靶向致癌基因与代谢重编程的协同抑制策略增强耐药性非小细胞肺癌治疗效果

为解决非小细胞肺癌（NSCLC）患者对酪氨酸激酶抑制剂（TKI）的耐药性问题，意大利坎帕尼亚大学研究人员通过联合靶向致癌信号通路（EGFRL858R/T790M/MET/KRAS）与糖代谢关键酶PDK（丙酮酸脱氢酶激酶），发现低剂量二氯乙酸（DCA）可逆转Warburg效应，显著增强TKI疗效（协同指数CI<1），降低肿瘤侵袭性并诱导凋亡（BIM上调1.6倍），为克服耐药性提供新策略。

　　

肺癌治疗领域长期面临一个棘手难题：尽管靶向致癌基因的酪氨酸激酶抑制剂（TKI）显著改善了携带EGFR/MET/KRAS等突变的非小细胞肺癌（NSCLC）患者预后，但绝大多数患者最终会产生耐药性。更令人担忧的是，肿瘤细胞通过代谢重编程——尤其是依赖糖酵解的"Warburg效应"——不仅逃逸药物杀伤，还可能获得更强的转移能力。这种"双刃剑"现象促使科学家探索同时靶向致癌信号和代谢通路的联合策略。

意大利坎帕尼亚大学路易吉·万维泰利分校（University of Campania Luigi Vanvitelli）的研究团队在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》发表的研究中，创新性地将传统TKI与一种老药新用的代谢调节剂二氯乙酸（DCA）组合，在三种耐药NSCLC细胞模型（H1975/H1993/A549）中实现了"减毒增效"的突破。

研究人员采用多组学技术联用的策略：通过分子对接模拟分析DCA与四种PDK亚型的结合特性；利用Seahorse能量代谢分析仪实时监测氧化磷酸化（OCR）与糖酵解（PER）速率；结合高效液相色谱-质谱（HPLC-MRM/MS）进行全代谢组分析；辅以流式细胞术检测细胞周期/凋亡、3D侵袭实验评估转移潜能。

3.1 DCA介导NSCLC细胞代谢转换

研究发现500 μM DCA（仅为既往研究剂量的1/40）即可显著降低磷酸化PDH^Ser293水平（p<0.05），减少葡萄糖消耗达50%，同时使线粒体复合体II/III表达上调，促进氧化磷酸化。这种代谢转换有效逆转了Warburg效应。

3.2 PDK亚型与DCA的分子互作

分子对接显示DCA与PDK2亲和力最高（HDOCK评分-7.8），而临床样本分析提示肺腺癌中PDK1/3高表达。这为设计亚型选择性抑制剂提供了依据。

3.3 协同靶向的能量代谢调控

TKI（奥希替尼/克唑替尼/司美替尼）与DCA联用产生显著协同效应（CI<1），使ATP产量提升2倍（p<0.0001），同时TCA循环中间产物累积4倍。代谢组学揭示该组合同时抑制糖酵解并激活三羧酸循环。

3.4 细胞周期阻滞与增殖抑制

联合治疗使H1975细胞G0/G1期阻滞达82.1%（p<0.0001），S期降至2.1%（p<0.001）。Edu实验证实增殖率降低最显著的是KRAS突变型A549细胞。

3.5 双重细胞死亡机制激活

在EGFR突变模型中，联合治疗通过上调促凋亡蛋白BIM（1.6倍）和降低Bcl2（0.5倍）诱导凋亡；而MET扩增的H1993细胞则同时激活自噬（LC3-II累积2.6倍）。线粒体膜电位（MMP）检测显示联合组去极化程度较单药增加70%。

3.6 转移潜能显著抑制

3D侵袭实验显示，联合治疗使伪足形成减少10倍（p<0.0001），伤口愈合实验证实迁移速率降低4倍，提示该策略可阻断耐药细胞的扩散行为。

这项研究的突破性在于：首次证实极低剂量DCA（500 μM）可通过精准调控PDK-PDH轴，与减半剂量的TKI产生协同抗肿瘤效应。这种"代谢-信号"双靶向策略不仅克服了高剂量DCA的神经毒性隐患，更重要的是通过同时干预致癌信号和能量代谢两大核心通路，阻断了肿瘤细胞的耐药逃逸途径。研究者特别指出，基于PDK亚型表达谱设计的选择性DCA衍生物，有望进一步提升治疗窗口。该成果为临床转化提供了重要理论依据，目前团队正推进相关动物实验以验证长期安全性。