编者按：

 

　　肿瘤干细胞（CSCs）是指肿瘤组织中存在的一小部分干细胞样细胞，其特征在于具有自我更新、多向分化、高效致瘤、耐药性和表达肿瘤干细胞标志物的能力。 CSCs在肿瘤发展、耐药、复发和转移中发挥关键作用。阿帕替尼是一种靶向血管内皮生长因子受体2(VEGFR2)的口服小分子受体酪氨酸激酶抑制剂，其口服生物利用度好，抗肿瘤活性也已被多个临床试验所验证。迄今为止，尚没有关于阿帕替尼对CSCs作用的相关报道。目前正在奥地利维也纳召开的第17届世界肺癌大会（WCLC）上，来自南京医科大学钟才云教授团队所做的一项关于阿帕替尼对肺癌CSCs的抑制作用的基础研究填补了这方面的空白，现将该研究的结果与大家分享，并邀请钟教授做独家采访。

 

　　P3.02c-012：Apatinib， a New Small Molecular VEGFR2 Inhibitor， Suppresses the Activity of Lung Cancer Stem Cells

 

　　背景：肿瘤干细胞（CSCs）是指肿瘤组织中所占比例很小的一种干细胞样细胞群，具有自我更新、多向分化产生异质性肿瘤细胞、高效致瘤和耐药性的特性，并表达肿瘤干细胞标志物。CSCs在肿瘤发生发展、侵袭转移、耐药和复发过程中发挥关键作用（图1）。阿帕替尼（Apatinib）是一种新的小分子VEGFR2抑制剂，已被中国SFDA批准用于治疗耐药复发的晚期胃癌患者。目前一项评估其在二线化疗后进展的晚期NSCLC患者中疗效的II期临床研究正在进行当中。然而，迄今为止没有关于阿帕替尼对CSCs作用的相关报道。本研究旨在研究阿帕替尼对肺癌CSCs的抑制作用。

 

　　图1 CSCs在肿瘤发生发展、侵袭转移、耐药和复发过程中发挥关键作用

 

　　方法：通过无血清培养基（SFM）悬浮培养肿瘤细胞球分离和富集来自人肺癌细胞系A549和H1299中的肺癌CSCs。应用Western blotting和qRT-PCR方法分析A549和H1299细胞球体中肺癌CSCs标志物的蛋白质和mRNA表达（包括CD133、CD44、ALDHA1、Nanog、Sox2和Oct4），并通过流式细胞仪测定CD133+细胞的数量。以不同浓度（0-10 μM）的阿帕替尼处理A549和H1299悬浮细胞球，通过细胞球体形成、CSCs标志物表达、CD133+细胞数目、细胞增殖和凋亡、CSCs调控信号通路活性（包括Wnt/β-catenin和Sonic Hedgehog）、以及VEGFR2和ABC耐药蛋白表达来判断阿帕替尼对肺癌CSCs的抑制作用。

 

　　结果表明，通过无血清（SFM）培养的A549和H1299悬浮球细胞具有肺癌CSCs特性。阿帕替尼剂量依赖性地抑制其形成悬浮细胞球的能力（图2），并显著降低肺癌CSCs标志物的表达水平和CD133+细胞的数量（图3）。研究结果进一步显示，Apatinib显著抑制Wnt/β-catenin和Sonic Hedgehog通路的活性（图4），抑制悬浮球细胞增殖并诱导细胞的凋亡。同时，Apatinib明显降低VEGFR2以及耐药蛋白P-gp和ABCG2的表达水平（图4）。

 

　　图2 阿帕替尼剂量依赖性地抑制A549和H1299细胞形成悬浮细胞球的能力

 

　　图3 阿帕替尼显著降低肺癌CSCs标志物的表达水平

 

　　图4 阿帕替尼明显抑制Wnt/β-catenin 和 Sonic Hedgehog 信号通路的激活，并降低VEGFR2以及耐药蛋白P-gp和ABCG2的表达水平

 

　　结论：本项研究首次表明Apatinib对肺癌CSCs活性具有显著抑制作用，研究结果可为Apatinib应用于耐药/复发的晚期肺癌患者提供重要的分子生物学依据。

 

　　主要研究者钟才云教授访谈

 

　　肿瘤瞭望：我们知道，您今年有一项评估小分子VEGFR2抑制剂阿帕替尼对肺癌CSCs抑制作用的基础研究入选了今年的世界肺癌大会。您可以谈谈该研究的初衷是什么吗？为什么要关注肺肿瘤干细胞？

 

　　钟才云教授：

 

　　众所周知，阿帕替尼由中国自主研发、目前国内甚至全世界第一个小分子VEGFR-2抑制剂。基于其前期在胃癌领域的研究数据，阿帕替尼已被国家食品药品监管局(CFDA)批准作为晚期胃癌患者三线靶向治疗药物。除了在胃癌领域的应用外，阿帕替尼用于经化疗后出现耐药复发的晚期肺癌患者的Ⅱ期临床试验正在进行中，疗效有待验证。我们对阿帕替尼在肺癌领域的研究关注于肿瘤干细胞是因为受到了胃癌临床研究的启发，因为阿帕替尼针对多线耐药复发的晚期胃癌患者不仅耐受性良好，而在疗效方面能显著延长患者的生存期，经分析推测可能是因为阿帕替尼对肿瘤干细胞有抑制作用。我们知道，肿瘤干细胞是肿瘤研究领域的前沿和热点。在肿瘤发生方面，肿瘤干细胞具有自我更新和多向分化能力，可分化产生异质性的肿瘤细胞、组织。在肿瘤发展方面，肿瘤干细胞对肿瘤的进展、侵袭、转移等过程起驱动作用。特别值得关注的是，肿瘤干细胞对肿瘤治疗的耐药性产生非常重要。目前观点认为肿瘤干细胞的耐药性是导致肿瘤化疗失败和复发的主要原因之一。阿帕替尼用于经多线治疗失败后晚期耐药的患者有效，我们推测可能对肿瘤干细胞有抑制作用。所以我们开始关注阿帕替尼对肺肿瘤干细胞的研究。若阿帕替尼对胃癌晚期耐药复发患者有效，则可能对胃肿瘤干细胞有效，也有可能对肺肿瘤干细胞有效。

 

　　肿瘤瞭望：您是通过什么方法评估阿帕替尼对肺肿瘤干细胞的作用呢？其结果如何？该研究结果对化疗难治性肺癌患者的临床治疗有什么指导意义？

 

　　钟才云教授：

 

　　目前，我们针对阿帕替尼对肺肿瘤干细胞作用的研究还处于探索研究阶段。 我们首先通过特定的培养方法分离富集肺肿瘤干细胞，然后用阿帕替尼处理后观察阿帕替尼是否对肺肿瘤干细胞有效。研究主要检测指标包括肺肿瘤干细胞活性、肺肿瘤干细胞特定分子标志物表达水平、分子标记阳性的细胞数量变化情况、肺肿瘤干细胞增殖和凋亡情况、肿瘤干细胞关键调控信号通路的抑制情况以及肺肿瘤干细胞耐药蛋白水平等相关数据。研究结果令人振奋，数据显示阿帕替尼可以显著抑制肺肿瘤干细胞的活性，明显降低肺肿瘤干细胞特定分子标志物水平，抑制肺肿瘤干细胞增殖并诱导细胞凋亡，同时可以明显抑制肿瘤干细胞关键信号活性，显著降低VEGFR2和关键耐药蛋白的表达水平，如P-gp和ABCG2。

 

　　我们开展研究的思路可以通过分析临床研究结果得到启发进而开展相应的基础研究，同时也希望基础研究对临床实践产生进一步的指导意义。我们的研究首次发现阿帕替尼对肺肿瘤干细胞有抑制作用，为晚期耐药复发肺癌患者采用阿帕替尼治疗提供了科学依据。同样在胃癌领域，阿帕替尼对胃肿瘤干细胞的抑制作用研究也正在进行中。阿帕替尼对肿瘤干细胞的抑制作用提示，阿帕替尼可能对晚期耐药复发的肿瘤患者有疗效。当然，此推论的科学性还有待于更多的相关研究数据证实。此外，还可以进行阿帕替尼联合化疗的试验，探讨阿帕替尼对肿瘤患者耐药性的改善作用，以提高患者的治疗效果。

 

　　肿瘤瞭望：阿帕替尼对肺癌肿瘤干细胞抑制作用的机制是什么呢？未来是否有可能开展相关临床研究证实这一结论呢？

 

　　钟才云教授：

 

　　肺肿瘤干细胞抑制作用与肿瘤干细胞活性的调控机制有关。我们通过前期研究发现，阿帕替尼对肺肿瘤干细胞两条关键信号通路具有明显抑制作用。肿瘤干细胞信号通路活性启动会激活肿瘤干细胞活性，肿瘤干细胞信号通路被抑制后则降低肿瘤干细胞活性。但阿帕替尼是否通过抑制肺肿瘤干细胞的两条关键信号通路达到抑制作用还需要更多研究，包括细胞实验和动物实验来进一步验证。最后，可以在临床上通过分析肿瘤患者肿瘤干细胞数量和活性高低来预测阿帕替尼是否对肿瘤患者有理想疗效。例如可以通过PDX模型，从肿瘤患者的肿瘤组织中分离培养肿瘤细胞并进一步分离出肿瘤干细胞，观察阿帕替尼是否对临床患者肿瘤干细胞具有直接抑制作用，若有明显抑制作用，则阿帕替尼对临床患者可能有较好疗效。

 

　　周彩存教授点评：

 

　　肿瘤干细胞是肿瘤细胞群内含量较少的一类细胞群，具有自我更新、多向分化、高致瘤性和耐药性等特点，是肿瘤复发和耐药的根源，因此抑制干细胞的活性可能从根源上消除肿瘤细胞。近年来，肿瘤干细胞的研究进展获得了越来越多的关注，针对干细胞特异性信号通路的分子靶向药物，如针对TLR9的靶向药物在基础实验中证实有效，并开始应用于临床研究。间接利用干信号通路靶点的药物，如针对Notch信号通路的DLL3抗体偶联的毒性tesirine在耐药小细胞肺癌中取得了惊人的疗效。因此，针对肿瘤干细胞的治疗是未来肿瘤领域的发展方向。

 

　　阿帕替尼是针对多个靶点的国产小分子靶向药物，能有效抑制VEGFR2、PDGFR、c-Kit等多种激酶的活性，该研究首次探索了阿帕替尼对肺癌干细胞的作用，发现阿帕替尼能有效抑制肺癌干细胞的增殖。在干细胞培养基中，悬浮球形成能力明显减弱，进一步研究发现，阿帕替尼能显著抑制Wnt/β-catenin和Sonic Hedghog两条干细胞信号通路的活性，从而抑制细胞增殖、诱导细胞凋亡，同时阿帕替尼明显抑制耐药相关蛋白P-gp和ABCG2的表达，抑制肿瘤细胞耐药。该基础研究给了我们一个很重要的提示：对于治疗后复发耐药的肺癌，阿帕替尼可能是一个较好的选择。

 

　　目前有关阿帕替尼在肺癌中的II期临床研究已经证实了其有效性，疾病控制率为68%，在驱动基因阴性NSCLC中的III期临床研究正在进行中，结果值得期待。那么，未来阿帕替尼在肺癌中应用方向如何？鉴于阿帕替尼对肺肿瘤干细胞的抑制作用，可能为维持治疗或序贯用药提供了进一步的分子依据。对于一线化疗后的肺癌患者，使用阿帕替尼维持能杀死残留的干细胞，从而达到更好的疗效；对于靶向治疗后病灶明显吸收的患者，序贯使用阿帕替尼抑制肿瘤干细胞，也许能够延长PFS。另外，对于化疗或靶向治疗后进展的患者，联合阿帕替尼可能会逆转耐药。总之，阿帕替尼在临床中应用空间很大，具体在肺癌中的应用模式，尚需进一步的基础和临床研究来提供更多证据。