他莫昔芬的药理作用与临床研究新进展
2021-04-17向婷张艳朱英张陆勇江振洲中国药科大学新药筛选中心江苏省药效研究与评价服务中心南京20009广东药科大学新药研发中心广州50006
向婷,张艳,朱英,张陆勇,2,江振洲*(.中国药科大学,新药筛选中心,江苏省药效研究与评价服务中心,南京 20009;2.广东药科大学,新药研发中心,广州 50006)
他莫昔芬(tamoxifen,TAM)属于非甾体类雌激素类似物,通常用于雌激素受体阳性乳腺癌患者的内分泌辅助治疗,在乳腺癌治疗中发挥重要作用。作为小分子亲脂性化合物,他莫昔芬在机体中主要富集于肝、肺等器官,同时在脑、脂肪、骨、肌肉等组织中广泛分布[1]。他莫昔芬通过与不同的靶点结合产生多样化的生物效应,包括传统的作用靶点如雌激素受体(estrogen receptor)α/β和一些新发现的靶点如蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)、钙调蛋白等[2]。在乳腺癌的治疗中,他莫昔芬通过与雌激素受体结合抑制乳腺癌的发生发展[3];而在脑胶质瘤(glioblastoma)的治疗中,他莫昔芬通过抑制PKC激酶活性阻滞恶性胶质细胞周期以及抑制增殖,发挥药效作用[4]。
近年来,随着对他莫昔芬药理作用研究的深入,他莫昔芬不断被拓展用于除乳腺癌之外的其他疾病的治疗。研究发现他莫昔芬对脑胶质瘤[5]、心血管系统疾病(cardiovascular disease)[6]、杜氏肌营养不良(duchenne muscular dystrophy)[7]、双相情感障碍(bipolar disorder)[8]等多种疾病均有治疗作用。本文总结了近年来他莫昔芬的临床研究进展,并从分子机制方面探讨其药理作用,为他莫昔芬开拓新的适应证和临床合理应用提供参考。
1 他莫昔芬对脑胶质瘤的作用
脑胶质瘤是病死率较高的肿瘤,患者预后生存较差[9]。主要治疗手段为手术切除联合放化疗治疗,常用化疗药物为DNA烷化剂替莫唑胺(temozolomide,TMZ)。
1.1 药理作用
PKC在细胞增殖、分化、凋亡等方面起着重要作用,是一系列细胞信号转导途径中的关键蛋白[10]。恶性胶质细胞中PKC及其下游增殖调控蛋白核因子(nuclei factor,NF)-κB的高表达提示肿瘤组织中PKC/NF-κB途径激活[11]。研究发现,他莫昔芬能降低U87和U118等胶质瘤细胞PKC磷酸化水平,抑制细胞增殖并诱导细胞死亡[12],提示他莫昔芬能阻断PKC/NF-κB途径过度激活从而实现肿瘤细胞周期阻滞和增殖抑制。
溶瘤病毒治疗是利用增殖型病毒感染、杀伤肿瘤细胞的新型生物治疗方法[13]。但胶质瘤自噬缺陷限制了溶瘤病毒治疗的有效性,研究发现他莫昔芬能上调B细胞淋巴瘤蛋白X关联蛋白(Bcl2 associated X protein,BAX)/P53从而上调凋亡调控因子(p53 up-regulated modulator of apoptosis,PUMA)表达,激活自噬和促凋亡信号通路,提高Beclin-1缺陷胶质瘤细胞对溶瘤病毒溶蚀作用的敏感性[5]。
1.2 临床研究
早期研究表明,大剂量口服他莫昔芬(男性:200 mg·d-1,女性:160 mg·d-1)可以降低肿瘤细胞内PKC水平,入组的32名恶性胶质瘤患者中,8名患者出现肿瘤消退现象,说明他莫昔芬对胶质瘤具有治疗作用[14]。
铂类是经典的非特异性抗肿瘤药物[15]。临床研究评估他莫昔芬(男性:200 mg·d-1,女性:160 mg·d-1)与卡铂(400 mg·m-2)联用对胶质瘤患者的治疗作用,入组27名胶质瘤患者,4例部分缓解,其中2例生存时间超过20个月,中位总生存期为14.09个月(95%CI7.06~19.9),且耐受性良好,提示他莫昔芬与卡铂联用具有治疗作用[16]。
Stupp方案是治疗脑胶质瘤的常用治疗方案,包括手术切除治疗及后续放疗联合TMZ剂量密度方案辅助化疗,但其二线治疗方案尚未确定[17]。Stupp方案治疗恶性胶质瘤患者中位总生存期为14.6个月[18]。研究发现,TMZ剂量密度方案(75~150 mg·m-2)联合他莫昔芬 80 mg/(m2·d)治疗,脑胶质瘤复发患者的中位总生存期和肿瘤复发后进展时间分别为17.5个月和7个月,患者耐受性良好,说明他莫昔芬可作为二线治疗策略提高TMZ剂量密度方案的疗效[19]。
综上所述,临床前研究发现,他莫昔芬可通过PKC介导抑制胶质瘤细胞增殖,并激活胶质瘤细胞自噬和凋亡途径。临床研究表明,无论是单独大剂量给药或者与替莫唑胺联合用药均能较好控制胶质瘤患者病情的发生发展,且与现有标准stupp治疗方案耐受良好,可推荐作为二线药物,延长患者生存时间。
2 他莫昔芬对心血管系统疾病的作用
心血管系统常见的疾病包括高脂血症、动脉粥样硬化、心肌梗死、心力衰竭、冠心病等,目前中国心血管系统疾病的发病率和死亡率逐年升高,2017年心血管病在城乡居民死亡构成比中居首位[20]。
2.1 药理作用
血脂代谢异常是心血管系统疾病发生的重要因素,如高血胆固醇水平是动脉粥样硬化、致死性心肌梗死等心血管疾病发生的独立危险因素[21]。研究表明,他莫昔芬调节血胆固醇水平主要在胆固醇合成、转运和摄取三个方面发挥作用。他莫昔芬可抑制肝脏胆固醇合成途径相关蛋白如胆固醇Δ8,7异构酶(sterol Δ8,7-isomerase)和24脱氢胆固醇还原酶(24-dehydrocholesterol reductase,DHCR24)的活性,减少胆固醇从头合成[22]。他莫昔芬通过非雌激素受体依赖途径促进外周血淋巴细胞低密度脂蛋白受体(low density lipoprotein,LDLR)的表达,介导胆固醇内吞进入胞内从而减少血浆脂质含量[23]。他莫昔芬通过PPARγ依赖途径抑制人单核细胞和巨噬细胞膜B类清道夫受体脂肪酸移位酶(fatty acid transporter,FAT/CD36)的表达,减少氧化低密度脂蛋白摄取和胆固醇酯的累积,抑制动脉粥样硬化斑块脂质沉积以及特征性病理细胞泡沫细胞的生成[24]。
2.2 临床研究
韩国一项临床研究对女性乳腺癌患者接受辅助激素治疗的心血管安全风险进行评估,结果显示他莫昔芬辅助激素治疗组(n=7081)与未接受激素治疗对照组(n=188 07)的心血管事件风险比率为0.809(95%CI0.706~0.928),说明他莫昔芬可以显著降低心血管事件发生风险[25]。
研究发现,与未接受他莫昔芬治疗组患者相比,他莫昔芬治疗组患者急性心肌梗死(HR0.22,95%CI0.07~ 0.70)、缺血性卒中(HR0.52,95%CI0.35~0.78)、出血性卒中(HR0.25,95%CI0.07~0.92)和总心血管事件(HR0.54,95%CI0.37~0.78)发生风险均降低,说明他莫昔芬可以产生广泛而显著的心血管保护作用[6]。荟萃分析结果表明,他莫昔芬治疗组与安慰剂对照组相比心血管事件风险降低32%(RR0.68,95%CI0.46~1.02)[26]。
氨基末端B型利钠肽前体(NT-pro-B-type natriureticpeptide)是心肌纤维容积和压力负荷增加时心室分泌的一种血管活性肽,也是反映心脏功能的主要生物标志物和心力衰竭的敏感指标。研究发现,乳腺癌患者接受阿霉素和多柔比星等药物化疗时可产生心脏毒性[27]。与单独化疗对照组相比,联用他莫昔芬可降低乳腺癌患者血浆氨基末端B型利钠肽前体水平并维持左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)正常,说明他莫昔芬可改善阿霉素和多柔比星化疗引起的心脏毒性[27]。
值得注意的是,临床研究发现,他莫昔芬以及其他辅助激素治疗药物如芳香化酶抑制剂均通过抑制雌激素作用治疗乳腺癌,但他莫昔芬可降低心血管事件发生风险,而芳香化酶抑制剂会增加心血管事件的发生风险[26];且临床前研究发现,他莫昔芬对胆固醇转运和摄取蛋白——LDLR和CD36的调节作用均通过非雌激素受体ERα/β依赖途径介导[23-24],说明他莫昔芬降低心血管事件风险作用可能与雌激素调节作用无关。
综上所述,他莫昔芬通过促进胆固醇转运、抑制胆固醇合成和摄取从而降低血浆胆固醇水平;大规模临床研究和荟萃分析均发现他莫昔芬显著降低心肌梗死、卒中等心血管事件发生风险,使患者生存获益。
3 他莫昔芬对杜氏肌营养不良的作用
杜氏肌营养不良是一种严重的X连锁隐性神经肌肉遗传性疾病,是由于基因DMD发生突变导致无法合成抗肌萎缩蛋白dystrophin所致。抗肌萎缩蛋白缺失时骨骼肌肌细胞发生钙离子超载、氧化应激和线粒体功能障碍从而损伤肌细胞功能,导致肌细胞死亡和肌肉组织纤维化[28]。患者最初表现为站立不稳,随着疾病进展逐渐无法独立行走,大部分患者最终都因呼吸衰竭而死亡[28]。
3.1 药理作用
X-连锁肌萎缩(X-linked muscular dystrophy,mdx)小鼠是经典的杜氏肌营养不良模型小鼠,DMD基因23号外显子区域点突变导致mdx小鼠无法合成结构完整的肌营养不良蛋白,从而模拟临床杜氏肌营养不良疾病发生发展。他莫昔芬 [10 mg/(kg·d)]治疗 48 周后mdx小鼠血清肌酸激酶水平降低 50%,悬吊实验和肌张力测试均显示他莫昔芬治疗后,mdx小鼠肌肉组织功能与野生型小鼠比较无显著差异[29]。他莫昔芬 [10 mg/(kg·d)]治疗60周,稳定杜氏肌营养不良模型小鼠肌纤维膜,改善心肌、膈肌及腿部肌肉组织结构并降低纤维化水平,同时增加隔肌厚度、肌纤维数量和肌纤维直径,改善小鼠运动和呼吸功能[30]。
但他莫昔芬改善mdx小鼠骨骼肌功能的靶点和调控通路尚未阐明。有研究表明,他莫昔芬(3、40 mg·kg-1)改善Mtm1基因敲除肌管肌病模型小鼠骨骼肌的结构和功能[31]。他莫昔芬的经典作用靶点ERa在Mtm1基因敲除小鼠骨骼肌肌膜周围过度富集,而他莫昔芬治疗可以逆转这一趋势,同时降低发动蛋白2(dynamin2,DNM2)的含量[31],提示ERa可能参与介导他莫昔芬对mdx小鼠的治疗作用。
3.2 临床研究
Nagy等[7]正在进行一项Ⅲ期临床研究(NCT03354039),旨在评估他莫昔芬(20 mg·d-1)对杜氏肌营养不良患者的治疗作用,其主要临床终点运动功能评估量表(motor function measure,MFM)-站立和位移功能区(D1)评分降低50%。
综上所述,临床前研究发现,他莫昔芬能改善mdx小鼠肌肉组织结构和纤维化水平,提高运动和呼吸功能,对杜氏肌营养不良疾病具有明显的改善作用。他莫昔芬的临床研究尚处于初期探索阶段,Ⅲ期临床试验结果值得期待,同时欧洲药品管理局正对他莫昔芬治疗杜氏肌营养不良进行孤儿药评估。但他莫昔芬的治疗分子机制和临床疗效尚待明确,亟需对此展开进一步研究。
4 他莫昔芬对双相障碍的作用
双相障碍是一种慢性精神障碍疾病,患者通常表现出抑郁发作和躁狂发作两种心境,抑郁发作期间常出现心境低落、精神运动性障碍、自杀意念等症状,而躁狂发作期间常出现心境高涨、夸大、激惹等症状[32]。双相障碍具有复发率高和自杀率高的特点。
4.1 药理作用
PKC是神经递质释放、受体调节、神经可塑性和基因表达的重要调节蛋白,同时也是双相障碍的重要药物治疗靶点[33]。PKC过度激活导致下游特异性底物——丝状肌动蛋白交联蛋白(myristoylated alanine-rich C kinase substrate,MARCKS)磷酸化失活,导致神经元树突棘的大小、宽度和数量降低,从而降低突触结构的稳定性和复杂性,影响神经递质释放和神经突触可塑性[34]。心境稳定剂(mood stablizer)如丙戊酸钠和锂剂均具有PKC抑制活性[35]。在神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞中,他莫昔芬干扰PKC激活结构域与细胞膜结合,抑制PKC的膜位移激活及其底物MARCKS的磷酸化水平[36]。因此推测,他莫昔芬通过PKC/MARCKS途径发挥抗躁狂效应。
与他莫昔芬的作用机制不同,锂剂和丙戊酸钠分别通过抑制肌醇-1-磷酸化酶和肌醇-1-磷酸合酶阻止肌醇合成,导致肌醇耗竭并抑制PKC信号途径,因此他莫昔芬与锂剂或者丙戊酸钠联合应用与单药治疗相比可能显示出增效作用[35]。
4.2 临床研究
临床研究发现,他莫昔芬(40~80 mg·d-1)治疗双相障碍患者3周,杨氏躁狂量表(Young mania rating scale,YMRS)评分从(38.6±4.5)分下降到(20.0±11.1)分,安慰剂对照组从(37.0±6.8)分上升到(43.1±7.8)分(P<0.001);脑磁共振波谱分析发现,背内侧前额叶皮质中线粒体能量代谢产物肌酸-磷酸肌酸(tCr)和神经元标志物N-乙酰天冬氨酸(NAA)水平均显著上调,且tCr水平与躁狂量表评分变化之间存在显著相关性(Spearman rho=0.341,P=0.029),说明他莫昔芬缓解患者躁狂症状的同时伴随着患者脑细胞代谢物的改变[37]。
为期6周的随机双盲安慰剂对照试验发现,他莫昔芬(80 mg·d-1)与锂剂(1~1.2 mEq·L-1)联合应用第一周应答率(P=0.04)、终点应答率(P=0.09)和终点缓解率(P=0.03)均优于锂剂联合安慰剂治疗组,说明他莫昔芬联合锂剂治疗起效更快、改善程度更大[38]。推测因为他莫昔芬通过抑制PKC的膜位移激活直接抑制PKC活性,而锂剂通过耗竭肌醇发挥PKC抑制作用,所以他莫昔芬联合治疗时起效更快,且改善程度更显著。荟萃分析结果表明,无论是他莫昔芬单药治疗还是与锂剂或者丙戊酸钠的增强剂联合治疗,他莫昔芬均能快速缓解双相障碍患者躁狂症状,且耐受性良好[39]。
他莫昔芬的活性代谢产物恩多昔芬(endoxifen)也被报道具有治疗作用。恩多昔芬(8 mg·d-1)治疗双相障碍患者3周,YMRS(从33.1分降至17.8分,P<0.0001)及蒙哥马利抑郁量表评分(从4.8分降至2.5分,P<0.001)均显著改善,且比双丙戊酸钠起效更快[40]。
值得注意的是,这些试验均为短期研究(3~6周),他莫昔芬及恩多昔芬在双相障碍中的长期作用结果如何仍然需要进一步探索。他莫昔芬可以穿过血脑屏障,抑制大脑PKC激酶活性并伴随脑部代谢物含量改变。临床研究发现他莫昔芬无论是单药治疗还是与联合其他心境稳定剂如锂剂、丙戊酸钠共同治疗,均能改善患者躁狂症状。他莫昔芬在治疗双相障碍患者躁狂发作时具有显著优势,其单药治疗是否能长期应用从而改善甚至预防双相障碍患者躁狂发作值得进一步研究。
5 总结与展望
他莫昔芬作为小分子亲脂性化合物,在机体组织中广泛分布,并对多种疾病具有治疗作用。他莫昔芬降低胆固醇水平从而降低心血管事件的发生风险;延长乳腺癌、脑胶质瘤患者的生存时间和存活率;改善杜氏肌营养不良肌肉组织的纤维化和收缩功能,减缓疾病进程;可快速有效控制双相障碍患者躁狂症状。他莫昔芬对于目前尚无优效治疗药物的疾病如杜氏肌营养不良和脑胶质瘤的治疗作用值得关注,作为一个经典的“老药”,其临床新应用仍值得继续研究。