近日,美國西北大學的一項成果發表在《 Circulation》雜誌上,該校研究小組人員發現了一種基因組變異,可以幫助臨床醫生預測哪些患者會因廣泛使用化療藥物而出現心臟毒性。
西北大學藥理學助理教授、該研究主要參與者 Paul Burridge 博士表示,這些發現強調了識別可靠的預測基因組生物標誌物及其改善治療計劃和整體患者預後的潛力的重要性。“這對患者來說是個好訊息,因為我們有可能預測哪些患者或多或少可能會出現心臟毒性並相應地調整他們的治療方案,”Burridge博士說,他也是西北大學 Robert H. Lurie 綜合癌症中心的成員。
多柔比星是一種蒽環類腫瘤化療藥物,主要用作被診斷患有癌症(通常是兒童癌症和乳腺癌)的患者晚期最後一線治療,這些患者沒有其他化療治療方案。雖然該藥物已被證明可有效減緩癌細胞的生長,但約有10%的患者會因為該藥物而出現某種形式的心臟毒性副反應,從射血分數降低(心臟左心室泵血的能力)到心力衰竭,部分甚至需要心臟移植。
為了研究清楚為什麼阿黴素僅在這些一小部分患者中會引起心臟毒性,Paul Burridge 博士和他的合作者利用以前的研究表明基因 SLC28A3 中的一個突變體與阿黴素心臟毒性在統計學上有相關性,以此作為他們研究的突破點。
根據Paul Burridge 博士所說,SLC28A3 蛋白也被稱為將藥物帶入癌細胞的攝取轉運蛋白,並且該蛋白僅在心肌細胞中表達,心肌細胞是幫助心臟收縮的特殊細胞。SLC28A3 蛋白在人誘導多能幹細胞來源的心肌細胞中的表達。
基於這些知識,研究人員設計了源自六名兒童患者的人類誘導多能幹細胞 (hiPSC) 的心肌細胞, 這些患者中有一半存在表達 SLC28A3 突變體蛋白,所有患者都接受了多柔比星治療。
使用 hiPSC 衍生的心肌細胞,研究人員發現來自具有 SLC28A3 突變體的患者的細胞從化療藥物中表現出的心臟毒性較小。在細胞系中敲除 SLC28A3 也證明了心臟毒性的降低。研究人員還發現 SLC28A3 突變體是同義突變。
研究人員使用奈米孔 DNA 測序開發了一種簡單的基因測序方法,並在 SLC28A3 中鑑定出一種稱為 s11140490 的新型基因組變異,該變異由長鏈非編碼 RNA 定位,對 SLC28A3 基因表達有直接影響。
Paul Burridge 博士說,透過簡單地篩查患者的這種基因變異,臨床醫生可以預測哪些患者將免受多柔比星化療藥物引起的心臟毒性。Paul Burridge博士表示,該研究小組還建立了一個模型,用於篩選臨床批准的藥物,以確定它們如何將阿黴素藥物轉運到心肌細胞中。
使用這個模型,Burridge 博士的團隊發現藥物地昔帕明(一種三環類抗抑鬱藥物)抑制了多柔比星向心肌細胞的轉運。透過研究用地昔帕明和多柔比星治療的小鼠模型,研究人員發現小鼠的心臟毒性降低了近一半。“地昔帕明是一種已經獲得 FDA 批准的藥物,因此這意味著臨床上使用這種療法的患者心臟毒性要降的多,”Burridge 博士說,目前他的研究團隊正在與Robert H. Lurie癌症中心合作,開始在臨床試驗中測試地昔帕明的療效,並確認降低化療療效沒有問題。將僅在10%的人中發生的心臟毒性降低到 5% 是相當困難的測試,我們需要很多患者,但我們對如何繼續前進感到非常興奮,”Burridge 博士說。
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