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老药二甲双胍的抗癌机制大解析

 解螺旋 2020-08-27

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老兵不死,只是慢慢凋零。凡事总有例外,老药二甲双胍,是治疗 2 型糖尿病的首选药物和联合治疗方案中的基础治疗药物,应用于临床已有 50 多年的历史,是目前全球应用最广泛的口服降糖药之一。

除了治疗2型糖尿病外,在2018年的ASCO大会上发布了一项研究,证实对于EGFR突变的非小细胞肺癌患者,二甲双胍和一或二代EGFR-TKI联用的疗效好于单独使用EGFR-TKI。近几年也有不少研究显示二甲双胍还可以应用于对其他癌症的治疗。由此,二甲双胍迎来了自己的第二春,成为研究热点。

二甲双胍一个降糖药是怎么和肿瘤扯上关系的呢?

其实,在临床上发现糖尿病和癌症存在相互关系已经不止50年,早在1959年就有相关论述发表。II型糖尿病患者发生肝癌、胰腺癌和子宫内膜肿瘤的概率为一般人的2倍或更高,发生结直肠癌、乳腺癌和膀胱癌的概率为一般人的1.2—1.5倍。并且,糖尿病能够显著增加癌症的死亡率,与未患有糖尿病的乳腺癌患者相比,患有糖尿病的乳腺癌患者的5年死亡风险增加1.39倍。

人们已经意识到,糖尿病与某些癌症的密切关系,部分是由于II型糖尿病和癌症之间存在共同的危险因子,如年龄、肥胖、饮食以及缺乏体育锻炼等。

但这密切关系背后真正的原因究竟是什么?二甲双胍抑制肿瘤生长的机制是什么呢?

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曲线救国,间接作用肿瘤细胞

胰岛素抵抗、高胰岛素血症以及胰岛素受体的活性异常可导致肿瘤的发生。作为胰岛素的增敏剂,二甲双胍可增加胰岛素的转运,提高葡萄糖氧化分解和肝糖原合成的效率,从而降低血液胰岛素含量,进而缓解胰岛素抵抗。同时,二甲双胍可以下调胰岛素受体(IR)和胰岛素生长因子(IGF-1)的表达,作用于PI3K相关通路,从而抑制肿瘤细胞的生长(图1)。

图1. 二甲双胍对肿瘤细胞的间接作用

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正面硬怼,诱导AMPK的活化,多方打击肿瘤君

二甲双胍通过转运体进入肿瘤细胞内,作用于线粒体,一方面抑制DNA损伤修复因子的表达,加速肿瘤细胞的凋亡(图2)。另一方面活化AMPK,AMPK的活化可促进肿瘤细胞内脂类的分解,抑制相关蛋白的合成,限制肿瘤细胞的能量供应,进而抑制肿瘤细胞的生长、增殖。

同时,活化的AMPK可调控下游因子表达,导致肿瘤细胞周期停滞、促进肿瘤细胞的凋亡以及自噬,从而加速肿瘤细胞的死亡(图2)。此外,活化的AMPK还可以抑制血管生成的相关因子,抑制肿瘤组织内血管的生成,从而阻断肿瘤细胞的营养供应(图2)。

图2. 二甲双胍对肿瘤细胞的直接作用

因此,药物是否能够有效预防癌症的关键并不在于血糖浓度的高低,而是在于能否真正激活AMPK蛋白激酶以及一连串连锁反应。二甲双胍的抗肿瘤效应就是通过激活AMPK,引发后续反应,从而达到抑制肿瘤生长的目的。

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迂回侧击,逆转耐药,抑制侵袭

二甲双胍进入肿瘤细胞内,可抑制MDR基因转录,从而抑制耐药相关蛋白的表达,提高肿瘤化疗药物治疗的成功率(图3)。另一方面,二甲双胍还可抑制EMT相关因子的表达,从而抑制肿瘤细胞的侵袭转移(图3)。

图3.二甲双胍逆转耐药,抑制侵袭转移的机制

除此以外,二甲双胍还能与CTLA-4抑制剂联用,也得到了更好的抗癌效果,说明二甲双胍或许可以作为辅助用药增强PD-1/PD-L1之外免疫治疗的效果。相信在不久的将来,二甲双胍将会为肿瘤的治疗保驾护航,让癌症患者看到福音。老兵不死,传奇继续。

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