利用自噬抑制劑氯喹提高離子束治療腫瘤療效的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種利用自噬抑制劑氯喹提高離子束治療腫瘤療效的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]惡性腫瘤(也稱為癌癥)主要是因細(xì)胞增殖機(jī)制失調(diào)而妨礙正常細(xì)胞功能的疾病，可能局部侵潤正常組織并經(jīng)由淋巴系統(tǒng)、體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)而轉(zhuǎn)移到其他部位。具有對抑制生長信號不敏感、不受生長信號控制而無限增殖的特點，具有抵抗凋亡、促進(jìn)血管生成、侵襲和迀移的能力。癌癥是常見的多發(fā)病，主要有肺癌、肝癌、腸癌、宮頸癌、前列腺癌、膠質(zhì)瘤、乳腺癌等。在全世界每年新增的癌癥患者超過1400萬，每年因癌癥死亡的人超過820萬。癌癥嚴(yán)重危害人類的生命與健康，是全球最大的公共衛(wèi)生問題之一(Globocan, IARC, 2010, 2008)。我國癌癥發(fā)病和死亡人數(shù)居全世界首位，根據(jù)《2012中國腫瘤登記年報》發(fā)布的數(shù)據(jù):“全國每6分鐘就有一人被確診為癌癥，每天有8550人成為癌癥患者，每七到八人中就有一人死于癌癥?！?“全國癌癥發(fā)病形勢嚴(yán)峻，發(fā)病率與死亡率呈持續(xù)上升趨勢，每年新發(fā)癌癥病例約350萬，因癌癥死亡約250萬”。
[0003]癌癥的治療方法主要有手術(shù)、化療、放療、免疫療法、靶向治療等，全世界各種治療方法治愈率45 %，放射治療連同手術(shù)和化療是目前癌癥治療的三大常規(guī)手段，在所有接受治療的患者中將近80%的患者均不同程度地接受了放射治療。常規(guī)射線如X射線與γ射線等的放療技術(shù)在治療惡性腫瘤的同時也對正常組織造成損傷，甚至造成嚴(yán)重的毒副作用。因此，如何提高放射治療中腫瘤組織的輻照劑量以殺死腫瘤，同時減少對正常組織的損傷一直是放療領(lǐng)域所追求的目標(biāo)。
[0004]離子束(質(zhì)子束和重離子束)治療是目前國際公認(rèn)最先進(jìn)的放射治療技術(shù)。與X-射線、γ-射線和電子束不同，離子束與物質(zhì)相互作用時其動能損失主要在射程的末端而呈現(xiàn)急劇增強(qiáng)的窄峰，稱為布拉格峰；調(diào)節(jié)離子束能量就可以控制其布拉格峰的位置，基于此原理的離子束治療在對腫瘤組織進(jìn)行大劑量照射時可以很好地保護(hù)健康組織。因此，離子束治療癌癥具有傳統(tǒng)放療難以比擬的優(yōu)勢:①定位精度高，對健康組織損傷小；?利用質(zhì)子和重離子的帶電性，可以通過束流傳送系統(tǒng)按腫瘤斷層的形狀精確地進(jìn)行照射治療可在線監(jiān)控照射束流的動態(tài)，實現(xiàn)位置的精確監(jiān)控傳能線密度高，相對生物學(xué)效應(yīng)高；⑤治療周期短，治愈率高，尤其是重離子束對抗常規(guī)射線及治療后復(fù)發(fā)的腫瘤也非常有效；⑥無明顯毒副作用。
[0005]離子束治療因為設(shè)備昂貴，所以提高單次照射的效果能夠降低照射劑量，提高設(shè)備的利用率并降低費用。如何能夠更高效地利用束流、提高束流的有效劑量？常規(guī)的方法是通過添加放療增敏劑[如Misonodaxole、硝基咪唑的酰胺衍生物SR-2508(Etanidacole)、硝基咪唑類化合物AK-2123、吉西他濱、順鉑、甘氨雙唑鈉、替拉扎明(TPZ)等]或者利用細(xì)胞因子或者小分子藥物[如金雀異黃酮、絲裂霉素、靶向的磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)/核因子kB(NF-kB)信號通路、表皮生長因子受體EGFR、生存素Survivin等]讓腫瘤細(xì)胞停滯在G2/M期，提高腫瘤細(xì)胞的輻射敏感性這兩種增加電離輻射對腫瘤的損傷的方法。
[0006]細(xì)胞自噬是細(xì)胞在營養(yǎng)剝奪或者外界壓力的條件下，降解自身的細(xì)胞器(如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，線粒體等)或者蛋白聚集體，以維持自身能量和物質(zhì)代謝的過程。在哺乳動物細(xì)胞中，誘導(dǎo)自噬的一般分子機(jī)理為:在饑餓或者外界壓力條件下，各種信號匯聚在mTORCl引起mTORCl從ULK復(fù)合物上解離，使得ULK高度磷酸化，接著磷酸化Ambral，使得Beclinl-Ambral-PIK3C3復(fù)合物從微管轉(zhuǎn)移到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，構(gòu)成自噬體的核心。然后Atg5-Atgl2復(fù)合物以及LC3完成自噬泡的延伸，成熟的自噬泡與溶酶體相結(jié)合完成降解。一般認(rèn)為自噬是細(xì)胞對于環(huán)境變化的有效反應(yīng)，對細(xì)胞的存活和死亡起著舉足輕重的作用，目前研究表明自噬與人類的多種疾病，尤其是惡性腫瘤存在密切關(guān)系。
[0007]自噬與腫瘤細(xì)胞死亡的關(guān)系目前還不十分清楚，有研究表明，自噬是細(xì)胞死亡的一種方式，與凋亡相似，被命名為II型程序化細(xì)胞死亡，但也有大量的實驗數(shù)據(jù)支持自噬是一種腫瘤細(xì)胞面對外界壓力的適應(yīng)性反應(yīng)，是促進(jìn)細(xì)胞存活的一種效應(yīng)。我們采用六種腫瘤細(xì)胞進(jìn)行的研究結(jié)果表明，對于碳離子照射，自噬是一種輻射抗性因素，抑制自噬表達(dá)能夠誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡從而提高輻射敏感性。
[0008]氯喹(Chloroquine，CQ)是一種已經(jīng)廣泛應(yīng)用的抗皰疾藥物，研究表明氯喹可以提高溶酶體pH值、抑制自噬體和溶酶體的融合以及自噬溶酶體內(nèi)蛋白的降解，是一種自噬抑制劑；Amaradi等發(fā)現(xiàn)5 ymol/L的氯喹可以抑制自■降解機(jī)制，促進(jìn)p53介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞凋亡；Maclean等認(rèn)為高濃度的氯喹(50ymol/L)可直接導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡；Chaachouay研究發(fā)現(xiàn)用3-甲基腺嘌呤(3-MA)和氯喹抑制輻射抗性的乳腺癌細(xì)胞MDA-MB-231可以提高輻射敏感性。氯喹作為自噬抑制劑已與多種化療藥形成聯(lián)合治療藥物，并已進(jìn)入臨床1/II實驗階段。
[0009]氯喹于1947年開始被應(yīng)用于臨床，由于其高效、安全、低價等特性，至今仍然作為一種抗瘧疾藥廣泛的應(yīng)用于臨床治療，其藥代動力學(xué)和毒性研究已經(jīng)非常明確，作為放療的輔助藥物，完成臨床前實驗研究后，可以直接進(jìn)入臨床II期。根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計，開發(fā)一種新藥的平均成本約為40?118億美元，平均耗時約12年，發(fā)明安全有效的新藥是一個長期、艱難和昂貴的進(jìn)程，因此進(jìn)行成熟藥物的新應(yīng)用研發(fā)，可以極大地節(jié)省資金成本，并縮短研發(fā)周期。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)缺陷:手術(shù)治療對患者生理功能和形態(tài)的損傷較大，也不適用于身體狀況較差的患者；化學(xué)藥物療法副作用太強(qiáng)，嚴(yán)重?fù)p傷生理機(jī)能；放射治療針對早期癌癥和局部進(jìn)展性癌癥，治療中的身體負(fù)擔(dān)小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種利用自噬抑制劑氯喹提高離子束治療腫瘤療效的方法，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0012]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:所述的一種利用自噬抑制劑氯喹提高離子束治療腫瘤療效的方法，其特點是使用氯喹類自噬抑制劑和離子束照射，其采用的氯喹類自噬抑制劑對腫瘤進(jìn)行預(yù)處理，再進(jìn)行離子束照射，抑制腫瘤的生長；具體包括如下步驟:
[0013](1)藥物配制:將氯喹類自噬抑制劑溶解在生理鹽水中，制成藥物溶液，將該溶液過濾待用；
[0014](2)藥物注射:通過注射給藥，劑量為2?50 μ Μ或者20?500mg kg 'day \注射后4小時進(jìn)行離子束照射；
[0015](3)采用離子束治療裝置，通過離子加速器將離子源產(chǎn)生帶電離子加速到速度約為光速的70%，通過束流輸運線傳輸?shù)街委熓?，再使用照射設(shè)備調(diào)整照射野與腫瘤形狀一致，進(jìn)行腫瘤治療。
[0016](4)監(jiān)測:照射完畢后，持續(xù)監(jiān)測進(jìn)食情況和體重，并測量腫瘤體積。
[0017]所述的第二步驟中的氯喹類自噬抑制劑包括氯喹、羥氯喹和4-氨基喹啉，氯喹類自噬抑制劑用藥量為2?50 μ Μ或20?500mg kg May ^
[0018]所述的第二步驟和第三步驟中的離子束包括質(zhì)子束和重離子束，所述的重離子束包括氦(He)、鋰(Li)、鈹(Be)、硼⑶、碳(C)、氮(N)、氧(0)、氟(F)、氖(Ne)、娃(Si)、氬(Ar)、鐵(Fe)、銅(Cu)、鉑(Pt)、金(Au)離子，離子束照射使用劑量范圍:單次照射劑量為2?8Gy，總照射劑量為30?80Gy。
[0019]所述的重離子束優(yōu)選碳離子束和氧離子束。
[0020]所述的離子束照射的次數(shù)為1?35次，優(yōu)選4?20次。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:所述的一種利用自噬抑制劑氯喹提高離子束治療腫瘤療效的方法，其利用離子束照射誘發(fā)腫瘤細(xì)胞凋亡，同時引發(fā)細(xì)胞自噬的發(fā)生，然后通過使用氯喹類自噬抑制劑阻斷自噬過程，從而更有效地誘發(fā)細(xì)胞凋亡，達(dá)到促進(jìn)離子束治療殺死腫瘤細(xì)胞的目的。兩者協(xié)同作用可以提高離子束治療中的單次照射的輻射損傷效應(yīng)，從而達(dá)到提高腫瘤組織輻照效應(yīng)增強(qiáng)的功效。其使用氯喹類自噬抑制劑后，離子束照射對腫瘤細(xì)胞的損傷提高23%，對腫瘤組織的生長抑制率顯著提高1.75倍。其顯著提高離子束治療中單次照射的效果，減少治療次數(shù)，縮短治療周期，也可提