基于老药新用二甲双胍抑制卵巢癌机制的研究进展

[摘" "要]" "卵巢癌在妇科恶性肿瘤中致死率最高，因卵巢癌初期临床症状不明显，绝大部分患者就诊时已是疾病发展的终末期，常伴有腹、盆腔积液和癌细胞转移等，同时卵巢癌细胞易对以铂类为基础的化疗药产生耐药性，且对复发耐药患者目前没有统一的治疗方案，耐药细胞对卡铂、紫杉醇、二线化疗药（多西他赛、多柔比星脂质体）等没有明显反应，导致卵巢癌的致死率一直居高不下。为了提高卵巢癌的治疗效果，延缓复发，有必要研究新的治疗方法，与研究新药相比，挖掘传统非肿瘤药物的抗肿瘤作用，可能是一种安全且高效的研究思路。其中二甲双胍是“老药新用”的一个典型代表，二甲双胍属胍的衍生物，主要适应证为2型糖尿病。近来，随着人们对二甲双胍的作用机制以及生物活性的深入研究，发现它有潜在的抗癌作用。二甲双胍对乳腺癌、卵巢癌、胰腺癌、肺癌等恶性肿瘤均有抑制作用，其主要机制有AMP活化蛋白激酶通路、改善铂类耐药、癌细胞转移抑制、改变免疫细胞功能、敏感性等。本文就二甲双胍抑制卵巢癌的具体机制进行综述。

[关键词]" "卵巢癌；二甲双胍；糖尿病；作用机制；化学治疗；耐药

[中图分类号]" "R737.31" " " " " " " "[文献标志码]" "A" " " " " " " "[文章编号]" "1674-7887（2024）02-0172-05

Research progress on the mechanism of inhibition of ovarian cancer with metformin based on

old drugs and new use*

ZHOU Yuheng1， LI Yuetong1， WANG Yue2， DING Lin3**" " " " （1Department of Clinical Medicine， Nantong University Xinglin College， Jiangsu 226019; 2International High School， Rugao International Academy; 3Medical Department， Nantong University Xinglin College）

[Abstract]" "Among gynecological malignant tumors， ovarian cancer has the highest fatality rate， because the initial clinical symptoms of ovarian cancer are not obvious， most patients are in the terminal stage of disease development at the time of presentation， often accompanied by abdominal and pelvic effusion and metastasis of cancer cells， etc.， while ovarian cancer cells are prone to resistance to platinum-based chemotherapy drugs， and relapsed resistant patients currently have no unified treatment plan， drug-resistant cancer cells to carboplatin， paclitaxel， second-line chemotherapy drugs（docetaxel， Doxorubicin liposomes） and so on have no obvious reaction， so the fatality rate of ovarian cancer has remained high. In order to improve the treatment effect of ovarian cancer and delay the recurrence， it is necessary to research new treatment methods. Compared with the study of new drugs， mining the anti-tumor effect of traditional non-tumor drugs may be a safe and efficient research idea. Among them， metformin is a typical representative of \"old drugs and new use\"， a derivative of metformin， the main indication is type 2 diabetes. Recently， with the in-depth study of the mechanism of action and biological activity of metformin， it has been found that it has the potential for anti-cancer effects. Metformin has inhibitory effects on breast cancer， ovarian cancer， pancreatic cancer， lung cancer and other malignant tumors. Its main mechanisms include AMP activated protein kinase pathway， improvement of platinum resistance， inhibition of cancer cell metastasis， change of immune cell function， sensitivity， etc. This article reviews the specific mechanism of metformin in inhibiting ovarian cancer.

[Key words]" "ovarian cancer; metformin; diabetes; mechanism of action; chemotherapy; drug resistance

卵巢癌常见于卵巢上皮细胞，恶性程度较高，患者的5年生存率仅约30%[1]，死亡率位居妇科恶性肿瘤之首[2]。二甲双胍作为小分子口服药物，因其具有安全、高效的降糖效果，被广泛应用于2型糖尿病的治疗。近年来，研究[3]发现二甲双胍还具有潜在抗肿瘤活性。一项回顾性研究[4]发现，在乳腺癌治疗中，二甲双胍可增强他莫西芬介导的细胞凋亡，并抑制细胞增殖。另一项研究[5]表明，二甲双胍在用于治疗糖尿病合并肾癌患者时，可较好地改善患者的预后。在治疗卵巢癌方面，有二甲双胍可以通过抑制IL-6/NF-κB/P-糖蛋白（P-glycoprotein， P-gp）改善卵巢癌多腺苷二磷酸核糖聚合酶[poly（ADP-ribose） polymerase， PARP]抑制剂的耐药[6]。目前关于二甲双胍在抑制肿瘤生长、改善预后、逆转细胞耐药性等方面的具体作用机制尚未明了。因此，探寻二甲双胍对肿瘤细胞生长、凋亡、转移的影响及机制，可为未来肿瘤防治提供新思路。

1" "二甲双胍抑制卵巢癌的发现过程

S.B.WANG等[7]发现，二甲双胍联合化疗药物治疗的卵巢癌患者较单纯化疗药物治疗者肿瘤的无进展生存期（progression free survival， PFS）和总生存期（overall survival， OS）更长，且二次复发率及死亡风险均有所降低。J.Y.PARK等[8]的回顾性队列研究发现，长期使用二甲双胍（≥720 d）治疗对卵巢癌患者预后更佳，多变量Cox比例风险模型提示，长期使用二甲双胍（≥720 d）是OS的独立有利预后因素。还发现与未服用二甲双胍的患者（n=1 611）相比，糖尿病患者（n=9 170）长期服用二甲双胍（≥30张处方）可降低罹患卵巢癌的风险。这和D.BAR等[9]的研究结果一致。国内左卫微等[10]对81例2型糖尿病合并卵巢癌患者进行了回顾性分析，结果显示给予二甲双胍治疗的试验组患者的3年无病生存期（disease free survival， DFS）和OS分别约为35个月和54个月，显著高于接受其他降糖药物治疗患者的20个月和30个月（P＜0.05）。以上研究均表明，二甲双胍可降低卵巢癌发病风险，提高患者肿瘤的PFS和OS。但目前二甲双胍与卵巢癌关系的流行病学研究仍存在局限性，相关临床研究数量少、规模小且缺乏说服力。另外，大多数的研究对象是卵巢癌合并糖尿病患者，但在非糖尿病卵巢癌患者中的疗效尚缺乏研究，这也容易混淆糖尿病本身与卵巢癌的关系。

2" "二甲双胍抑制卵巢癌的机制

2.1" "AMP活化蛋白激酶（AMP activated protein kinase， AMPK）通路的激活" "研究[11]表明，二甲双胍在卵巢癌中，具有剂量和时间依赖性的激活AMPK通路并改变下游组件，从而发挥抑制卵巢癌细胞的作用。AMP是一种高度保守的丝氨酸/酪氨酸蛋白激酶，二甲双胍可使肝激酶B1发生磷酸化并使细胞内的AMP增加，从而使AMP活化蛋白激酶通路激活。AMPK的活化可负调控其下游的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin， mTOR）信号分子，抑制与细胞增殖相关的D1周期蛋白的表达，从而抑制癌细胞的增殖。国外的一项回顾性队列研究[12]显示，AMPK在卵巢癌中表达增加，且在卵巢癌中AMPK的表达水平与肿瘤的恶性程度和糖代谢呈负相关，AMPK低表达的患者总体生存率低、预后差。进一步研究[13]发现，AMPK的激活也可抑制卵巢癌细胞中一些脂肪酶，抑制其糖酵解，从而产生癌细胞抑制效应。以上研究结果均表明，AMPK在卵巢癌的进展中发挥着重要作用，并有助于判断患者的预后。

2.2" "改善细胞耐药" "卵巢癌治疗中，以铂类为基础的化疗药物是患者术后最常见的化疗选择，卵巢癌患者治疗初期通常对化疗药物反应性良好，但仍有超过80%的卵巢癌患者会在化疗后复发[14]。而卵巢癌细胞耐药的发生是导致患者复发和死亡的主要原因。临床上，对铂类耐药的卵巢癌患者尚无有效的治疗方法，一些二线甚至三线化疗方案对耐药的卵巢癌细胞效果不佳。已有研究[15]表明，卵巢癌细胞可通过核苷酸切除修复（nucleotide excision repair， NER）途径修复DNA损伤，使细胞产生顺铂耐药性。切除修复交叉互补基因1（excision repair cross-complementation group 1， ERCC1）是NER过程中的限制基因，ERCC1的高表达可促使多种癌细胞顺铂耐药的发生。相关研究[16]表明，卵巢癌患者中，ERCC1低表达者的化疗有效率明显高于ERCC1高表达者。针对卵巢癌顺铂耐药细胞株c13k和CP70细胞的相关研究[17]表明，二甲双胍能减少卵巢癌顺铂耐药细胞的ERCC1表达，也可增强卵巢癌顺铂耐药细胞对顺铂的敏感性，且这种作用呈浓度依赖性，可能机制为二甲双胍激活p38MAPK信号通路，诱导下游靶基因转录并抑制ERCC1的表达，从而诱导细胞凋亡并逆转细胞耐药性。李骁男等[18]研究表明，二甲双胍可以通过抑制AKT蛋白磷酸化来抑制化疗药物引起的卵巢癌细胞自噬，消除自噬介导细胞耐药过程，从而提高卵巢癌细胞对化疗药物的敏感性。但不可否认的是，关于二甲双胍逆转卵巢癌细胞耐药的相关实验研究仍较少、认可度较低，其具体的逆转耐药的分子机制还需要进一步的验证。

2.3" "抑制侵袭和转移" "晚期卵巢癌常伴有大量腹水和广泛的腹腔转移，同时早期的广泛转移也是卵巢癌预后不良的主要原因[19]。一项体外实验[20]发现，二甲双胍可以通过AMPK途径下调Smad3/MMP2通路，抑制腹腔间皮细胞的间皮-间质转化，进而间接抑制了卵巢癌肿瘤细胞的系膜清除和侵袭转移能力，而卵巢癌网膜灶中肿瘤间质细胞一部分便来源于腹腔间皮细胞。林莉香等[21]分别用浓度为0、5、10、20 mmol/L的二甲双胍处理SKOV3细胞，72 h后，与0 mmol/L二甲双胍组相比，5、10、20 mmol/L组的细胞迁移数目、锌指转录因子和HK2蛋白表达量显著减少（P＜0.05）。HK2蛋白的主要作用就是参与糖酵解，为细胞提供能量，而有研究[22]表明，HK2蛋白在卵巢癌组织中高表达，高表达HK2蛋白能显著促进卵巢癌细胞增殖。林莉香等[21]进一步研究发现，二甲双胍可以下调HK2蛋白抑制SKOV3细胞糖酵解，影响其能量代谢，进而抑制其增殖和迁移能力。同样，张源源等[23]研究发现二甲双胍可以通过抑制脂肪细胞的单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemotactic protein-1， MCP-1）/CC趋化因子受体2（CC chemokine receptor 2， CCR2）信号轴，从而发挥抑制卵巢癌转移的作用。以上研究均补充了二甲双胍可以通过不同的途径抑制卵巢癌细胞的侵袭转移的新机制，为开发卵巢癌老药新用的治疗方案提供了可行选择和理论依据。

2.4" "调节免疫细胞功能和敏感性" "在多种癌症患者的肿瘤微环境中添加二甲双胍可以改善其免疫细胞功能和敏感性。F.K.TSOGAS等[24]研究发现，二甲双胍可促进细胞毒性CD8+T淋巴细胞，抑制骨髓来源的抑制性细胞的免疫抑制功能，减少中性粒细胞招募和中性粒细胞与淋巴细胞绝对比值，并可能抑制肿瘤相关巨噬细胞向肿瘤微环境浸润，结果提示二甲双胍可增强卵巢高级别浆液性癌的免疫敏感性，防止转移。但其他关于二甲双胍对卵巢癌患者免疫细胞功能的影响的研究较少，未来还需更多的临床研究，系统评估该药物促进免疫细胞介导的抑制卵巢高级别浆液性癌发展的具体机制。

2.5" "对肿瘤干细胞（cancer stem cell， CSC）的影响" "CSC是具有高度自我更新和增殖分化能力的细胞，是肿瘤复发转移的重要原因，但传统的化疗药物对CSC抑制作用并不明显。以往研究[25]发现，二甲双胍对胃癌、肝癌、乳腺癌等CSC的增殖具有抑制作用。郭倩等[26]在体外研究中发现，与单纯放化疗相比，二甲双胍联合放化疗可增强宫颈癌CSC对放化疗敏感性，且这一作用呈明显时间与剂量依赖性。在卵巢癌相关领域，R.R.ZHANG等[27]研究表明，低浓度二甲双胍（0.1～0.3 mmol/L）可能通过减少上皮细胞-间质化来阻止CSC的永生化进而抑制卵巢癌发生，且二甲双胍还可选择性抑制CSC（CD44+CD177+）以及凋亡抑制相关的Survivin基因的表达，促进CSC凋亡。J.J.SHANK等[28]研究发现某些化疗药物如顺铂，其可增加卵巢癌CSC的比例，但二甲双胍单用或联合顺铂及其他化疗药物，却可使CSC所占比例下降，这也表明二甲双胍在体外可能具有选择性杀灭卵巢癌CSC的作用。

2.6" "二甲双胍联合化疗治疗卵巢癌" "二甲双胍与化疗药物协同作用主要体现在增强化疗敏感性和逆转细胞耐药性，这一作用或可增强疗效，降低化疗药物剂量，减少毒性反应。K.B.ESTHER等[29]临床研究表明二甲双胍与卡铂/紫杉醇协同作用于卵巢癌，可显著提高耐药的上皮性卵巢癌细胞对化疗药物敏感性。高丽峰等[30]在对复发性上皮性卵巢癌患者的临床研究中发现，采用二甲双胍+紫杉醇+卡铂治疗的观察组患者的临床总有效率高于采用紫杉醇+卡铂治疗的对照组，血清蛋白激酶B阳性表达率和血清胸苷激酶1水平低于对照组（均P＜0.05），血清蛋白激酶B阳性率与胸苷激酶1水平呈正相关（r=0.451， P＜0.05）。治疗期间观察组患者生活质量总体高于对照组（P＜0.05），不良反应总发生率低于对照组，但差异无统计学意义（均P＞0.05）。同样，郭源源等[31]在体外实验中发现，二甲双胍以浓度和时间依赖性抑制紫杉醇诱导卵巢癌细胞生长（P＜0.05）。与二甲双胍或紫杉醇单药组比较，联合用药组凋亡程度更强，且癌细胞中ATP分子水平下降更明显（P＜0.05）。P.GRALEWSKA等[32]研究表明，二甲双胍可通过促进细胞凋亡，增加Olaparib对卵巢癌细胞的杀伤作用，且这一作用在P53阳性的卵巢癌细胞中更显著。

3" "亟待解决的问题

以往对二甲双胍的研究主要是肿瘤细胞分子水平的回顾性和基础性研究。二甲双胍是否可以作为抗肿瘤药物、如何应用于临床，仍需长期大样本临床研究加以证实。同时以往实验[33]表明，高剂量的二甲双胍的作用活性要远大于低剂量的二甲双胍作用活性，然而高剂量的二甲双胍在体内易累积引起乳酸中毒、胃肠道功能障碍等不良反应，因此在保证治疗效果和减少不良反应的前提下，亟需在二甲双胍的使用剂量方面寻找到一个平衡点，特别是临床上非糖尿病卵巢癌患者使用二甲双胍治疗时的最佳剂量。如以上问题能妥善解决，二甲双胍有望成为新兴的治疗卵巢癌药物。

4" "展" " " 望

二甲双胍作为一种降糖药物，大量基础研究已证明其在糖尿病合并卵巢癌患者中具有改善癌细胞耐药、促进癌细胞凋亡、抑制癌细胞转移等作用。但不可忽略的是，二甲双胍本身是作为一线降糖药应用于临床，非糖尿病的卵巢癌患者是否可以选择应用二甲双胍治疗，其应用到非糖尿病卵巢癌患者是否具有同样的疗效等一系列问题，后期仍需进一步探究。相信随着研究的不断深入，“老药新用”的二甲双胍有望成为治疗卵巢癌的新型药物，同时为解决卵巢癌易耐药和复发的治疗难题作出贡献。

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[收稿日期] 2023-04-26