPP泛素化目標蛋白[39]。目前，已發現的PROTAC數量很少，且多為非共價鍵結合，PROTAC可結合并抑制某幾種蛋白質，發展前景廣闊[40]。血-腦脊液屏障是阻礙藥物起效的因素之一。相較于血-腦脊液屏障，逐漸形成的血-腦腫瘤屏障的結構、通透性、分子轉運體和受體都會發生改變，這進一步增加了GBM的治療難度[41]。納米顆粒是一種合適的藥物傳遞平臺，其中特定細胞膜表面修飾的納米顆粒的發展前景較好，因其被特定細胞膜所包裹，對GBM細胞有親和力，同時減少對健康細胞的損傷[42]。雖然有研究認為，蛋白酶體抑制劑與TMZ聯用可增強GBM細胞毒性，但GBM細胞MGMT啟動子狀態是否可作為聯合治療成功的預測因子仍無明確結論[43]。蛋白酶體抑制劑的耐藥性會顯著減弱其有效性，但具體機制尚未完全明確。研究認為，蛋白酶體抑制劑相關腫瘤對線粒體代謝有顯著的依賴作用[44]。目前，臨床使用蛋白酶體抑制劑時一般通過聯合用藥、改進用藥方式以減少耐藥性的發生[45]。

5小結

截至目前，蛋白酶體抑制劑在GBM中的相關研究未取得突破性成果。蛋白酶體抑制劑通過影響泛素-蛋白酶體而作用于非特異性靶向分子；相較于TMZ和順鉑，其對神經干細胞的影響較小，主要影響膠質瘤干細胞，且大多數蛋白酶體抑制劑與化療藥物聯用都有互補作用，這說明其具有較大的研究前景[13，46]。總體而言，蛋白酶體抑制劑在GBM治療方面的相關研究仍處于起步階段，未來對于GBM的發生發展機制有待進一步深入研究，蛋白酶體抑制劑有望成為治療GBM新的解決方案。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

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（收稿日期：2024–05–31）

（修回日期：2024–09–07）