纽约西奈山医学院的Mone Zaidi发表在PNAS Early Edition上的研究报告显示，双膦酸盐可以直接结合并且抑制HER激酶。HER激酶的一种常见的突变形式可以导致非小细胞肺癌和其他肿瘤生长并对酪氨酸激酶抑制剂产生耐药。研究人员发现，双膦酸盐可以通过灭活人表皮生长因子(EGF)受体发挥抗肿瘤效应。就目前治疗而言，大量的处方使用抗骨质疏松药物是对HER导致的肿瘤的一种廉价而有效的辅助治疗方式。

双膦酸盐可以降低部分乳腺癌和结肠癌风险

如果该结果被证实，双膦酸盐就可以改变用途，用于HER(人表皮生长因子)驱动的乳腺癌、肺癌、结直肠癌预防和辅助治疗。

目前，有相当多的非对照研究和少量的临床流行病学研究认为双膦酸盐(治疗骨质疏松症)可以降低乳腺癌和结直肠癌的风险。Zaidi补充说采用双膦酸盐静脉注射治疗肿瘤患者骨转移的几个研究认为，双膦酸盐具有降低肿瘤细胞负荷的作用。其中的机制目前尚不明确，但他们的发现为这种可能存在的联系提供了一个合理的解释。

文章指出许多恶性肿瘤包括肺癌、乳腺癌、结直肠癌、胃癌、头颈部肿瘤、胰腺癌都是由人EGF受体家族成员过表达或突变而引起的。

约1/3的NSCLC由HER1突变驱动

30%的非小细胞肺癌(NSCLC)是由HER激酶结构域的突变引起，而在约25%的乳腺癌中HER2(ErbB2/neu)基因是扩增的，这些是侵袭性较高的肿瘤亚型。90%的结肠癌是由HER1基因扩增或蛋白过表达引起。

该研究第一次在基因数据库分析中检测到了双膦酸盐和HER的关系，并且在人类肿瘤细胞株和小鼠中得到证实。研究者指出虽然已经知道双膦酸盐可以抑制法尼焦磷酸合酶(FPPS，甲羟戊酸途径酶)的活性，从而减少骨吸收，但许多不依赖于FPPS的功能还没有明确的解释。

为了研究双膦酸盐产生抗肿瘤作用的机制，他们使用了新型的双膦酸盐药签去搜索“连接图”(Connective Map,CAMP)。CAMP是一个基因、疾病和药物的关联的汇编。研究者从三个志愿者的外周血单个核细胞分离得到破骨细胞，用两种最常用的双膦酸盐(阿仑膦酸盐或利塞膦酸盐)处理细胞，然后对分离的mRNA进行微量检测。

双膦酸盐调节EGFR/HER2

通过定量PCR(qRCR)证实了双膦酸盐可以上调六个基因(P≤0.006)，下调7个基因(P≤0.0005)的表达，然后搜索CMAP寻找和双膦酸盐基因调节机制类似的化学物。在搜寻到的化学物的评分中，最高的两个是抗癌剂，一个是聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP)抑制剂1，5-异喹啉，第二个是第一代的EGFR激酶抑制剂—酪氨酸磷酸化抑制剂AG-1478。

研究者采用体外破骨细胞形成实验证实了这些化学物具有真正的双膦酸盐模拟作用。这一发现十分有趣，在基因和基因组的数据库(KEGG)中对相同的微量检测数据进行平行分析，发现30个双膦酸盐相关的通路中11个是HER家族信号分子，这包括HER1、HER2/neu、Q14 EGF、PI3K、AKT、PTEN和RAF1等。总之，CMAP和KEGG结果提示目前才发现双膦酸盐具有调节EGFR/ HER2的作用。

研究者采用热转移法分析发现，双膦酸盐可以结合HER1/2激酶结构域并且抑制其活性。通过MTT检测几种双膦酸盐对HER1驱动的肺癌细胞株和HER表达的肺癌、乳腺癌、结肠癌细胞株的影响，他们发现含氮双膦酸盐包括利塞膦酸盐、唑来膦酸盐和米诺膦酸盐处理的细胞均以浓度依赖的方式抑制细胞株的活力，而不含氮双膦酸盐，如替鲁膦酸盐则不影响细胞活力。

双膦酸盐靶向HER的表达发挥细胞杀伤作用

研究人员指出唑来膦酸和米诺膦酸对H3255和HCC827细胞活力的影响几乎相同，其中的咪唑环及结合能(-10.48和-9.47 kcal/mol)几乎完全相同。对接研究证实，唑来膦酸、米诺膦酸和替鲁膦酸盐的磷酸基团与镁离子协同，但是只有唑来膦酸和米诺膦酸的咪唑环可以和T790相互作用，而替鲁膦酸盐的对-氯苯基咪唑环不与T790相互作用。这一发现表明，双膦酸盐必须与T790相互作用，并同时与Mg2+协同才能作为HER1激酶抑制剂发挥作用”。Zaidi等认为这些实验明确了双膦酸盐的细胞杀伤作用几乎完全依赖于HER表达。

数据还基本排除了细胞杀伤作用依赖于其他可能和双膦酸盐潜在作用的受体酪氨酸激酶，这和体内并没有抑制FGFR、VEGRF和INSR磷酸化一致。研究者称FPPS在双膦酸盐诱导的细胞杀伤中起作用是“极不可能”的，虽然在肺癌和乳腺癌细胞株中干扰FPPS表达，但双膦酸盐的功能没有影响。

小鼠研究中肿瘤生长“明确减少”

该研究在裸鼠异种种植HER1deltaE746-A750驱动的NSCLC或HER1wt表达MB231乳腺癌细胞株，发现治疗组小鼠在移植开始时肿瘤生长明显抑制，而移植HERlow-SW620结肠癌细胞株的小鼠没有变化。HCC827或MB231细胞种植的裸鼠灌胃给予双膦酸盐，治疗剂量和保护剂量都能显著降低肿瘤体积。而移植HERlow-SW620细胞株的小鼠没有看到相同的结果。

该研究还探讨了双膦酸盐是否可以作为酪氨酸激酶抑制剂(TKI)，即吉非替尼和厄洛替尼的辅助治疗，以及该药物是否可以靶向TKI耐药的NSCLC。在对接研究和分子动力学、异向性网络模型中发现，双膦酸盐在HER1激酶结构域内结合TKIs。从结合部位可以预测，双膦酸盐在小鼠中可能会增强TKIs降低细胞活力和引起肿瘤消退的能力。值得注意的是，双膦酸盐也可以通过T790M突变克服厄洛替尼耐药，从而为TKI耐药的NSCLCs提供一个治疗选择。”

需要探索肿瘤药物的研究

Zaidi指出这些发现仍需要进一步在前瞻性、双盲临床试验中证实。该研究探讨了双膦酸盐能否改善对标准治疗耐受的HER驱动肿瘤的总生存期，研究者希望该研究可以获得联邦资助。Zaidi在一篇已发表的声明中提到尽管这一结果是令人兴奋的，但目前还没进行昂贵的临床试验的商业模式，而这又是确定双膦酸盐可以用于肿瘤所必须的。由于没有专利保护和利润，所以制药公司不可能为开发仿制药的研究买单，这就需要寻找一个非传统的资助来源，有可能是联邦政府。

(编译 刘新会 审校 李荣)

南方医科大学肿瘤中心(SMU-CC) 罗荣城教授述评：

目前全球关于唑来膦酸的三个国际大型临床研究ABCSG-12、AZURE和ZO-FAST研究都认为唑来膦酸可以延长绝经后骨转移乳腺癌患者的总生存期，而绝经前骨转移患者却无明显受益。关于双膦酸盐抗肿瘤的具体作用机制尚不明确，认为主要是通过间接抗肿瘤作用，如抗血管生成，抑制破骨细胞生成和预防骨转移。该研究首次发现双膦酸盐通过直接抑制HER家族的表达发挥抗肿瘤作用，为双磷酸盐抗肿瘤的作用提供了直接证据。但是，这尚不能完全解释双膦酸盐对绝经前后患者的总生存期影响不同的原因。此外，该研究的主要结论都是在细胞水平和动物实验中完成，有待进一步临床研究的支持。