消癌平注射液通过调控CYP450代谢酶克服非小细胞肺癌吉非替尼耐药的作用机制研究

XiaoAiPing injection (XAP) is a prepareation from the extract of Marsdenia tenacissima. Our previous work showed that XAP significantly restored gefitinib sensitivity in resistant NSCLC cells and xenograft mouses models. It is shown that drug resistance is not only related to the abnormal expression of some signaling pathways, but also to cytochrome P450 (CYP450) mediated drug metabolism. The low drug level in blood and tumor tissue, the decreased drug efficacy was observed. Gefitinib is mainly metabolized by CYP3A4 and CYP2D6 enzymes. Our preliminary test showed that XAP inhibited gefitinib metabolism in recombinant human CYP450 enzymes by reducing the clearances of gefitinib. Furthermore, the combination of XAP increased plasma gefitinib concentration in resistant NSCLC patients. Therefore, the present project intends to study the effect of XAP on gefitinib metabolism in vitro and in vivo,and to explore the correlation between gefitinib resistant related signaling pathways, gefitinib concentration, and the efficacy. The possible mechanisms of XAP overcoming gefitinib-resistant by regulating CYP450 enzyme activities will also be clarified. In whole, the present research will provide scientific evidence for using XAP to restore gefitinib sensitivity and to improve its clinical efficacy.

消癌平注射液(XAP)是中药通关藤的制剂，前期工作表明该药能显著改善非小细胞肺癌(NSCLC)对吉非替尼(gefitinib)的耐药。耐药除与有关信号通路异常表达相关外，还与CYP450酶介导的药物代谢特征改变有密切联系，使药物浓度降低，药效下降。gefitinib在体内主要经肝药酶CYP3A4和CYP2D6代谢。预试验表明XAP能抑制CYP450酶对gefitinib的代谢，显著降低该酶对gefitinib的清除率；耐药NSCLC患者血中gefitinib浓度较低，联合XAP能提高其血药浓度。因此，本项目拟研究XAP在体内、外对gefitinib代谢的影响；探讨gefitinib和代谢产物浓度变化与其疗效之间的关系；阐明XAP通过调控CYP450代谢酶而改善gefitinib耐药的可能机制。这些工作将为应用XAP克服gefitinib耐药提高临床疗效提供科学依据,具有重要的现实意义。

耐药已经成为制约gefitinib等酪氨酸激酶抑制剂 (TKI) 分子靶向药疗效的主要问题，虽然有接踵推出的第二代、第三代TKI用于非小细胞肺癌的治疗，但耐药问题始终是限制TKI临床疗效的瓶颈。前期研究发现消癌平注射液能有效改善gefitinib在非小细胞肺癌的耐药，但其作用机制尚未完全阐明，有待进一步研究。. 细胞色素P450 (CYP450) 酶在药物的代谢过程中具有十分重要的作用。耐药与CYP450酶介导的药物代谢特征的改变有密切关系，其活性改变可降低血液和肿瘤组织中的药物浓度从而使药效下降。本项目通过人肝微粒体、正常大鼠、荷瘤裸鼠研究了消癌平注射液对gefitinib体内外代谢的影响，研究了gefitinib及其主要代谢产物在荷瘤裸鼠血浆和肿瘤组织的药物代谢动力学，gefitinib及其代谢产物浓度与其抗肿瘤作用之间的关系，探讨消癌平注射液通过调节CYP450代谢酶改善gefitinib 耐药的可能作用机制。研究发现：消癌平注射液能提高gefitinib在耐药非小细胞肺癌荷瘤裸鼠血浆和肿瘤组织内的浓度，且以肿瘤组织内的浓度提升更为显著；对gefitinib在正常大鼠体内的代谢无显著影响。消癌平注射液通过抑制CYP3A4和2D6酶，特别是CYP3A4酶的活性和表达提高gefitinib在血浆内的浓度；通过抑制转运蛋白ABCG2的表达提高gefitinib在肿瘤组织内的浓度。下调肝细胞核因子(HNF4α)及其下游的信号通路HNF4α/PXR/CYP3A4和CYP2D6的表达是消癌平注射液抑制gefitinib经CYP450酶代谢的主要作用机制。通过上述研究，为联合应用消癌平注射液提高gefitinib体内浓度、适当降低gefitinib用量提供科学依据，减轻非小细胞肺癌患者的经济负担；通过应用消癌平注射液改善gefitinib耐药，对中西医结合提高非小细胞肺癌的临床疗效具有重要的现实意义。