結(jié)直腸癌是我國(guó)發(fā)病率第三、死亡率第五的癌癥。2018年我國(guó)大約有521,490新增病例和247,563死亡病例。近些年，雖然腸癌的死亡率略有下降，但是發(fā)病率呈現(xiàn)出年輕化的趨勢(shì)。

圖1：2018年中國(guó)前十癌癥發(fā)病率和死亡率（來源：WHO Globocan）

文獻(xiàn)顯示，大約20%-25%的新診斷結(jié)直腸癌患者在就診時(shí)已有轉(zhuǎn)移灶。雖然，以伊立替康或者奧沙利鉑為基礎(chǔ)的一線化療聯(lián)合表皮生長(zhǎng)因子受體（EGFR）靶向藥治療轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌，可將中位總生存期（mOS）提高2年以上。但是約有30%-50%的CRC患者對(duì)EGFR抑制劑治療無反應(yīng)，因?yàn)樗麄冇蠯RAS基因第2外顯子突變，這是EGFR抑制劑耐藥性的可預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物。這類患者其他新型靶向治療的選擇也很有限。

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研究團(tuán)隊(duì)回顧性分析了2000多位晚期結(jié)直腸癌患者病歷，發(fā)現(xiàn)二甲雙胍可改善KRAS突變晚期結(jié)直腸癌的預(yù)后，對(duì)KRAS野生型結(jié)直腸癌則無效；

二甲雙胍抑制KRAS突變癌細(xì)胞的增殖與其細(xì)胞內(nèi)濃度有關(guān)；

KRAS突變導(dǎo)致膜通道蛋白MATE1表達(dá)水平下降，二甲雙胍無法從通道出去而在細(xì)胞內(nèi)積聚，從而發(fā)揮抗癌作用；

研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃開展前瞻性臨床研究以進(jìn)一步開發(fā)二甲雙胍抗癌作用。

6月9日，中山大學(xué)中山醫(yī)院科研團(tuán)隊(duì)對(duì)二甲雙胍抗癌作用的最新研究成果發(fā)表在了《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》（PNAS）上，他們分析了2335位晚期結(jié)直腸癌患者的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在攜帶KRAS突變的晚期結(jié)直腸癌患者中，與服用其他降糖藥相比，服用二甲雙胍的患者總生存期（OS）延長(zhǎng)37.8個(gè)月，中位無進(jìn)展生存期（mPFS）延長(zhǎng)8.1個(gè)月。但是，在不攜帶KRAS突變的結(jié)直腸癌患者中，沒有發(fā)現(xiàn)二甲雙胍的神奇作用。

圖2：文章發(fā)表網(wǎng)站的截圖

二甲雙胍是被各大指南推薦的2型糖尿病患者的首選藥物，其在防癌抗癌領(lǐng)域也一直具有非常良好的應(yīng)用前景，是繼阿司匹林之后的又一多面手。

最近的一些臨床和臨床前研究表明，二甲雙胍具有直接的抗癌作用，相關(guān)機(jī)制包括AMP激活的蛋白激酶激活，雷帕霉素（mTOR）靶蛋白滅活，促分裂原激活的蛋白激酶激酶1（MEK）/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）和磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/ AKT信號(hào)通路抑制。但也有一些回顧性研究發(fā)現(xiàn)二甲雙胍與癌癥患者的預(yù)后之間沒有關(guān)系�；蛟S需要我們開拓思路，發(fā)現(xiàn)新的角度。

流行病學(xué)研究

中山醫(yī)院的研究人員回顧性分析了2335位轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者的病歷記錄，找出282位同時(shí)是2型糖尿病患者，將他們分為使用降糖藥組和不使用降糖藥組。兩組的性別、年齡、BMI、原發(fā)腫瘤位置、轉(zhuǎn)移部位、病理分級(jí)和KRAS基因類型的分布基本相同。

分析發(fā)現(xiàn)，身患糖尿病卻沒有使用降糖藥治療的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者比沒有糖尿病的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者的OS更差 (HR 1.691; 95%CI, 1.154~2.479) ，如果使用降糖藥治療，身患糖尿病的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者的OS會(huì)得到改善（圖3）。

圖3：用藥狀態(tài)與總生存期之間的關(guān)系

讓研究人員十分意外的是，身患糖尿病且只使用二甲雙胍的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者的OS甚至比沒有糖尿病的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者還要長(zhǎng)17.5個(gè)月 (HR, 0.622; 95% CI, 0.414~0.933)。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，使用其他降糖藥（包括胰島素、磺酰脲類、非磺酰脲類、α-葡萄糖苷酶抑制劑和噻唑烷二酮類藥物）的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者，無論是Kaplan-Meier分析中與沒有糖尿病的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者對(duì)比，還是Cox分析中與身患糖尿病卻未使用降糖藥的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者對(duì)比，都沒有改善預(yù)后。研究人員因此猜測(cè)，二甲雙胍對(duì)轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌和糖尿病的抗癌作用可能并不依賴于它的降糖作用，潛在的機(jī)制需要進(jìn)一步研究。

研究人員將轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者分為非二甲雙胍使用組和二甲雙胍使用組進(jìn)行對(duì)照分析發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍的使用與否跟OS和PFS均不相關(guān)。猜測(cè)，二甲雙胍的抗癌活性可能與患者攜帶的基因突變有關(guān)。

于是，研究人員按照KRAS基因型將研究對(duì)象進(jìn)行分類分析，發(fā)現(xiàn)二甲雙胍與OS和PFS之間的關(guān)聯(lián)僅限于具有KRAS突變的個(gè)體。在攜帶KRAS突變的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌患者中，使用二甲雙胍的患者比使用其他降糖藥的患者的OS延長(zhǎng)了37.8個(gè)月 (P < 0.001)，中位PFS延長(zhǎng)了8.1個(gè)月 (P = 0.01)。這個(gè)結(jié)果令人振奮�。▓D4）

圖4：二甲雙胍對(duì)攜帶KRAS突變的CRC患者的影響

但是，二甲雙胍不能改善KRAS野生型患者的OS和PFS。這也許可以解釋先前各種研究之間的矛盾。（圖5）

圖5：二甲雙胍對(duì)KRAS野生型患者沒有影響

體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)

為了進(jìn)一步驗(yàn)證二甲雙胍的抗癌作用，研究人員分別從KRAS突變型患者和KRAS野生型患者的腫瘤中提取癌細(xì)胞，并接種到不同小鼠身上，給小鼠喂藥理劑量的二甲雙胍（200 mg / kg小鼠體重，相當(dāng)于人類每天口服1,000 mg / 60 kg體重），以評(píng)估藥理劑量下二甲雙胍的治療活性。結(jié)果表明，KRAS突變型癌細(xì)胞在小鼠身上的生長(zhǎng)明顯被抑制了，而KRAS野生型則沒有明顯變化（圖6）。

圖6：動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)

研究人員通過體外細(xì)胞生存力測(cè)試發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍以劑量依賴的方式抑制了KRAS突變結(jié)直腸癌細(xì)胞的活性，但沒有抑制KRAS野生型結(jié)直腸癌細(xì)胞活性。進(jìn)一步分析其發(fā)揮作用的方式發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍是讓KRAS突變的癌細(xì)胞分裂停止，而非凋亡。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞內(nèi)濃度決定了二甲雙胍在體外和體內(nèi)的抗癌活性。他們對(duì)攜帶KRAS突變的小鼠體內(nèi)血液中和腫瘤內(nèi)的二甲雙胍濃度進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)腫瘤內(nèi)二甲雙胍濃度達(dá)到122.5μM，是血液中濃度（24.6μM）的5倍。而KRAS野生型小鼠腫瘤內(nèi)和血液中二甲雙胍的濃度基本一樣（32.5μM vs 26.9μM）。

如果是高濃度的二甲雙胍抑制了癌細(xì)胞的增殖，那么要達(dá)到多少濃度才有效呢？研究人員用40μM二甲雙胍分別處理KRAS野生型和突變型的癌細(xì)胞（人口服標(biāo)準(zhǔn)劑量二甲雙胍之后血漿中二甲雙胍的濃度為10-40μM），21天后他們分析癌細(xì)胞內(nèi)二甲雙胍的濃度，發(fā)現(xiàn)KRAS突變型癌細(xì)胞內(nèi)二甲雙胍濃度達(dá)62μM，KRAS野生型癌細(xì)胞內(nèi)濃度只有22μM。這意味著低濃度二甲雙胍可以在KRAS突變的細(xì)胞中積聚，蓄積到足夠量，就可以發(fā)揮抗癌作用，抑制癌細(xì)胞的增殖（圖7）。

圖7：低濃度二甲雙胍在KRAS突變細(xì)胞中積聚，也可以發(fā)揮抗癌作用。

研究人員也分析了二甲雙胍在KRAS突變的癌細(xì)胞中積聚的原因，發(fā)現(xiàn)是因?yàn)镵RAS突變導(dǎo)致膜通道蛋白MATE1表達(dá)水平下降，二甲雙胍無法從通道出去而在細(xì)胞內(nèi)積聚。如果上調(diào)癌細(xì)胞中MATE1表達(dá)水平，二甲雙胍無法積聚而失去抗癌作用。

洋蔥總結(jié)

與阿司匹林齊名的“萬能神藥”二甲雙胍，在2005年首次被發(fā)現(xiàn)可以降低2型糖尿病患者的腫瘤患病風(fēng)險(xiǎn)。2012年一項(xiàng)薈萃分析結(jié)果顯示：在2型糖尿病患者中，含有二甲雙胍的治療方案使結(jié)直腸癌、胰腺癌發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)分別降低36%、62%（圖8）。但是尚沒有研究明確二甲雙胍的作用機(jī)制。

圖8：二甲雙胍降低T2DM患者CRC、胰腺癌發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)

中山醫(yī)院科研團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究，從流行病學(xué)到分子機(jī)制，深入分析了二甲雙胍的抗癌作用。研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)2000多位結(jié)直腸癌患者病歷數(shù)據(jù)的回顧分析，并進(jìn)行了體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)，基本理清了二甲雙胍對(duì)攜帶KRAS突變的轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌的抗癌作用的機(jī)制，是通過KRAS突變導(dǎo)致膜通道蛋白MATE1表達(dá)水平下降，使二甲雙胍在癌細(xì)胞內(nèi)積聚，到達(dá)一定濃度后而實(shí)現(xiàn)抑制癌細(xì)胞增殖的作用。

目前團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃開始前瞻性研究，非常值得期待��！

參考文獻(xiàn)

[1] Xie J, Xia L, Xiang W, et al. Metformin selectively inhibits metastatic colorectal cancer with the KRAS mutation by intracellular accumulation through silencing MATE1[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020.

[2] https://mp.weixin.qq.com/s/fkN_VFSduHw_-UBu4wJBeQ

[3] https://gco.iarc.fr/today

[4] https://e.dxy.cn/kongtang/voice/id/418