黑色素瘤细胞如何在药物治疗中存活足够长的时间以获得耐药性？

　　癌症通常会发现基因变化，使其抵抗治疗。但这需要时间。接受药物治疗的癌细胞如何存活足够长的时间来进化?为了回答这个问题，在 美国癌症研究协会 (AACR) 年会上发表的一项研究使用实时单细胞成像来制作活癌细胞对抗癌药物治疗作出反应的电影。正如预期的那样，所有细胞都停止了对药物的反应。然后在 2-3 天内，一些细胞重新启动。通过倒带耐受治疗的细胞的磁带——有效地，反向播放电影——研究人员检查了细胞如何能够逃避药物作用，早在它们获得耐药性突变之前。

　　该研究由科罗拉多大学癌症中心研究员、科罗拉多大学博尔德化学与生物化学系助理教授 Sabrina Spencer 博士领导，研究了带有BRAF-V600E 突变的黑色素瘤细胞。在许多方面，这些细胞是由单一已知突变驱动的癌症的标志性例子。BRAF 基因的过度激活会引发癌症，而 FDA 批准的 BRAF 抑制剂达拉非尼可以阻止它。也就是说，在 6-7 个月内，BRAF-V600E 黑色素瘤倾向于对达拉非尼产生耐药性。

　　当黑色素瘤过度激活 BRAF 时，该基因会开启一条促进增殖的通路，称为 MAPK 通路。但是 BRAF 的过度激活并不是过度激活增殖的唯一方法。果然，对达拉非尼产生耐药性的 BRAF-V600E 突变黑色素瘤可以通过重新激活 MAPK 通路的一个组成部分 Mek 来实现。(FDA 最近批准了 BRAF+ 黑色素瘤的联合治疗，使用达拉非尼对抗 BRAF 和曲美替尼对抗 MEK 来延迟这种逃逸。)

　　但是，黑色素瘤需要时间来获得对 MAPK 途径或任何其他遗传逃逸途径产生反应的突变。达拉非尼应该在黑色素瘤细胞进化出这种逃逸之前消除它们。但有些细胞存活了下来。

　　“我们在这里看到的是黑色素瘤细胞在治疗的前几天对 BRAF 抑制剂治疗的即时反应。不是遗传变化，而是细胞用来逃避治疗并再次开始分裂的机制几天之内，”斯宾塞说。

　　她使用一种称为单细胞延时显微镜和基于 MATLAB 的自动细胞追踪的新技术来观察这种逃避，从根本上说，这是一种将显微镜对准单个细胞并将其动作拼接成时间的方法——延时电影(尽管斯宾塞建议实际技术可能比这更复杂)。

　　在用药物治疗之前，细胞以大约 14 小时的周期进行复制。当斯宾塞和她的博士生陈阳引入达拉非尼时，细胞停止复制，进入一种被称为静止的假死状态。大约 72 小时后，一些细胞从静止中醒来并再次开始复制。在接下来的一周中的任何时候，这些处理过的细胞中约有 10% 继续活跃地复制。

　　“换句话说，这些细胞中有 10% 以某种方式耐受了这种应该控制它们的治疗，”斯宾塞说。

　　分析表明，这些耐受达拉非尼的细胞在 2-3 天内以某种方式重新激活了 MAPK 信号通路。

　　“我们的下一个问题是什么可能导致这种 MAPK 重新激活，”斯宾塞说。一位候选人当然是 MEK。当斯宾塞用达拉非尼和 MEK 抑制剂曲美替尼的组合进行相同的实验时，没有细胞逃逸继续复制。

　　“我们发现，即使在高剂量下，达拉非尼也不会完全关闭 MAPK 通路，从而最终摆脱药物，”Spencer 说。

　　同样，BRAF-V600E黑色素瘤的一个主要问题是它如何耐受达拉非尼足够长的时间以获得能够产生耐药性的突变。至少部分答案可能是，即使在治疗的三天内，黑色素瘤细胞也会找到一种激活 MEK 的方法——不是通过突变，而是通过一种更灵活和临时的方式让这些癌细胞通过 MAPK 通路发出信号即使存在 BRAF 抑制。

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