張茹夢(mèng)
(河北農(nóng)業(yè)大學(xué),河北保定 071000)
隨人們生活水平的快速提高,越來(lái)越多的人選擇養(yǎng)犬作為伴侶動(dòng)物。犬乳腺腫瘤是母犬的常見疾病,臨床治療目前主要以外科手術(shù)為主,但當(dāng)外科手術(shù)不能完全切除或腫瘤體積過(guò)大不能進(jìn)行手術(shù)時(shí),化學(xué)療法可有助于病犬的癌細(xì)胞消除和有效減小腫瘤體積。目前,長(zhǎng)春瑞濱、紫杉醇、多柔比星、5-氟尿嘧啶、吡羅昔康、去氨加壓素、磷酸妥拉尼布、伊馬替尼、CDK4/6 抑制劑等都可用于犬乳腺腫瘤的化療[1]。
紫杉醇作為二萜類生物堿,屬于天然、廣譜的抗微管蛋白類藥物。該藥可誘導(dǎo)和促進(jìn)微管蛋白聚合,抑制其解聚,穩(wěn)定微管,使腫瘤細(xì)胞的有絲分裂周期長(zhǎng)期阻滯于G2/M 期,從而誘導(dǎo)其分裂,現(xiàn)已被廣泛地應(yīng)用于人類乳腺癌、肺癌、胃癌、食管癌和頭頸部癌等癌癥的治療中。
乳腺腫瘤是母犬的常見疾病,患病概率在所有品種的母犬中約為25%~42%[2]。該病在小型犬和老年犬中易得,且惡性腫瘤居多[3]。與人乳腺癌相比,犬乳腺腫瘤在分子變化和臨床特征等方面都與人乳腺癌極其相似,如發(fā)病率、激素水平、腫瘤大小、臨床分期和淋巴結(jié)浸潤(rùn)等,是人乳腺癌臨床前期研究模型[4~5]。腫瘤發(fā)生是一個(gè)復(fù)雜得多步驟過(guò)程,多種因素與藥物均可抑制犬乳腺腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。雌激素、黃體酮、催乳素和生長(zhǎng)激素對(duì)生理性的乳腺發(fā)育至關(guān)重要,其中雌激素和黃體酮對(duì)犬乳腺腫瘤的發(fā)生起主要作用,且乳腺腫瘤發(fā)生常伴隨慢性炎癥。在第一次或第二次發(fā)情前對(duì)母犬進(jìn)行絕育,可顯著降低乳腺腫瘤的發(fā)病概率,而當(dāng)母犬暴露于外源激素(雌激素和孕激素)時(shí),則會(huì)促進(jìn)乳腺腫瘤的產(chǎn)生。
李妍等[6]通過(guò)分析犬乳腺腫瘤中NLRP3 炎癥小體及其下游炎癥因子的表達(dá)情況,發(fā)現(xiàn)NLRP3 炎癥小體的表達(dá)上調(diào),可引起正常的犬乳腺組織腫瘤化,易導(dǎo)致腫瘤惡變。刁洪秀等[7]在研究中發(fā)現(xiàn),伊維菌素可通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的自噬小體形成,促進(jìn)細(xì)胞中的自噬分子標(biāo)記物L(fēng)C3 Ⅰ向LC3 Ⅱ轉(zhuǎn)化,從而誘導(dǎo)犬乳腺腫瘤細(xì)胞自噬,起到抗腫瘤作用。青蒿素是植物青蒿的衍生物,受用于傳統(tǒng)的中醫(yī)學(xué),在1972 年由屠呦呦發(fā)現(xiàn),用于治療瘧疾。郭昕等[8]發(fā)現(xiàn)雙氫青蒿素可通過(guò)調(diào)控CDH1、SLUG、ZEB1、Twist 等基因的mRNA 轉(zhuǎn)錄水平來(lái)介導(dǎo)EMT 機(jī)制產(chǎn)生,從而發(fā)揮抑制犬乳腺腫瘤細(xì)胞增殖及侵襲的作用。
多柔比星是犬乳腺癌的常用化療藥物,可通過(guò)對(duì)凋亡因子Caspase-3、6、8、9 進(jìn)行激活,提高p53 表達(dá),降低Bcl-2 和Bax 基因表達(dá),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡作用[9]。此外,順鉑也是乳腺癌的常用化療藥物,研究表明,順鉑能抑制犬乳腺腫瘤細(xì)胞系CHMp 在G1/S 期阻滯細(xì)胞生長(zhǎng),從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡[10]。而鹽霉素也可將腫瘤細(xì)胞阻滯于G0/G1 期、促進(jìn)細(xì)胞凋亡,抑制Wnt/β-catenin 信號(hào)通路,抑制犬乳腺癌細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移能力[11]。盡管相關(guān)研究都表明這些藥物可用于抑制腫瘤生長(zhǎng),但由于缺乏有效的化療藥物,患有乳腺癌的犬常表現(xiàn)出高復(fù)發(fā)率及預(yù)后不良。
紫杉醇(Paclitaxel,PTX)最早由Wall 和Wani在1963年從太平洋紅豆杉的樹皮中提取獲得,并于1992 年、2005 年、2012 年、2013 年分別被美國(guó)食品藥物管理局批準(zhǔn)成為治療晚期卵巢癌、轉(zhuǎn)移性乳腺癌、晚期非小細(xì)胞肺癌、晚期胰腺癌的新型抗微管藥物[12]。紫杉醇化療可有效增加腫瘤細(xì)胞的凋亡率,釋放腫瘤抗原,增強(qiáng)抗原提呈細(xì)胞的吞噬能力。當(dāng)與其他細(xì)胞毒性藥物聯(lián)合使用時(shí),如姜黃素、雷替曲塞、拉帕替尼等可明顯增強(qiáng)其抗癌效果,減少不良反應(yīng)[13]。目前化療效果最好的是紫杉醇聯(lián)合阿霉素治療乳腺癌,以及紫杉醇聯(lián)合順鉑和卡鉑治療肺癌。此外,也有研究表明,中藥復(fù)方中的許多單體成分可對(duì)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、細(xì)胞凋亡途徑和腫瘤干細(xì)胞等發(fā)揮作用,中藥與紫杉醇聯(lián)合使用可顯著提高紫杉醇藥效、降低其毒副作用,逆轉(zhuǎn)耐藥性,增強(qiáng)紫杉醇的抗腫瘤效果[14]。
紫杉醇在直接殺死腫瘤細(xì)胞的同時(shí),可調(diào)節(jié)多種免疫細(xì)胞,如效應(yīng)T 細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、調(diào)節(jié)T 細(xì)胞和巨噬細(xì)胞,具有免疫調(diào)節(jié)特性,可用于腫瘤免疫治療。腫瘤免疫治療主要通過(guò)促進(jìn)T 細(xì)胞增殖與活化;增強(qiáng)B 細(xì)胞活性;增加自然殺傷細(xì)胞數(shù)量;改善機(jī)體造血功能等方面發(fā)揮作用。細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞是機(jī)體細(xì)胞免疫的主要效應(yīng)細(xì)胞,與自然殺傷細(xì)胞構(gòu)成抗腫瘤免疫的重要防線。小鼠的骨髓瘤實(shí)驗(yàn)表明注射紫杉醇可誘導(dǎo)腫瘤特異性的細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞反應(yīng),延長(zhǎng)腫瘤免疫。紫杉醇可以抑制調(diào)節(jié)T 細(xì)胞功能,并逆轉(zhuǎn)腫瘤的免疫逃避,因此紫衫醇聯(lián)合免疫治療可顯著提高療效,在乳腺癌、非小細(xì)胞肺癌、卵巢癌和其他惡性腫瘤中都有廣泛應(yīng)用。
在犬乳腺腫瘤中的研究結(jié)果表明,紫杉醇可通過(guò)破壞腫瘤細(xì)胞膜的完整性,干擾磷酸戊糖途徑,進(jìn)而影響細(xì)胞活性,發(fā)揮毒性作用,在線粒體/細(xì)胞色素C 凋亡通路與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)凋亡通路的相互作用下,促使細(xì)胞凋亡[15]。陳萌等[16]通過(guò)使用不同濃度的紫杉醇,對(duì)體外培養(yǎng)的犬乳腺腫瘤原發(fā)病灶細(xì)胞系CHMp 和轉(zhuǎn)移病灶細(xì)胞系CHMm 進(jìn)行處理,發(fā)現(xiàn)紫杉醇可通過(guò)抑制細(xì)胞周期素D1 基因、PCNA 基因和原癌基因Bcl-2、促進(jìn)細(xì)胞周期素依賴性激酶抑制因子p27kip 和抑癌基因p53 表達(dá)來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。張力國(guó)等[17]為研究紫杉醇對(duì)犬乳腺腫瘤細(xì)胞系CHMm 的體外抗腫瘤作用機(jī)制,對(duì)細(xì)胞增殖、細(xì)胞毒性、細(xì)胞凋亡形態(tài)學(xué)及抗氧化功能等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)紫杉醇可上調(diào)BAX 和細(xì)胞色素C 表達(dá),抑制凋亡調(diào)節(jié)因子Bcl-2,導(dǎo)致Caspase-3 激活,促使細(xì)胞內(nèi)ROS 和MDA 升高,SOD 活性降低。而N-乙酰-L-半胱氨酸的添加處理,可顯著抑制這些指標(biāo)變化,證明紫杉醇的處理可有效抑制CHMm 細(xì)胞增殖,誘導(dǎo)癌細(xì)胞阻滯在G2/M 期,引發(fā)細(xì)胞皺縮、細(xì)胞內(nèi)空泡化等一系列凋亡形態(tài)學(xué)改變,并以劑量依賴性方式誘導(dǎo)犬乳腺腫瘤細(xì)胞凋亡。此外,過(guò)往研究表明,AKT/MAPK 信號(hào)通路的調(diào)節(jié)與癌細(xì)胞增殖、遷移和侵襲狀態(tài)密切相關(guān)[18]。任曉麗等的研究也證實(shí)了紫杉醇可通過(guò)抑制CHMm 細(xì)胞中的PI3K/AKT信號(hào)通路和激活MAPK 信號(hào)通路來(lái)增加犬乳腺癌細(xì)胞內(nèi)的固有凋亡,從而抑制腫瘤細(xì)胞增殖。
紫杉醇的水溶性相對(duì)較低,且在血液系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等各系統(tǒng)、器官都可產(chǎn)生嚴(yán)重的不良反應(yīng),極易引起機(jī)體產(chǎn)生脫發(fā)、肝毒性、骨髓抑制等現(xiàn)象,在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都極大限制了紫杉醇的臨床應(yīng)用范圍[19]。為了使紫杉醇實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)、提高藥效與降低不良反應(yīng),當(dāng)前紫杉醇的相關(guān)研究多圍繞來(lái)源途徑藥物傳遞與腫瘤靶向性等方面進(jìn)行。一般紫杉醇的提取含量極低,僅為干質(zhì)量的0.005%~0.07%?;瘜W(xué)方法合成較為困難且生產(chǎn)成本極高,可伴有大量有毒產(chǎn)物生產(chǎn)。迄今為止,人工種植仍是獲得紫杉醇的最有效方法之一,在中國(guó)的云南、四川已有大量的種植園在種植中國(guó)紅豆杉,以保障藥物來(lái)源,減少環(huán)境影響。此外,紫杉醇也可通過(guò)離體培養(yǎng)法(包括細(xì)胞分離法和發(fā)根培養(yǎng)法)、內(nèi)生真菌培養(yǎng)法、微生物轉(zhuǎn)化法、生物合成等途徑進(jìn)行提取分離。
隨著納米醫(yī)學(xué)和分子靶向治療的不斷發(fā)展,在獸醫(yī)領(lǐng)域,2014 年美國(guó)食品與藥品管理局獸藥中心批準(zhǔn)了注射用紫杉醇納米制劑Paccal Vet? CA-1。該藥可用于不能直接切除的犬III、IV 和V 期乳腺癌治療,是首批被批準(zhǔn)生產(chǎn)的獸用化療藥物之一,不但有很好的抗癌作用,同時(shí)毒副作用較小。
現(xiàn)階段,越來(lái)越多的新型制劑涌現(xiàn)出來(lái),以達(dá)到提高藥效、降低毒副作用的治療目的。張永健等[20]通過(guò)在卵巢癌患者中比較白蛋白結(jié)合型紫杉醇與溶劑型紫杉醇的化療效果,發(fā)現(xiàn)白蛋白結(jié)合型紫杉醇對(duì)人卵巢癌的治療效果更好,且不良反應(yīng)較低。在高世華等[21]的試驗(yàn)中,通過(guò)探討小細(xì)胞肺癌細(xì)胞系中消化道皮膚素E 蛋白的表達(dá)情況,及對(duì)紫杉醇的敏感性影響,發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)消化道皮膚素E 蛋白可顯著增加癌細(xì)胞對(duì)紫杉醇的敏感性。此外,也有研究發(fā)現(xiàn),利用光敏劑二氫卟吩e6 修飾人血白蛋白納米顆粒作為藥物傳遞載體,可以發(fā)揮化療-光動(dòng)力治療聯(lián)合抗腫瘤作用,有利于改善乳腺癌的治療效果[22]。雖然對(duì)化療藥物的開發(fā),獸醫(yī)領(lǐng)域研究相比人類醫(yī)學(xué)還有很大距離,但隨著科技進(jìn)步與研究人員的不懈努力,也一定會(huì)盡快彌補(bǔ)此方面的不足。
近年來(lái),隨著國(guó)內(nèi)外犬腫瘤性疾病發(fā)病率的明顯升高,越來(lái)越多的犬需要化學(xué)藥物進(jìn)行化療。化療藥物使用是獸醫(yī)臨床發(fā)展的必然趨勢(shì),不但能推動(dòng)行業(yè)發(fā)展,也能為動(dòng)物緩解痛苦。當(dāng)下化療藥物對(duì)動(dòng)物使用的限制主要為低藥效和不良反應(yīng),但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,聯(lián)合用藥和改變藥物劑型等都能有效提高藥物療效和降低不良反應(yīng)。紫杉醇在人類癌癥治療中已被廣泛應(yīng)用,但在犬的腫瘤性疾病方面研究較少,目前國(guó)內(nèi)主要為中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)和東北農(nóng)業(yè)大學(xué)在犬乳腺腫瘤細(xì)胞中使用大量藥物進(jìn)行相關(guān)研究,寵物臨床應(yīng)用也相對(duì)較少。文章對(duì)紫杉醇在犬乳腺癌中的研究應(yīng)用進(jìn)行綜述,以期為獸醫(yī)化療藥物的開發(fā)和臨床推廣應(yīng)用提供理論參考。