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来源:医世象

我们知道,作为恶性肿瘤治疗法宝之一的“放射治疗”,能通过直接或间接的方式杀死癌细胞:辐射粒子或光子的能量被DNA吸收,引起癌细胞的DNA碱基破坏、断裂或交联,产生直接杀伤作用。而电离产生的自由基,与蛋白质、核酸、酶等作用,致使癌细胞功能、代谢与结构发生变化,发挥的是间接杀伤作用。

放射治疗的总体治疗效果,主要由自由基引发的间接作用产生,且电离辐射的效应强烈依赖于氧的存在。但是,肿瘤细胞生长迅速,新生血管并不能满足供氧需求。因此,大量乏氧肿瘤细胞的存在使得放射治疗难以取得满意的效果!

放疗示意图

如果缺氧区域的恶性肿瘤细胞在放射治疗后继续存活下来,那么这些细胞就会成为下次癌症复发的根源!因此,找到克服的方法对于预防癌症复发极其重要!

然而好消息来了!根据美国俄亥俄州立大学综合癌症中心的Nicholas Denko教授等人最新发表的一项研究,一种有着150年历史,经FDA批准用于治疗勃起功能障碍和血管痉挛的药物——罂粟碱(PPV),可使肿瘤对放射治疗更加敏感!

Nicholas Denko教授

这项研究于10月16日,最新发表在国际顶级期刊《PNAS》上。《PNAS》在研究成果刊登之后,专门配了一篇评论性文章。随刊评论指出,自1955年Thomlinson和Gray教授首次在《British Journal of Cancer》发表论文,证实乏氧肿瘤细胞导致了放射治疗的失败以来,科学家们一直在为解决这个问题作出了不懈的努力,而这项研究的成果是这60年来的一个重大里程碑事件!

PNAS随刊评论

放射治疗作为恶性肿瘤的主要治疗手段之一,在与恶性肿瘤的作战中,发挥着中流砥柱的作用,大约65%-75%的恶性肿瘤均在治疗的不同阶段进行过放射治疗。然而,如何在不增加周围正常组织毒副反应的基础上提高放疗疗效仍是目前亟待解决的难题。放射增敏剂的出现,为放疗瓶颈的解决迎来曙光。

近年来,针对肿瘤放射增敏剂的研究已经取得了初步的结果,有部分药物已经进入了临床实用阶段。然而迄今为止,真正应用于临床的、高效低毒的、价廉的放射增敏剂很少,大多数仍处于临床前期研究。

考虑到既往大量的研究中,所有尝试提高肿瘤细胞氧合水平以克服放疗抵抗的策略,基本上都失败了。因此,在这项研究中,研究人员决定采取迥然不同的思路,不去提高肿瘤细胞的氧供,而是去抑制肿瘤细胞对氧气的需求!通过筛选,研究人员发现,平滑肌松弛剂药物罂粟碱及其衍生物作为放射增敏剂的效果非常可观!

罂粟碱(PPV)有效抑制细胞线粒体氧耗

我们经常可以在新闻里看到,某某火锅店被检出罂粟碱。罂粟碱虽然名称上很接近毒品,但并不是使人产生成瘾性的麻醉品或毒品,在临床上只是用于治疗内脏痉挛、心血管痉挛和勃起功能障碍的一种处方药而已。

火锅里检出罂粟碱,有着更深层次的含义就是,这意味着锅底里被人为地添加了罂粟壳。一般来讲,罂粟壳里还会含有少量吗啡、可待因、蒂巴因等令人成瘾的物质,这才是关键所在。

罂粟碱可以抑制线粒体的氧化反应,而线粒体是细胞内消耗氧气和产生能量的重要细胞器。研究人员发现,罂粟碱不仅可以使肿瘤细胞对放射治疗更加敏感,还不会影响正常富氧组织对辐射的敏感性。在红外光谱试验中,罂粟碱能在30-40分钟内增加小鼠肿瘤的氧合。

不仅如此,对罂粟碱的分子结构进行修饰,还能提高治疗的安全性!鉴于罂粟碱已经是FDA批准的药物,能迅速的进入人体临床试验,再提高安全性,那作为放射增敏剂的副作用可能就更少了!

在标准的肿瘤再生长实验中,使用罂粟碱的辐射效果是单独辐射效果的两倍!在放射治疗前给予罂粟碱单次用药,辐射效果明显增强。

罂粟碱作为放射增敏剂在肿瘤模型中取得了一定的成功。Nicholas Denko教授表示,目前他的研究团队已经获得资金支持,马上将在人体的肺癌放疗中测试这种药物的安全性和有效性!

参考资料

Papaverine and its derivatives radiosensitize solid tumors by inhibiting mitochondrial metabolism, Proceedings of the National Academy of Sciences

DOI: 10.1073/pnas.1808945115

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