顺铂耳毒性与自噬关系的研究进展

顺铂是当前临床联合化疗中普遍应用的抗肿瘤药物，但该药具有严重的耳不良反应，可造成听力损失。目前，临床上还没有研制出针对顺铂耳毒性的药物。有研究表明自噬可能参与了顺铂耳毒性的全过程。本文就顺铂耳毒性与自噬关系的研究进展予以综述，希望能够为顺铂耳毒性的进一步研究及使用自噬激活剂或抑制剂干预自噬提供参考。

1. 顺铂及其用途

顺铂(顺式-二氯二氨合铂，cisplatin)是铂的金属络合物，为非周期性细胞毒化疗药物，类似于双功能烷化剂^〔1〕。顺铂的抗癌性是由美国生理学家Rosenberg首次发现的，1978年在美国临床上使用。研究显示，顺铂对生殖道肿瘤、鼻咽癌、食管癌、恶性淋巴瘤等均有较好的治疗效果^〔2〕。顺铂被广泛应用于抗癌及其高效的抗癌性的主要原因是其可抑制癌细胞DNA的复制过程。顺铂先经过跨膜运转进入细胞，然后在形成核苷酸链内交联及链间交联之前与嘌呤碱基以共价键的方式在N7位置结合，靶细胞在共价结合物作用下迁移并被攻击^〔3〕。而自由基的产生及氧化应激能调节顺铂对癌细胞周期的调控并诱导凋亡^〔4-5〕。

2. 顺铂耳毒性的作用机制

2.1. 顺铂耳毒性的发生

耳毒性通常是指化学药物治疗过程中引起的内耳组织功能损害和细胞变性，可出现耳聋、耳鸣、听力下降等，可能出现在用药过程中，也有可能出现在停药后数日、数周甚至数月^〔6-7〕。Marsak等^〔8〕在对26例肿瘤患者使用顺铂治疗的前瞻性研究中发现大部分患者发生听力损伤。也有研究表明，在顺铂的化疗过程中约有50%的患者可能出现永久性听力损伤^〔9-10〕。虽然不同的研究顺铂耳毒性发生的概率不同，但都在一定的程度上明确了顺铂具有明显的中耳毒性。

2.2. 顺铂耳毒性的研究发展

以往研究认为，顺铂的耳毒性是部分或完全可逆的。Cardinaal等^〔11〕在对猪的研究中观察到耳蜗毛细胞的恢复。顺铂耳毒性在动物实验中可观察到毛细胞的再生，而在人体治疗中是否可再生，一直有争议。但目前大部分的研究认为，顺铂引起耳毒性的改变是不可逆的、进行性的和双侧的感音神经性聋。例如，在对接受铂类药物治疗的15例患儿随访中发现有6例出现不可逆性的听力损伤，而且可能随着时间的推移而进展^〔12〕。同样，有研究发现，在顺铂的治疗过程中90%以上的患者出现不同程度的听力下降，顺铂导致的耳毒性在不同年龄段都有发现，在儿童更为严重，主要表现为双侧、不可逆性的感音神经性聋^〔13-14〕。

有研究在验证阿司匹林是否可降低顺铂耳毒性的实验中也发现多达50%的患者发生永久性和不可逆性的听力损失^〔15〕。也就是说，铂类药物诱导的耳毒性具有不可逆性、延迟性、进展性等特征，即肿瘤治疗结束后仍可发生听力损伤或出现听力退化加重^〔16-18〕。

2.3. 顺铂对耳蜗的影响

动物和临床研究发现，顺铂对耳蜗Corti器的影响最大，除了可导致部分和(或)全部毛细胞丢失外，还可使内毛细胞发生散在缺少，螺旋神经节细胞、血管纹边缘细胞损伤^{〔11, 13〕}。例如，Breglio等^〔19〕使用离子体质谱检测顺铂在小鼠和人类耳蜗中的药代动力学实验中发现，顺铂在血管纹内的积累难以清除，可保留数月至数年。通常是耳蜗底转的毛细胞首先受损，随着剂量的累积，逐步向顶转听毛细胞进展，最后向所有毛细胞及支持细胞进展。这与临床上顺铂导致耳毒性首先出现高频率听力损伤，再出现低频率听力损伤一致。有研究在临床上观察到应用顺铂化疗的患者在8 kHz处听力损失最大，并且患者听力损失的严重程度与顺铂的剂量成正相关^〔19-20〕。Brock等^〔21〕1991年第1次提出顺铂的耳毒性是先损伤高频再损伤低频。对经顺铂治疗的患者进行听力检测，听力损伤的频率在0.25~20.00 kHz可能性最大，另外8 kHz以上的听力最先受累，然后才到低频听力受累^〔22〕。

2.4. 顺铂耳毒性的机制

Waissbluth等^〔13〕在动物实验时发现，顺铂损害耳蜗的机制是通过结合细胞DNA、产生活性氧自由基、激活炎症级联反应来诱导细胞凋亡，从而起到抗癌作用的效果，其作用的靶点有血管纹、毛细胞和螺旋神经节。随着分子生物学技术的发展，人们对顺铂导致耳毒性的细胞水平和分子水平的作用机制虽然还没有完全明确，但现在普遍接受的主要有：①哺乳动物的铜离子转运蛋白、有机阳离子转运体等进入耳蜗细胞并在细胞质内形成水性复合物，导致DNA损伤和交叉结合，从而使传感器共济失调基因突变并激活抑癌基因p53，增强Bax蛋白的表达，使细胞色素C释放增多，最终导致半胱天冬酶激活凋亡。这点在Thomas等^〔23〕对顺铂导致斑马鱼毛细胞损伤的研究中也得到了证实。②增加活性氧簇(ROS)在内耳的积累产生细胞毒性^〔24〕：主要是由顺铂激活NADPH(还原性辅酶Ⅱ)氧化酶，从而降低抗氧化物酶。在正常的耳蜗中存在过氧化氢酶、谷胱甘肽等活性氧清除系统，保护耳蜗细胞不被损伤。当顺铂进入耳蜗时，可导致耳蜗内谷胱甘肽浓度降低，抑制抗氧化酶的活性，进一步损伤细胞。③通过促进细胞炎症因子释放，介导耳毒性^〔25〕。包括TNF-α、IL-β等释放入细胞质。顺铂能够刺激耳蜗细胞中活性氧的过量产生，而活性氧能增加炎症反应，导致耳蜗毛细胞的凋亡^〔26〕。

3. 自噬在顺铂耳毒性中的作用

3.1. 自噬

自噬是细胞通过溶酶体(或液泡)降解自身组分以达到维持细胞内正常生理活动及稳态的一种细胞代谢过程^〔27〕，可以回收细胞成分并清除细胞中的异物。根据自噬降解底物的特异性，可将自噬分为选择性和非选择性，其中起主要作用的是选择性自噬^〔28-31〕。线粒体自噬是自噬中特别的一种，线粒体自噬是受损的线粒体通过自噬机制选择性地清除被损伤的蛋白质和细胞器来保持细胞内环境的动态平衡。线粒体是细胞氧化呼吸的主要场所，同时也是易损和变异的场所，具有这些特点的原因主要是因为线粒体的DNA比细胞核的DNA更容易发生突变。如果细胞内的有毒物质增加或氧含量减少，细胞抗氧化功能不能清除增多的ROS，就会导致线粒体DNA和蛋白质损伤，线粒体功能丧失，从而诱发线粒体自噬，维持细胞的稳态^〔32〕。而线粒体不仅负责产生能量，也负责产生基本数量的ROS，如果线粒体受损导致能量缺乏和ROS的过度释放，就会对细胞的正常功能产生威胁。

自噬在人体生理功能中发挥重要的作用，主要表现为：①为细胞提供能量，当细胞缺乏营养或处于应激状态时，细胞自噬会通过分解更多的蛋白质产生能量来维持细胞的能量代谢；②维持细胞稳态，主要是通过降解或清除蛋白质、细胞器等来参与细胞稳态的维持；③参与细胞的程序性死亡。自噬在肿瘤、自身免疫性疾病中扮演着重要的角色。

自噬是一个动态过程，主要包括：吞噬泡的形成、Atg5-Atg12系统、LC3系统、降解物的选择、自噬溶酶体的形成以及内容物的降解。随着人们对自噬的不断深入研究，目前公认的自噬调控通路有：①mTOR信号通路，mTOR是磷脂酰肌醇激酶相关蛋白激酶(PIKK)的家族成员，它有2种存在形式：对雷帕霉素敏感的mTOR复合物1(mTORC1)、对雷帕霉素不敏感的mTOR复合物(mTORC2)^〔33〕。研究表明，对顺铂耳毒性起作用的主要是mTORC1。②Beclin-1信号通路，Beclin-1是酵母自噬基因Atg6/Vps30的同源基因，它与自噬在肿瘤等疾病中的作用密不可分，是重要的候选抑癌基因^〔34〕。Beclin-1蛋白由3个部分组成，分别为中央螺旋区、进化保守区、BH3(Bcl-2-homology3)，它们通过与其他因子相互作用来调节细胞自噬的水平。③其他的信号通路，如p53信号通路。

3.2. 自噬与顺铂耳毒性的关系

近年来的研究发现，自噬在肿瘤的治疗中有不可忽视的作用。目前有研究显示，顺铂不仅能诱导人癌细胞如肝癌、宫颈癌、皮肤癌等的自噬，而且这种自噬能够通过降低肿瘤对化疗药物如顺铂的敏感性从而保护肿瘤细胞不受损伤。目前，自噬在顺铂耳毒性中的作用尚未完全明确。韩淼淼(2015)在采用新生大鼠耳蜗基膜体外培养模型探讨细胞自噬与顺铂耳毒性关系时也发现耳蜗细胞也存在顺铂耐药现象。并且发现，在离体耳蜗器官培养条件下低浓度顺铂可以通过细胞凋亡导致耳蜗的毛细胞和螺旋神经节的受损，然而高浓度的顺铂基本不会造成耳蜗毛细胞和螺旋神经节的损伤。研究者猜想这可能是因为高浓度顺铂能够激活耳蜗细胞的自噬所致。说明自噬可能参与了顺铂耳毒性的过程，其激活程度的高低与耳蜗细胞的存亡密切相关。有学者研究通过脂酸阻止ROS的积累保护线粒体的功能，对顺铂诱导的耳毒性有较强的保护作用^〔35〕。Youn等^〔36〕通过将培养的HEI-OC1细胞暴露于30 mmol/L顺铂中48 h后发现，在顺铂治疗的8 h内，HEI-OC1细胞的存活率没有下降，随着暴露时间的延长，HEI-OC1细胞存活率逐渐下降。结果表明，自噬在顺铂治疗的早期具有保护作用，在晚期具有促进死亡的作用。自噬是一种参与顺铂诱导细胞毒性的细胞死亡模式。

4. 展望

顺铂是第一代铂类化疗药，在临床上已得到普遍使用。但顺铂在发挥抗癌作用的同时导致的肾毒性、耳毒性等不良反应也引起了人们的高度关注。目前临床中尚未有令人满意的预防顺铂耳毒性的药物。虽然对顺铂耳毒性机制的研究不断取得进展，但顺铂耳毒性仍然是目前临床无法克服的难点之一。现在的研究认为顺铂耳毒性的机制主要为各种原因引起的细胞死亡，其中自噬在顺铂耳毒性中有双重作用。自噬对细胞的存活至关重要，自噬通路机制的研究将为顺铂耳毒性的预防及治疗提供新的靶点。