一氧化氮能協同癌症化療放療造成之細胞毒性
*化療
化學治療不只是靠對直接毒殺腫瘤細胞,基質及內皮細胞亦可作為化療藥物之作用標的,機制可能透過旁觀者效應(bystandar effect),減少氧氣或養分的供應,造成二次的腫瘤細胞減少。Bonavisa and Yashda近年回顧文章中提到,一氧化氮(NO)參與在許多化療藥物的細胞毒性機制中。第一,某些化療藥物可促使髓質細胞釋放NO,來達成其藥效;其次,某些化療藥物之細胞毒性效應可經由同時遞送NO給予體(donor)而加強,第三,NO釋放可增加血管通透性,而促進化療物的遞送。
*臨床前試驗
實驗動物模式中已有許多證據顯示,NO可以增加化療藥物的細胞毒性效應。Shinohara等人的研究證明,在實驗大腸腫瘤動物模式中,使用細菌脂胜肽JBT,可增進irinotecan(抗癌妥)化療的療效,其機制與促進巨噬細胞釋放NO及IL-15有關。以cyclophosphamide治療系統性及腦外性白血病及B16黑色素瘤之小鼠模式中,NO給予體以有機氮的模式存在,可以增進以低於治療效果劑量造成之毒殺細胞能力。同樣的於自發性肺上皮細胞癌小鼠模式中,使用toxol合併免疫調控藥物AS101治療,可以達到明顯的藥物協同作用,此效果與活化巨噬細胞及釋放NO有關,並於使用NO抑制劑後被反轉。Petotta等人提出另一潛在之非直接性之細胞毒性機轉: 其提出於黑色素細胞瘤小鼠模式中,使用NO 給予體提前處理樹突細胞,與可使用較低劑量的cisplatinum治療腫瘤有關。NO 給予體前處理樹突細胞,會對cisplatinum造成之細胞凋亡有保護效果。然而,有研究顯示,在IL-12及doxorubicin合併治療之研究中,則顯示強調欲強調NO的重要性證據仍嫌不足。
由於血腦障壁的存在,腦瘤對化療較不敏感,故許多在化療時以增加血腦障壁的通透性為目的之策略便因應而生。Weybrock等人在大鼠C6神經膠質瘤細胞模式中,使用短效NO 給予體Proli/NO,於合併化療藥物carboplatin治療時以破壞血腦障蔽,結果發現兩藥物具有強烈的協同作用。但是C6神經膠質瘤細胞由一遠交(outbred)大鼠種系而來,故可能必須考量有免疫排斥的效應。同樣的,在9L大鼠神經膠質瘤動物模式中,NO及血腦障壁的開啟可能與L-arginine及hydroxyurea的處理有關,此兩者都已知能增加NO的產生。eNOS專一地在腫瘤血管中增加,可證實此效應是透過此兩化合物達成。研究中亦顯示,相對的RMP-7及bradykinin兩種同樣可開啟血腦障蔽之化合物,L-arginine及hydroxyurear能開啟血腦障壁較長時間。
*臨床試驗
在異體移植的人類腫瘤細胞模式中,Blumental等人研究則顯示,在放射-免疫治療中具有不同如上所述之反應,可能因為使用了不同劑量的NO及arginine,造成誘發合併處理治療的效果。
人類乳癌細胞株及小鼠黑色素細胞瘤細胞株對於5-flurouracil及doxorubincin的抗性增加,不只因為缺氧的增加,同時可能透過抑制iNOS。作者假設某些造成缺血的反應可能因為腫瘤組織中缺少NO。
NO在維持腫瘤血液供給中是一個雙面角色,增加或降低腫瘤內NO的量可能發展成抗腫瘤的策略。臨床第一期試驗中已有使用iNOS抑制劑來減少腫瘤血液供應,驗證了此概念。
*摘要及未來目標
就像放射治療的效果,某些化學治療中的細胞毒殺效應並不只是直接的毒殺主流細胞,而是透過某些間接的機制。此些”二級作用”可能就是透過化療藥物促進釋放NO及其他細胞毒殺分子所達成。很明顯的,NO的釋放,可以透過直接毒殺細胞,或增加血液中應急血管通透性,以促進化療藥物的細胞毒殺反應。
實務上我們可應用NO給予體或是NOS抑制劑來評估是否促進化療藥物效果。由於NO在與化療藥物合併使用上的雙面角色,我們可以想像,藉由增加或減少NO,對於不同細胞種類及不同治療策略中可能具有不同效應。後續臨床試驗及可以調控NO量來證實此概念。
原文出處:
Book: nitric oxide (NO) and cancer: prognosis, prevention, and therapy
Ch12: sensitizing effect of NO to cytotoxic stimuli
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