上海市第九医院孙树洋团队通过药物基因组学开发出新的头颈部鳞状细胞癌精准治疗方案

来源：生物世界2022-09-13 17336036

本研究发现，ITGB1基因的高表达可作为头颈部鳞状细胞癌对多西他赛治疗耐药的生物标志物，并在2期临床试验中得到验证。

头部鳞状细胞癌(HNSCC)是头颈部最常见的恶性肿瘤。超过65%的患者会出现复发、转移或两者兼而有之。患者的5年生存率不到50%。在过去的20年中，包括联合手术切除和放化疗在内的治疗方法在一定程度上提高了头颈部鳞状细胞癌患者的生存率。

铂类药物、5-氟尿嘧啶、多西紫杉醇和西妥昔单抗是治疗头颈部鳞状细胞癌的一线药物。然而，大多数患者对这些药物没有反应。例如，头颈部鳞状细胞癌患者对西妥昔单抗的客观缓解率(ORR)仅为13%，对多西紫杉醇的客观缓解率为10%-30%。因此，为头颈部鳞状细胞癌患者制定有效的治疗策略是一个紧迫的挑战。

2022年9月7日，上海交通大学医学院附属第九人民医院孙树洋教授、院士、姚博士在Science Translational Medicine发表了题为《头颈部鳞癌信息精准肿瘤治疗的药剂学图景》的研究论文。

在这项研究中，通过药物基因组学研究了来自头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)患者的大量细胞，筛选并验证了治疗化合物，并确定了新的潜在生物标志物和新的基因-药物关联。

本研究发现，ITGB1基因的高表达可作为头颈部鳞状细胞癌对多西他赛治疗耐药的生物标志物，并在2期临床试验中得到验证。

这项研究表明，这种药物基因组学资源是一种有效的工具，可以识别生物标志物和新的靶向治疗，以帮助改善头颈鳞状细胞癌的治疗。

许多现代癌症药物的发现都依赖于反向药理学的方法，这种方法是专门针对已知对癌细胞生存至关重要的基因突变而设计的。在头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)中，包括P53、CDKN2A和FAT1在内的肿瘤抑制基因(TSG)经常突变。但是针对这种肿瘤抑制基因的功能性缺失突变，还是非常困难的。

相比之下，阳性药理学的药物发现方法首先确定癌细胞的药物敏感性，然后探索各种药物反应的潜在生物决定因素。随后，对药物敏感和耐药细胞进行基因组学和转录组学分析，揭示了患者各种反应的药物基因组学基础，有助于确定值得临床探索的疗法。然而，很少有关于头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)的药物基因组学研究。

高通量药物筛选(HTS)已成功应用于已被批准用于旧药物新用途的药物的新治疗用途。例如，原本用于镇静和缓解疼痛的沙利度胺已被重新用于治疗多发性骨髓瘤。此外，临床证据表明，通过使用PDC进行药理学分型和识别对治疗药物敏感的患者，可以提高治疗的应答率。

本研究中，研究团队提出了头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)的药物基因组学研究，旨在推动头颈部鳞状细胞癌的精准治疗。

研究小组从头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)样本中构建了56个患者来源的细胞(PDC)，并验证了这些细胞可以忠实地概括原发肿瘤的分子特征和肿瘤之间的异质性。

接下来，研究小组构建了头颈部鳞状细胞癌细胞模型库(HNCR)，其中包含56个患者来源的细胞(PDC)和另外18个永生化细胞系。该细胞模型库用于筛选2248种化合物。研究小组整合了基因组、转录组和药理学分析来预测生物标记、基因-药物关联和验证生物标记。

这些结果支持头颈部鳞状细胞癌各亚型的药物再利用，包括JAK2抑制剂Fedratinib用于KRT18基因低表达的头颈部鳞状细胞癌患者，米托蒽醌(一种拓扑异构酶抑制剂)用于IL6R激活的头颈部鳞状细胞癌患者。

这些结果也证明了PDC的敏感性预测和匹配患者对标准临床药物的反应之间的一致性。

此外，该研究还发现，ITGB1基因的高表达赋予了对多西他赛的治疗抗性，而SOD1基因的高表达赋予了对阿法替尼的治疗抗性。

研究小组还在2期临床试验中验证了ITGB1作为多西他赛治疗反应的预测生物标志物。

总的来说，本研究为头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)患者的精确治疗提供了一种潜在的方法，有望提高头颈部鳞状细胞癌的治疗效果。

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