CK2在非小细胞肺癌中的研究进展△

2018-12-27金承基宋萍袁荣霞

癌症进展 2018年14期

金承基，宋萍，袁荣霞

江苏大学附属医院呼吸内科，江苏镇江212001

根据全球肿瘤报告的统计显示，2012年全球范围内大约有1410万的肿瘤新发病例和820万的肿瘤死亡病例，其中，肺癌新发病例为180万，约占全部恶性肿瘤的13%；肺癌死亡病例约为160万，占肿瘤死亡病例的19.5%；肺癌的发病率和病死率已位居全球男性肿瘤发病率及病死率的首位，也是全球女性肿瘤死亡的第二大病因[1]。同样，2014年发布的有关中国2010年肿瘤发病率和病死率的统计数据显示，肺癌的发病率和病死率位居全部恶性肿瘤的首位，可见肺癌已严重威胁人类的生命健康[2]。其中，非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）约占原发性肺癌的80%，其大多起病隐匿，常难以被早发现、早诊断、早治疗；肺癌患者被发现时大多已属于中晚期，失去了手术切除治疗的最佳机会，而通过药物控制肺癌的进展，从而使肺癌成为一种慢性疾病逐渐成为肺癌治疗的一种趋势。NSCLC的治疗方法除了手术、化疗、放疗外，针对基因的靶向治疗已越来越受到研究者的重视。目前，靶向药物酪氨酸激酶抑制药（tyrosine kinase inhibitor，TKI）已成为NSCLC患者中表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR）突变患者的一线治疗药物，但部分患者在使用TKI进行治疗的过程中出现了原发性或获得性耐药，因此，寻找新的治疗靶标已迫在眉睫。有研究发现，蛋白激酶CK2在NSCLC中过表达，同时，CK2抑制药在体外实验、体内试验中均表现出抗癌活性[3-5]，因此，CK2极有可能成为NSCLC靶向治疗的新靶点，使患者从中获益。

1 CK2的结构及其生物学功能

CK2源自于错译的酪蛋白激酶2（casein kinase 2）的首字母缩写，因此，蛋白激酶CK2曾经也称酪蛋白激酶2，是真核细胞中普遍存在的高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶[6]。CK2可以由两个催化亚基（包括α和α'）和两个调节亚基（β）组成的四聚体复合物（α2β2/α'2β2/αα'β2）的形式存在，也可以以游离的单体激酶的形式存在[7]（图1）。CK2具有多种生物功能，不仅能够影响细胞的分裂与增殖，对细胞的凋亡也具有抑制作用，还参与细胞周期的调控[8-9]。Kim等[10]研究发现，在肝细胞癌中，CK2的减少使肝细胞阻滞在G2/M期。此外，CK2亦参与信号通路的调控，例如，Lee等[11]发现在胃上皮细胞中，CK2对细胞膜上α-catenin的磷酸化导致α-catenin/β-catenin复合物遭到破坏，导致β-连环蛋白在细胞核中累积，从而使β-连环蛋白与LEF/TCF转录因子结合进而激活Wnt/β-catenin信号通路。CK2还能够促进血管的生成，Benavent等[4]将CK2抑制药GIGB-300用于肺癌的小鼠模型中，发现与对照组相比，GIGB-300处理组（对小鼠进行5天的全身治疗）中，肿瘤细胞驱动的新生血管明显减少。

图1 CK2的单体和四聚体复合物形式

2 CK2与 NSCLC的关系

有研究发现，CK2不仅在肝癌、乳腺癌、黑色素瘤等恶性肿瘤细胞中高表达，在肺癌中同样高表达，并且与患者的预后有关[3，12-15]。例如，O-charoenrat等[15]收集并研究了45例NSCLC患者的病理资料及随访资料后发现，在肺鳞状细胞癌中，CK2的高表达与患者的预后呈负相关。Liu等[16]对160例NSCLC患者的NSCLC组织标本进行分析发现，肿瘤细胞中CK2α'的表达水平与肿瘤的复发、转移、侵袭及患者的预后有关，主要是高表达的催化亚基CK2α'诱导细胞中乳腺癌转移抑制因子1（breast cancer metastasis suppressor 1，BRMS1）丝氨酸 30（serine 30，S30）位点的磷酸化，进而导致BRMS1降解。Ku等[17]研究发现，在A549细胞中，CK2抑制药CX-4945能够影响磷酸肌醇3-激酶（phosphatidylinositide 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶 B（protein kinase B，PKB，又称AKT）信号通路和丝裂原激活蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信号通路中相关蛋白的表达，而这两条信号通路与肿瘤细胞的迁移与侵袭密切相关。Kim和Hwan Kim[18]的研究也发现，CX-4945能够抑制A549细胞的侵袭和迁移，这种作用是通过抑制TGF-β1诱导的上皮-间质转化实现的。So等[19]通过采用CK2αsiRNA转染H1299和H358两种细胞系后，发现大量的肿瘤细胞被阻滞于G2/M期，同时，肿瘤细胞的增殖受到抑制，凋亡有所增加，而使用CK2抑制药也获得了同样的结果，进一步的研究发现这一改变与CK2抑制药对AKT/雷帕霉素靶蛋白（mechanistic target of rapamycin，MTOR）信号通路具有阻断作用有关。

3 CK2抑制药在NSCLC治疗中的应用

CK2抑制药具有抑制肿瘤细胞增殖、侵袭、迁移和促进肿瘤细胞凋亡的作用[4，17-19]，但临床中积累的经验表明，与单一药物相比，不同分子机制药物联合应用对于NSCLC的治疗更加有效[20]，可见，单独应用CK2抑制药治疗NSCLC具有局限性，因此，为了更加有效地控制肿瘤的进展，提高肿瘤患者的生存率，就不能够局限于传统的单药治疗模式，而应将多方案联合的治疗方式作为新型的治疗模式。

3.1 CK2抑制药联合化疗

NSCLC起病隐匿，大多数患者确诊时已发展至晚期，失去了最佳的手术机会。目前，以铂类为基础的联合化疗方案仍然是一线治疗方案，但因肿瘤细胞的化疗耐药性及化疗带来的不良反应等问题，其疗效及安全性值得思考[21-23]；因此，化疗增敏剂的寻找显得尤为重要。Cirigliano等[24]研究发现，人肺腺癌A549细胞对顺铂耐药性的产生伴随着肿瘤细胞内CK2依赖的核因子κB（nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cell，NF-κB）信号通路的激活，因此，采用CK2抑制药GIGB-300和顺铂共同处理A549顺铂耐药株后，肿瘤细胞的凋亡明显增加，并伴随核内p65水平的下降。Perera等[25]研究发现，GIGB-300联合顺铂或紫杉醇的方案在抑制肺癌细胞的增殖方面表现出良好的协同性；更重要的是，剂量减少指数（dose reduction index，DRI）与组合指数（combination index，CI）呈负相关，这意味着每种单一药物在组合中可以减少使用次数，而不影响最终的治疗效果，进而减少化疗药物带来的不良反应，提高安全性。Hung等[26]则把CK2抑制药Hematein与抗癌药物联合应用于小鼠的肺癌模型中，并对小鼠器官进行组织病理学检查，结果发现，Hematein能够抑制肿瘤细胞的增殖，降低小鼠的肿瘤负荷，同时，心脏、肝脏、肺和肾脏等脏器无明显的损伤。以上研究充分说明了CK2抑制药能够增加肿瘤细胞对化疗的敏感性，同时减少化疗药物带来的不良反应，使CK2抑制药联合化疗治疗NSCLC患者成为可能。

3.2 CK2抑制药联合放疗

对于有区域淋巴结转移的晚期NSCLC患者而言，放疗仍然是其重要的治疗方法，但是，肿瘤细胞固有的抗辐射性常导致肿瘤复发，放疗效果往往不尽如人意，因此，寻找放疗增敏剂成为学者研究的热点[27]。早在2011年就有相关文献报道，在NSCLC 中，CK2 抑制药4，5，6，7-四溴-1H-苯并三唑（4，5，6，7-Tetrabromo-1H-benzotriazole，TBB）联合放疗较单独使用TBB或单独放疗对肿瘤细胞的杀伤作用更强，说明CK2抑制药能够增强肿瘤细胞对放疗的敏感性，这与CK2抑制药能够阻断表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）诱导的信号转导及转录激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）的磷酸化有关[28]。STAT3是控制细胞周期的关键因素，因此，认为CK2抑制药能够增强NSCLC放疗敏感性与其调控细胞周期有关，这与顺铂抑制肿瘤细胞DNA的修复不同。Li等[29]的研究同样有类似的发现，在A549及H460细胞系中，CK2特异性抑制剂Quinalizarin联合放疗组与单独使用抑制剂组或单独放疗组比较，对放疗敏感的G2/M期细胞的数量明显增多；同时也发现CK2受到抑制后，放疗诱导的DNA双链的断裂明显增加，并且修复延缓。总之，上述研究结果为CK2抑制药联合放疗治疗NSCLC提供了强有力的理论依据，但目前尚缺乏相应的体内试验，因此其可行性、安全性、有效性仍有待大量的后续临床试验进行评估和验证。

3.3 CK2抑制药联合靶向治疗

研究表明，在亚洲人群中，约47.9%的肺腺癌患者存在EGFR突变[30]，这是此类患者使用EGFRTKI进行靶向治疗的基础；但20号外显子中T790M的突变导致了TK（I如吉非替尼）原发性耐药[31]，甚至少数T790M突变患者因T790M与EGFR激活突变比例的下降导致其对奥斯替尼（第3代EGFR-TKI，可以克服由T790M突变引起的耐药性）不敏感[32]，这些均大大限制了靶向治疗的有效性和持久性。已有研究表明，CK2可以调控EGFR的活性以及EGFR的下游信号通路[5]，CK2抑制药醌茜素能够抑制TKI耐药的H1975及H1650细胞系的活性并促进其凋亡[33]。那么，能否使用靶向治疗联合CK2抑制药来治疗NSCLC，达到增强疗效的目的呢？So等[34]研究发现，CX-4945能够诱导T790M突变的PC-9肺癌细胞的自噬，自噬小体将EGFR从质膜上吞噬，并使其被溶酶体降解，因此，CX-4945与吉非替尼的组合能够有效地抑制肿瘤细胞的增殖，并诱导其凋亡。Bliesath等[5]研究则发现在人肺鳞癌H2170细胞小鼠模型中，CX-4945和厄洛替尼联合组的抑制率为74%，高于单用CX-4945组的23%和单用厄洛替尼组的55%，以上学者的研究使靶向治疗联合CK2抑制药治疗NSCLC的可行性大大提高，但同时也需要大规模的前瞻性实验进行进一步的验证。

3.4 CK2抑制药联合免疫治疗

随着肿瘤免疫治疗受到越来越广泛的关注，NSCLC的免疫治疗成为学者研究的热点。已有研究表明，程序性死亡受体1（programmed cell death 1，PDCD1，也称PD-1）/程序性死亡受体配体1（programmed cell death 1 ligand 1，PDCD1LG1，也称PD-L1）单抗可以增强机体的免疫力，并且其在抑制肿瘤生长方面是安全有效的[35]，因此，PD-1单抗纳武单抗（Nivolumab）被美国食品和药品管理局（Food and Drug Administration，FAD）批准作为既往接受过治疗的晚期或转移性NSCLC患者的二线治疗药物[36]。免疫抑制分子除了PD-1、PD-L1外，还有细胞毒T淋巴细胞相关抗原4（cytotoxic T lymphocyte associated antigen-4，CTLA-4）、淋巴细胞活化基因-3（lymphocyte activation gene-3，LAG-3）等，不过目前免疫治疗联合CK2抑制药治疗NSCLC的相关研究比较少见，相信随着研究的深入，此种联合方案也会逐渐被报道。